INTRODUCCIN

Introduccin.

Este texto hace parte de un proyecto mucho ms amplio que tiene como objeto recopilar, seleccionar y estructurar la informacin cientfica en el campo de las aguas, para ponerla al alcance del comn de las personas, en un lenguaje claro, sencillo y amigable.

Como parte de este gran proyecto, se prepar un primer texto[1] que trata de los principios bsicos de qumica que se requieren para comprender los conceptos de evaluacin, calidad, tratamiento y contaminacin de fuentes hdricas. En este, el segundo texto, se aborda el concepto de Calidad de Aguas desde diferentes perspectivas, con el propsito de forjar en el estudiante una mentalidad crtica, analtica y reflexiva, que le permita conceptuar sobre la calidad de un determinado cuerpo de aguas, con rigurosidad y objetividad cientfica.

El texto contiene un poco mas del material que puede ser desarrollado durante un curso semestral de cuatro horas semanales, debido a que ste ha sido diseado, no solo como un texto gua de estudio para el curso, sino tambin como un libro de consulta y un manual para el trabajo de campo en las evaluaciones de Calidad de Aguas, para los futuros profesionales de estas ciencias.

Al igual que en el primer texto, los borradores de este han sido utilizados como material didctico en la ctedra de Calidad de Aguas que se imparte a los estudiantes de Tecnologa en Saneamiento Ambiental, en la Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales de la Universidad Distrital, durante los ltimos tres aos. Todo este material primario ha sido revisado, semestre a semestre, y actualizado constantemente con el propsito de extender su cobertura, hacia los estudiantes de pregrado de diversas disciplinas relacionadas con el Medio Ambiente.

Por todo esto, deseo agradecer la paciencia y colaboracin de mis estudiantes durante estos aos, por su tolerancia y comprensin ante los mltiples ensayos de prueba y error que antecedieron a la culminacin de este texto.

Deseo agradecer de manera muy especial al Doctor Inocencio Bahamn, Decano de la Facultad de Medio Ambiente de la UD FJC, al Doctor Carlos Eduardo Rodrguez, Director de UDNET y al Web Master, Ingeniero Carlos Artunduaga, por su apoyo y colaboracin en la publicacin de esta obra a travs de Internet.

Agradezco de manera muy especial al estudiante de Tecnologa en Saneamiento Ambiental, Camilo Andrs Perdomo, por su valiosa colaboracin en el diseo del Portal Web del Proyecto Fluoreciencia y de cada una de las publicaciones que all aparecen, tanto en la Primera Versin, como en esta, la Segunda Actualizacin

Captulo No 1. Generalidades.

Si bien en sus primeros orgenes el concepto de Calidad de Aguas estuvo asociado con la utilizacin del agua para el consumo humano, la expansin y el desarrollo de los asentamientos humanos ha diversificado y ampliado los usos y aplicaciones potenciales del agua hasta tal punto, que el significado de Calidad de Aguas ha debido ampliarse, para ajustarse a este nuevo espectro de posibilidades y significados.

En la actualidad, es tan importante conocer la calidad del agua para el consumo humano, como lo puede ser para el riego de cultivos, para el uso industrial en calderas, para la fabricacin de productos farmacuticos, para la expedicin de licencias ambientales, para disear y ejecutar programas de monitoreo en las evaluaciones ambientales, para adecuarla a las mltiples aplicaciones analticas de los laboratorios y para regular y optimizar el funcionamiento de las plantas de tratamiento, entre muchos otros fines.

En sntesis, una determinada fuente de aguas puede tener la calidad necesaria para satisfacer los requerimientos de un uso en particular y al mismo tiempo, no ser apta para otro. Puesto que no existe un tipo de agua que satisfaga los requerimientos de calidad para cualquier uso concebible ni tampoco un criterio nico de calidad para cualquier fin, el concepto de Calidad de Aguas, se aplica siempre en relacin con un uso o aplicacin previamente establecida.

1.1

El Ciclo del Agua

El agua es el origen de la vida y la sustancia esencial para su desarrollo. Regula la distribucin y la densidad de la vegetacin sobre la superficie de la tierra y con esto, ejerce un control sobre la vida misma. Por ello, no es casual que a travs de la historia, las grandes civilizaciones hallan florecido siempre sobre las riberas de los principales ros: Los egipcios alrededor del Nilo, los hindes alrededor del Gnges, los alemanes sobre las riveras del Rin o los franceses alrededor del Sena, para nombrar solo algunos ejemplos.

El agua en la naturaleza es un ente dinmico; cambia constantemente de lugar, de estado y de composicin. Puede encontrarse en forma de agua salada en los ocanos, en forma de agua dulce en algunas fuentes naturales o en forma qumicamente muy pura, en las grandes masas nubosas continentales.

Continuamente, una gran cantidad de agua se transforma en carbohidratos, mediante los procesos fotosintticos que realizan las plantas y otra cantidad equivalente es generada mediante la respiracin de los organismos aerbicos, Figura No 1.1.

El ciclo del agua mostrado en la Figura No 1.2, indica los diferentes estados y caminos por los que transita el agua en su constante movimiento. Aunque el comn de la gente se halla familiarizada con este ciclo, paralelamente a este ocurren otros mas, menos evidentes pero igualmente importantes.

Figura No 1.2 Fotosntesis y Respiracin como parte del Ciclo del Agua

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www.herb.lsa.umich.edu/kidpage/respiration.jpg y www.tamazula.com/.../agricultura/ cana/img/fotosintesis.gif

Uno de ellos es el Ciclo Hidrogeoqumico por medio del cual, el agua en su continuo movimiento, transporta y deposita en el mar, grandes cantidades de masa, desde el interior de los continentes hasta el fondo del lecho ocenico. En efecto, el ciclo del agua realiza en su movimiento un proceso extractivo sobre los materiales de la corteza terrestre, similar al que realiza sobre una muestra vegetal, un sistema de extraccin Soxhlet[1].

Figura No 1.2. Ciclo del Agua en una Zona Urbana

Tomado de: projects.ch2m.com/tuscwsp/ img/hydro.jpg

En este smil, los materiales terrestres actan como el material extractable, el agua en su movimiento como el solvente extractante, el mar como el hervidor en donde se concentra el extracto y el sol como la manta de calentamiento que provee la energa necesaria para mantener activo el proceso, Figura No 1.3.Cada sifoneo en el Soxhlet, representa un ciclo completo en la naturaleza, es decir una lloviznita equivalente al chapuzn que se recibira, si toda el agua existente en los ros lagos y mares del mundo, lloviese de repente sobre los continentes, durante un solo evento de precipitacin. Aunque en realidad los ciclos del agua en la naturaleza distan mucho de parecerse a los de un Soxhlet, el resultado en cuanto al transporte de materia si es muy semejante. Es en virtud de este transporte de masa que el agua del mar tiene su salinidad caracterstica.

Figura No 1.3. Sistema de Extraccin con Soxhlet

Tomado de: www.anl.gov/OPA/logos16-2/ photo/soxlet.g

Pero el agua al caer y transitar sobre la superficie de la tierra, no solamente transporta materiales hacia el mar, sino que tambin erosiona su superficie, moldea el paisaje y esculpe nuevas formas sobre la superficie de la tierra. A su paso por los continentes, el agua renueva la vegetacin y activa los ciclos vitales de los ecosistemas.

Otro de los ciclos paralelos al gran Ciclo Hidrolgico, lo constituye el Fraccionamiento Isotpico del agua, el cual es accionado por los procesos de evaporacin y condensacin. Para entender este fraccionamiento, es necesario partir del reconocimiento de la existencia de los tres istopos del hidrgeno y los dos de oxgeno:

Aunque estamos acostumbrados a referirnos al agua por la frmula molecular H2O, en realidad las molculas de agua, dentro de un vaso con agua, estn realmente formadas por molculas constituidas por todas las combinaciones posibles de estos istopos.

Figura 1.4. Agua como Agente Modificador del Paisaje

www.d.umn.edu/tma/MungerSite/PicturesSmall/146P05SysGeo.jpg

As las cosas, el agua no esta compuesta exclusivamente por agua de masa molecular 18, sino que esta forma coexiste con todas las dems formas posibles, a partir de la combinacin entre los diferentes istopos de hidrgeno y oxgeno, esto es, agua de masa molecular 19, DHO, agua de masa molecular 20, D2O, etc., etc.

Por otra parte, es bien conocido el hecho de que dentro de una misma familia de compuestos qumicos, cuanto mayor es la masa molecular del compuesto, mayores son sus puntos de fusin y de ebullicin. Es por esto que el agua de masa molecular 18 funde y ebulle a temperaturas ligeramente ms bajas que el agua de masa molecular 19 o 20.

Durante el proceso de evaporacin del agua, desde el mar o desde cualquier otro cuerpo de agua superficial, ocurre un fraccionamiento isotpico por medio del cual, el agua que permanece en estado lquido dentro de la fuente expuesta, aumenta su concentracin en istopos pesados, (se enriquece en istopos pesados), tales como H2 y O18, mientras que la masa de vapor que se desprende, se enriquece en istopos livianos, (H1, y O16). Esto se debe a que las molculas mas ligeras se evaporan primero que las mas pesadas.

A su vez, cuando dichas masas nubosas ganan altura, se enfran y condensan causando eventos de precitacin, en donde el agua que se precipita en forma de lluvia, posee un mayor contenido de istopos pesados en relacin con la composicin isotpica de la masa nubosa remanente. Esto, debido a que las molculas mas pesadas, condensan primero que las ms livianas.

El efecto global de los fenmenos de evaporacin y condensacin del agua en el ciclo hidrolgico tiene como consecuencia, que de una manera muy aproximada, cada cuerpo de aguas puede caracterizarse por su proporcin relativa de istopos livianos y pesados, es decir, por su firma isotpica que le caracteriza y distingue de los dems cuerpos de agua. As, merced al fraccionamiento isotpico del ciclo hidrolgico, la isotopa constituye una herramienta natural sumamente til en los estudios hidrolgicos y ambientales.

Por otra parte, un inventario instantneo de las fuentes hdricas terrestres, desde la atmsfera hasta aproximadamente los 4.000 m de profundidad bajo el nivel del mar, arroja los siguientes resultados, Fetter, 1994:

Estos resultados hablan por s solos de la importancia que tiene el agua subterrnea como fuente potencial para el abastecimiento humano, Fetter, 1991., y de la escasa proporcin del agua dulce en relacin con su volumen total.

Obsrvese como las reservas de agua subterrnea son aproximadamente 70 veces ms grandes que las de agua superficial y como, las reservas de aguas, superficiales y subterrneas juntas, apenas constituyen el 0,6% del agua lquida total del planeta. Si bien las tres cuartas partes de la superficie terrestre se hallan cubiertas de agua, su volumen realmente disponible es muy bajo, mxime en la era moderna, en donde los fenmenos de contaminacin reducen cada vez ms las fuentes de agua dulce.

Las diferencias entre el agua dulce y el agua salada presente en los ocanos, pueden apreciarse fcilmente mediante el anlisis comparativo de su composicin. Si bien estas diferencias pueden verse, tan grandes o tan simples como queramos, ellas determinan su uso potencial para el abastecimiento humano y para muchos otros muchos fines cotidianos. La Tabla No 1 y la Figura No 1.5, ilustran estas diferencias.

Tabla No 1. Composicin Comparativa de Agua Lluvia y Agua de Mar

ParmetroAgua lluvia[2]agua de mar[3]

pH5,68,2

Conductividad, S/cm648300

Calcio, mg/l0,3418

Magnesio, mg/l0,61330

Sodio, mg/l1,211035

Potasio, mg/l0,6397

Cloruros, mg/l< 519841

Bicarbonatos, mg/l7146

Sulfatos, mg/l< 52769

Nitratos, mg/l, (N)No Medido< LD

Figura No 1.5. Composicin Relativa del Agua de Mar

www.geo.lsa.umich.edu/~crlb/COURSES/ 117/Lec25/SeaWater.JPG

1.2Conceptos Generales.Como ya se dijo antes, cuando se habla de Calidad de Aguas es porque se tiene implcita una aplicacin especfica. Dichas aplicaciones las define el cliente o usuario de los resultados y generalmente estn relacionadas con preguntas tales como: Es apta esta fuente para el consumo humano?, Es til para el riego de cultivos frutales?, Sirve para propsitos pisccolas?, es incrustante o corrosiva?, etc., etc.

La calidad de un cuerpo de aguas se determina en ltima instancia mediante procedimientos de Muestreo, Anlisis de Laboratorio e Interpretacin de Resultados. Estas mismas pruebas, con diferente interpretacin, pueden aplicarse tambin para el control y optimizacin de plantas de purificacin y tratamiento de aguas, para el control, prevencin y proteccin de fuentes hdricas y en general, para el desarrollo de estudios de evaluaciones e impacto ambiental.

En este texto se presentan y discuten las operaciones bsicas que se requieren para poder conceptuar sobre la calidad de un determinado cuerpo de aguas, tendiendo como referencia la calidad con respecto al consumo humano, con respecto al riego de cultivos, con respecto al uso industrial y con respecto a las evaluaciones de impacto ambiental.

1.3.Necesidad de Monitorear las fuentes de Agua

Una consecuencia inherente a la distribucin del agua para el consumo de una poblacin, la constituye la generacin de grandes volmenes de agua residual, que por lo general, tienen como punto de descarga final, las mismas fuentes de abastecimiento. Este procedimiento puede resumirse as:

Mediante una operacin simple, una comunidad riberea coloca sobre el cauce, una bocatoma ubicada en condicin de aguas arriba con respecto del asentamiento, para abastecer mediante una red de suministro, las necesidades de la poblacin. Las aguas residuales que se van generando, se van evacuando constantemente mediante un sistema de alcantarillado, hasta un canal colector que las conduce nuevamente hacia el cauce, en un punto ubicado en condicin de aguas abajo.

Como consecuencia de este procedimiento, el agua que llega a las comunidades ubicadas aguas abajo de las primeras, ser siempre de menor calidad. Cuando este procedimiento se repite a lo largo de la trayectoria de un ro, sus aguas se van deteriorando hasta llegar a un punto en el cual, el cauce pierde su capacidad natural de auto depuracin. Las aguas se tornan incapaces de sostener la vida, se deteriora el ecosistema y ya no es posible que otra comunidad ms, ubicada en condicin aguas abajo, pueda servirse de este mismo cauce.

En las actuales circunstancias el crecimiento de la poblacin humana en muchos lugares del mundo, es tal, que prcticamente todas las comunidades se hallan ubicadas en condicin aguas abajo. Ya que las aguas residuales contienen una amplia gama de contaminantes y agentes patgenos que afectan la salud pblica, la vigilancia y el control sobre la Calidad del Agua, constituye uno de los factores ambientales ms importantes, para cualquier comunidad, en cualquier lugar del mundo.

1.3.

Ejercicios de Reflexin y Aplicacin

Al finalizar este capitulo el estudiante deber estar en capacidad de definir con sus propias palabras, los conceptos de Calidad, Agua residual, Agua potable, Ciclo hidrolgico, Ciclo Hidroqumico, Ciclo isotpico y dems ciclos vitales.

Adems deber tener una idea aproximada sobre la composicin de aguas residuales domsticas, aguas superficiales, aguas subterrneas y agua de mar.

1.4.

Eplogo

El hombre y el aguaSi el hombre es un sueoel agua es el rumbo,si el hombre es un puebloel agua es el mundo.

Si el hombre es recuerdoel agua es memoria,si el hombre esta vivoel agua es la vida.

Si el hombre es un nio el agua es Paris,si el hombre la pisael agua salpicacudala como cuida ella de ti.Brinca, moja, vuela, lava,agua que vienes y vas.Ro, espuma, lluvia, niebla,nube, fuente, hielo, mar.

Si el hombre es un sueoel agua es el rumbo,si el hombre es un puebloel agua es el mundo.

Si el hombre es recuerdoel agua es memoria,si el hombre esta vivoel agua es la vida.

el agua es Paris,si el hombre la pisael agua salpicacudala como cuida ella de ti.

Brinca, moja, vuela, lava,agua que vienes y vas.Ro, espuma, lluvia, niebla,nube, fuente, hielo, mar.

Agua, barro en el camino,agua que esculpes paisajes,agua que mueves molinos,agua que me da sed nombrarte,agua que le puedes al fuego,agua que agujereas la piedra,agua que estas en los cieloscomo en la tierra.

Brinca, moja, vuela, lava,agua que vienes y vas.Ro, espuma, lluvia, niebla,nube, fuente, hielo, mar.

Joan Manuel Serrat

Captulo No 2. Operaciones de Muestreo.Cualquiera que sea el propsito, cuando se investiga la calidad de un cuerpo de aguas, una de las primeras tareas que se deben resolver, consiste en obtener una muestra representativa del cuerpo de aguas que se desea investigar.

Aunque la mejor representatividad de un anlisis se obtiene cuando se realizan las pruebas directamente en la fuente, las operaciones de muestreo son necesarias, por cuanto muchos de los anlisis involucran equipos o mtodos cuyo traslado o ejecucin directa en campo, simplemente no es posible.

En un sentido genrico, el propsito de las operaciones de muestreo consiste en extraer del cuerpo de aguas que se investiga, una cantidad de muestra representativa, suficiente como para poder realizar sobre ella todas las pruebas que se requieren, no tan grande como para poderla transportar fcilmente hasta el laboratorio y en un intervalo de tiempo tan corto, como para que su composicin no cambie apreciablemente antes de realizar las pruebas.

Figura No 2.1. Operaciones de Muestreo

www.aqd.nps.gov/.../05risks/ 04ferrin_water_sample.jpg

El requisito de que las concentraciones y las proporciones relativas de todos los componentes en la muestra, se mantengan idnticos a los de la fuente, implica una variada gama de precauciones y condiciones de manejo de muestras, que involucran aspectos tales como refrigeracin, adicin de preservantes y/o procedimientos de fijacin de parmetros en campo. El objetivo de este captulo es presentar al lector algunas consideraciones de ndole general, con el fin de que las operaciones de muestreo, contribuyan a responder las preguntas que motivan el anlisis.2.1

Tipos de Muestras

Dependiendo de la forma como se realiza un muestreo, este puede ser de naturaleza Puntual o Compuesta.

Una Muestra Puntual es la que se toma en un determinado punto del espacio y del tiempo. Las muestras puntuales reflejan las caractersticas instantneas del cuerpo de aguas de donde proceden. Generalmente se recurre a muestreos puntuales cuando:

Figura No 2.2. Muestra Puntual

www.lvstormwater.com/ jpgs/sampling.jpg

El agua que se desea investigar, fluye solo intermitentemente.

Cuando se desean conocer las caractersticas pico o extremas de un determinado vertimiento.

Cuando se desea conocer la composicin de un cuerpo de aguas relativamente esttico o pequeo.

Cuando se desea conocer la variacin de la composicin en funcin del tiempo, de un determinado vertimiento.

Cuando se desea el efecto de un evento puntual sobre un cauce receptor.

Una Muestra Compuesta es lo que se obtiene por composicin o mezcla de dos o ms muestras puntuales. Una muestra puede ser compuesta con respecto al tiempo, al espacio o al caudal.

Una muestra compuesta en funcin del tiempo, es la que se obtiene por combinacin de varias muestras puntuales, tomadas en un mismo sitio, pero en diferentes instantes de tiempo. As por ejemplo, se puede conocer la composicin media de un vertimiento de aguas residuales, mediante el anlisis de una muestra obtenida por combinacin de varias muestras puntuales, tomadas en el mismo punto pero a diferentes horas del da.

Una muestra compuesta en funcin del espacio, es la que se obtiene por combinacin de varias muestras puntuales, que han sido tomadas en diferentes puntos de un cuerpo de aguas, durante un mismo intervalo de tiempo. As por ejemplo, se puede conocer la composicin media del Ro Bogot, bajo el Puente de La Caro, en una determinada fecha y a una determinada hora del da, analizando una muestra compuesta, obtenida por combinacin de varias muestras puntuales, tomadas en diferentes puntos de su seccin transversal.

Una muestra compuesta en funcin del caudal, (muestreo isocintico), es la que se obtiene por combinacin de varias muestras puntuales, tomadas en cantidad proporcional al caudal en cada punto. Generalmente se recurre a muestreos compuestos cuando:

Figura No 2.3 Muestreo Compuesto

Tomado de: az.water.usgs.gov/cazb/ pix/SWsampling.gif

Cuando se quieren conocer las caractersticas medias de un cuerpo de aguas extenso.

Cuando se quieren conocer las caractersticas medias de un determinado vertimiento.

Cuando se desean incluir en el anlisis, las variaciones de flujo del cauce o vertimiento examinado.

En general, cuando se realiza el muestreo de un cuerpo de aguas en movimiento, es necesario aforar el cauce, bien sea para expresar los resultados analticos en trminos de Cargas o bien porque se requiere de estos datos para realizar la composicin de las muestras. Otras consideraciones generales de muestreo son las siguientes:

Antes de tomar una muestra, se debe enjuagar por lo menos tres veces el recipiente con el agua de muestreo, a menos que este contenga algn agente preservante. Este procedimiento se conoce con el nombre de purga de los recipientes.

Cuando las muestras deben ser transportadas a grandes distancias, es conveniente dejar un espacio libre dentro del recipiente de aproximadamente el 10% de su volumen, para que la expansin trmica no fracture los recipientes.

Durante las operaciones de muestreo se debe llevar un registro de cada muestra, en donde se especifique su identificacin, tipo de anlisis, lugar, fecha y hora de toma y una descripcin de los aspectos relevantes encontrados en el sitio de muestreo, de tal forma que estos puedan atarse a los resultados analticos.

Se deben marcar perfectamente las muestras, indicando en el formato el nombre y nmero de la muestra, el sitio de muestreo, el tipo de anlisis para la cual fue tomada y la fecha y hora en que se realiz el muestreo, entre otros.

Algunos parmetros cuyos valores cambian rpidamente con el tiempo, deben ser medidos directamente en el sitio de muestreo, utilizando kits o equipos porttiles de anlisis, (temperatura, pH, gases disueltos, etc.).

Otros parmetros deben ser fijados o preservados en campo, para su posterior anlisis en el laboratorio. Tal es el caso de los nitratos, la DBO5, DQO, las pruebas bacteriolgicas, etc. El tiempo disponible para realizar los anlisis sobre las muestras que han sido preservadas, depende del anlisis y del tipo de preservacin.

En muchos casos, las operaciones de muestreo son tan complejas que frecuentemente el laboratorio que realiza los anlisis, debe dirigir o prescribir conjuntamente con el usuario de los resultados, el programa de muestreo. Esto es esencial si se quiere asegurar la validez de las respuestas que se esperan obtener.

2.2

Seleccin de un Sitio para el Muestreo

Cuando se disea un programa de monitoreo, es preferible, hasta donde sea posible, incluir dentro del Programa de Monitoreo, los mismos sitios de muestreo anteriores, debido a que los datos y registros histricos de Calidad de Aguas, constituyen una informacin valiosa y un punto de referencia importante para efectos de comparacin.

En todo caso, si se desean incluir nuevos sitios de muestreo, se debe procurar posicionarlos sobre las Estaciones Fluviomtricas, para que las descargas hidromtricas puedan correlacionarse con los resultados analticos. Si no hay estaciones pluviomtricas cerca del sitio elegido, entonces se deben realizar aforos en el sitio justo de muestreo. Siempre se debe considerar la posibilidad de tomar varias muestras en c/u de los puntos seleccionados, al menos durante el curso de un ao. Si el sitio fuera inaccesible durante partes del ao, podra no resultar adecuado para las necesidades de un proyecto o de un determinado programa de monitoreo.

Es importante que los sitios de muestreo sobre ros, se hallen ubicados corriente arriba de la ltima confluencia de inters y que el sitio sea seleccionado en donde el canal sea ms liso, ms recto, ms accesible y ms uniforme, en cuanto a su geometra y profundidad. En la seleccin de los puntos, se deben tener cuenta los errores implcitos a factores como turbulencia, gradientes de velocidad, accesibilidad y peligrosidad durante las operaciones de muestreo. En sntesis, se busca que el sitio elegido, provea la muestra ms representativa con la menor cantidad de errores posible.

Cuando se trata de programas de monitoreo relativamente grandes, suele ser conveniente, una vez ubicados los sitios, obtener el permiso escrito formal de los dueos de los predios, para facilitar el acceso al sitio de muestreo. El acceso legal del analista o muestrador puede abarcar desde un consentimiento verbal hasta una orden administrativa de registro. Una tctica para establecer una buena relacin con los propietarios de los predios, consiste en ofrecerles una copia de los resultados de los anlisis.

2.2.1

Ubicacin de Nuevos sitios de Muestreo

Los pasos bsicos para establecer un nuevo sitio de muestreo consisten en ubicar y describir la estacin de muestreo en los registros de datos o base de datos, indicando su posicionamiento fsico o ubicacin en el espacio y fotografiando la estacin. La ubicacin y el nmero de identificacin de un sitio de muestreo de calidad del agua, deber marcarse con exactitud sobre una plancha topogrfica, cuya escala depender de los alcances y objetivos del Programa de Monitoreo. El trazado de esquemas del lugar que muestren los caminos, construcciones y otros puntos de referencia que no se encuentren en los mapas topogrficos, ayudar a localizar sitios remotos para terceros.

Cada sitio o estacin de muestreo debe fotografiarse regularmente, a fin de mantener la documentacin del sitio al da. En la primera visita al sitio conviene tomar una cantidad suficiente de fotos para establecer un registro fotogrfico completo del sitio y de sus inmediaciones. Es aconsejable que las fotos sean tomadas desde puntos de referencia constantes y cuya posicin no cambie apreciablemente con el tiempo. Estos puntos fotogrficos deben describirse en las notas de campo o deben improvisarse puntos de referencia mediante mojones, si no se encuentran puntos naturales.

Para muchos fines, resulta conveniente Incluir a una persona o un objeto en la fotografa, para indicar la escala de medida. Idealmente, debern tomarse dos fotos de cada Sitio de Muestreo: Una desde corriente arriba enfocando hacia el Sitio de Muestreo y otra desde corriente enfocando hacia el mismo sitio.

2.2.2

Uso de Libretas y/o Carpetas de Campo

El empleo y mantenimiento de carpetas o libretas de campo tiene por objeto ubicar toda la informacin necesaria sobre el sitio de muestreo en cualquier momento y en un solo archivo. El empleo de carpetas de campo para toda la informacin pertinente a la operacin de una estacin o sitio de muestreo es una prctica que debe adoptarse por rutina. La carpeta de campo deber contener la mayora, si no toda, la informacin siguiente: Ubicacin exacta del sitio, descripcin fsica del mismo, datos asociados o informacin histrica, fotografas, mapas, resultados analticos, caudales, etc., etc.

Las notas tomadas in-situ son importantes para el proceso de recoleccin de muestras, debido a que a menudo, son el nico registro escrito que soporta las mediciones de campo. Por ello, las libretas de campo, deben escribirse en un lenguaje tcnico, legible y completo, y ser llenadas con tinta indeleble. La Tabla 2.1 registra la informacin mas frecuente que se debe consignar en cada sitio de muestreo.

Tabla No 2.1. Datos de Campo de un Punto de Agua o Sitio de Muestreo.

Nombre de la Estacin:

Ubicacin:Norte:Este:

Fecha:Hora:Tipo de Muestra:

Institucin o empresa:Muestreado por:

Muestra para:Caudal o Aforo

Temperatura:pH:Conductividad Elctrica:

Color:Olor:Aspecto:

Descripcin de la fuente:

Descripcin de la muestra:

Condiciones Climticas:

Las mediciones de campo son los parmetros que se miden en el lugar, lo ms cerca posible en tiempo y espacio al sitio de muestreo. Estas mediciones comprenden aquellos parmetros cuyos valores cambian rpidamente, tales como temperatura, pH, slidos sedimentables, turbidez, color, alcalinidad, oxgeno disuelto, sulfuro de hidrgeno, cloro libre y en general, cualquier gas disuelto que sea de inters para los propsitos del programa de monitoreo.Peridicamente se debe verificar la operacin y la calibracin de todos los instrumentos de campo (correntmetros, pHmetros, oxmetros y conductmetros), a fin de garantizar que estos estn en buenas condiciones de funcionamiento. Practique antes de salir a campo, la tcnica de medicin si el instrumento o la medicin es nueva para usted. Las mediciones en el terreno deben hacerse solamente con instrumentos calibrados. Calibre los instrumentos siguiendo las directrices del fabricante o del manual de funcionamiento.

Si la profundidad del cauce que se desea muestrear, es inferior a 0,5 m, las mediciones de campo se hacen a aproximadamente un tercio de la profundidad de la fuente. Si la profundidad del cauce o cuerpo de agua a medir, vara entre 0,5 y 1,5 m, la temperatura, el pH, el Oxgeno Disuelto y la Conductividad Elctrica se deben medir a aproximadamente 0,3 m bajo la superficie del agua.

Si la profundidad del agua en el punto de muestreo es superior a 1,5 m, deber tomarse un perfil vertical de los anteriores parmetros. Cuando no es posible hacer un perfil de las mediciones de campo, las mediciones debern reportarse indicando la profundidad a la cual fueron realizadas y la profundidad del cuerpo de aguas.

Cuando se muestran embalses, bahas, estuarios o canales cuyas profundidades varan entre 1,5 y 3,0 m, se debe trazar un perfil vertical con mnimo tres puntos: A 0,3 m de profundidad, a la mitad de la profundidad y a 0,3 m de altura, sobre el lecho del cauce.

Para cuerpos de agua cuya profundidad sobrepasa los 3 m, los perfiles de muestras debern hacerse empezando a los 0,3 m de profundidad y luego a intervalos de 1,5 m hasta llegar a aproximadamente 0,5 m sobre el nivel superficial del fondo del reservorio. Cuando las profundidades son mayores, los intervalos entre muestra y muestra pueden extenderse hasta 3 m.

2.3

Equipo de Muestreo para Calidad del Agua

Figura No 2.4. Sistema de Muestreo por Succin y Bomba Sumergible

Un equipo de muestreo es un instrumento, por lo regular de 1,0 litro de capacidad, capaz de ser sumergido hasta la profundidad deseada, de abrirse para tomar la muestra y luego cerrarse hermticamente para impedir su alteracin con aguas de diferente profundidad. La mayora de estos equipos tienen ms de ingenio y creatividad que de tecnologa y por ende, pueden ser construidos a costos relativamente bajos, si se tienen ciertos cuidados y precauciones.

Existen distintos tipos de muestreadotes para diferentes tipos de muestras y diferentes presupuestos. Algunos muestreadotes genricos y econmicos ampliamente usados en calidad de aguas son: Muestreadores de Barrido, (para cauces regulares y canales poco profundos), Muestreadores de Succin o vaco, (para cuerpos de agua poco profundos), Muestreadores Mecnicos de Captura para profundidades medias, (de hasta 50 metros aproximadamente), Muestreadores de Inyeccin y muestreadores automticos operados a control remoto.

Figura No 2.5. Equipos de Muestreo Mecnicos No Isocinticos

www.duncanandassociates.co.uk/ industrial/images/kemmer.jpg

Figura No 2.6 Equipo para Toma de Muestras en Profundidad

www.volcano.si.edu/.../region13/ pacif_n/axial/2302_14s.jpg

Los principales mtodos de muestreo para determinar la calidad del agua en cuerpos de agua circulantes, pueden clasificarse como (1) Muestreos de Superficie al Azar, en los que se recogen muestras en un envase abierto desde un slo punto, en la superficie del agua, o cerca de ella, (figura No 2.5) y (2), Muestreos Integrados Transversalmente o de Flujo Ponderado, (Isocinticos), en los que los volmenes de muestra tomados en cada punto, son proporcionales a la velocidad de la corriente, (Figura No 2.7). Los principales tipos de muestreo en cuerpos de agua relativamente esttico, pueden ser Puntuales o Compuestos.

Tabla No 2.2 Gua para la Construccin de un Muestreador No-Isocintico

Tomado de: www.usgs.govFigura No 2.7. Diagrama Esquemtico de un Muestreador Isocintico

Tomado de: www.usgs.gov2.4

Recoleccin y Preservacin de Muestras La Tabla No 2.3 es una compilacin de normas estndares para el muestreo y preservacin de muestras en campo, para algunos de los parmetros mas frecuentes. Sin embargo, mas que normas, la tabla indica una serie de directrices de muestreo tendientes a garantizar la calidad de los resultados analticos.

Tabla No 2.3 Mtodos de Muestreo y Preservacin de Muestras

Propiedad o componenteMaterial delRecipiente(s)Mililitros MuestraPreservacinDuracin

AlcalinidadPlstico o vidrio 0,5 l.100Enfriar a 4 C, Medio oscuro14 das

Slidos Suspendidos Plstico o vidrio 0,5 l.400Enfriar a 4 C, Medio oscuro7 das

Cloro (Cl )Plstico o vidrio 0,5 l.100Enfriar a 4 C, Medio oscuro.28 das

Sulfato (SO4 )Plstico o vidrio 0,5 l.100Enfriar a 4 C, Medio oscuro.28 das

Orthophosphate phosphorus (PO4-P)Plstico o vidrio 0,5 l.150Enfriar a 4 C, Medio oscuroFiltrada, 48 horas

Nitrato y Nitrito,NO2 y NO3Plstico o vidrio 0,5 l.150Enfriar a 4 C, Medio oscuro.28 das

Amonaco (NH3)Plstico o vidrio 0,5 l.150H2SO4 hasta pH < 2 y enfriar hasta 4 C, sitio oscuro28 das

Fsforo totalPlstico o vidrio 0,5 l.150Enfriar a 4 C, Medio oscuro.28 das

Carbono orgnico totalPlstico o vidrio 0,5 l.100Enfriar a 4 C, Medio oscuro.28 das

NitritoPlstico o vidrio 0,5 l.50Enfriar hasta 4 C, oscuro48 horas

Disuelto de Slidos totalPlstico o vidrio 0,5 l.250Enfriar hasta 4 C, oscuro7 das

DurezaPlstico o vidrio de un cuarto o 1-L250Sin filtrar, enfriar a 4C, sitio oscuro,Filtrando, H2SO4 o HNO3 hasta pH