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“AÑO DEL BICENTENARIO DEL PERÚ: 200 AÑOS DE INDEPENDENCIA” INDEPENDENCIA”
FERIA DE CIENCIAS “EUREKA 2021” I.E. 40009 SAN MARTIN DE PORRES XXVIII EDICION
PROYECTO: “TRATAMIENTO Y REUTILIZACIÓN DE AGUAS GRISES POR MEDIO DE PLANTAS”
NOMBRES Y APELLIDOS: Antuanet Jhoseline Callo Ochochoque
NÚMERO DE ORDEN: 4
CORREO ELECTRÓNICO:
[email protected]
NÚMERO DE CELULAR: 992 304 246
DIRECCIÓN DOMICILIARI DOMICILIARIA: A: Av. Arequipa 1312 Urb. Jorge Chavez –Paucarpata.
DNI: 61414765
NIVEL: 1ro de secundaria
AÑO: 2021
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“TRATAMIENTO “TRATAMIENT O Y REUTILIZACIÓN DE AGUAS GRISES POR MEDIO DE PLANTAS” 1. JU JUST STIF IFIC ICAC ACIÓ IÓN N La finalidad de este proyecto está en tratar las aguas grises de origen doméstico con el fin de reducir los problemas que éste genera al ambiente (ver anexo 2). Al tratar estas aguas grises con la aplicación de un humedal y un biofiltro casero que utilizan a las pla planta ntass co como mo pri princi ncipal pal age agente nte de de desc scont ontami aminac nación ión;; se podrá podrá ay ayuda udarr a minimizar el consumo excesivo de agua, pero no sólo eso, sino que el agua que se obtendrá al final del tratamiento que es un agua más limpia, en pocas palabras se mejorará la calidad de estas aguas grises, a la cual se le dará un buen uso siendo esta empleada para el lavado de automóviles, ropa, en el riego de plantas ornamentales o en otros casos pueden ser filtradas al suelo.
2. MA MARC RCO OT TE EOR ORIC ICO O 2.1.. AGU 2.1 AGUAS AS GRIS GRISES ES Se definen como aguas grises, las aguas residuales que proceden de duchas, bañeras y lavamanos, éstas presentan un bajo contenido en materia fecal. Si bien las aguas de cocinas y lavadoras también son aguas grises, éstas, generalmente, no se reciclan debido a la elevada contaminación que contienen. (Ver anexo 1). Lass agua La aguass gris grises es es está tánn comp compue uest stas as po porr mate materia ria or orgá gáni nica ca e in inor orgá gáni nica ca y microorganismos. A diferencia de las aguas residuales domésticas, éstas presentan una baja carga orgánica y una contaminación microbiológica sustancialmente menor. Por este motivo, las aguas grises son apropiadas para el reciclaje.
2.2.. BI 2.2 BIOFI OFILTR LTRO O
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Los biofiltros son dispositivos utilizados para la remoción de contaminantes en el agua. Su uso contribuye a evitar la contaminación de cuerpos de agua superficiales y subterráneos, causada por verter directamente el agua residual. A niv nivel el dom domés éstic ticoo se utiliz utilizan an co común múnme mente nte para para el tratam tratamien iento to de ag aguas uas residuales, particularmente de aguas grises (provenientes de la cocina, lavadero, lavabo y regadera). También es conocido como “biojardinera” o “lavadero ecológico”. El tratamiento del agua se lleva a cabo mediante microorganismos que degradan biológicamente los contaminantes. (Ver anexo 3).
2.3. HUME HUMEDAL DAL ART ARTIFIC IFICIAL IAL Sistemas formados por un complejo ecosistema de sustratos, vegetación y agua, cuyo objetivo es la remoción de los contaminantes presentes en el agua residual. Ver anexo 4. El término Humedal (Humedal (Wetland Wetland) se usa para definir para definir áreas que tienen 3 componente componentess típicos: -
Presencia de agua: área inundada rea inundada permanente o peri permanente o periódicamente.
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Suelos característic característicos: os: clasificados: clasificados como hídricos.
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Vegetación apropiada: prevaleciendo las plantas macrófitas (plantas hídricas grandes) adaptadas a las condiciones hidrológicas.
2.3.1. 2.3. 1. COMPONENTE COMPONENTES S DE LO LOS S HUME HUMEDALES DALES ARTIFICA ARTIFICALES LES A. SU SUST STRA RATO TO:: -
Sop Soport ortee par paraa el crec crecimi imient entoo de las pla planta ntas, s, sumini suministr stránd ándole oless parte parte del alimento necesario para su crecimiento.
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La gra granu nulo lome metr tría ía de dell su sust stra rato to pe perm rmit itee un unaa bu buen enaa re remo moci ción ón de sólidos suspendidos y de la parte orgánica.
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Lu Luga garr ddee ddes esar arro roll lloo ddee bbac acte teria rias. s.
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Tip Tipos os de sust sustrat rato: o: arena arena gru gruesa esa ((2mm 2mm), ), arena arena gravo gravosa sa (8mm) (8mm),, grav gravaa fina (16mm), grava media (32mm), piedra partida 8128mm), piedra volcánica.
B. MICRO MICROORG ORGANI ANISMO SMOS S (BA (BACTE CTERIA RIAS): S): -
Actúan en la descomposición de materia orgánica y en la degradación y en la transformación de compuestos tóxicos.
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Pu Pued eden en se serr aer aerob obio ioss y anae anaero robi bios os..
C. PLA LANT NTAS AS:: (ver anexo 5) -
Su Sumi mini nist stra rann oxíg oxígen enoo al suelo suelo y mant mantie iene nenn un ambie ambient ntee ad adec ecua uado do para el crecimiento crecimiento de bacterias.
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La ssuper uperficie ficie de llas as rraíce aícess of ofrece rece protecció protecciónn a los microorga microorganismo nismos. s.
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Man Mantie tiene ne la ca capac pacida idadd hid hidráu ráulic licaa del del suelo. suelo.
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Co Cons nsum umen en de nu nutr trie ient ntes es (N y P P). ).
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Con Conce centr ntran an eenn sus sus tallo talloss y hojas hojas ccier iertos tos meta metales les pesa pesados dos..
2.3.2. 2.3. 2. CONTAMIN CONTAMINANTES ANTES REMO REMOVIDOS VIDOS EN UN HUMEDAL HUMEDAL -
Sólid ólidos os en su susspe pennsi sióón
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Materia oorrgánica Nitrógeno
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Fosforo
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Micr Microo oorg rgan anis ismo moss pa pató tóge geno noss
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Metales pesados
3. OBJETIVOS 3.1. OBJE OBJETIVO TIVO GENE GENERAL RAL
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Logra Lograrr la ppurific urificació aciónn y reutiliz reutilizació aciónn de agua aguass grises grises domé doméstica sticass por medio medio de plantas empleadas en el sistema combinado de un biofiltro y Humedal artificial.
3.2. OBJE OBJETIVO TIVOS S ESPECÍF ESPECÍFICOS ICOS -
Co Cons nstr trui uirr un biof biofil iltr troo y Hu Hume meda dall ar arti tifi fici cial al pa para ra pu puri rifi fica carr ag agua uass gr gris isees domésticas.
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Mej Mejora orarr la cali calida dadd de las ag aguas uas ggris rises es po porr medio medio del sist sistem emaa com combin binado ado de de biofiltro y Humedal artificial. artificial.
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An Anal aliz izar ar las agu aguas as gri grise sess do domé mést stic icas as al in inic icio io y de desp spué uéss de final finaliz izad adoo el proceso de purificación. purificación.
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Con Concie cienti ntiza zarr en los po pobla blador dores es el co consu nsumo mo y reutil reutiliza izació ciónn del agua. agua.
4. HIPÓTESIS Aplicando un sistema combinado combinado de un biofiltro y Humedal artificial que utilicen las pantas como agente descontamína descontamínate, te, se mejorará la calidad de aguas grises domé domést stic icas as qu quee lueg luegoo podr podrán án se serr us usad adas as pa para ra em empl plea eada da pa para ra el la lava vado do de automóviles, ropa, en el riego o en otros casos ser filtradas al suelo.
5. MATERIALES -
3 Reci Recipi pien ente tess rec recta tang ngul ular ares es ddee pl plás ásti tico co
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Tubo Tuboss P PVC VC (cod (codos os y tubo tuboss rec recto tos) s) Manguera de de ssuuero
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Grava gr gruesa
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Grava fina
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Pied Piedra ra volc volcán ánic icaa o pied piedra rass ddee pec pecer eraa
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Arena gruesa
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Arena fina
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Silicón
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Embudo
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Plantas Aguas grises 4
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6. PR PROC OCED EDIM IMIE IENT NTO O 6.1. CONSTRUCCIÓN DEL SIST SISTEMA EMA COMBINADO COMBINADO:: BIOFILTRO Y HUMEDAL ARTIFICIAL. 1.
Re Real aliz izar ar do doss agu aguaj ajer eros os en un unoo de los reci recipi pien ente tess de plást plástic ico, o, por por este este agujero se colocarán los tubos PVC, por lo tanto, el corte debe ser del mismo diámetro del tubo usado.
2.
Para ara fija fijarr los los tubo tuboss se util utiliz izaará el sil ilic icóón para así así po pode derr ev evit itaar la filtración de agua al exterior.
3.
El prim primer er tubo tubo PV PVC C est staará co cone neccta tado do con con el embu embudo do y el se seggun undo do conectado a un sistema cerrado para esto usamos los codos PVC como
4.
ayuda para el cambio de direcciones. Un Unoo de lo loss tub tubos os de debe be tene tenerr agu aguje jero ross para para que que este este per permi mita ta la caí caída da de de agua por goteo hacia el segundo recipiente de plástico.
5.
El segun segundo do re recip cipien iente te es nnue uestr stroo bio biofil filtro tro.. Por lo lo tan tanto, to, en en este este re recip cipien iente te se pondrá la grava gruesa, grava fina, piedra volcánica o piedras de pecera, arena arena gruesa, aren arenaa fina; en ese ord orden en y por capa capas. s.
6.
Para Para pa pasa sarr del re reci cipi pien ente te do doss al ter terce cero ro se cone conect ctar aráá una mang mangue uera ra de pequeño diámetro, este permitirá alimentar por goteo el humedal del recipiente de plástico tres. Al final de este recipiente se hará la salida final que permitirá pasar el agua filtrada y clarificada hacia un recipiente que pueda almacenarla.
6.2. FUNC FUNCIONA IONAMIENT MIENTO: O: El agua ingresa por este conducto de tal manera que llena el tratamiento primario, en esta etapa se separa la mayor cantidad de solidos suspendidos suspendidos los cuales posteriormente serán decantados hacia la parte inferior del tanque. Esta etapa también consiste en la separación de grasas y detergentes, una vez separados los sólidos y las grasas pasa el agua en forma de goteo alimentando lo que es el biofiltro que tiene la función de filtrar el agua, para posteriormente
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alimentar a lo que es el humedal artificial. Esta agua que alimenta al humedal artificial consta principalmente de nutrientes tales como nitrógeno y fosforo, aquí podremos observar que está goteando el agua de tal manera que está alimentando al humedal artificial, finalmente obtenemos el agua ya tratada que puede ser utilizada para el regadío de jardín, limpieza de herramientas, lavado de automóviles, entre otros. Se conc conclu luye ye que que para para qu quee el sist sistem emaa fu func ncio ione ne se ne nece cesi sita ta un ti tiem empo po de retención hidráulico de 6 minutos, el cual consta de alimentar al sistema de aguas grises y pasar por todas las etapas ya mencionadas anteriormente anteriormente..
7. CO COST STO OA APR PROX OXIM IMAD ADO O El cost costoo apro aproxi xima mado do es de 30 nu nuev evos os so sole les, s, lo qu quee co cost star aría ía má máss se serí rían an lo loss recipientes y los tubos PVC empleados en el trabajo, el resto de materiales son de fácil accesibilidad, muchos de ellos no son necesarios de comprar.
8. ANTE ANTECEDE CEDENTES NTES DEL TEMA DE INVE INVESTIG STIGACIÓ ACIÓN N Los humedales artificiales son zonas construidas por el hombre en las que, de forma controlada, se reproducen mecanismos de eliminación de contaminantes presentes en aguas residuales, que se dan en los humedales naturales mediante procesos físicos, biológicos y químicos. El carácter artificial de este tipo de humedales viene definido por: el confinamiento del humedal, el cual se construye mecánicamente y se impermeabiliza para evitar pérdidas de agua al subsuelo, el empleo de sustratos diferentes del terreno original para el enraizamiento de las plantas y la selección de las plantas que van a colonizar colonizar el humedal El concepto del uso de los sistemas de Humedales Artificiales plantados con vegetación propia de los humedales naturales empezó hace más de 50 años con el trabajo de la Doctora Seidel del Instituto Max-Planck en Alemania. Seidel observó que la aena común (Schoenoplectus lacustris) era capaz de reducir gran cantidad de sustancias orgánicas e inorgánicas existentes en aguas contaminadas. Por otro lado, observ obs ervóó que de deter termin minad adas as ba bacte cteria riass (Co (Colifo liforme rmes, s, Sal Salmon monell ellaa y Entero Enteroco cocos cos))
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desaparecían pasando a través de la plantación de aenas. Así mismo observaba una eliminación de metales pesados e hidrocarburos. Sin embargo, se puede decir que fue el trabajo del Doctor Kickuth en las décadas de los 70 y los 80 el que realmente estimuló el interés en la tecnología de Humedales Artificiales en Europa. Estos estudios se basaban en los procesos de tratamiento del agua que ocurren en la zona de la raíz del carrizo común (Phragmites australis) y en el suelo en el que las plantas crecen. Durante Dura nte los años 70 y 80 la princ principal ipal utiliza utilización ción de los humedales humedales Artificiales Artificiales fue como estaciones de depuración de aguas residuales urbanas. Pero es a partir de la déca dé cada da de los los 90 cuan cuando do los los Hu Hume meda dale less Ar Arti tifi fici cial ales es,, ad adem emás ás de lo loss uso soss mencio men cionad nados, os, se han utiliz utilizad adoo con éxito éxito en el tratam tratamien iento to de distin distintas tas agu aguas as residuales industriales. En la actualidad, en muchos pueblos, las plantas de tratamiento ya no cumplen sus objetivos por obsolescencia y/o por mayor carga debido a la actividad industrial. El construir nuevas plantas de depuración o el conectarse plantas lejanas ya existentes implica un elevado coste, con lo que conectar las antiguas plantas con humedales artificiales puede ser una alternativa económica y ecológicamente aceptable, ya que este tipo de sistemas son de construcción fácil, bajo costo, mantenimiento reducido y con una depuración confiable, incluso cuando hay altas variaciones en el caudal.
9. CON CONCLU CLUSI SIONE ONES, S, APORTE APORTES S Y SUGER SUGERENC ENCIA IAS S -
Para Para que eell sist sistema ema func funcion ionee se requie requiere re un tie tiempo mpo hidrá hidráuli ulico co de 6 min. min. El cual cual consta de alimentar el sistema de aguas grises y pasar por todas las etapas mencionadass en el funcionamiento del sistema anteriormente. mencionada
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Mientras Mientras más pplanta lantass po pongam ngamos os eenn nu nuestro estro filtro filtro,, más más lim limpia pia ssaldrá aldrá el agua. agua.
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Reutil utiliz izaar el agua que que ha si sido do tr traatad tada en el ri rieego de pla lannta tass o en otr traas actividades que se realicen en el caserío.
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Recom Recomen endar dar a las autori autoridad dades es el uso de hum humeda edales les artifi artificia ciales les en los case caserío ríoss para mejorar la calidad del agua gris doméstico y mejorar su calidad de vida y así cuidar el recurso agua como edáfico. 7
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Reali Realiza zarr mant manteni enimie miento nto en cu cuant antoo a los re recip cipien ientes tes cada cada seman semanaa y el hum humeda edall artificial cada mes para evitar la incorporación de residuos y que origine la contaminaciónn del agua tratada. contaminació
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Capa Capaci cita tarr a los los pobl poblad ador ores es de es este te caser caserío ío sob sobre re los di dife fere rent ntes es siste sistema mass pa para ra tratar o mejorar el agua gris, en este caso empleando humedales artificiales ya que cuentan con el espacio adecuado y así poder utilizar esta agua en tiempos de sequía.
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Se recomi recomienda enda el uso uso de hume humedale daless artificia artificiales les para para minimi minimizar zar la contamina contaminación ción de los suelos y así la aparición de vectores infecciosos que son originados por el agua residual estancada.
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El uso uso de hum humed edale aless artific artificial iales es en zo zonas nas ru rural rales es que no no cuenta cuentann con sistem sistemaa de alcantarillado resultan ser muy beneficiosos.
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10. DEDICATORIA Y AG AGRADECIMIENTOS RADECIMIENTOS Primero agradezco a Dios por haber creado un mundo donde yo pueda vivir, a mi mamá por ayudarme con los gastos, y a mi hermana que me ayudo a hacer este proyecto.
11. BIBL BIBLIOGR IOGRAFÍA AFÍA O WEBGR WEBGRAFIA AFIA -
PIURA.htt PIURA.https:// ps://repos repositorio itorio.ucv .ucv.edu .edu.pe/b .pe/bitstre itstream/ha am/handle/ ndle/20.5 20.500.1 00.12692 2692/322 /32282/ar 82/arel el lano_lsh.pdf?sequence= lano_lsh.pdf? sequence=1&isAllowed=y 1&isAllowed=y
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https://www.aguasresiduales.info/re https://www.aguasresiduales.info/revista/blog/humedale vista/blog/humedales-artificiales-comos-artificiales-comosistemas-naturales-de-depuracion-de-aguas-residuale sistemas-naturales-de-depuracion -de-aguas-residuales-conceptos-es-conceptos-ehistoria#:~:text=Antecedentes,proc historia#:~:text=Ante cedentes,procesos%20f%C3%ADsic esos%20f%C3%ADsicos%2C%20biol os%2C%20biol %C3%B3gicos%20y%20qu%C3%ADmicos.. %C3%B3gicos%20y%20qu%C3%ADmicos
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htps://reposiory.unilibre.edu.co/bisream/handle/10901/8906/PROYECTO%20DE %20GRADO.pdf?sequence=1&isAllowed=y
-
htps://ecoec.unam.mx/ecoeca/biolro
https://bio https://biorem.u rem.univie nivie.ac. .ac.at/file at/fileadmin admin/user /user_upl _upload/p oad/p_bior _biorem/ed em/educati ucation/le on/lecture ctures/U s/U NASAM_2/Modulo_12.1_Humeda NASAM_2/Modulo _12.1_Humedales_subsupe les_subsuperficiales_para_el_trata rficiales_para_el_tratamiento_de miento_de _aguas_residuales_dome _aguas_res iduales_domesticas.pdf sticas.pdf
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12. FECHA DE PRESENTACIÓN DEL PROYECTO PROYECTO Del 12 al 16 de julio
13. ANEXO ANEXOS S o APE APENDICE NDICE ANEXOS 1 AGUAS GRISES Y LAS FUENTES QUE LA GENERAN
Fig. 01. Se denominan aguas grises aquella agua que ha sido destinada para nuestra higiene corporal o de nuestra casa y sus utensilios ANEXOS 2 AGUAS RESIDUALES EN AREQUIPA, DURANTE LA PANDEMIA
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Fig. 02. Aguas residuales vertidos en los ríos de Arequipa durante la pandemia. ANEXOS 3: PARTES Y FUNCIONAMIENTO DE UN BIOFILTRO.
Fig. 03. El agua jabonosa se dirige hacia una jardinera impermeable que cuenta con una o varias secciones rellenas con grava o tezontle, donde se siembran plantas de pantano. La función del material de relleno es atrapar los sólidos y proveer la superficie necesaria para que se forme una biomembrana, biomembrana, que se encargan de dar tratamiento al agua. Por su 10
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parte, las plantas plantas de pantano ssee nutren de los ddetergentes etergentes y la materia orgánica, evaporan evaporan el agua y así la purifican. Con este sistema se puede llegar a rescatar hasta un 70% del agua jabonosa inicial para su reuso en el riego del jardín.
ANEXOS 4: HUMEDAL ARTIFICIAL
Fig. 04. Humedal artificial. Aquí se alberga un ecosistema único donde el medio acuático y el terrestre se funden para dar refugio a un sinfín de especies. Para simular este ecosistema natural, desde hace décadas nació en Estados Unidos la idea de los humedales artificiales (constructed wetlands, en inglés) con el fin de depurar aguas sucias provenientes de industrias o residencias.
ANEXOS 5: PLANTAS QUE FAVORECEN A UN HUMEDAL ARTIFICIAL
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Fig. 05. Papiro
Fig. 06. Achira
Fig. 07. Cyperus alternifolius
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Fig. 07. Pastos (Zacate)
Fig. 08. Carrizo (Phragmites australis)
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