agua cordoba

7/25/2019 Agua Cordoba

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Seminario Internacional de Gestin Ambiental e Hidroelectricidad, un Camino hacia laSustentabilidad, Complejo Hidroelctrico Salto Grande, Entre Ros, Argentina, 2001.

COMPOSICIN INICA DEL EMBALSE SAN ROQUE (CRDOBA, ARGENTINA)Y SU RELACIN CON EL PROCESO DE EUTROFICACIN

1Rodrguez, M.I.; 1Granero M.;1Bustamante, M.A.; 2Avena, M.;3Bonfanti, E.;3Busso, F. y 3Girbal, A.

1 Centro de la Regin Semirida (CIRSA), Instituto Nacional del Agua (INA)Ambrosio Olmos 1142, 5000, Crdoba.

2 Facultad de Cs Qumicas, Universidad Nacional de Crdoba3Aguas Cordobesas S. A.

email1: [email protected], [email protected]

Resumen

En la actualidad, el Embalse San Roque es la principal fuente de abastecimiento de aguapotable para la Ciudad de Crdoba y alrededores, con una poblacin aproximada de1.500.000 habitantes. A raz de que el citado embalse se encuentra en una zona donde ladisponibilidad de agua es limitada, el uso de las aguas del mismo es de carcter mltiple.Adems de generar energa elctrica, el espejo de agua crea un mbito ideal para el turismoy la prctica de deportes nuticos. Pero, debido a la magnitud de actividades desarrolladasen su cuenca, uso de las tierras y a la ausencia de una adecuada infraestructura desaneamiento de la ciudades de su perilago, el embalse San Roque muestra un elevadoestado trfico (eutrfico) que compromete el uso de las aguas para los fines pretendidos.

El estudio de la composicin relativa y absoluta de la salinidad de las aguas del embalsereviste inters ya que manifiesta caractersticas de su cuenca de aporte, de lasprecipitaciones atmosfricas y tambin de los procesos que intervienen en el cuerpo deagua como el equilibrio evaporacin-precipitacin qumica, la dinmica de estratificacintrmica o el intercambio de nutrientes con los sedimentos.Los resultados presentados corresponden al ao 2000 y describen al embalse en relacin asu composicin inica, reflejando la variacin estacional y espacial, en profundidad, de laconcentracin de los iones ms relevantes.Del anlisis de los resultados se desprende que el agua del lago pertenece al tipobicarbonatado clcico sdico y que adems es posible asociar la dinmica estacional yespacial de los iones calcio y sulfato con la problemtica de la eutroficacin y con el rgimenmonomctico del embalse.

Introduccin

En las ltimas dcadas el Embalse San Roque ha sido abordado para su estudio ennumerosas ocasiones (Bonetto et al, 1976; Gaviln, 1981; Ruibal, 1997; Ruibal et al, 2000) yactualmente junto con sus tributarios, es objeto por parte del CIRSA, de un continuomonitoreo de variables fsicas-qumicas y biolgicas con el propsito de caracterizar surgimen trfico.En marco de este proyecto, es que se realiza una evaluacin de las relaciones existentesentre parmetros de calidad y la composicin inica del embalse.

Esta evaluacin reviste no solo un inters descriptivo, sino que tambin realiza unacontribucin al conocimiento general del proceso de eutroficacin, de la dinmica del


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fitoplancton y nutrientes, calidad de los sedimentos, deteccin de fuentes puntuales decontaminacin, evaluacin de cargas de nutrientes al embalse, entre otros aspectos (Gibbs,1970; Calderoni et al, 1978; Mosello y De Giuli, 1982; Drago y Quirs, 1996).

El presente trabajo tiene como objetivo caracterizar la composicin inica de las aguas delEmbalse San Roque, mostrar la relacin con el estado trfico y describir la variabilidadestacional y espacial en perfil, de los iones calcio y sulfato en base a datos recolectados enel transcurso del ao 2000.

Caractersticas del Area de Estudio

El Embalse San Roque (31 22 S y 64 27 O) se localiza en el Valle de Punilla a 600 msobre el nivel del mar, entre las Sierras Grandes y las Sierras Chicas en la Provincia deCrdoba.A nivel de cota de vertedero, la superficie del espejo de agua es de 15 Km2, con unaprofundidad mxima de 35.3 m y una profundidad media de 13 m.El Embalse cumple principalmente la funcin de retencin de las crecientes de los cursosserranos y de provisin de agua a las plantas potabilizadoras para el abastecimiento deagua potable a la Ciudad de Crdoba, adems del aprovechamiento hidroelctrico y decrear un mbito para el desarrollo de mltiples actividades recreativas.La cuenca de drenaje est formada por las subcuencas del Ro San Antonio de 500 km2, RoCosqun de 820 km2, Arroyo Las Mojarras de 85 km2 y Arroyo Los Chorrillos de 160 km2 ,siendo su nico efluente el Ro Suqua. Factores climticos influyen en la productividad delsistema acutico, al afectar y determinar cambios a nivel hidrolgico de una estacin delao a otra y de un ao a otro. Desde este punto de vista, se observa a nivel anual unaalternancia de aos muy hmedos (precipitaciones anuales superiores a 1000mm) con otros

secos que apenas superan los 400mm. La precipitacin media anual resulta de 650 mm y lahumedad media del 65%. Las mayores precipitaciones se producen en verano influyendosignificativamente en los caudales de los tributarios. Bajo el dominio de un clima templado latemperatura media anual es de 14C y los vientos predominantes son del cuadrante sur ynorte, pero estn sujetos a las variaciones propias de la morfologa del relieve. Desde unpunto de vista geolgico, la cuenca est constituida por un basamento cristalino antiguometamrfico-plutnico. Las rocas gneas que lo componen estn representadas por unaintrusin grantica regional y las metamrficas por un complejo en el que la roca netamentedominante es un gneis (Barbeito, 1997). Segn la Clasificacin Fitogeogrfica de Crdoba(Vazquez, 1979), la vegetacin en la Cuenca del Embalse San Roque corresponde a la delBosque Chaqueo (Distrito Occidental de la Provincia Fitogeogrfica Chaquea).

Metodologa de Trabajo

El Programa de Monitoreo del recurso, consiste en la medicin de parmetros in situ y de latoma de muestras de agua en siete puntos del embalse con una frecuencia de muestreosemanal durante el verano y quincenal durante el resto del ao. En el trabajo se evalu lacalidad del agua correspondiente a la estacin del centro (Figura 1) de 29 monitoreosllevados a cabo entre el 3/01/00 y el 19/12/00.Se tomaron en campo lecturas cada un metro de las concentraciones de oxgeno disuelto,pH, temperatura y conductividad del agua con una sonda multiparamtrica (Horiba U-23)con capacidad de medicin hasta 30 m. Las muestras de agua se tomaron a nivelsubsuperficial (0,20m) y a un metro por encima del lecho con una botella de tipo Van Dorn.

Analticamente en laboratorio se midieron las concentraciones de los iones Ca2+, K+, Mg2+,


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Na+, Cl-, SO42- por cromatografa inica, de alcalinidad total por titulacin y de clorofila a por

espectrofotometra segn APHA (1999). Las formas inicas del CO32- y HCO3

- sereemplazaron por el ttulo alcalimtrico completo (GEMS, 1992) y se consider en su

totalidad como HCO3- ya que a valores de pH entre 7 y 9 predomina el HCO3- ; proporcionesde CO3

= de aproximadamente el 1% corresponden a valores de pH 8.2 (Wetzel, 1981).

Anlisis de datos y discusin de resultados

Durante el perodo de estudio el Embalse San Roque desarroll una estratificacin trmicaestival de enero a abril y un perodo de circulacin y mezcla que se inici en el otoo y semantuvo durante todo el invierno hasta fines de la primavera.La Figura N 2 muestra la composicin inica relativa media (meq/l) de las aguassuperficiales del centro del lago y la Tabla N 1 muestra los valores medios en meq/l,

porcentajes, mnimos y mximos observados para cada uno de los iones.El embalse present un tipo de agua bicarbonatada clcico sdico siendo el orden deconcentracin media de las especies el siguiente:

HCO3- >> Ca2+ > Na+ > > SO4

2- > Mg2+ > Cl- > K+

Estos resultados fueron coincidentes tanto en el orden de las especies como en su magnitudcon los obtenidos por Bonetto et al en 1976 y los rangos de concentracin a lo largo del aoen comparacin a los citados fueron ms amplios para el bicarbonato, calcio, sodio y sulfato.La Figura N 3 muestra que a lo largo del ao, la composicin no present variaciones en suorden excepto en primavera en la cul se detect un cambio y el in sodio desplaza al calcioen concentraciones relativas:

HCO3- >> Na+ Ca2+ > > SO4

2- >Mg2+ > Cl- > K+

Tambin se aprecia la coincidencia existente entre las curvas de porcentajes de sumatoriade cationes y sumatoria de aniones, lo cual corrobora la electroneutralidad del sistema yconfirma que los iones considerados son los ms relevantes para la determinacin delbalance inico.Al analizar la variacin temporal de la concentracin de los distintos iones, se pudo observarque sta se ve influenciada por el efecto de dilucin cuando aumenta el nivel del embalse, locual se reflej en los valores de la conductividad medida. Sin embargo pueden detectarsealgunas diferencias en el comportamiento de los distintos iones.Las concentraciones de magnesio, potasio y cloruro mostraron las menores fluctuaciones la

cual es atribuble al uso de stos por parte de los organismos o a cambios ambientalesinducidos por stos (Wetzel, 1981), mientras que el calcio, bicarbonato -y sulfato mostraronuna mayor fluctuacin la cual, segn el mismo autor, sera ms razonable atribuirla a unaasociacin ntima con el metabolismo microbiano (Tabla N 2).El sodio present un aumento en concentracin y tambin hacia el verano, en su proporcinrelativa como catin (Figura N 3), lo cual se relacionara con el mayor aporte de caudalesdesde la cuenca y con la disminucin de los niveles de calcio (en su proporcin relativa) anivel superficial.El nivel de calcio influye en la composicin especfica del fitoplancton y su concentracin enlos primeros metros de la columna de agua se relaciona con la actividad fotosinttica y con ladinmica de los nutrientes. La variabilidad estacional de este in puede relacionarseconjuntamente con cierto metabolismo que describiremos como propio del Embalse. Ladisminucin de las concentraciones de calcio y de bicarbonato, observada a nivel superficial


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durante el perodo de verano y otoo, es indicativa de cierto grado de descalcificacin delepilimnion (Figura N 4) coincidiendo adems con la disminucin de la conductividad delagua.

La prdida de calcio puede ser producto de su propia precipitacin en forma de carbonatode calcio o en unin con nutrientes inorgnicos como el fsforo. Se observ tambin que ladinmica estacional de este in en profundidad presenta mayores variaciones que a nivelsuperficial. Durante el perodo de estratificacin estival (establecido entre enero y marzo yen diciembre) se observaron menores concentraciones en el fondo, pero igualando a las desuperficie durante el perodo de mezcla.La Figura N 5 muestra que para el mismo perodo en el que, el calcio y el bicarbonatodisminuyen, el nivel de clorofila aumenta sugiriendo una mayor actividad fotosinttica.Otra relacin relevante es el mayor valor de pH medido durante el verano. Se ha sugerido queuna elevacin de 0.5 unidades en el pH, el epilimnion puede producir una prdida de 10 mg/lo ms de calcio (Margalef, 1983). En las aguas del embalse picos en la concentracin de Ca2+

coincidieron con bajos valores de pH (Figura N 6).Con respecto a las concentraciones de sulfato, no se observaron variaciones importantes deconcentracin durante el perodo de mezclado, en el cual las concentraciones de oxgenodisuelto fueron homogneas en toda la columna de agua (Figura N 7).Por el contrario, durante primavera y verano y coincidiendo con el perodo de estratificacinlas concentraciones de sulfato alcanzadas a finales de la primavera disminuyenconsiderablemente. Con condiciones anxicas, las concentraciones en fondo disminuyeronrespecto a las de superficie, alcanzando una misma concentracin en otoo (aguasmezcladas y oxigenadas). Este comportamiento puede asociarse con el conocido procesode reduccin de sulfato a cido sulfhdrico. La actividad bacteriana es en gran parte laresponsable de la reduccin ya que existen ciertas especies alojadas en los sedimentos queutilizan el sulfato como fuente de oxigeno, bajo las condiciones anxicas imperantes en el

medio.Parte del cido sulfhdrico formado puede reaccionar con el in ferroso (Fe2+) liberado desdelos sedimentos formando sulfuro ferroso (FeS) insoluble. Si ste precipita en abundancia,parte del fosfato acumulado en el hipolimnion puede permanecer en solucin an bajocondiciones de circulacin.

Conclusiones

La composicin inica observada en las aguas superficiales del embalse fue estable a lolargo del ao, respondiendo al tipo bicarbonatada clcico sdica. Los iones que mostraronun mayor rango de variacin estacional fueron el bicarbonato, calcio, sulfato y sodio,

seguidos por los iones cloruro, potasio y magnesio.Se encontraron diferencias significativas entre las concentraciones de calcio y sulfato desuperficie y fondo, las cuales fueron asociadas a caractersticas propias del lagoobservables durante el perodo de estratificacin y de mezcla. Bajas concentraciones decalcio en superficie se relacionan con aumentos de pH y el proceso de descalcificacin delepilimnion, respondera a un incremento de la fotosntesis. Por otro lado, la resolubilizacindel carbonato de calcio en las capas profundas pueden reflejar las condiciones de anoxia delhipolimnion.Con respecto al in sulfato, las disminuciones de las concentraciones detectables en elfondo fueron tambin coincidentes con las condiciones anxicas imperantes.Es muy conocido y se ha probado reiteradamente que en lagos muy productivos y con bajostenores de oxgeno, la disminucin progresiva de la concentracin de sulfato se debe a su

reduccin a cido sulfhdrico (Wetzel, 1981; Margalef, 1983).


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En conclusin, de la gama de iones estudiados en este trabajo, los iones calcio y sulfatopueden ser potenciales indicadores de las condiciones limnolgicas eutrficas mostradaspor el cuerpo de agua. Se espera en el futuro, continuar con la evaluacin de la informacin

obtenida en los muestreos regulares del recurso y relacionar la misma con la dinmica delas algas y con la calidad de los sedimentos, para revalorar el posible uso de stos comoindicadores de calidad de agua y de la problemtica relacionada a la eutroficacin.

Bibliografa

-APHA (1999) Standard Methods for he Examination of Water and Waste-Water,USA-Bonetto A.A. et al (1976) Caracteres Limnolgicos de Algunos Lagos Eutrficos deEmbalse de la Regin Central Argentina, Ecosur, 3 (5): 47-120.-Barbeito, O. y S. Ambrosino (1997). Estudio: Aspectos hidrogeomorfolgicos de basepara la evaluacin de la amenaza por inundaciones repentinas en Cuenca Alta del RoSuqua. Informe de Avance de Proyecto CONICOR: Prevencin de daos por crecientes enreas Serranas.-Calderoni, A. et al (1978) Hydrochemistry and Chemical Budget of Lago Di Mergozzo(Nothern Italy), Mem. Ist. Ital. Idrolbiol., 36:239:266.-Drago E. y R. Quirs, (1996) The Hydrochemistry of the Inland Waters of Argentina: aReview, Int. J. of Salt Lake Res. 4: 1-11.-Gaviln, J.G. (1981) Study Water Quality in the San Roque Reservoir, Water QualityBulletin Environment Canada 6 (4) 136:158.-Gibbs, R.J. (1970) Mechanisms Controlling World Water Chemistry, Science, 170: 1088-1090.-GEMS (1992) Gua Operativa GEMS/Agua, 3 Ed. GEMS/W.94.1.

-Margalef, R. (1983) Limnologa, Ed. Omega, Espaa.-Mosello, R. and De Giuli (1982) Methods of Calculation of Chemical Loads as Applied toLake Maggiore, Mem. Ist. Ital. Idrobiol. , 40:55-77.-Ruibal, A.L. (1997) Estimacin del Nivel de Contaminacin Bacteriana en el Embalse SanRoque y Anlisis de su Variacin Temporal, Relacin con Volumen, Turistas y OxgenoConsumido, 7 Conf.Int.Cons.y Cons.Lagos,San Martn de los Andes, Argentina.-Ruibal, A.L.; Bustamante, A.; Granero, M. et al. (2000) Estudio de la Evolucin de laCalidad de Agua del Embalse San Roque (Crdoba) Asociado al Desarrollo de Floracionesde Ceratium, Congreso Argentino de Grandes Presas y Aprovechamiento-Vzquez J. B., A. Miatello y M. E. Roqu (1979). Geografa Fsica de la Provincia deCrdoba, Editorial Boldt, Crdoba pp. 464.-Wetzel, R. (1981) Limnologa, Ed. Omega, Espaa.

Anexo(Figuras y Tablas)


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Figura 1: Embalse San Roque y Ciudad de Crdoba

Crdoba

N

C

Calcio

Magnesio

Sodio

Potasio

Cloruro

Sulfato

Bicarbonato

Carbonato

Aniones

Cationes

Figura 2: Composicin Inica Media Relativa dela aguas del Embalse San Roque

meq/l % Min-MaxBicarbonatos 1,79 37,92 33,1-43,5Sulfatos 0,4 8,47 4,5-12,2Cloruros 0,15 3,18 2,4-3,7Total ANIONES 2,34 49,57Calcio 1,09 23,09 18,4-28

Sodio 0,85 18,01 13,6-21,7Potasio 0,06 1,27 0,9-1,5Magnesio 0,38 8,05 7,5-8,9Total CATIONES 2,38 50,42

Tabla N1: Composicin Inica Media en el Centro delEmbalse San Roque

%meq/l


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Figura N 4: Variacin Temporal de la Conductividad enSuperficie y del Nivel del Embalse durante el Ao 2000(-----):Nivel de Vertedero

Media Min MaxpH E 8,20 7,00 9,40

H 7,30 6,50 8,20Conductividad E 266 165 492(S/cm) H 227 105 494Alcalinidad Total E 78 42 116(mg/l) H 90 73 116Bicarbonatos E 56,63 44,53 70,76(mg/l) H 47,1 25,62 70,76Sulfatos E 19 9 41(mg/l) H 16 5 40Cloruros E 5,2 3,6 8,9(mg/l) H 4,4 2,2 9,3

Calcio E 21,8 17 29,5(mg/l) H 18,4 3,1 29,7Sodio E 20 13 34(mg/l) H 16 6 36Potasio E 2,2 1,8 2,7(mg/l) H 2,2 1,3 5,2Magnesio E 4,7 3,4 6,8(mg/l) H 4,0 1,5 6,9

Tabla 2: Valores Medios, Mnimos y Mximos de losParmetros evaluados en el epilimnion (E) e hipolimnion (H)del Centro del Embalse San Roque

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(mg/l)

C alcio Super fic ial C al cio P ro fund idad B ic arbonat o Super fi ci al B ic arbonat o P ro fund idad

Figura N 5: Variacin Temporal en Superficie y Fondo de la Concentracin deCalcio y Bicarbonato con Grficos Asociados de Perfil de Temperatura

Figura N6: Variacin Temporal en Superficie de pH y Clorofila a

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Figura N 8: Variacin Temporal de la Concentracin de Sulfato - en Superficie yFondo

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Figura N7: Variacin temporal de la concentracin de Oxgeno Disuelto ypH

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