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Ministerio de Desarrollo Socialy Medio Ambiente
Secretaría de Desarrollo Sustentable y Política Ambiental
Metodologias
Monitoreo de agua y sedimentos en
cursos superficiales y de suelos
afectados por contaminantes de origen
industrial
Programa Desarrollo Institucional AmbientalControl de Contaminación Industrial
El PRODIA fue financiado por el Tesoro NacionalY los préstamos Nº 768 / OC - AR y 907 / SF - AR del BID
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INDICE
I. INTRODUCCION 1II. METODOLOGÍAS PARA EL MONITOREO DE AGUA YSEDIMENTOS EN CURSOS SUPERFICIALES Y DE SUELOS AFECTADOSPOR PROCESOS CONTAMINANTES DE ORIGEN INDUSTRIAL. 16II.1. Objetivos más comunes asociados a los programas y redes de monitoreode evaluación de calidad de agua en ríos / metodologías de muestreo paracaracterización de las fases líquidas y sedimentos en los mismos. 16II.1.1. Niveles Guía de Calidad de Agua y suelos acorde a diferentes usos delrecurso hídrico y del territorio por parte del hombre, según Ley 24.051 (ResiduosPeligrosos) Decreto Reglamentario Nº 831 (23/4/93). 21II.1.2. - Items a considerar para el muestreo de sustancias químicas en lacolumna de agua y en el sedimento, que sirven para caracterizar la calidad de agua delrecurso analizado. 23II.1.2.a. Filtración en campo 24II.1.2.b. Preservación de muestras 26II.1.2.c. Muestreo a fin de obtener la caracterización bacteriológica /microbiológica de las aguas superficiales colectadas. 28II.1.3. Guía para la preparación de Campañas de Monitoreo de Calidad de Aguay sedimentos en cuerpos hídricos afectados por procesos contaminantes. 30II.1.3.a. Cita de metodología y recomendaciones 30II.1.3.a.i. Introducción y Generalidades 30II.1.3.a.ii. Recomendaciones para las Campañas de Muestreo de Calidad de Agua 30II.1.3.a.iii. Guía para la toma de muestras representativas de agua y / o efluentesrepresentativas 34II.1.3.a.iv. Selección de técnicas de muestreo acorde a los objetivos de estudio 36II.1.3.a.v. Muestras compensadas / Metodología aplicable 44II.1.3.a.vi. Preceptos a tener en cuenta en el monitoreo 45II.1.3.a.vii. Precauciones para evitar la contaminación de las muestras colectas 47II.1.3.a.viii. Control de calidad en las operaciones de campo 49II.1.3.a.ix. Evaluación del grado de contaminación y caracterización de lossedimentos en cursos hídricos superficiales 53II.1.3.a.x. Muestreo de sólidos suspendidos 54II.1.3.a.xi. Aspectos técnicos y metodológicos generales a tener en consideración parael Muestreo de sedimentos ya depositados en el fondo o lecho del cuerpo de aguasuperficial. 56II.1.3.a.xii. Tipo de contaminantes que residen en los sedimentos. 58II.1.3.a.xiii. Selección de equipos aptos para el muestreo de sedimentos 60II.1.3.a.xiv. Manejo y preservación de muestras: 63II.1.3.a.xv. Consideraciones prácticas para el empleo de instrumental y equiposmuestreadores tradicionales de sedimentos de diferentes tipos. 63II.1.3.a.xvi. Pautas a considerar en la preparación de campaña y metodología demuestreo a emplear en la estación de monitoreo de sedimentos. 80II.2. Caracterización de la contaminación en sedimentos y medición de lacalidad respectiva en cuerpos hídricos superficiales. 82II.2.1. Aspectos que inciden en la adsorción / desorbción de compuestos tóxicosen sólidos suspendidos y sedimentos de río. 82
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II.2.1.a. Factores físico químicos que influyen en la remobilización de tóxicosligados a sedimentos 83II.2.2. Calidad del sedimento y su incidencia en aspectos biológicos. 88II.2.2.a. Criterio de calidad de sedimentos en función de su contenido encompuestos tóxicos orgánicos. 88II.2.2.b. Criterio de calidad de los sedimentos en función de su contenido encontaminantes metálicos 93II.2.2.b.i. Formulaciones propuestas para normalizar la concentración de metalespesados en sedimentos 94II.2.3. Valores Guía de Calidad de Sedimentos adoptados como referencia (Rigenen la provincia de Ontario, CANADA). 95II.2.4. Alteraciones en la Calidad de Agua que puede generarse en la columna deagua luego de la remoción de sedimentos o dragado del lecho de canales y ríos 98II.3. Muestreo de calidad de agua y determinación de cargas másicas depoluentes en efluentes de tipo industrial. 99II.3.1. Medición de contaminantes en conductos y/o canaletas que transportanefluentes. 100II.3.2. Guía para la ejecución de tareas de monitores y control de Calidad de Aguay verificación de permisos de emisión en establecimientos de tipo industrial. 101II.3.3. Medición de caudal en cauces o canales que transportan efluentes. 102II.3.3.a. Medición de caudal, listado de Fórmulas altura / caudal, para diferentestipos de vertederos 106II.4. Efectos de la contaminación del suelo sobre el medioambiente. 110II.4.1. Metodologías para el Muestreo de Calidad de Suelos en áreas afectadas pordescargas y/o procesos contaminantes. 111II.4.1.a. Valores Guías para los usos del suelo de acuerdo a la Ley Nº 24.051 112II.4.2. Actividades previas al muestreo, reconocimiento del área, equipamiento ydocumentación necesaria 112II.4.2.a. La naturaleza de los contaminantes del suelo y el estado de contaminacióndel mismo 112II.4.2.b. Caracterización de los suelos del área 114II.4.2.b.i. Evaluación del perfil de un suelo 114II.4.2.b.ii. Determinación de algunas propiedades físicas y químicas de los suelos 115II.4.2.b.iii. Inventarío del material, equipos, elementos, procedimientos necesarios paralas operaciones de campo 117II.4.3. Características del área en la cuenca o zona de muestreo del suelo aestudiar. 121II.4.3.a. Los aspectos climáticos 121II.4.3.b. Los aspectos topográficos. 123II.4.4. Descripción de algunos ensayos de campo y análisis para la clasificación delos suelos. 124II.4.4.a. Propiedades físicas del suelo 126II.4.4.b. Propiedades mecánicas del suelo 131II.4.4.c. Propiedades químicas y biológicas del suelo 132II.4.5. Descripción de estrategias para el diseño del muestreo de suelos. 136II.4.5.a. Aspectos relativos al muestreo. 136II.4.5.b. Estrategias para el diseño del muestreo 138II.4.6. Descripción y clasificación de los muestreadores de suelo. 139
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II.4.6.a. Equipos operados manualmente 139II.4.6.a.i. Empleo del instrumental enunciado en lugares contaminados 140II.4.6.b. Equipos operados mediante fuerza motriz 147II.4.7. Descripción y síntesis de metodologías de muestreo simplificadas. 152II.4.7.a. Métodos para toma de muestras de superficie 152II.4.7.b. Métodos para toma de muestras de profundidad 153II.5. Técnicas recomendadas para la descontaminación de equipos y materialesde muestreo a utilizar en campañas de monitoreo de calidad de agua superficial.,sedimentos y suelos. 158II.5.1. Alcance y aplicación de las metodologías existentes. 158II.5.1.a. Síntesis de método de limpieza 158II.5.1.b. Interferencias y problemas potenciales generados por los medios utilizadospara limpieza 159II.5.1.c. Equipos y aparatos requeridos en las operaciones de limpieza 160II.5.1.d. Reactivos utilizados para la limpieza 160II.5.1.e. Procedimientos / metodologías aptas para descontaminación en campo yLaboratorio 161II.5.2. Métodos de limpieza y desinfección 163II.5.2.a. Metodología para limpieza de equipos y materiales de campo para colecta ytransporte de muestras 163II.5.3. Medidas de seguridad atendiendo a la salud de los operadores 166II.5.3.a. Medidas de seguridad atendiendo a la salud de los operadores para tareasgenerales durante las campañas de monitoreo 166II.5.3.b. Medidas de seguridad ante potenciales peligros biológicos 168Referencias bibliográficas 170
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I. INTRODUCCIÓN
El objetivo de este Documento es aportar a los Entes regionales a cargo del control
de vuelcos poluentes y los responsables del manejo de efluentes en Plantas Industriales, de
herramientas simples para caracterizar la situación realmente existente en cursos hídricos
superficiales receptores, condiciones de vuelco a los mismos de efluentes puntuales luego
de Plantas de Tratamiento y condiciones del suelo, si este es el destino final de los residuos
sólidos o líquidos de las industrias.
La prioridad del presente manual, es apoyar a través de la asistencia técnica, la
participación de las empresas privadas (en especial PyMES) y el desarrollo de la capacidad
institucional descentralizada (Entes de control ambiental regionales) que converjan a un
único objetivo: minimizar el efecto contaminante ambiental de sus efluentes (líquidos,
sólidos y gaseosos).
El mantener la calidad del agua del curso receptor para preservar sus usos en la
cuenca, la calidad de las fuentes de agua subterráneas y de los suelos para satisfacer las
necesidades de la población allí instalada y su desarrollo potencial pleno, genera
requerimientos técnicos e instrumentales para caracterizar perfectamente la situación
ambiental reinante en un determinado momento y su posible evolución.
Con este fin se enuncian luego de una breve reseña del efecto de los poluentes
sobre las diferentes fases de interés: agua, sedimentos y suelos, las mejores metodologías
factibles para concretar las campañas de muestreo que nos permitan evaluar la calidad y el
grado de contaminación que afecta a cada una de ellas.
Se presentan guías que abarcan desde la fase de preparación de la campaña,
materiales e instrumental requeridos para efectuar la toma (en ríos, canales, suelos), el aforo
de efluentes (evaluación de flujos másicos ), preservación de muestras y medidas
precautorias y de seguridad para el personal que opera; hasta el diseño de la red de
monitoreo de calidad que satisfaga determinados objetivos básicos para todo tipo de estudio
ambiental.
También se presentan los criterios para un buen manejo de la información base
colectada, recomendando la aplicación de técnicas matemáticas / estadísticas que facilitan
la interpretación de los resultados, la validez y confiabilidad de los valores medios y/o
tendencias detectadas.
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Esta información puede servir por ejemplo: para corregir las medidas de
saneamiento implementadas en una cuenca y/o tramo de un río.
La validez de los datos reportados depende no solo de la eficiencia del personal
que durante la campaña efectúa la toma de muestras, mediciones de campo y aforos, sino
también de como el laboratorio efectúe luego las determinaciones analíticas que requieren
los investigadores a cargo del estudio ambiental en cuestión.
Esta temática es abordada indicando los requisitos mínimos de un laboratorio para
procesar diferentes parámetros y tipos de muestras (líquidas, semilíquidas y sólidas) acorde
a los objetivos finales del estudio.
Estos son los que definen el orden de magnitud con que se debe trabajar (ejemplo:
cuali / cuantitativo / niveles del orden de trazas, precisión y confiabilidad de los datos a
reportar).
El tipo de equipamiento, capacidad / idoneidad del personal y en especial la
existencia y efectividad e un sistema de control intra laboratorio, son los ítems que validan
la información proveniente de una red de monitoreo, por ejemplo: de calidad de agua, y dan
fuerza a las conclusiones derivadas de su interpretación por parte de los niveles gerenciales
a nivel de control ambiental regional o nacional.
La participación de laboratorios chicos regionales que puedan encargarse de
determinado tipo de parámetros (en especial los perecederos), toma de muestras y
mediciones de campo es muy conveniente en estudios de cierta magnitud, dado que alivian
la carga de los de referencia que se dedican luego a los parámetros críticos (ejemplo:
metales / tóxicos a nivel de traza) aliviando además el presupuesto de este tipo de campañas
y el costo de transporte .
Se detalla a continuación una breve reseña de los ítems enunciados.
GGuuííaass ppaarraa llaa iimmpplleemmeennttaacciióónn ddee ccaammppaaññaass ddee mmoonniittoorreeoo ddee ccaalliiddaadd aammbbiieennttaall eenn ffaasseess:
Agua, sedimentos y suelos. Normativas a nivel nacional que
permiten definir los niveles de polución en los diferentes estratos y lineamientos para el
establecimiento de Estándares de vuelco a cursos hídricos superficiales . Objetivos
prioritarios y desarrollo de estudios para caracterizar la calidad de agua en cursos
superficiales y evaluar la incidencia poluente de sedimentos en su lecho y descargas
puntuales y distribuidas que recibe en su cuenca de aporte.
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Luego de una introducción general referida al tipo de estudios
y objetivos habituales de este tipo de proyectos que tienen por fin la caracterización general
del estado de polución de un curso hídrico o tramo del mismo, los objetivos factibles para
este tipo de estudios suelen ser: verificación de infracción a Normativas vigentes, detección
de tendencias a largo plazo o cuantificación de efectos a corto plazo, frente a la aplicación
de medidas de saneamiento o incidencia de vuelcos accidentales.
La relevancia ambiental de estos objetivos, es lo que define
las pautas de precisión y confiabilidad de la información a obtener, por ejemplo: número de
muestras, estaciones, parámetros y rango esperado a monitorear, determinación de flujos
másicos de poluentes.
Estas actividades que en principio deben seguir un
lineamiento de tipo general y pueden ser más restrictivas en cuanto a las precauciones a
tomar por los operadores del muestreo, si el tipo de compuesto y/o proceso contaminante
desencadenado (ejemplo: accidentalmente) así lo ameritan.
Se efectúa al comienzo un relevamiento de los parámetros
físico químicos, bacteriológicos y asociados a la biota que siempre conviene chequear en
estudios ambientales y pautas para la recolección de muestras representativas, mediciones y
operaciones en campo acorde a una metodología que lleve a resultados coherentes y
comparables para todos los grupos que operan en campañas en la red de monitoreo de
calidad de agua en una cuenca en particular.
Se detalla luego la metodología apropiada para la preparación
de la campaña, materiales a llevar (frascos apropiados, preservativos por parámetro a
determinar, etc.), equipos de medición a ser empleados en campo (limpios y calibrados),
equipamiento para la colecta de muestras de agua, sedimentos, biota (ejemplo:
muestreadores, dragas, redes), aparejos ,sogas y elementos auxiliares para operar con
seguridad aún en condiciones meteorológicas y/o hidrológicas adversas o no regulares
(lluvias, crecidas) sea desde puentes, botes o por vadeo según las exigencias del estudio y
localización real de las estaciones que satisfagan las condiciones de representatividad de los
datos y muestras colectadas para su determinación analítica in situ o luego de un período
permisible en el laboratorio, y sirvan a los objetivos finales del estudio encarado.
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Los ítems tratados incluyen la temática referida al filtrado en
campo, preservación de muestras por tipo de compuestos a analizar, precauciones a tener en
el manejo y determinación de biota y bacteriología.
þ Aspectos prácticos para la preparación y ejecución de
campañas.
Precauciones: limpieza de materiales, establecimiento de rutas y
estaciones de monitoreo prácticas y seguras para operar en la red durante todo el período
previsto en el proyecto (días, meses, años ).
Ventajas y desventajas de muestreadores y equipos que operan
colectando muestras puntuales, integrales, compensadas (en tiempo, por caudal, etc.)
selección de las mismas acorde a objetivos del estudio ambiental encarado en el curso
hídrico en cuestión.. Caso de muestras líquidas y sedimentos asentados en el lecho de ríos.
Manejo y utilidad de la información recabada de los sólidos
suspendidos, tipo de poluentes que suelen ser adsorbidos por los mismos, precauciones a
tener en operaciones de filtrado y procesamiento de las mismas, incidencia de las corrientes
en su comportamiento (deposición).
Control de calidad de operaciones de campo, implementación de la
cadena de custodia para asegurar la integridad de la muestra desde su colecta hasta la
medición de los parámetros a relevar en el laboratorio (utilidad de planillas con
identificación de los responsables del manejo de las mismas, preservativos empleados, etc.)
EEvvaalluuaacciióónn ddee pprroocceessooss ccoonnttaammiinnaanntteess eenn sseeddiimmeennttooss ddee lleecchhooss ddee ccuueerrppooss hhííddrriiccooss
ssuuppeerrffiicciiaalleess..
Se analizan los aspectos que inciden en la adsorción / desorbción de
compuestos tóxicos en sólidos suspendidos y sedimentos de río .
El grado de polución de los sedimentos afecta en particular a
los organismos acuáticos o biota, en especial al bentos y peces que suelen residir, nutrirse,
reproducirse en dicho hábitat, convirtiéndose en bioacumuladores de tóxicos, si no mueren
de inmediato por sus efectos; esto limita la supervivencia de organismos superiores que se
alimentan de ellos.
Se considera como enfoque válido al encarado por la US - EPA y
otros Organismos recientemente abocados a esta temática, que han fijado como pautas para
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definir el potencial contaminante de un sedimento el grado de concentración de los tóxicos
biodisponibles en el agua intersticial o de poro que reside dentro del sedimento.
Han llegado a definir los lineamientos para establecer un
Indice de Calidad de los Sedimentos luego de abundantes estudios que los han llevado a
establecer un criterio para el caso de los contaminantes asociados a hidrocarburos
aromáticos, policíclicos, clorinados y pesticidas, que suelen ligarse al carbono orgánico
contenido en el sedimento y otro para el caso de los metales que se ligan a los sulfuros
libres allí residentes.
Este análisis del proceso contaminante a través del concepto
equilibrio de partición, nos conduce a normalizar el nivel de concentración
correlacionándolo para el caso de los poluentes orgánicos con el Coeficiente de Partición
Octanol / Agua (Kow), que determina cuanto del compuesto se mantiene en la fase acuosa
o en el sedimento, esta situación nos independiza del tipo de sedimento y niveles de
concentración, solo son válidas las interrelaciones con el C, que ligan dejando no
disponibles para la biota al poluente que en este caso deja de ser tóxico.
Para los metales, la normalización se efectúa a través de los
Sulfuros Acidos Volátiles (SAV) y el contenido de Metales disueltos en el sedimento
(determinados en el mismo ensayo de laboratorio). En este caso el producto de solubilidad
de los sulfuros metálicos formados es tan pequeño, que la actividad del metal en el sistema
agua intersticial sedimento no genera mortandad en los organismos acuáticos allí expuestos.
Se evalúa también, la incidencia de factores fisicoquímicos
que inciden en la movilización de tóxicos en sedimentos ya asentados en el lecho de ríos
hacia la columna de agua adyacente los factores analizados son los siguientes:
Incremento de salinidad del medio acuático.
Disminución del pH y lixiviación debida a ácidos orgánicos.
Transformaciones microbiológicas .
Cambios en el Potencial Redox y/o en el Nivel de Oxígeno
disuelto.
Presencia de agentes complejantes.
Perturbaciones físicas en el lecho del río por acción antrópica
(ejemplo: dragado) Tanto los metales pesados como los compuestos orgánicos pueden ser
liberados del sedimento generando regularmente niveles de toxicidad de mayor
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peligrosidad de la que poseían cuando estaban ligados, y en las condiciones de equilibrio
previas a las que desencadenó el cambio.
El tema dragado se trata luego en particular dada su
relevancia en cuanto a la disposición final de barros muy poluídos, que no pueden ser
volcados aguas abajo o en las orillas del río, salvo posterior a un tratamiento que los lleve a
niveles inocuos ambientalmente para los usos del suelo y del agua en la cuenca a la que
puede volver por escorrentía o si se cubren las costas en época de crecidas.
MMuueessttrreeoo ddee ccaalliiddaadd ddee aagguuaass yy ddeetteerrmmiinnaacciióónn ddee fflluujjooss ppoolluueenntteess mmáássiiccooss pprroovveenniieenntteess
ddee eefflluueenntteess ddee ttiippoo iinndduussttrriiaall aa ffiinn ddee eevvaalluuaarr ssuu iinncciiddeenncciiaa aammbbiieennttaall eenn ccuurrssooss
hhííddrriiccooss ssuuppeerrffiicciiaalleess rreecceeppttoorreess..
Para la implementación de las tareas de mediciones in situ,
colecta y preservación de muestras que se envían luego al laboratorio, deben
cumplimentarse ahora condiciones adicionales para poder operar con seguridad y
eficiencia en estaciones no ideales para la colecta de muestras y concreción de los aforos.
El caudal no siempre es medido en las plantas industriales
luego del tratamiento de efluentes y suelen ser pocas las plantas que tienen instrumental
y/o canaletas de aforo, las guías metodológicas para el monitoreo y aforo con equipos
simples, en especial empleo de las canaletas se presentan en este trabajo.
Las mediciones que están a cargo de los Entes de Control
Ambiental Regionales o Nacionales, se efectúan en las bocas de inspección o en las
inmediaciones de la desembocadura del canal del efluente, en el curso hídrico receptor y
el objetivo prioritario es la verificación del cumplimiento de las Normativas vigentes.
Se efectúa a tal fin la determinación analítica de las series de
parámetros de calidad y de los flujos másicos para verificar los permisos de vuelco
otorgados a la empresa en cuestión y si el nivel de los poluentes críticos no afecta los
Valores Objetivo destinados a la preservación de los usos del cuerpo receptor.
Debe cumplimentarse además la cadena de seguridad a fin de
poder enfrentar discusiones o litigios en el ámbito judicial por parte de los industriales
infractores; esto implica también el uso de metodologías de monitoreo y aforo
técnicamente inobjetables que hagan valedera toda la información colectada en campo en
especial la referida a técnicas de determinación analítica para las mediciones in situ y en
laboratorio.
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La utilidad de la adopción de esta metodología por parte de
los responsables de los establecimientos industriales, se nota cuando les permite conocer
la eficiencia de remoción de determinados contaminantes por parte de la planta de
tratamiento de afluentes, advirtiéndoles sobre anomalías y dando los lineamientos para su
optimización, les permite también evaluar los costos de tratamiento y su relación con los
volúmenes circulantes, evaluando las posibilidades de hacer frente a mayores demandas
(mayor producción y flujos másicos) en caso de ampliación de la planta industrial.
En el presente manual, se detallan las ventajas y limitaciones
de los equipos aforadores simples, regularmente empleados en las plantas industriales por
razones de costo, eficiencia, resistencia y para cumplimentar y su utilidad a los fines ya
aludidos al comienzo.
Las mediciones se basan en el registro de las alturas
alcanzadas por el líquido cuando es conducido a través de una canaleta especialmente
diseñada que obliga al flujo a atravesar una obstrucción (ejemplo: placas con escotadura
en forma de V, rectangulares o por toberas tipo Parshall), se muestran gráficos
ejemplificando los vertederos aforadores aludidos.
Con el dato de alturas (H) se entra en monogramas y curvas
H/Q para determinar el caudal (Q).
El diseño de estos vertederos se halla estandarizado,
existiendo tablas y fórmulas para cada tipo de canaletas de aforo.
Los criterios de selección de equipos están asociados al tipo
de efluente y magnitud que regularmente circula por los mismos, por ejemplo: la
presencia de sólidos suspendidos hace difícil la operación de los vertederos ranurados
“V”, dado que la acumulación de sedimentos afecta las alturas generadas aguas abajo y
arriba de la obstrucción, sobre las que se basan las fórmulas y monogramas que dan el
caudal, esto no acontece en los tipo toberas.
El empleo de otro tipo de equipos, tales como molinetes para
determinar las velocidades requiere de tareas adicionales de mayor complejidad tanto para
las mediciones en campo como para los cálculos requeridos para la determinación del
caudal. Incluyen aspectos tales como la selección y definición de una adecuada sección
transversal de aforo, conocer perfectamente su morfología y efectuar cálculos basados en
los valores medios de la corriente que circula en el canal y/o arroyo conductor del
efluente.
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LLooss eeffeeccttooss ddee llaa ccoonnttaammiinnaacciióónn ddeell ssuueelloo ssoobbrree eell mmeeddiioo aammbbiieennttee // MMeettooddoollooggííaass ppaarraa
eell mmuueessttrreeoo ddee ccaalliiddaadd ddee ssuueellooss eenn áárreeaass aaffeeccttaaddaass ppoorr ddeessccaarrggaass yy//oo pprroocceessooss
ccoonnttaammiinnaanntteess..
Esta temática es abordada en función de la trascendencia
territorial que generan las acciones antrópicas puntuales asociadas a faltas de contralor o
accidentes derivados de procesos industriales, plantas de tratamiento que vuelcan residuos
sólidos y efluentes con un grado de polución alto, afectando los usos de la tierra en la
zona adyacente, a los acuíferos, e inclusive a la población que reside en el lugar, efectos
similares que afectan también el suelo son generados por la existencia de basurales
clandestinos
Se establecen las pautas metodológicas para concretar
muestreos de reconocimiento primario para una estimación de la magnitud y
trascendencia del fenómeno o proceso que desencadenó la contaminación y evaluar su
incidencia en el ámbito territorial y temporal.
Del tipo de región afectada, y características de suelo receptor
del vuelco, puede determinarse la posible extensión superficial y en profundidad de la
polución, la factibilidad de una rápida estabilización o degradación del compuesto tóxico
a otros menos peligrosos cuales son las posibilidades de alcanzar acuíferos, este último
aspecto es clave en zonas áridas donde el uso del agua subterránea es priorizado para
fuente de agua potable y riego de zonas agrícolas.
Los lineamientos aquí presentados para caracterizar los
perfiles del suelo, también son útiles para conocer la eficiencia de las medidas
conservacionistas que difunde y lidera en nuestro país el INTA.
Se describen los lineamientos para preparar las campañas de
muestreo de calidad de suelos, acorde a los objetivos perseguidos que definen el número
de zonas a relevar, muestras a tomar para identificar las fuentes potenciales de
contaminación, definir su extensión y determinar las posibilidades de tratamientos de
remediación.
La caracterización de los suelos del área se efectúa mediante
un primer muestreo exploratorio, y luego otros focalizados sobre las áreas problemáticas,
la descripción del perfil del suelo provee información para evaluar la variabilidad de las
propiedades del mismo, el potencial transporte de poluentes y la dirección preponderante
que existirá en el área afectada.
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La técnica más difundida para la ejecución de estos estudios
es la ejecución de calicatas, que es un trabajo de excavación estandarizado que permite
una observación detallada del terreno en forma vertical y horizontal, es conveniente que
estas tareas y la interpretación del estudio la efectúe personal calificado para definir
aspectos prioritarios tales como horizontes, estructuras del suelo, porosidad, distribución
de raíces, humedad, permeabilidad, textura, grietas, etc.
Si el terreno lo permite generalmente se efectúan los primeros
relevamientos con palas, muestreadores simples cilíndricos de paredes delgadas (tipo
Core) pero no se logra la información clave que aportan otros equipos.
Se describen y clasifican los muestreadores, listando los
equipos operados manualmente y los operados por fuerza motriz, indicando su uso
regular, ventajas y limitaciones.
Se resumen al comienzo, las pautas para la preparación e
implementación de campañas de cierta relevancia que requieren de inventarios y listados
de materiales, documentación, equipos de medición y reactivos para la ejecución de los
ensayos de campo y para la colecta y traslado de muestras al laboratorio para la
prosecución de los estudios, en especial cuando se detectan contaminantes tóxicos y
móviles y su efecto se ha extendido territorialmente.
Se listan también los elementos y procedimientos para el
control de la calidad del muestreo, planillas con la codificación y valores característicos
de los ensayos de suelos.
Se evalúa la incidencia de los aspectos climáticos,
topográficos prevalecientes en la cuenca en los procesos y detección del nivel de
contaminación y estado o caracterización total del tipo de suelos en el área afectada por
efectos o procesos contaminantes.
Se efectúa luego, una descripción de algunos ensayos de
campo y análisis que sirven para clasificar los suelos definiendo sus propiedades físicas,
mecánicas, químicas y biológicas, las que sirven para establecer su condición y aptitud de
uso para determinadas zonas de la cuenca o región en estudio, y la gravedad de eventos
poluentes si han acontecido en la zona en cuestión.
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TTééccnniiccaass rreeccoommeennddaaddaass ppaarraa lliimmppiieezzaa yy ddeessccoonnttaammiinnaacciióónn ddee eeqquuiippooss yy mmaatteerriiaalleess aa
uuttiilliizzaarr eenn ccaammppaaññaass ddee mmoonniittoorreeoo ddee CCaalliiddaadd ddee AAgguuaa yy ppaarraa ssuu ddeetteerrmmiinnaacciióónn
aannaallííttiiccaa eenn ccaammppoo oo eenn LLaabboorraattoorriioo..
Se describen los métodos para prevenir y reducir al mínimo
las posibilidades de contaminación para las operaciones de campaña y analíticas para la
medición de los parámetros habitualmente relevados en las Redes de Monitoreo de
Calidad de Agua.
Esta fase operativa es relevante en especial cuando se
manejan sustancias tóxicas y/o explosivas, además de los poluentes convencionales,
prevenir o minimizar el efecto de la contaminación cruzada: efecto entre muestras o entre
muestras y elementos de colecta, filtrado, distribución, preservación y reactivos para su
determinación analítica principalmente asegura la obtención de resultados confiables.
Los procedimientos generales para descontaminación de los
elementos de muestreo para campaña y laboratorio minimizan la polución adicional de la
muestra, eliminan la transferencia de tóxicos hacia áreas limpias y dan mayor seguridad al
personal operador, el que debe portar como norma, todos los elementos de protección
requeridos asociados al riesgo de las tareas que realiza habitualmente.
Los ítems sobre los que se dan las guías operativas son los
siguientes:
Interferencias y problemas potenciales generados por acciones
y elementos utilizados para la limpieza. se listan los equipos requeridos para estas
operaciones, los reactivos regularmente utilizados.
Metodologías aptas para descontaminación en campo y en
laboratorio, resumen los métodos abrasivos, no abrasivos de limpieza, los métodos de
desinfección y enjuague y solventes recomendados para dichos fines.
Medidas de seguridad para el personal durante las operaciones
de muestreo en campaña.
DDiisseeññoo ddee RReeddeess ddee MMoonniittoorreeoo ddee ccaalliiddaadd aammbbiieennttaall..
Se efectúa además, un breve resumen de los lineamientos y
objetivos típicos de los programas de monitoreo ambiental regularmente aplicados
internacionalmente, que son la base de los criterios de diseño de las redes que se
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implementen para evaluar el estado de calidad de un cuerpo hídrico, sus sedimentos o
suelos, caracterizando su calidad en especial cuando son destinatarios de vuelcos de
efluentes o residuos contaminantes, o de procesos naturales o antrópicos que derivan en
polución del recurso afectando los usos del mismo.
Se prioriza el análisis de la situación para los cursos de agua
superficiales detallando las metodologías para evaluar el estado de calidad del agua en
ámbitos temporales y espaciales a fin de lograr una caracterización a nivel de cuenca y
tramos de un río.
El diseño de la red puede efectuarse para cumplimentar
objetivos de diverso tipo: vigilancia y detección de contravenciones en el curso receptor
y/o en los tributarios o efluentes que llegan a el respecto a las Normativas vigentes,
violación de los permisos de vuelco acordados a cada empresa, detección de tendencias en
el nivel de los parámetros limitantes para los usos del agua priorizados en el curso o tramo
en cuestión, evaluación del efecto de medidas de saneamiento implementadas en la
cuenca o detección de la magnitud poluente de vuelcos accidentales.
La relevancia ambiental y socioeconómica de la región y la
severidad de los efectos poluentes que afectan, por ejemplo: a un río, son las que definen
en gran parte los criterios de diseño que finalmente se implementan para la concreción del
estudio o proyecto en cuestión.
Se enuncian los criterios básicos para selección de las zonas
monitorear en cursos hídricos superficiales según se priorice su extensión territorial,
cuenca, ríos, tramos de los mismos o lagos.
Definido el tema precedente pueden luego implementarse las
fases de selección de las estaciones de monitoreo de calidad de agua en tres niveles: la
macrolocación que determina los tramos del río que son representativos del nivel de
calidad de toda la cuenca, la microlocación que implica la ubicación dentro del tramo
precedente de la estación de muestreo y finalmente la identificación del o los puntos de
toma que deben ser representativos del área (ejemplo: de toda la sección transversal del
tramo del río o de la columna de agua del lago en cuestión).
Se presentan metodologías estandarizadas que permiten
independizar la selección primaria de estaciones, de las preferencias de los técnicos a
cargo del estudio.
13
En esta fase se establece la macrolocación acorde a al criterio
del Centroide de cuenca o sub. cuenca; dejando las instancias finales de microlocación y
punto de toma a cargo de los especialistas que manejan el proyecto.
Estas últimas fases implican que la colecta de la muestra se
efectúe en una zona homogénea en cuanto a la distribución espacial del poluente en
cuestión, la selección final puede ser simple si no hay descargas puntuales en el área, pero
en caso de estar cerca del vuelco de un efluente debe muestrearse luego de la zona de
mezcla, existen formulaciones que estiman para el caso de ríos y lagos la extensión de la
misma, a partir de la cual puede asumirse que solo acontece un nivel de variación menor
al 10 % en el nivel de concentración del poluente.
La relevancia ambiental de un tramo si se analiza un río,
puede determinarse según la cantidad de tributarios que va colectando en su transcurso
hacia la desembocadura, descargas puntuales y distribuidas que recibe, flujo másico de
determinados poluentes, etc., estas cantidades se dividen por la mitad para llegar al
centroide por cuenca, sub cuenca y así sucesivamente, si se ve la necesidad de seguir
subdividiendo la zona para evaluar el efecto de determinada descarga puntual, aunque
esto implica mayores gastos si se implementa una Red demasiado amplia.
Se explicitan luego, las ventajas y desventajas de los dos tipos
de estaciones regularmente empleadas: fijas y transitorias, cuando conviene utilizar una u
otra según el tipo de estudio ambiental e información requerida para cumplimentar los
mismos.
Se presentan además, ejemplos prácticos para la selección de
centroides, acorde al número de tributarios recibidos y al flujo másico de DBO.
Se describe también la incidencia de descargas industriales
continuas y/o del tipo batch en la selección de frecuencias de monitoreo y localización de
las estaciones de una red de monitoreo de calidad de agua, que pueden llegar a interferir el
pre – diseño ya enunciado vía centroides.
Los criterios de diseño de la red implican, la localización de
las estaciones y puntos de toma representativos para el estudio de calidad en una cuenca;
la selección del número de muestras (N) para cada parámetro de interés para el estudio y
una frecuencia(F) adecuada al objetivo priorizado en el proyecto en cuestión (ejemplo:
detección infracciones o de tendencias de calidad de agua).
14
Se enuncian los preceptos estadísticos básicos a partir de los
cuales pueden derivarse los parámetros de diseño enunciados N: número de muestras a
colectar y F: frecuencia de monitores, la situación y formulaciones que llevan a la
solución del problema, se van complicando a medida que los parámetros en juego se
incrementan, .existiendo como alternativa, operar con valores ponderados tipo ICA
(Indices de Calidad de Agua); se presentan ejemplos para casos simples y operando para
con un intervalo de confianza y precisión regularmente aceptables y habituales para este
tipo de estudios.
Se explicita luego una metodología simple, basada en el
empleo de monogramas, para una primera aproximación al diseño de redes de monitoreo,
a partir de poca información (menos de 20 datos) y como evaluar este tipo de sets de datos
cuando son los únicos disponibles, estimar la magnitud de la dispersión existente en la
población de datos de la que se está extrayendo la muestra, cuando existe diferencia
estadísticamente significativa entre los valores medios de dos sets de grupos pequeños, y
cuando es válido desestimar un dato anómalo muy diferente del promedio de los
colectados hasta ese momento.
Se detallan luego los factores que inciden en los costos de las
campañas de monitoreo y formulaciones que optimarían el diseño y operación de una red
de monitoreo de calidad de agua, en caso de contar con una buena información de base
disponible, este es un tema que debe evaluarse aún si esa situación óptima no se da, por su
relevancia intrínseca utilizando los lineamientos y elementos con los que se cuente para
una primera evaluación del programa ambiental a encarar en una cuenca, río o tramo del
mismo.
Se analizan finalmente las premisas para el monitoreo de
suelos contaminados, como encarar los muestreos para detección de contaminación
puntual o extendida y como evaluar los canales de migración desde zonas poluidas al
medio ambiente y su relevancia.
Se evalúa además el manejo de barros de dragado de lechos
de ríos, en cuanto a su incidencia ambiental acorde al método de disposición final de los
mismos.
15
EEssttaaddííssttiiccaa,, hheerrrraammiieennttaass ddee aayyuuddaa eenn llaa ttoommaa ddee ddeecciissiioonneess ssoobbrree ccoonnttrrooll ddee
ccoonnttaammiinnaacciióónn..
Se ha preparado este tema, basando las metodologías allí
resumidas en el empleo de determinadas herramientas estadísticas que se consideran de
importancia para el análisis de información.
La toma de decisiones en materia de legislación sobre control
de contaminación debe estar fundada en información evaluada a las luces de ciertos
desarrollos científicos.
No ha sido la idea el preparar un texto académico sobre
estadística, disciplina que debe ser tratada con extremo detalle dada la complejidad de los
conceptos que abarca.
Se ha construido sobre un enfoque, basado en las preguntas
que normalmente efectúa quién debe planificar o asignar recursos, o responder a la
opinión pública, al responsable del plan de monitoreo, o al personal a cargo de la red de
monitoreo de calidad ambiental a implementar en las fases ya aludidas.
Se presentan breves resúmenes teóricos de las pruebas
estadísticas propuestas y ejemplos para facilitar su comprensión y uso.
En forma resumida, se sugiere un tratamiento previo de los
datos con la obtención de conclusiones, ya sea vía matemática o gráfica.
La posibilidad de determinar probabilidad de excedencia de
un determinado valor o estándar está dada en varios ejemplos.
Se presenta la diferencia entre distribuciones normales y no
normales y el ensayo para su calificación.
Finalmente, se trata la determinación de tendencias mediante
pruebas paramédicas y no paramédicas.
CCaalliiddaadd ddee llaass ddeetteerrmmiinnaacciioonneess aannaallííttiiccaass ccoommoo pprriioorriiddaadd eenn uunnaa bbuueennaa ppoollííttiiccaa ddee
ccoonnttrrooll..
El análisis de los problemas de contaminación ambiental se
basan en la calidad y cantidad de la información disponible.
16
El primer aspecto consta de dos facetas: la toma de muestras,
y la exactitud de las determinaciones efectuadas,. sobre este último aspecto que se
desarrolla este ítems.
Se detallan los puntos mas importantes para la evaluación del
nivel de un laboratorio analítico, desde las definiciones generales hasta los requisitos
legales que debe cumplir, estas recomendaciones se basan en normas nacionales e
internacionales y la finalidad de incluirlas fue que los laboratorios involucrados dispongan
de parámetros que les permitan encuadrarse para una futura acreditación formal.
Con referencia al control de calidad Intra - laboratorio
sugerido, el mismo se presenta en forma detallada, y su aplicación resultará en una mejora
en la calidad de la información, dado que contiene todos los elementos necesarios para tal
fin, además su implementación es sencilla y no demandará una inversión adicional de
recursos, en adición, dada a su sencillez, no se requiere de personal especialmente
entrenado para su puesta en marcha, no obstante ser recomendable designar un
responsable de esta tarea.
17
II. METODOLOGÍAS PARA EL MONITOREO DE AGUA Y SEDIMENTOS
EN CURSOS SUPERFICIALES Y DE SUELOS AFECTADOS POR
PROCESOS CONTAMINANTES DE ORIGEN INDUSTRIAL
II.1. Objetivos más comunes a los programas y redes de monitoreo de
evaluación de la calidad de agua en cursos superficiales / Metodologías
de muestreo para la caracterización de las fases líquidas y sedimentos en
los mismos.
A continuación se puntualizan algunos de los aspectos prioritarios que hacen a la
preparación de campañas de monitoreo de calidad de agua y sedimentos en cuerpos
hídricos superficiales, cuando estos son receptores de descargas contaminantes
provenientes de fuentes puntuales.
Se pone énfasis en la metodología para obtener datos representativos tanto para el
curso de agua, como para los efluentes que llegan al mismo, a los fines del estudio
ambiental particular en ejecución.
Los objetivos más comunes asociados a los programas y redes de monitoreo para
evaluación de calidad de agua, implementados en cuencas de relevancia económica y/o de
alto impacto en la población ribereña; se refieren a los siguientes ítems:
aa)) Cumplimiento de normativas ya establecidas que hacen a la
preservación de los usos prioritarios del agua, definidos para el tramo
en cuestión (de vigencia permanente) por ejemplo: niveles de
concentración de poluentes críticos, que no deben ser superados en
ningún momento.(esto implica para los Organismos Ambientales u
Entes gubernamentales a cargo muchas estaciones de muestreo, alta
frecuencia y elevados costos asociados para detectar las
contravenciones).
bb)) Detección de tendencias temporales y/o espaciales de los parámetros
de calidad de agua relevantes para el uso priorizado en la cuenca en
estudio, estos requieren menor frecuencia que en el caso
anterior.(ejemplo: mensual, estacional). Estos estudios sirven también
para implementar y validar modelos que permitan estimar el
comportamiento del curso, frente a las descargas poluentes que
regularmente recibe el curso hídrico
18
a lo largo del tramo en estudio y atendiendo al régimen de caudales
imperante durante el año.
- Parámetros asociados a la calidad de agua regularmente medidos en campañas de
monitoreo en aguas superficiales, sedimentos y organismos acuáticos.
Compuestos Químicos /FQ Físicos Biológicos
Oxígeno Disuelto Color PecesFosfatos Turbidez Microinvertebrados en el
bentosSerie nitrogenada Temperatura del agua Fitoplancton
Alcalinidad Velocidad de la corriente ZooplanctonSílice Profundidad Macrofitas
pH Composición del sedimento algasConductividad específica bacterias
Sólidos (Tot. Dis. Susp. Tot)Materia Orgánica y Demanda
de ODPesticidas
Metales Pesados
cc)) Determinación de valores medios de calidad de agua por períodos
determinados (cortos), para evaluar el efecto de medidas de
saneamiento implementadas en la cuenca (ejemplo: nuevas plantas de
tratamiento para descargas puntuales, canalización y/o limpieza del
cauce, etc.)
dd)) Estimación del transporte de cargas másicas de determinados poluentes
aguas abajo hacia otros ecosistemas o las que se reciben de
determinados afluentes del curso principal, fuentes puntuales (ejemplo:
efluentes industriales) y/o distribuidas provenientes de escorrentía de
determinadas áreas de la cuenca en estudio (ejemplo: plaguicidas)
ee)) Acorde a los objetivos enunciados deben analizarse las diferentes fases
que transporta regularmente el río, caracterizando los niveles de
concentración en la columna de agua, sedimento y organismos
bentónicos.
ff)) Respecto a estos últimos, suele analizarse la diversidad de especies,
productividad y estabilidad de los organismos acuáticos allí residentes,
determinación del efecto de descargas puntuales en la biota en el tramo
del río afectado, calidad y estado trófico del cuerpo de agua en
cuestión.
19
El tema de la selección del punto de muestreo, profundidad de la toma, volumen
de la muestra, equipos para extracción de las mismas, de medición y filtrado a utilizar in
situ, envases para la colecta y preservación de los diferentes tipos de muestras a analizar, en
las fases ya enunciadas, implica una capacidad operativa y conocimiento de los objetivos
del estudio a efectuar en curso superficial (agua / sedimentos) y/o efluentes que llegan al
mismo.
En general, conviene conocer en detalle todos los aspectos inherentes al trabajo de
campaña, modalidad de muestreo, medios con que se cuenta tales como embarcaciones,
aparejos para operar desde puentes, equipos de muestreo y de medición, materiales
auxiliares y envases que deben portarse para operar en la, o las estaciones que se pretenden
monitorear.
Los ítems enunciados, y otros asociados son los que se analizarán luego en este
manual, e inciden en la eficiencia del monitoreo, garantizando la salud y/o seguridad del
personal a cargo tanto de tareas de relevamientos simples en ríos y cuerpos lacustres, como
de las operaciones de inspección y monitoreo de descargas puntuales, en especial las de
efluentes industriales.
En este último caso, las mediciones suelen estar asociadas a la verificación de
normativas respecto al cumplimiento de estándares y permisos de vuelco, y a la
contaminación generada si estos son excedidos, por lo que la validez jurídica de las
contravenciones deben ser apoyadas por pruebas técnicas fehacientes.
Estas implican por ejemplo: la utilización de un método de muestreo técnicamente
inobjetable, envases aptos y preservación del líquido, sedimento y/o suelo a analizar,
métodos analíticos precisos que validen los niveles a detectar (ejemplo: trazas de tóxicos),
respetar la cadena de custodia que asegura la integridad de la muestra desde su toma hasta
que llega al laboratorio, siendo inclusive útiles equipos de filmación y fotos del sitio de
extracción y/o de zonas afectadas por la polución, estado de las plantas de tratamiento,
falencias en tanques de depósito de insumos y/o productos y de equipos industriales que
puedan ser los causales de la polución.
Por ello el muestreo, mediciones de campo y en ocasiones el aforo de los
afluentes, canales, y los trabajos que se efectúen en las zonas de mezcla donde estas
descargas impactan al curso receptor, deben ser efectuadas con la mayor precaución y
eficiencia.
Las estaciones de monitoreo podrán luego ubicarse a campo abierto, en bocas de
inspección de efluentes de plantas industriales o sobre puentes, llegando a ellas por diversos
20
medios, inclusive utilizando embarcaciones cuando se muestrea el cuerpo de agua afectado,
debe portarse en todos los casos, solo el material y equipos imprescindibles para operar,
evitando cargas superfluas, en especial cuando se trabaja desde bases peligrosas o en
embarcaciones pequeñas.
Sobre esta temática se detallarán, las medidas precautorias a tener en cuenta para
asegurar la perfecta limpieza de los equipos muestreadores de agua, sedimentos, su uso
según las condiciones del receptor y objetivos del estudio a efectuar; en principio sobre
cursos de agua superficial, sedimentos y finalmente para el caso de canales por los que
circulan efluentes de tipo industrial.
Se detallará además, la metodología apropiada para efectuar dichas tareas de
muestreo de manera eficiente, analizando la incidencia de todos los aspectos que hacen al
monitoreo en sí, desde la limpieza y preparación de equipos de campo y para la colecta de
las muestras materiales y los envases que finalmente llegan con la preservación adecuada al
laboratorio para la medición de los parámetros de interés.
Se desea en síntesis, presentar un Manual que presente soluciones técnicas
factibles, en especial para el trabajo de los laboratorios regionales y personal de campo, sin
embargo se pretende proceder de manera tal, que los datos obtenidos por cada uno de ellos
sean representativos, consistentes y comparables, poseyendo además un nivel de confianza
aceptado a priori por los responsables del proyecto de monitoreo de calidad de agua en
ejecución, esto facilita una fluida y veraz comunicación entre los grupos de tareas.
Este manual enfatiza la interdependencia existente entre la eficiencia, precisión y
confiabilidad de las tareas de muestreo en las diferentes matrices a analizar (agua,
sedimentos, suelos), la sensibilidad de los instrumentos y/o métodos analíticos con los que
se reportan los resultados y el manejo de la información obtenida para el estudio en
cuestión.
Los objetivos previamente enunciados, determinan las pautas y requerimientos
(ejemplo: frecuencia de muestreo, número de muestras y estaciones) y el nivel de
confiabilidad requerido para llegar a conclusiones valederas para la totalidad del proyecto
en cada una de las fases del estudio.
Los responsables del muestreo en campo, determinaciones analíticas en el
laboratorio y manejo de datos, deben conocer los niveles de exigencia que implica la tarea
encomendada a cada uno de ellos, para no malgastar los recursos y el tiempo que les
demanda.
21
Es decir existen objetivos de calidad de datos finales, que hacen a la evaluación
total de la situación y permiten sacar conclusiones al Jefe del Proyecto, conociendo la
variabilidad (grado de incertidumbre / error) tolerado en los datos reportados por cada
grupo de trabajo.
Estos niveles pueden diferir de los específicamente exigidos, por ejemplo: al
laboratorio (asociados a la precisión y exactitud en la detección de un parámetro en
particular), pero son promediados de manera tal que la información total procesada
(ejemplo: valores medios mensuales) satisfaga las expectativas del estudio encarado a
través de la red de monitoreo en operación.
Estas, regularmente sirven para la caracterización de los aspectos inherentes a la
calidad del recurso, o para definir tendencias en el ámbito espacial o temporal para los
diferentes usos pretendidos en el mismo, acorde las normas que limitan los parámetros
fisicoquímicos, bacteriológicos, y determinan la biota y calidad existente en el curso hídrico
receptor analizado.
Estos pueden estar siendo afectados por descargas poluentes puntuales y/o
distribuidas en la cuenca de aporte regional analizada (ejemplo: escorrentía de plaguicidas,
sedimentos que ejercen demanda béntica, o liberan compuestos tóxicos).
II.1.1. Niveles Guía de Calidad de Agua y Suelos acorde a diferentes
usos del recurso hídrico y del territorio por parte del hombre, según Ley
24.051 (Residuos Peligrosos) Decreto Reglamentario Nº 831 (23/4/93)
Respecto a este tema es imprescindible destacar su importancia como valores de
referencia óptimos para los distintos parámetros de calidad, es decir la concentración
máxima permisible respectiva a alcanzar en los diferentes ríos, cuerpos lacustres y suelos
para que no sean clasificados como contaminados.
El Anexo I del Decreto 831/93 reglamentario de la Ley 24.051 de Residuos
Peligrosos, contiene los Niveles Guía de calidad de agua y suelo según su uso prioritario. El
mismo tiene las siguientes Tablas:
N° 1 Uso: fuentes de agua de bebida humana con tratamiento en plantas
de tipo convencional.
22
N° 2 / 3 y 4 Uso: protección de la vida acuática en aguas dulces de cursos
superficiales, aguas saladas superficiales y salobres superficiales,
respectivamente.
N° 5 Uso agrícola: fuente de agua para irrigación.
N° 6 Uso: agua de abrevadero para ganado.
N° 7 Uso: recreativo.
N° 8 Uso: pesca a nivel industrial
N°9 Niveles Guía de Calidad de Suelos para usos: agrícola, residencial e
industrial
Ver ANEXO Nº I del Decreto PEN 831/93.
La aplicación efectiva de esta Normativa, para el caso específico de los Niveles
que determinan la Calidad del Agua, está supeditada a la clasificación / categorización y
definición de usos priorizados de cada uno de los cursos de agua superficiales por parte de
los Gobiernos Provinciales / Comités de Cuenca y/o Nación según corresponda.
Cumplimentada esta fase se procede a determinar el listado y las concentraciones
de los parámetros que constituirán los estándares de calidad ambiental, estos deben ser
calculados en función de los objetivos de calidad ambiental, que dependen de las
características particulares (hidrológicas en especial) del curso receptor a fin de preservar
los usos del agua priorizados para ese lugar.
Estos se refieren al nivel medio de concentración de poluentes permisibles en el
cuerpo de agua en estudio, cuando se analiza la incidencia de efluentes de tipo industrial
que desean ser volcados al curso en cuestión la preservación de la calidad se hace limitando
el nivel de concentración y de flujo másico; que definirían los permisos de vuelco
respectivos:
Al respecto en el ANEXO III del Decreto 831/93 (Ley n° 24.051 de Residuos
Peligrosos) se definen los lineamientos técnicos para los diferentes casos que pueden
acontecer: (es potestad de los gobiernos provinciales su reglamentación específica y
aplicación)
aa)) VVeerrttiiddooss eenn rrííooss,, aarrrrooyyooss yy ccaannaalleess::
23
Cd Cr= ×10 y Qd Cr= ×0 1,Cd: Estándar de Calidad de Agua (C.A.) para un constituyente peligroso
Cr: Objetivo de Calidad de Agua para el uso mas restrictivo en el cuerpo receptor.
Qd: Estándar para el caudal diario del vertido
Qr: Caudal diario mínimo anual (promedio de 10 años) que interviene en la dilución
del vertido
24
bb)) VVeerrttiiddooss eenn llaaggooss,, llaagguunnaass yy eemmbbaallsseess
Cd Cr= ×10 y Q d H T o= ×0 1,
H ; Profundidad efectiva de mezcla
To: Tiempo de residencia hidráulico (volumen del lago/ caudal de ingreso)
cc)) VVeerrttiiddooss eenn eessttuuaarriiooss..::
Cd Cr= ×10 y Qd QrExp U X E= × − ×
0 1,
U es la velocidad de la corriente en dirección de la marea.
X es la distancia del punto de vertido a la costa (en dirección de la marea)
E es el coeficiente de dispersión (en dirección de la marea)
II.1.2. Items a considerar para el muestreo de sustancias químicas en la
columna de agua y en el sedimento, que sirven para caracterizar la calidad
de agua del recurso analizado.
• Concentración total de la sustancia química.
• Concentración de la sustancia química disuelta
(regularmente luego del filtrado a un nivel de 0,45 µ).
• Concentración en partículas (en base a los sólidos allí
existentes ).
Caracterizar el efecto de la calidad del agua sobre la biota, a través de Unidades de
Toxicidad / bioensayos in situ o colecta de agua con dicho fin en laboratorio.
Se enuncian a continuación medidas precautorias a tomar para garantizar que el
colector de muestras, envases y materiales utilizados en campaña no sean una fuente de
contaminación que altere los resultados del estudio efectuado en el curso en cuestión. Los
materiales óptimos son el vidrio y el acero inoxidable, pero no siempre se pueden afrontar
25
los gastos que estos implican. Recordamos la conveniencia de obtener las muestras a nivel
sub-superficial, evitando la incorporación de espumas en el muestreador y cuando se
extraen muestras de fondo no generar disturbios en el lecho del río o canal para que los
sedimentos sean captados sin alterar las mediciones representativas de la columna de agua
cuando solo deseamos información de la misma.
II.1.2.a. Filtración en campo
La incidencia de los nutrientes y poluentes
bioacumulables sobre los organismos acuáticos y sobre la calidad del agua, para la mayoría
de los usos factibles en una región determinada se deriva principalmente de su
concentración en la fase disuelta. Para el caso de los metales y algunos compuestos
orgánicos existe una tendencia a acumularse en los sólidos suspendidos y coloidales, si se
compara con la realmente disuelta.
Pero acorde a lo que internacionalmente se define
como elementos disueltos en la fase líquida = Aquellos que pasan a través de una
membrana de 0,45 µ (ejemplo: según U.S. Water Quality Branch ).
El 90% de los metales que transporta
regularmente un curso superficial están en la fase disuelta, algo similar acontece con la
mayoría de los compuestos orgánicos y metales; dadas las cantidades relativas finales:
sedimento vs. fase disuelta.
La filtración debe ser llevada a cabo en forma
inmediata luego de la toma de la muestra y seguida del adecuado proceso de preservación
físico química de las fases obtenidas, según los elementos que van a determinar.
El volumen a colectar lo definen los
requerimientos del laboratorio en base a la cantidad de parámetros a analizar, cuando se
trabaja para detectar compuestos orgánicos deben utilizarse filtros de fibra de vidrio, lo que
queda allí retenido es la fracción particulada y el resto constituye la concentración del
compuesto disuelto.
El equipo y materiales de filtración deben estar
limpios y descontaminados, se describen luego las técnicas generales para dicho fin; debe
tenerse en cuenta que se requiere generar vacío, para optimizar dicha operación, el que se
puede obtener mediante bombas de tipo manual y/o con energía eléctrica o baterías. Debe
26
preverse como satisfacer estos requerimientos en campaña (ejemplo: llevar baterías de
repuesto, adaptadores y cables alargadores).
Se detallan a continuación algunos aspectos para el tratamiento de equipos y
materiales a emplear en campo:
aa)) AAnntteess ddee iinniicciiaarr eell vviiaajjee ddee ccaammppaaññaa::
• Lavar bien y refregar con elementos apropiados utilizando detergentes no
fosfatados las unidades de filtración
• Enjuague con agua corriente limpia y deje sumergido una noche el material
en una solución al 5% de ácido Cl H
• Limpie el interior de los tubos / mangueras del equipo, dejando además los
mismos sumergidos unas 16 hs en una solución al 5% de ClH
• El pretratamiento de los filtros de vidrio a utilizar se logra luego de su
calentamiento en un horno (mufla a 450 ºC durante 1 hora), para remover los
compuestos orgánicos.
• No utilizar filtros que queden doblados, almacenar luego los mismos en
recipientes secos y sellados.
bb)) IInnmmeeddiiaattaammeennttee aanntteess ddee rreeaalliizzaarr eell ffiillttrraaddoo eenn ccaammppoo..
• Enjuague la unidad de filtrado y tubos con agua destilada y/o desionizada.
• El procedimiento a utilizar depende de los compuestos a analizar, Ejemplo:
si se buscan compuestos particulados carbonáceos y nitrogenados la secuencia a seguir
es la siguiente:
Ø Usando pinzas apropiadas coloque con cuidado (sin tocar con las
manos) el filtro pretratado en el embudo del equipo de filtración.
Ø Pase a través del equipo el volumen de muestra requerido luego de
haber mezclado bien el contenido de los envases en los que se hallaba, mida y
anote el volumen utilizado.
Ø Después de que la muestra halla pasado por el filtro, lave su interior
con algo de agua libre de N y de C (pocos ml) para asegurar que todo el material
particulado halla quedado en el filtro.
27
Ø Efectúe también un lavado ácido para remover los carbonatos
agregando 2 a 5 ml de SO4 H2 (0,1 N) / Continúe luego el filtrado.
Ø Efectúe finalmente un último lavado del filtro con agua libre de C y
N antes de sacarlo del embudo y guardarlo el filtro en un disco Petri,
(identificable) a 4 ºC.
Ø Efectúe periódicamente un blanco de filtro acorde a los pasos
enunciados para verificar si existen contaminantes o niveles de base a tener en
cuenta.
Las mediciones para diferentes parámetros requieren consideraciones específicas,
por ejemplo: cuando se busca Clorofila a, se emplean filtros con embudos tipo Millipore /
Pyrex y filtros Watman GF/C con tamaños de poro adecuados al caso regional en estudio,
las secuencias de limpieza y cuidado en la operación son similares a fin de obtener
resultados confiables para el estudio.
II.1.2.b. Preservación de muestras
Para evitar las alteraciones en la concentración de los parámetros a medir que
ocasionan los procesos bioquímicos, físicos y químicos en las muestras durante el lapso de
su colecta y real medición, en campo o en especial si esto se efectúa en laboratorio luego de
un viaje (que puede durar horas a días). Deben respetarse las medidas para la preservación
de las muestras y mediante adiciones de reactivos químicos, conservación en frío, y/o
evitando el efecto de la luz solar, se asegura la validez de las determinaciones a efectuar.
28
AAddiicciióónn ddee rreeaaccttiivvooss qquuíímmiiccooss::
Las muestras suelen acidificarse para medir luego algunos
compuestos: Ejemplo: metales disueltos, herbicidas tipo
fenoxiácidos; debe procurarse siempre el empleo de reactivos
de máxima pureza, para no introducir una contaminación
adicional en la muestra sometida luego a detección en el
Laboratorio.
EEmmpplleeoo ddee ffrrííoo eexxttrreemmoo // ccoonnggeellaacciióónn yy//oo mmaanntteenniimmiieennttoo eenn ffrreeeezzeerr..
Esta técnica no es siempre aconsejable, porque causa algunos
cambios fisicoquímicos, Por ej. formación de precipitados y
pérdida de gases disueltos que pueden afectar la real
composición de la muestra. También los compuestos sólidos
cambian a causa del proceso congelación / deshielo y el
retorno a las condiciones de equilibrio requiere una
homogeneización rápida y especial, antes de efectuar las
determinaciones analíticas en el Laboratorio.
CCoonnsseerrvvaacciióónn uuttiilliizzaannddoo ffrrííoo mmooddeerraaddoo ((44ºº CC))::
Esta es la técnica más utilizada y en general mantiene
completamente la integridad de los compuestos químicos
(poluentes / nutrientes /biota) aunque algunos elementos
pueden llegar a precipitar. Se complementa regularmente este
método mediante la adición de reactivos químicos, acorde al
parámetro a medir
PPrreeccaauucciioonneess yy aassppeeccttooss pprrááccttiiccooss ppaarraa ooppeerraarr eenn ccaammppoo ::
Todas las muestras deben recibir la preservación adecuada y
solo las dosis previstas acorde a su volumen y parámetro a
determinar luego en el Laboratorio, por ello conviene marcar
de alguna forma los envases ya tratados a fin de no repetir esa
acción, en especial cuando este proceso no genera un cambio
en la apariencia exterior de la muestra.
29
Conviene emplear pipetas precalibradas / automáticas o
elementos auxiliares que eviten la succión directa (por boca)
de estas soluciones por parte del operador, con el peligro que
esto implica para su salud.
Cada una de las soluciones debe estar perfectamente
identificada e indicar en su envase la dosis a emplear en la
preservación, teniendo además para dicho fin una única y
exclusiva pipeta; de forma tal de evitar la contaminación
cruzada y los peligros que se generan si se introduce en el
frasco equivocado, dado que regularmente se emplean
soluciones concentradas (ácidas / básicas).
II.1.2.c- Muestreo a fin de obtener la caracterización bacteriológica /
microbiológica de las aguas superficiales colectadas.
AAsscceeppcciiaa::
Es importante mantener en todo momento (extracción,
preservación y traslado al Laboratorio) las condiciones de
ascepcia, para que el dato a reportar refleje las condiciones
reales del agua en la estación en el momento de la toma,
algunas determinaciones para organismos específicos
requieren de precauciones adicionales a las que ahora se
enuncian a modo general, inclusive la determinación
inmediata en campo.
EEnnvvaasseess aa uuttiilliizzaarr:
Conviene emplear frascos de vidrio de boca ancha
(esterilizados) de un volumen de 200 o 500 ml o botellas de
plástico no tóxicas para microbiología, con tapas especiales
de vidrio, corcho o plástico a rosca que son luego recubiertas
con papel de aluminio u otro equivalente y asegurando el
cierre del envase con elásticos o cordones de algodón .
30
PPrreesseerrvvaacciióónn ddee llaa mmuueessttrraa::
Lo óptimo es un análisis inmediato, si esto no es factible las
muestras deben conservarse en frío (hielo) en la oscuridad,
esto inhibe los problemas asociados a la multiplicación y la
muerte de los organismos por un tiempo (no mas de 30 hs).
Las muestras no deben congelarse ni conservarse en freezer.
MMeettooddoollooggííaa ddee mmuueessttrreeoo::
Una vez que se llega al punto de toma, tome un envase saque
el papel protector colocándolo en un lugar seguro y limpio, no
enjuague el frasco con el agua de la estación. Si la muestra va
a ser colectada a mano tome el frasco desde la base y sumerja
el cuello del mismo dirigiéndolo hacia abajo hasta alcanzar
una profundidad de 25 a 40 cm, oriente luego el frasco de
manera que el cuello se dirija hacia arriba, en lo posible en
dirección contraria a la corriente allí imperante y lejos de la
influencia de las manos y brazos del operador para evitar la
contaminación indirecta que puede acontecer durante el
llenado.
Existen equipos mecánicos especialmente diseñados para la colecta de bacterias, si
los posee siga las instrucciones respectivas para el llenado.
Completada esta operación debe volcarse algo del contenido de los frascos a fin de
dejar un espacio de 3 a 4 cm entre el nivel del agua y la tapa.
Colocar nuevamente la tapa asegurándola con el papel y atando con las cuerdas o
elásticos que tenía el frasco, que debe estar bien identificado (collarines / marcadores
indelebles) antes de colocarlo en las conservadoras con hielo. Es importante conocer los
datos ambientales, en especial temperatura (ambiente y del agua), profundidad de
extracción en la estación que deben agregarse a la Planilla de datos de campo.
II.1.3 Guía para la preparación de Campañas de Monitoreo de Calidad de
Agua y sedimentos en cuerpos hídricos afectados por procesos
contaminantes
31
II.1.3.a - Cita de metodología y recomendaciones
II.1.3.a.i - Introducción / generalidades
El éxito de las evaluaciones que se deseen efectuar en base a los datos que
caractericen la situación de calidad del receptor derivadas de la incidencia de descargas
prioritariamente puntuales (ejemplo: de efluentes industriales) en ríos y canales, dependen de
la representatividad de los datos colectados respecto del comportamiento temporal y/o
espacial de los parámetros de calidad de agua analizados.
Por ello el corazón de un programa de monitoreo que se implemente para una red de
estaciones que caracterice la cuenca y/o tramo del curso de agua en estudio se sitúa en una
perfecta preparación del muestreo en sí, su correcta ejecución, colecta y preservación
adecuada de las muestras a analizar, envío rápido al lugar de medición.
Esto implica implementar además una apropiada cadena de seguridad para cuidar la
integridad de las muestras desde el momento de la toma hasta el de su determinación en
campo o en el laboratorio asumiendo que se opera con la mejor metodología analítica para la
obtención de datos confiables.
II.1.3.a.ii Recomendaciones para las campañas de muestreo de
Calidad de Agua
Elaborar una guía sobre la metodología de muestreo a aplicar en cada punto y
estación de la red de monitoreo, que incluya:
PPaassoo 11..
Selección de rutas de acceso con caminos seguros y
cumplimentar todos los requisitos de ingreso a las estaciones.
Por ejemplo: contar con permisos del dueño del predio cuando
son propiedades privadas, o de los responsables entes
nacionales / provinciales / municipales, vehículos apropiados,
documentación que avale las actividades oficiales del personal
para el trabajo encomendado, (al menos para el Jefe de la
Comisión, etc.)
32
PPaassoo 22..
Instruir al personal a cargo de las tareas de campo en el manejo
de equipos de extracción de muestras, medición y
determinaciones físico / químicas a efectuar durante la
campaña Supervisar en lo posible (en especial al comienzo del
Programa) el cumplimiento de las pautas metodológicas para
un correcto muestreo, medición y preservación de las muestras
procesadas en campo y las que van luego al Laboratorio.
PPaassoo 33..
Llevar todos los materiales para la colecta de muestras
(envases, reactivos de preservación, etiquetas) Elementos para
instrumentar la toma de muestras en una forma segura para el
operador y para el éxito de su tarea (Ejemplo: llevar sogas,
escaleras, aparejos, etc. cuando la toma de muestras no pueda
efectuarse desde las orillas del curso y deba accederse al mismo
desde puentes; en los que no siempre se puede maniobrar en
forma simple para el manejo de los muestreadores sean estos
simples (ej. baldes) o sofisticados (Van Dorn para agua /
CORE o dragas para sedimentos ) . En campo se debe lavar el
muestreador varias veces con el agua a muestrear .
PPaassoo 44..
Llevar todos los equipos para las determinaciones Físico
/Químicas (F/Q) en campo en perfecto estado de operación y
calibrados. Verificar el correcto funcionamiento de los
equipos de muestreo y su limpieza antes de concretar la toma
de muestras. Limpiar luego de su uso, respetando las
indicaciones del fabricante respecto a su cuidado y
mantenimiento en especial durante su traslado y uso en
condiciones riesgosas (por ejemplo: utilización de sondas para
medición de pH y sensores de iones específicos, en líquidos
conteniendo sustancias aceitosas / hidrocarburos, muy sucias
33
o con pH extremos / requieren un lavado especial para su
posterior uso).
PPaassoo 55..
Verificar la existencia de muestreadores y envases aptos para el
tipo de muestra y parámetro a analizar, incluyendo su posterior
traslado (tipo de envase vidrio / plástico) reactivos para su
preservación y/o elementos para cumplimentar las condiciones
requeridas (ejemplo: frío) acorde a las condiciones de
mantenimiento y preservación de muestras y tiempos máximos
para efectuar una determinación analítica confiable. Si estas
condiciones no se van a dar ... NO EXTRAER LA
MUESTRA.
PPaassoo 66..
En el laboratorio verificar la limpieza de materiales, tubos y
envases a utilizar en la campaña proveer de todos los envases
acorde al tipo y volumen previsto para procesar luego su
contenido según lo requerido por cada determinación analítica,
(incluir blancos y réplicas cuando sea necesario) la cantidad de
agua extraída debe satisfacer los requerimientos de las
determinaciones de campo y las de Laboratorio (incluyendo las
control interlaboratorios).
PPaassoo 77..
Tomar todas las precauciones posibles para que, una vez
arribadas a este último, luego del muestreo, las operaciones de
trasvase, fraccionamiento y análisis se efectúen correctamente
sin generar contaminación Extra en las muestras a procesar
Efectuar un resumen con el registro de las operaciones de las
tareas de campo, horarios de llegada al punto de muestreo,
inconvenientes acontecidos durante la toma ,condiciones
meteorológicas reinantes, estimación del caudal que circula en
el curso si este no pude aforarse o averiguar esta información
de otras fuentes (para estimar luego el flujo másico de
poluentes). El conocimiento de la performance de los equipos
34
de muestreo y medición, problemas acontecidos y soluciones
halladas durante una campaña, mejorará la eficiencia del grupo
operador y acortará los tiempos previstos para los siguientes
monitoreos.
Equipo Aplicación
Material deconstruccióny de contactocon la muestra
Ventajas Desventajas
Botella Nansen Colecta defitoplancton
Metal /recubierto concapa de teflón
Se puede usar enserie
Colecta pocovolumen de
muestraBotellas
KemmererCompuestos
químicos (*)
PVC No generacontaminación
metálica
Capacidad fijaexisten de (0,4 a
16 litros)Botellas
KemmererBacteriología
Zooplancton
Latón / bronce
Acrílico /plástico
_______
No contaminacon metales
Toxicidad debidoal metal
Botellas VanDorn
Compuestos
químicos (*)BacteriologíaFitoplanctonZooplancton
PVCNo genera
contaminaciónmetálica
Capacidad fijaexisten de (2 / a
30 litros)
Botellas comunes Compuestos
químicos (*) ybacteriología
Vidrio Bajo costoNo puede
controlares laprofundidad de
muestreoBombas
extractorasCompuestos
químicos (*)FitoplanctonZooplancton
Acero inoxidable
Puede colectargrandes
volúmenes enforma continua,
muestrea lacolumna en
sentido vertical
Existe laposibilidad decontaminación
metálica y puedegenerar daños a
losmicroorganismos
(*) Los compuestos poluentes tipo plaguicidas, tóxicos metálicos y orgánicos prioritarios, deben ser
colectados con muestreadores que posean materiales de contacto tales como teflón, vidrio u otros que nocontaminen la muestra.
35
II.1.3.a.iii Guía para la toma de muestras de agua y/o efluentes
representativas
Describiremos principalmente los aspectos vinculados al muestreo manual que
implican la colecta de muestras por breves períodos de tiempo y suelen llamarse muestras
puntuales o individuales. Esta metodología es flexible tanto en el tiempo como en el
espacio y existen varios equipos que pueden adaptarse a cada condición y necesidad. El
equipo, debe estar construido de materiales que no afecten la composición del agua
muestreada, de fácil limpieza y estar descontaminado. Sus características deben permitir el
trasvase del material colectado a otros recipientes, sin que se pierda materia suspendida por
sedimentación en el muestreador.(Es prioritario el tema de eficiencia y costos en la
selección del este material).
La alternativa de los muestreos automáticos es factible, pero en nuestro caso, en
el país es solo aconsejable para estudios muy particulares, que ameriten la inversión que debe
asumirse para esas tareas en equipos, seguridad y mantenimiento de los mismos durante su
período de operación. En caso de requerirse instalaciones fijas y/o transitorias que requieren
de una provisión de energía de fuentes externas o baterías especiales que es conveniente
instalar junto a los equipos de medición y control en casillas a las que llega el flujo
proveniente de las bombas sumergibles y cañerías que transportan el líquido a medir.
Estas estaciones requieren además del mantenimiento técnico una vigilancia
adicional que podrían proveer puestos policiales / de Prefectura Naval o establecimientos
privados que acepten al menos esa responsabilidad y aporten energía eléctrica en caso
necesario, reportando los inconvenientes y/o emergencias que acontezcan de inmediato a los
entes ambientales que utilizan la información y/o muestras colectadas mediante el
equipamiento de dicha estación.
Existe gran variedad de equipos que permiten tomar muestras mecánicamente de
acuerdo a instrucciones predeterminadas, estas pueden ser colectadas a intervalos fijos o en
forma continua y pueden ser descargadas en recipientes individuales o en uno solo para
obtener una muestra compuesta, algunos muestreadores tienen adosados medidores de flujo.
Estos equipos necesitan una fuente de energía para funcionar que puede ser
externa o mediante baterías de duración limitada. La mayoría operan las 24 hs. del día y es
conveniente agregar los preservadores en los frascos respectivos, para evitar la degradación
de los parámetros si es que las muestras no son medidas por los instrumentos allí instalados.
(sensores de medición y registro continuo o a determinados intervalos de tiempo)
36
Es necesario seleccionar cuidadosamente los materiales del muestreador, bombas
y tuberías que conducen la corriente a medir en el equipo para no aportar contaminantes
adicionales.
Constituye un factor importante la seguridad de las instalaciones enunciadas, es
imprescindible tomar todos los recaudos necesarios para la limpieza, mantenimiento de
sensores, cámaras de medición, instrumentos / relojes de medición instantánea y de grabación
y /o colecta de datos, reemplazo de sistemas de registro (cartas / cassettes / diskettes) y
verificación de su calibración respecto a soluciones estándares
Recordamos algunas definiciones útiles para la planificación de las operaciones
de monitoreo en campo:
MMuueessttrraa ssiimmppllee::
Esta puede tomarse de dos maneras diferentes, acorde al objetivo del estudio a
efectuar:
aa)) aquella colectada en un lugar, tiempo y profundidad
determinados y luego analizada Se la denomina también
instantánea o de sondeo Representa la composición de la fuente
en ese momento y lugar.
bb)) aquella tomada a lo largo de una profundidad determinada en la
columna de agua y en un lugar y tiempos establecidos (muestra
integrada)
Es adecuada para caracterizar la Calidad del Agua de corrientes y/o cursos de
agua que no fluyen con regularidad, por ejemplo: procesos batch, ríos /arroyos que dependen
exclusivamente de las condiciones climáticas de la región en estudio .
Los parámetros a ser analizados pueden variar drásticamente en el tiempo por
ejemplo: gases disueltos, Cloro residual, sulfuros solubles, aceites y grasas, parámetros
microbiológicos, etc.
Se desea caracterizar la máxima variabilidad de los parámetros de interés.
MMuueessttrraa ccoommppuueessttaa::
Implica la colecta de una serie de muestras individuales, recogidas en un mismo
punto en distintos momentos estas pueden tener pesos o volúmenes iguales o diferentes
37
acorde al criterio seleccionado para integrar las mismas (tiempo / caudal), que conforman
luego una única muestra.
Los resultados analíticos serán representativos del promedio en el tiempo de
muestreo regularmente no más de 24 hs. No se detectan aquí los valores extremos y se desea
evaluar prioritariamente las cargas másicas promedio que circulan o aportan determinadas
fuentes puntuales.
Se asume que los parámetros a analizar no varían su concentración durante el
período en que el muestreador es llenado (horas / días) y su contenido realmente procesado
analíticamente.
No determinar compuestos en los que puedan acontecer fenómenos que invaliden
esa hipótesis (biodegradación, reacciones químicas, etc.).
MMuueessttrraass ccoommppuueessttaass oo ccoommppeennssaaddaass aaccoorrddee aall ccaauuddaall::
En ellas el volumen de las muestras simples que se incorpora (aproximadamente
8 muestras), es proporcional al caudal que circula en el instante de la extracción.
MMuueessttrraass ccoommppeennssaaddaass aaccoorrddee aall ttiieemmppoo::
Se trata de una muestra compuesta en la que el volumen aportado por las simples
que la integran es fijo, pero después de que cierta cantidad de flujo ha circulado luego de un
período predeterminado por la estación de muestreo.
II.1.3.a.iv Selección de técnicas de muestreo acorde a los
objetivos del estudio:
Las muestras simples o compuestas pueden colectarse utilizando equipos
operados manualmente o en forma automática.
Las compuestas deben estar integradas por no menos de 8 muestras individuales
colectadas a intervalos iguales y conformadas en forma proporcional al caudal, o una única
muestra llenada en forma continua pero en donde el ingreso de líquido al contenedor es
proporcional al caudal circulante.
Un mayor número de muestras individuales es aconsejable si el caudal del
efluente aportado al curso receptor es muy variable.
38
Cuando se emplea la integración manual de muestras para conformar una única
representativa, la manipulación de las individuales debe minimizarse para reducir la
posibilidad de contaminación adicional.
La variabilidad en los caudales del efluente o la de la concentración de los
parámetros de interés, es la que define en última instancia la metodología a utilizar, en
adición a los medios y personal disponible para dicho fin.
En el caso de muestreo de efluentes, estos deberían colectarse en el sitio acordado
a través del permiso de vuelco a la industria en cuestión, si este no se especifica el lugar ideal
es en el canal o conducto final que integra todos los aportes parciales y antes del vuelco al
curso receptor final.
Tener en consideración el efecto de cloración antes del vuelco final, que altera la
integridad de la muestra tomada, que requiere en caso de determinación de parámetros tales
como DBO, decloración y una nueva siembra, en ocasiones es conveniente tomar las
muestras antes de la desinfección final para obtener datos más representativos.
Una buena identificación es una de las mejores claves para que la muestra sea
analizada con éxito, conviene adosar y/o pegar tarjetas con el mínimo de información
necesaria (**), el resto deberá buscarse en las planillas de campo y confeccionar al menos
duplicados de c/u de ellas, que posean idéntico código numérico que los envases que
contienen el líquido a analizar.
(**)Etiqueta / rótulo envase
N° Código de la muestra N° de estación
Fecha Hora del muestreo Serie / código de los parámetros a analizar
Nota: utilizar marcadores indelebles, collarines numerados / y material apto para resistir inclemencias
de los trabajos en campo.
39
Los datos mínimos a reportar en la planilla respectiva, son:
Planilla de Datos de Campo
N° Código de la muestra N° de estación
Fecha Hora del muestreo Serie / código de los parámetros a analizar
Indicar si se trata de
muestra puntual o
compuesta
Tiempo de muestreo y/o volumen
correspondiente, el muestreo se efectúa en
función de caudal / intervalos
Preservativos
adicionados
Referencia a condiciones
de muestreo (ejemplo:
normales, turbulencia en
la corriente del canal o
curso en estudio / colores /
olores fuera de lo usual en
la estación)
Registro de datos de
campo complementarios
y condicionantes del tipo
de determinación
analítica a efectuar con
la muestra colectadas
(temperatura, pH, cloro
residual, etc.)
Nombre del muestreador y de
los responsables de los
análisis de campo,
preservación y traslado de las
muestras colectadas hasta el
laboratorio, recepción oficial
del material entregado
(cadena de seguridad)
Volumen individual de la muestra original, cantidad de envases en que fue dividida,
código de las determinaciones analíticas solicitados para la misma y código de
procedencia .(ejemplo: efluente de la Industria NN, blanco, duplicado de la muestra
NN, etc.)
Datos meteorológicos Datos de
caudal
(método de
aforo, etc.)
Reporte de tareas de campo, la constancia
de falencias y/o irregularidades en la
estación de muestreo es conveniente
reportarla con Fotos y/o material fílmico
tomadas durante la campaña
MMuueessttrraass rreepprreesseennttaattiivvaass eenn rrííooss::
Para tramos homogéneos es conveniente efectuar la toma de una muestra
integrada en profundidad para caudales pequeños una muestra simple tomada en el centro del
cauce es suficiente.
Para aquellas estaciones ubicadas en tramos no homogéneos del río, es necesario
muestrear en toda la sección transversal, en un número definido de puntos y profundidades,
40
estos dependerán del ancho, profundidad, caudal, cantidad de sedimentos transportados y en
ocasiones la caracterización de los organismos acuáticos si es uno de los objetivos del
estudio, además de la calidad del agua circulante.
EEqquuiippooss ddee mmuueessttrreeoo::
Estos pueden ser de diferente clase según el tipo de muestras a tomar:
aa)) MMuueessttrreeaaddoorreess ddee iinntteeggrraacciióónn eenn pprrooffuunnddiiddaadd::
Este tipo de equipo permite la integración de la
muestra por su modo de llenado, dado que el
recipiente se baja hasta el fondo del cuerpo
receptor y allí se destapa, llenándose a medida que
es elevado a una velocidad constante hasta la
superficie. Esta metodología no es apropiada en
cursos superficiales poco profundos
bb)) MMuueessttrreeaaddoorreess ppaarraa mmuueessttrraass ppuunnttuuaalleess // ddiissccrreettaass::
Se utilizan para extraer agua a una profundidad
específica, el equipo se sumerge a la profundidad
deseada, luego se activa el mecanismo de cierre y
la muestra allí colectada se retira del río elevando y
recuperando el equipo. Los muestreadores más
utilizados son los del tipo Van Dorn y los
Kemmerer también suelen utilizarse algunos que
poseen diferentes tipos de bomba para la colecta
del agua a extraer.
§§ MMuueessttrreeaaddoorr VVaann DDOORRNN::
Está diseñado para extraer muestras a una
profundidad de 2 o más metros, está construido
regularmente de cloruro de polivinilo o de material
plástico acrílico, se utiliza en muestreos de tipo
41
general y para detección de trazas de metales;
Poseen para estos casos, juntas herméticas
especiales de neopreno y siliconas, las juntas de los
extremos son de goma moldeada o plástico rígido
torneado, cuenta con válvula de drenaje para la
remoción de la muestra. Y la configuración
horizontal, es la apropiada para cuando las
muestras se extraen del fondo o se desea conocer la
composición de un nivel específico (Ejemplo:
termoclinas en lagos)
Los volúmenes que se manejan varían entre 2 a 16
litros.
EELL PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO BBÁÁSSIICCOO DDEE OOPPEERRAACCIIÓÓNN EESS EELL
SSIIGGUUIIEENNTTEE::
v Abrir el extractor levantando los elementos de cierre.
v Fijar el mecanismo disparador
v Bajar el extractor a la profundidad deseada
v Activar el mensajero de metal para disparar el
mecanismo que cierra los extremos del muestreador
v Elevar el equipo, trasvasar la muestra a los recipientes
individuales a través de la válvula de drenaje
42
Botella Van Dorn
§§ MMuueessttrreeaaddoorr KKEEMMMMEERREERR::
Es uno de los más antiguos extractores verticales
accionados por mensajero, generalmente se utiliza
en cuerpos de agua con profundidades superiores a
1 metro. Pueden estar construidos en bronce o
cloruro de polivinilo o acrílico, según el parámetro
a muestrear. Los sellos y obturadores son de goma.
El volumen que contienen suele variar entre los 0,5
a 8 litros. El funcionamiento es similar a los VAN
DORN.
43
Muestreador Kemmerer
44
§§ MMuueessttrreeoo mmeeddiiaannttee bboommbbaass::
Existen tres tipos de bombas:
þ de diafragma,
þ peristálticas, y
þ rotativas.
Requieren energía y su uso en campo es limitado.
No se recomienda el uso de bombas peristálticas
para el muestreo de clorofila.
Todas las bombas deben poseer una constitución
interna tal que no contaminen la muestra de agua
que extraen, esto vale también para el sistema de
mangueras y conexiones de entrada y salida del
sistema.
EELL PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO DDEE UUSSOO EESS EELL SSIIGGUUIIEENNTTEE::
v .Colocar la manguera de entrada a la profundidad
especificada, tomar las precauciones necesarias para no
bombear aceite, algas u otros residuos.
v Purgar la bomba y las mangueras con agua de la estación
antes de comenzar la colecta final de la muestra a
determinar.
v Operar la bomba según su manual de instrucciones
v Llenar el tipo y cantidad de recipientes a muestrear desde
la manguera de salida
v Tomar todas las precauciones posibles para evitar la
contaminación del equipo, mangueras (Ejemplo: no
permitir que estas rocen el suelo durante el transporte,
costados del bote, etc.)
45
II.1.3.a.v Muestras compensadas / metodología aplicables
TTÉÉCCNNIICCAA BBÁÁSSIICCAA
PPAARRAA IINNTTEEGGRRAARR LLAA
MMUUEESSTTRRAAVVEENNTTAAJJAASS DDEESSVVEENNTTAAJJAASS CCOOMMEENNTTAARRIIOOSS
Igual volumen demuestras individualese iguales intervalos
de tiempo entrecolectas
Instrumentación ytareas de muestreo
manuales mínimos, nose miden caudales
Se pierde representatividad encasos de muestreo de caudalesmuy variables en el río o curso
a medir
Ampliamenteutilizado tanto en
muestreadoresautomáticos como
manualesIgual volumen de
muestrasindividuales,
intervalos de tiempoentre muestreosproporcional al
caudal circulante Q
Esfuerzo manual para elmuestreo mínimo y uncontrol adicional en elinstante o período de latoma ahora asociado al
Q
Se requiere una precisamedición de caudales y de
lectura para dosificar eintegrar la muestra total
acorde al dato de caudalesque circularon en cada
período
Ampliamenteutilizado tanto en
muestreadoresautomáticos como
manuales
Intervalos de tiempoconstantes entre
muestreos, volumende la muestra
proporcional alcaudal total quecirculó desde la
última toma
Mínima instrumentación Se debe efectuar laintegración manual de lamuestra en función de las
curvas altura/ caudal, si no seconocen con precisión el ratio
Q max/ Q min Existe laposibilidad de efectuarcolectas de muestras
individuales muy grandes ochicas para un volumen final
definido de la muestracompuesta final
No muy usado enmuestreos
automáticos pero seemplea en los de tipo
manual
Empleando bombasque proporcionen unflujo constante para
el muestreo en campo
Implica esfuerzosmanuales mínimos y nose requiere la medición
de caudal
Se requieren receptores degran volumen para la colecta
inicial .Se pierderepresentatividad cuando los
caudales que circulanrealmente en el efluente son
variables
Es un métodopráctico pero su uso
no está muydifundido.
Caudal de bombeo dela muestra
proporcional al flujoreal en el curso
receptor o efluente amedir
Es el que mejorrepresenta las
situaciones de caudalcirculante variable.Requiere mínimoesfuerzo manual
Requiere equipos de mediciónprecisa para el caudal, gran-des volúmenes de muestra yrecipientes para su colectaEquipos de bombeo aptospara suministrar caudalesvariables y energía para
operar
No muy utilizados enla práctica
46
II.1.3.a.vi- Preceptos a tener en cuenta durante el monitoreo:
Las muestras de agua, deben extraerse en zonas donde exista buena circulación -
perfecto mezclado - no en áreas estancadas y no recoger partículas grandes y no homogéneas
(ejemplo: hojas )
aa)) En caso de muestreo manual (llenado de envases que van
directo al laboratorio y/o baldes que luego distribuyen su
contenido), efectuar la colecta de frente a la corriente o
dirección de circulación del río, para evitar contaminar la
muestra (ejemplo: debido a pérdidas del aceites / combustible
de lanchas que transportan al personal, manipuleo de envases y
muestreadores que lleven material extraño a su interior, etc.).
En un puente, tomar las muestras del lado de donde viene la
corriente, para ver los objetos flotantes o la contaminación que
alterarían la representatividad de la misma.
bb)) Extremar las precauciones para la colecta de muestras
bacteriológicas, no lavar el envase en este caso con el agua a
muestrear, deben mantenerse esterilizados hasta el instante de
llenado y deben ser preservadas adecuadamente (frío) y
analizadas lo más rápido posible.
cc)) Cuando se colecten muestras a diferentes profundidades
verificar que la apertura, llenado y cierre del muestreador, se
concreten acorde a lo previsto. Se deberá contar con lastres
adecuados para operar en canales o ríos correntosos.
dd)) Cuando se muestreen descargas de efluentes puntuales, se debe
seleccionar el punto de extracción en el centro del canal o
conducto que llega al curso receptor, a un nivel dentro del
rango de 40 al 60 % de la profundidad total del mismo, donde
la velocidad media de circulación sea mayor, se minimiza de
este modo la sedimentación del material suspendido, evitando
además la colecta de aceites y grasas superficiales, las que en
caso necesario, se colectarán por separado para evaluar los
aspectos de contaminación que dicho material genera.
47
ee)) Cuando se muestrea, es necesario llenar completamente los
envases si el agua colectada va a ser sometida a alguno de los
siguientes análisis: compuestos orgánicos volátiles, OD,
CO2,Cl libre, Nitrógeno amoniacal, SH2, pH, dureza, SO2, NH4,
Fe, aceites y grasas,, acidez, alcalinidad.
ff)) Cuando se muestree para recuento de bacterias o sólidos
suspendidos, se debe dejar algo de espacio en el frasco, para
facilitar el mezclado que se hace luego, antes del
fraccionamiento de la muestra.
gg)) Colectar un volumen de agua suficiente para efectuar todas las
determinaciones analíticas previstas, considerando además los
requerimientos del control analítico de calidad del laboratorio
(blancos, duplicados, etc.). Además, emplear durante el
muestreo, trasvase del líquido y acondicionamiento en el frasco
que llega luego al laboratorio y finalmente al técnico analista,
materiales que no perjudiquen la determinación analítica del
parámetro en cuestión, cumpliendo siempre los preceptos
enunciados para su correcta preservación y tiempos para
obtener un dato confiable.
hh)) Cuando deban extraerse muestras compensadas en ríos, es
necesario considerar la velocidad de la corriente y su cambio en
la vertical para colectar muestras representativas, o integrar la
misma en función del caudal que circula a diferentes
profundidades.
ii)) Optimizar el uso de envases que pueden ser transportados en
un mismo frasco, con idéntico tipo de preservación para ciertas
determinaciones analíticas (ejemplo: sustancias nitrogenadas,
metales) manteniendo siempre las cláusulas de una perfecta
identificación de los mismos, y tratando de minimizar la
cantidad de personas que manejan las muestras para mantener y
optimizar la cadena de seguridad, y conocer en todo momento
su ubicación y a los responsables de su manejo y/o
determinación analítica final
48
II.1.3.a.vii- Precauciones para evitar la contaminación de las
muestras colectadas
La calidad de los datos generados por el laboratorio, depende en gran parte de la
calidad de las muestras que ingresen al mismo, por ello deben tomarse todos los recaudos
posibles para evitar la contaminación y/o deterioro de las muestras desde su extracción,
distribución y/o filtración en campo, hasta su medición final en campaña o en laboratorio.
Los parámetros de calidad de agua que regularmente se controlan en cursos
superficiales y efluentes pueden clasificarse en tres grupos:
þ Conservativos (su concentración no varía con el tiempo)
þ No conservativos / preservables (cambian con el tiempo pero pueden ser
estabilizados al menos por 24 horas con tratamiento apropiado).
þ No conservativos: varían rápidamente con el tiempo y no pueden ser
preservados. (ejemplo: temperatura, pH y Oxígeno Disuelto)
aa)) Las mediciones de campo, deben realizarse en una sub muestra
separada, la que debe ser descartada luego de la determinación.
(puede devolverse al curso analizado si no se alteró su
composición con aditivos nocivos), estos análisis, nunca deben
hacerse en la misma muestra que se envía luego al Laboratorio
para el resto de las determinaciones.
bb)) Los recipientes para extracción de muestras, nuevos o usados
deben limpiarse de acuerdo a métodos establecidos, utilizando
siempre solo el tipo de recipiente recomendado para el parámetro
en cuestión..
cc)) Los frascos destinados para muestras de agua, solo deben
utilizarse para ese fin (cuando se hallan colectado efluentes muy
contaminados y/o aceitosos descartarlos), si estos recipientes han
sido utilizados en el laboratorio para almacenar reactivos
químicos concentrados, nunca deben usarse para la colecta de
muestras en campañas.
dd)) Antes de ser utilizados en el campo, se deben controlar todos los
envases, material de vidrio y reactivos a ser usados en la
49
preservación de las muestras, para verificar limpieza y estado de
conservación del material a emplear (respetar los modos de
preservación acorde al parámetro a medir), identificar rótulos y
llenar las planillas de muestreo respectivas para cada serie de
parámetros y frascos correspondientes.
ee)) Una metodología aconsejable para evitar errores en el uso de
diferentes reactivos, es la preservación de todas las muestras de
un grupo de variables que utilizan ese conservador en forma
conjunta, pasando luego a operar con otro grupo de muestras.
(los reactivos a usar en estas operaciones, deben ser de pureza
analítica)
ff)) Puede utilizarse teflón o film de aluminio enjuagado con
solvente para prevenir la contaminación debida a tapas de las
botellas de muestras en las que luego se analizan compuestos
orgánicos.
gg)) No tocar la parte interior de los recipientes destinados a colecta
de muestras con las manos descubiertas ni con guantes
hh)) Los recipientes de muestras deben guardarse en ambientes
limpios, libres de polvo, gases, suciedad y basura. Estas
precauciones son válidas también cuando se efectúa el transporte
de frascos y material de muestreo en los vehículos que se utilizan
durante la campaña
ii)) Los derivados del petróleo (naftas, aceites, gases de escape de
vehículos y/o lanchas) constituyen una de las fuentes factibles de
contaminación de las muestras colectadas, inclusive el humo del
cigarrillo, además de los gases de escape suelen contaminar las
muestras con Plomo y metales pesados, los equipos de aire
acondicionado también aportan trazas de metales pesados)
jj)) Los filtros a utilizar en campaña deben haber sido tratados con
ácido y/o las soluciones correspondientes acorde al parámetro a
medir luego de procesar la muestra, los frascos esterilizados solo
se abrirán en el momento de su llenado
kk)) Evitar el contacto de muestras y ácidos con objetos extraños, en
especial metálicos.
50
ll)) No debe medirse conductividad en un agua que halla sido
utilizada para medir pH, dado que el ClK de los electrodos de pH
se difunde y altera el valor medido.
mm)) Las muestras nunca deben dejarse expuestas al sol, deben
guardarse en lugares frescos y en las heladeras que se utilizan
durante la campaña, debiendo arribar lo más pronto posible al
Laboratorio para su determinación analítica.
nn)) Contar siempre con reservas de agua destilada para limpieza de
equipos y frascos que puedan ensuciarse accidentalmente, vasos
de precipitado limpios para medición / calibración de pH,
blancos, soluciones buffer (frescas), si la filtración se realiza en
campo, contar con equipos apropiados para efectuarla (trompas
vacío / bombas a batería, etc.), llevar cables y adaptadores para
recarga de los equipos de medición (sondas / electrodos), sogas,
caja de herramientas, conservadoras / hielo, pipetas y frascos
para los reactivos químicos a usar, para preservación de las
muestras a colectar que se envían luego al laboratorio; agua en
bidones para higienización del personal, jabones antisépticos y
botiquín de primeros auxilios para atender emergencias, ropa y
calzado adecuados para operar en la estación.
II.1.3.a.viii - Control de calidad en las operaciones de campo
Este aspecto constituye un elemento esencial en todo programa de monitoreo,
además de los procedimientos estándares ya indicados, se requiere la ejecución de tareas
adicionales que permitan confirmar que las muestras colectadas mantienen su integridad, y
son representativas del punto de muestreo y/o estación en la que se está operando;. Para esto
es necesario la colecta de muestras duplicadas, y ejecutar en campo la preservación de los
blancos.
Unos sirven para evaluar la reproducibilidad de los valores hallados para los
diferentes parámetros en dicha estación de muestreo y los blancos para constatar la pureza de
los reactivos químicos utilizados para la preservación de muestras, detectar contaminación en
los frascos destinados a la campaña, papeles de filtro o equipos de filtrado u otros elementos
utilizados en la colecta de la muestra .
51
Se pueden también detectar errores sistemáticos o casuales acontecidos desde la
toma de la muestra hasta su determinación analítica final en el laboratorio.
La frecuencia y número de blancos y duplicados, se establece al comienzo del
programa, acorde a los objetivos finales y/o precisión requerida por el estudio en ejecución.
aa)) Blanco de frasco:
Antes de realizar la visita a la estación de muestreo
en campo, se debe tomar al azar uno de cada 10 de
los envases destinados a la campaña, llenarlo con
agua destilada, preservarlo de igual forma que las
muestras de campo y enviarlo al Laboratorio junto
al resto de los frascos colectados. Se detecta así
cualquier contaminación del envase.
bb)) Blanco de muestreadores:
Periódicamente se deben preparar y analizar este
tipo de muestras, consistentes en agua destilada que
se coloca en dicho equipo y trasvasa luego a
frascos de limpieza certificada para su posterior
análisis; Esto prueba la inocuidad del muestreador
utilizado, o fallas en su limpieza y/o mantenimiento
(sistemas de cierre, sellos, válvulas, mangueras,
etc.)
cc)) Blanco de filtros:
Si las muestras de agua son filtradas en campo, los
filtros a utilizar deben lavarse previamente en el
Laboratorio, con una solución que elimine
cualquier contaminante que pudiera afectar la
medición de la variable de interés.
Los filtros deben ser luego secados y envasados
adecuadamente, antes de su envío a campo. Los
equipos de filtración deben lavarse previamente en
laboratorio de la misma forma que los filtros y
transportarse en bolsas de polietileno selladas.
52
Se debe preparar diariamente un blanco de filtro,
pasando una muestra de agua destilada ultra pura a
través de uno de los filtros previamente lavados en
el equipo de filtración y conservarlo de igual forma
que las muestras de agua para su posterior envío al
Laboratorio, en donde se analizarán las variables de
interés.
dd)) Blancos de campo:
Se sugiere la ejecución de estos en la proporción de
uno cada 10 muestras de agua, al concluir la
jornada de muestreo, llenando los recipientes con
agua destilada ultrapura, agregando los
conservadores de la misma forma que para el resto
de las series de las muestras a colectar (grupos de
parámetros que llevan idéntico reactivo como
preservante); cerrando los recipientes
herméticamente y enviándolos al Laboratorio para
el análisis de los parámetros en cuestión, operando
con ellos en idéntica forma que con las muestras
realmente colectadas del efluente o curso receptor
en estudio.
ee)) Muestras duplicadas (alícuotas):
Estas, se obtienen dividiendo en dos o más
submuestras idénticas la realmente colectada en
campo Esto se debe realizar periódicamente a fin
de obtener la magnitud de los errores provocados
por contaminación extra, casuales y/o sistemáticos
y cualquier otra variación que puede haber
acontecido desde el momento en que se tomó la
muestra hasta su arribo al laboratorio
ff)) Muestras duplicadas en el tiempo:
Consisten en dos o más muestras tomadas en un
mismo lugar en forma secuencial a intervalos
53
específicos durante un período determinado. Estas
muestras sirven para evaluar la incertidumbre
debida a las variaciones temporales de las diversas
variables de C.A. en el cuerpo de agua. La cantidad
y frecuencia de estas muestras generalmente se
determinan mediante un estudio piloto previo al
Programa de Monitoreo.
gg)) Muestras duplicadas en el espacio:
Consisten en dos o más muestras tomadas
simultáneamente en una sección transversal
predeterminada del cuerpo de agua en estudio.
Se la utiliza para evaluar las variaciones en dicho
corte transversal respecto a la variación de los
parámetros de interés. La cantidad de muestras y la
ubicación exacta para su extracción se determinan
en un estudio piloto
hh)) Muestras con el agregado de concentraciones estándares
conocidas de la variable de interés:
Al menos una vez en cada punto de muestreo se
deben preparar muestras de control para cada
variable medida.
Estas se ejecutan agregando a cuatro alícuotas de
una sola muestra tres concentraciones diferentes
conocidas, de la variable de interés dentro del
rango de concentración que el método analítico
utilizado sea capaz de detectar.
La información obtenida a través de estas muestras
de control, se utiliza para detectar cualquier error
sistemático o sesgo en la metodología analítica
empleada, lo que es muy importante para la
interpretación de los datos / resultados obtenidos.
54
II.1.3.a.ix- Evaluación del grado de contaminación y
caracterización de los sedimentos en cursos hídricos
superficiales.
Regularmente el término sedimentos, involucra en la bibliografía consultada, al
material suspendido que está en la columna de agua y al depositado en el lecho del ríos,
estuarios y cuerpos lacustres.
Estos juegan un importante rol en el mantenimiento de la calidad del agua, debido a
la capacidad asimilativa de los mismos para ligar, inmovilizando en ocasiones en forma casi
permanente a metales pesados, herbicidas y plaguicidas.
Por otro lado, cuando se alteran ciertas condiciones físico químicas, provocadas por
efectos mecánicos (ejemplo: dragado / construcción de puentes, canalizaciones) o se generan
procesos biológicos en el fondo de los cuerpos hídricos, estos compuestos tóxicos y otros
convencionales suelen liberarse, tanto desde los sólidos suspendidos como desde el
sedimento en el fondo del cuerpo de agua.
Algunos de ellos solo ejercen demanda de oxigeno para su estabilización, otros más
tóxicos afectan más a la biota, alterando la ecología del medio circundante al deteriorar la
calidad de la columna agua circundante, generando riesgos para la salud humana y
aprovechamiento integral del recurso.
La existencia de sedimentos contaminados, constituye en algunos casos una
amenaza potencial y en otros real de aporte de polución a la columna de agua, que afecta los
usos previstos de la fuente en cuestión, pese a las restricciones que se hallan impuesto para
controlar las descargas contaminantes puntuales o distribuidas en la cuenca de aporte al río.
Debemos recordar que las diferentes capas formadas en un determinado tramo, son
el testimonio de las condiciones de equilibrio alcanzadas frente a una determinada situación
de descarga contaminante, derivada por ejemplo: del efluente de una planta industrial de la
zona.
Las concentraciones de los diferentes elementos poluentes vertidos al río quedan
registrados históricamente en el sedimento al que llegan.
Los cambios en los niveles de equilibrio, vinculados a un mejor o peor tratamiento
de los efluentes o a la desaparición de la planta industrial, se ven reflejados en las capas
formadas durante los períodos de operación respectivos.
55
Es decir en la interfase agua / sedimento, que quede finalmente expuesta, estará el
nivel de concentración del contaminante derivado de la situación temporal respectiva, que
puede implicar picos o valores no significativos para el parámetro en cuestión.
Respecto al sedimento que se halla en el fondo del cuerpo hídrico analizado, puede
que se halle en movimiento (caso de ríos, arroyos y canales) o relativamente quieto (cuerpos
lacustres), en función de la situación y comportamiento de la columna de agua circundante y
régimen hidrológico respectivo.
II.1.3.a.x- Muestreo de sólidos suspendidos
Cuando se efectúan las mediciones de los mismos en la columna de agua se deben
considerar los siguientes parámetros, en adición al nivel de poluentes de interés, para
relacionar los valores hallados con los que caracterizan el nivel y tipo de sólidos allí
existentes:
aa)) Concentración de Sólidos Suspendidos
bb)) Distribución de tamaño de los mismos (tamizado y/o
filtración secuencial)
cc)) Contenido de Carbono Orgánico y/o contenido de
materia orgánica, basado Ejemplo: en la pérdida de peso
por ignición (peso seco libre de cenizas)
Como ya se indicó, es relevante el dato a obtener para cuantificar el flujo másico
de poluentes, que adicionado a los disueltos transporta el curso de agua, en especial cuando
se desean detectar cambios rápidos y significativos, el flujo de los sólidos suspendidos está
fuertemente correlacionado a las características hidrológicas y geomorfológicas del río o lago
analizado y si el caudal o velocidad de la corriente predominante aumenta la concentración de
Sólidos Suspendidos (Sol Susp), también los muestreadores para la colecta de (Sol Susp), son
diferentes a los empleados para sedimentos ya asentados en el lecho del curso de agua y
pueden clasificarse en tres categorías: integradores, instantáneos, y que los que emplean
bombas para succionar a un determinado nivel o la totalidad de la columna de agua a
analizar, los primeros son los más apreciados en ríos porque obtienen mediante un llenado
lento del recipiente las muestras más representativas de la sección transversal en estudio.
56
Deben además adecuarse a las condiciones hidrológicas que prevalecen en el
cuerpo de agua evitando el uso de equipos aptos para colecta de agua en ríos correntosos si se
va a operar en zonas calmas tales como en lagos, en donde las aletas de orientación y lastres
no son necesarios, lo ideal es considerar la variabilidad transversal (ejemplo: orillas vs. canal)
y temporal (ejemplo: que trabaje o se llene luego de transcurrido un período de 8 a 10 horas).
Es el personal técnico quien define acorde al objetivo del estudio el tipo de
muestreador y variable relevante a considerar.
La filtración debe efectuarse inmediatamente después de la colecta,
acondicionando el material filtrado y preservándolo según corresponda (ejemplo:
acidificación para compuestos metálicos).
Cuando el material retenido en el filtro, que suele ser poco, es el requerido para
nuestra evaluación, debe tenerse en consideración la cantidad de agua necesaria que debe
colectarse en la estación de muestreo para obtener suficiente material para que el laboratorio
pueda procesar y analizar la cantidad de parámetros previamente establecidos, esto implica
obtener muestras integradas y/o compensadas a tal fin, cuidando siempre de no forzar el
filtrado cuando el sistema se colmata, porque los filtros, se pueden romper, arruinando todo el
esfuerzo realizado hasta dicho instante, se debe tratar de generar un vacío moderado y
cambiar los filtros cuando sea necesario.
Las determinaciones que se efectúan en los sólidos suspendidos, tienen por objeto
cuantificar la masa transportada por ejemplo: por el río, además de sus propiedades físico
químicas y concentración de poluentes, en cambio cuando se trabaja con los sedimentos en el
lecho solo se lo caracteriza en este último aspecto para el punto y/o estación de muestreo en
cuestión.
Por ello es conveniente localizar los puntos de muestreo de (Sol Susp) cerca de
estaciones de aforo para que el dato de caudal esté disponible para las evaluaciones de flujo
másico, evitar la localización de estaciones inmediatamente aguas arriba de los puntos de
confluencia de tributarios o canales relevantes en los que pueda generarse el efecto de
remanso y/o reflujo que afecte las mediciones, particularmente el aforo en dicha estación.
Pueden ser utilizados como para el caso de muestras de agua ya comentadas
estaciones en puentes, ya que permiten las tareas de monitoreo aún en condiciones de crecida,
es allí cuando el transporte de (Sol. Susp) es significativo, es importante también utilizar
durante todo el período de estudio una misma transecta y modalidad de muestreo, para
57
minimizar la variabilidad asociada a estos eventos cuando se trabaja estadísticamente con los
datos respectivos y los de la red de monitoreo.
Al operar desde puentes, se debe evitar siempre que sea posible la orilla que da
aguas abajo por los problemas de visibilidad, los puntos aledaños a pilares (acumulación de
basuras, líquenes, vegetación, etc.), también tomar precauciones si las tomas se efectúan
cerca de muelles o áreas de alta turbulencia, porque el nivel de (Sol Susp) allí, no es
representativo de lo que acontece en el área transversal del río o sección de la corriente del
cuerpo de agua analizada.
Las técnicas de preservación para los sólidos suspendidos son equivalentes a las que
requieren los sedimentos ya asentados en el lecho de lo cuerpos de agua que se detallan luego
en detalle en el siguiente punto.
II.1.3.a.xi- Aspectos técnicos y metodológicos generales a tener en
consideración para el Muestreo de sedimentos ya depositados en
el fondo o lecho del cuerpo de agua superficial.
El relevamiento y caracterización de sustancias químicas en los sedimentos del
lecho de ríos, canales o cuerpos lacustres, implica el empleo de instrumental de muestreo
simple, si la profundidad no es significativa (palas, espátulas especiales) o de equipos de
mayor complejidad tales como dragas operadas mediante mensajeros, que colectan más
material que los primeros, o de muestreadores tipo CORE acorde a los objetivos cualitativos
o cuantitativos del estudio a efectuar.
Los primeros equipos se emplean para estudios cualitativos, dado que no permiten
una extracción puntual bien localizada, respecto al estrato superficial del que toman la
muestra, la que regularmente pierde su integridad, alterándose la proporción original de las
partículas que residen en el área en estudio y la de los poluentes ligados a las mismas; Los
últimos equipos permiten la extracción de un bloque o cilindro de sedimento a nivel sub
superficial que mantiene la integridad de los estratos, hasta el fondo del lecho o profundidad
hasta la que se desea investigar y caracterizan cuantitativamente el contenido y compuestos
de los mismos.
Una vez colectada la muestra y siempre que sea posible debe seguirse esta
secuencia:
aa)) Efectuar un tamizado que caracterice la muestra
homogeneizada y/o el estrato en cuestión la
58
concentración de las sustancias químicas (expresándolas
en base al peso seco)
bb)) Medir la concentración de las sustancias químicas en el
agua intersticial existente en los poros del sedimento.
Cuando los niveles de poluentes libres allí existentes
superan el umbral que genera toxicidad a la biota y se
difunde a la columna de agua, afecta la calidad de la
misma limitando los usos factibles (Ejemplo:
potabilización, protección de la vida acuática, etc.)
El espesor de los estratos puede estimarse en función de la velocidad neta de
deposición de sólidos en el cuerpo de agua o canal en cuestión.
Los sólidos que ingresan a un curso de agua están sujetos en la columna líquida a los
mismos procesos de transporte y dispersión que los compuestos disueltos, además estos son
transportados verticalmente hacia el fondo, debido a la sedimentación de las partículas y/o
material suspendido al que se hallan ligados.
Si estos llegan a la interfase agua / lecho del río, pueden abandonar o no la columna
de agua; incidiendo favorable o desfavorablemente en la calidad de agua de la misma
(temporal y/o espacialmente), acorde a las condiciones particulares (hidrológicas y
biológicas) del curso en cuestión y características del sedimento.
Respecto a este último, recordamos que los sólidos sedimentables, son clasificados
generalmente en tres categorías: arcillas, limos y arenas, correspondiendo a rangos de tamaño
del orden de los 2 / 3 a 50 / y mayores de 50 u (micrones), respectivamente.
La velocidad de sedimentación aumenta con el tamaño de las partículas, los valores
típicos son del orden de 1 m/día, 10 m/día y 100 m/día para las categorías enunciadas.
Esta matriz se considera relevante cuando la columna de sedimentos supera los 10 /
15 cm, que puede ser catalogada como estrato superficial fuente potencial de poluentes y si
posee mayor profundidad la migración de este tipo de compuestos está más limitada, pero nos
provee de información histórica respecto al tipo de poluentes que el curso recibió en otros
períodos.
Los contaminantes suelen adherirse a las partículas finas del sedimento, lo que en
cierta forma condiciona la localización de las estaciones de muestreo hacia zonas donde estas
pueden llegar a sedimentar naturalmente, tales como áreas situadas aguas abajo de islas u
59
obstáculos en ríos, o donde su cauce se ensancha y la velocidad de la corriente disminuye, la
parte interna de las curvas del río; centro y/o zonas más profundas de lagos u adyacentes a las
presas en embalses.
El objetivo general inherente a estos relevamientos, es constatar la existencia y
niveles medios de determinados contaminantes orgánicos (ejemplo: plaguicidas), que se ligan
al sedimento fino en el fondo del cuerpo de agua, su resolución es simple y de bajo costo;
todo lo contrario acontece si se pretende una caracterización completa de la distribución de
poluentes en tramos específicos o el mapeo de sedimentos y su nivel de toxicidad en ríos,
cuerpos lacustres y estuarios.
La selección de los lugares de muestreo, cuando se desea medir su contenido en
compuestos orgánicos es extremadamente importante, dado que la distribución de los
sedimentos de fondo en ríos, arroyos y cuerpos lacustres tiende a ser heterogénea.
II.1.3.a.xii- Tipo de contaminantes que residen en los sedimentos.
La naturaleza de los mismos, está asociada al tipo de partículas que residen en los
mismos, algunas zonas poseen mas arena: por ejemplo: las cercanas a áreas erosionables o
donde la velocidad de circulación del agua es alta (ejemplo: canal de navegación); mientras
que en otras hay prioritariamente limos y arcillas, los compuestos orgánicos son absorbidos
especialmente en aquellos sedimentos que poseen un alto ratio: área superficial / volumen,
tales como los últimos y no en arenas.
El tamaño óptimo de las partículas es cuando estas son menores de 2 mm para el fin
enunciado.
Es importante caracterizar la porosidad / contenido de agua, de cada sección o
estrato del sedimento mediante una muestra testigo, (utilizar muestreador tipo CORE), para
evaluar con mayor precisión y extrapolar con ella si fuera necesario, la información
proveniente de muestreos por arrastre (palas, dragas), dado que estos datos solo indican el
tipo de compuestos y niveles luego de la homogeneización, pero no el efecto real de su
concentración sobre la biota y calidad en la columna de agua (ejemplo: toxicidad asociada a
la profundidad, tipo de sedimento ligantes físico / químicos, agua de poro, etc.) .
Para ellos, los parámetros poluentes deben determinarse: su concentración y nivel de
actividad en función de la profundidad en la que se hallan, lo ideal es extraer muestras testigo
60
y analizar los estratos del sedimento cada 1 o 2 cm, evaluando el nivel de compuestos
contaminantes y su posible incidencia en la columna de agua y la existencia de elementos
trazadores (ejemplo: cesio), que ayuden a determinar la edad del sedimento, y/o la tasa de
acumulación de los mismos en el curso de agua en cuestión.
Si se desea detectar la presencia de compuestos orgánicos, se deben seleccionar
puntos de muestreo en los que no existan fuertes corrientes, tales como ya enunciados;
desestimar zonas que quedan al descubierto en épocas de bajo caudal o por influencia de
mareas..
La interacción entre metales adsorbidos en sedimentos y la correspondiente
concentración en la columna de agua, deriva de dos aspectos, uno vinculado al equilibrio
puramente físico / mecánico y el otro al de cinética de reacción química que liga el
compuesto tóxico al sedimento.
þ Respecto al primero, podríamos definir tres situaciones de pseudo
equilibrio:
aa)) Un período de franca sedimentación.
bb)) Un período de escurrimiento.
cc)) Un período de equilibrio (se balancean los dos anteriores)
Cuando predominan situaciones de alto caudal, los barros de fondo son arrastrados
aguas abajo, junto a sus contaminantes, pudiendo en algunos casos lavar completamente
zonas poluidas, aminorando la gravedad ambiental de las mismas, o desenterrar cuando
acontecen crecidas extraordinarias, capas que poseían un nivel de contaminación mayor.
þ Respecto al segundo caso, se reconocen como válidas las siguientes
hipótesis:
aa)) El sistema sedimento / agua, tiende a comportarse como
buffer y trata de mantener las condiciones de equilibrio
reinantes en un determinado período.
bb)) Los sedimentos constituyen básicamente un medio de
transporte y/o desaparición de elementos nutrientes y
compuestos tóxicos a través de procesos tales como:
61
adsorción, intercambio iónico, co precipitación /
complexación, quelación.
No todas esas reacciones se dan en los sedimentos, dado que muchas dependen de
cambios en el pH, incremento de la salinidad, cambios en el Potencial Redox y/o en el nivel
de OD, transformaciones microbiológicas, presencia de agentes complejantes sintéticos y
alteraciones físicas de las características del lecho, simples o significativas (ejemplo:
dragado)
Hasta el presente, acorde a la información recabada (reportes de US EPA e
investigaciones específicas en otros países), no se han unificado los criterios para establecer
estándares para la calidad del sedimento como los ya existentes para el agua, en función de la
concentración del contaminante existente en dicha fase.
Es decir, no existe un listado de parámetros representativos como los que
corresponden a la preservación de usos prioritarios del agua en cursos superficiales, en los
que basaron también los ICA, para caracterizar la Calidad del Agua en cursos superficiales.
Las más recientes propuestas de U.S. EPA, consisten en derivar los estándares de
sedimentos para los poluentes en base a valores de concentración normalizados en función
del carbono orgánico, para el caso de compuestos químicos orgánicos no iónicos, y en
función de los sulfuros ácidos volátiles (SAV): para los metálicos, correlacionando luego
estos valores con los Criterios de Calidad de Agua respectivos, o sea los niveles de
concentración de los poluentes que están en equilibrio en la columna de agua por encima del
sedimento analizado.
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II.1.3.a.xiii- Selección de equipos aptos para el muestreo de
sedimentos:
Los aspectos técnicos enunciados sirven para definir la modalidad de la extracción
de la muestra, por ejemplo: integrada por arrastre para conocer solamente el tipo de
compuestos allí existentes y nivel medio de concentraciones, o para evaluar espesor y nivel
de contaminante en cada estrato del sedimento, para identificar los elementos que a el llegan
o residen desde otras épocas, estableciendo la factibilidad de redisolución de los mismos y su
potencial tóxico respectivo.
Esto implica la definición de metodologías diferentes para atender los objetivos del
estudio a la que se asocian equipos y materiales adecuados al fin perseguido y capacitación
del personal a cargo del muestreo.
Los sedimentos pueden ser colectados a mano con palas / cucharas y agujereadores
especialmente diseñados, cuando están a baja profundidad en ríos o arroyos en los que se
puede operar mediante vadeo, o en caso contrarío mediante equipos mas complejos.
Estos suelen ser activados para extraer la muestra en forma remota, mediante
mensajeros como acontece con las dragas tipo Ekman o Ponar.
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Los factores determinantes en la selección de los equipos apropiados son entre otros:
Ø Naturaleza del sedimento a colectar (granulación: arcilla / limo / arena)
Ø Profundidad de la columna de agua por encima del sedimento.
Ø Cantidad de sedimento requerido para cumplimentar la totalidad de los
análisis a efectuar.
Ø La magnitud del área del lecho que se desea caracterizar.
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Ø Condiciones hidrológicas reinantes en la zona de muestreo (ejemplo:
zona de altas corrientes en ríos vs calmas en cuerpos lacustres)
Ø Posibilidades de operar desde botes, puentes o por vadeo.
Ø Disponibilidad de equipos auxiliares para operar los equipos
muestreadores de tamaño y peso significativo (aparejos, guinches,
manuales o con motor)
Otros criterios a considerar están referidos a los objetivos cuali / cuantitativos del
estudio a efectuar en los sedimentos que se extraen :
Ø Es relevante que el equipo no genere perturbaciones en el lecho
durante su descenso o cuando es activado el sistema de cierre para la
toma de la muestra, produciendo por ejemplo: una onda de choque o
presiones que perturben la distribución superficial de los sedimentos
finos y la representatividad del muestreo en dicha estación
Ø Es relevante la pérdida de los finos de la muestra de sedimentos
extraída que suele acontecer cuando el equipo es llevado nuevamente a
la superficie, atravesando la columna de agua (lavado del material
originalmente colectado)
Ø Es relevante la eficiencia de los muestreadores simples ya enunciados
cuando se pretende colectar sedimentos representativos de diferente
textura (ejemplo: tamaño de partículas, grado de compactación, áreas
con raíces / pedregullo).
Ø Es relevante el aporte contaminante que el equipo muestreador
empleado pueda generar a la muestra de sedimento colectada, cuando
desean analizarse compuestos específicos (ejemplo: metales,
compuestos orgánicos organismos bentónicos)
En los casos de relevamiento general y cuando no se buscan compuestos volátiles
orgánicos, la muestra colectada es transferida luego a un recipiente construido de material
inerte para su homogeneización y acondicionamiento en envases y/o materiales (ejemplo:
papel de aluminio) aptos para su transporte, preservación y que no afecten las mediciones que
se desean realizar luego en el laboratorio.
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II.1.3.a.xiv- Manejo y preservación de muestras:
No es recomendable el uso de preservativos químicos en los sedimentos, lo más
utilizado es el mantenimiento de bajas temperaturas asegurando la cadena de frío hasta el
laboratorio.
El freezado, no siempre es recomendable dado que puede causar algunos cambios
físico químicos, fragmentando la estructura cristalina de las partículas y alterando la
representatividad de la muestra colectada.
Se ha difundido el uso de frascos de vidrio de boca ancha con tapas especialmente
tratadas, por ejemplo: las recubiertas con teflón son las más apropiadas para disposición del
material colectado, la preservación y transporte de este tipo de muestras hasta el laboratorio
no genera problemas de contaminación.
Para la transferencia de la muestra colectada a otros recipientes, debe efectuarse
utilizando utensillos de acero inoxidable y/o plástico; el recipiente donde se homogeneiza la
muestra, debe también ser de esos materiales o de otros, siempre y cuando esté recubierto con
teflón.
Todos los equipos de muestreo e instrumental para el manejo del sedimento
colectado deben estar limpios y descontaminados, acorde a la metodología ya enunciada para
los equivalentes utilizados para las muestras de agua.
Se los envuelve luego generalmente en papel de aluminio para protegerlos hasta el
momento de su utilización efectiva y solo deben ser empleados en una ocasión, salvo que se
efectúe nuevamente su limpieza y tratamiento, para seguir colectando muestras en esa u otra
estación de monitoreo.
II.1.3.a.xv-Consideraciones prácticas para el empleo de
instrumental y equipos muestreadores tradicionales de
sedimentos de diferentes tipos
v Muestreo de sedimentos utilizando palas / espátulas / cucharas en zonas donde la
columna de agua es de baja profundidad:
Se requiere el uso de elementos de plástico o acero inoxidable, atendiendo a la
profundidad, grado de consolidación del sedimento y elementos prioritarios a monitorear,
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por ejemplo: se deben evitar en algunos casos los instrumentos de metal cromado /
platinado, que son muy comunes para jardinería, pero no aptos para este tipo de estudios.
De la destreza del personal muestreador para extraer un estrato representativo de la
estación, profundidad de la toma, rapidez para colocarla en un recipiente apto para la
homogeneización y concluida esa operación, efectuar la distribución y preservación del
material en envases adecuados, depende el éxito de las operaciones de campo.
v Muestreo de sedimentos superficiales mediante cilindros metálicos o equipos similares
agujereadores de paredes finas (tipo sacabocado) en zonas donde la columna de agua es
de baja profundidad.
El recipiente o cuerpo colector suele estar al final de un sistema de barras extensoras
que permiten su orientación y manijas tipo T, que facilitan luego el corte y penetración del
cilindro que se introduce hasta la profundidad deseada, retirando luego con precaución el
muestreador una vez llenado.
♦ Conviene introducir el cuerpo del muestreador inclinándolo
para que forme un ángulo de no más de 45º respecto de la
vertical, esta orientación minimiza la pérdida y/o escurrimiento
del sedimento. En ocasiones se requiere del operador esfuerzos
que faciliten la inclinación del equipo y para generar la rotación
y corte del sedimento a muestrear con el mismo.
♦ Para extraer el cilindro una vez completado su llenado efectúe
movimientos lentos, hasta lograr orientar el equipo con la
abertura hacia arriba.
♦ En ocasiones conviene colocar un tubo de acetato en el interior
del equipo muestreador e instrumentar un mecanismo que
permita y/o facilite luego la extracción del sedimento colectado
por el cilindro agujereador, se logra de esta forma un sedimento
integro, que no posea pedregullo y/o raíces que malogren la
representatividad del sedimento.
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♦ La muestra colectada puede ser luego homogeneizada en un
recipiente apto para su distribución en varios envases o
acondicionada y preservada para su análisis en forma integra .
v Muestreo de sedimentos en estratos profundos mediante tubos metálicos agujereadores de
paredes finas en cuerpos de agua de baja profundidad
Los equipos aptos son similares a los del punto anterior, salvo que ahora se requiere
mayor extensión de las barras de alargue y un extremo apto para maniobrar con una llave T
para la orientación e introducción del cilindro que taladra el sedimento hasta la profundidad
deseada, existiendo luego dos alternativas:
Seguir adelante y separar luego del muestreo el estrato de interés. o cambiar el
extremo del barreno por otro cilindro CORE que será el que finalmente extraiga el estrato a
analizar en el laboratorio.
Existen variantes que contemplan las condiciones del lecho, que pueden requerir
ocasionalmente trabajar con dos muestreadores superpuestos y/o intercambiables, que
residan en una única carcaza: un tubo agujereador de bordes afilados para atravesar primero
las capas duras o muy fibrosas, (ejemplo: en pantanos / con raíces); antes de operar con el
que realmente colecta el estrato de sedimento a analizar.
Estos tipos de equipos poseen limitaciones adicionales a los ya enunciados en
cuanto a maniobrabilidad y al volumen e integridad de la muestra a colectar.
En la secuencia de operación para estos muestreadores manuales deben preveerse
los siguientes aspectos prioritarios:
aa)) Acoplar el equipo muestreador al sistema de barras
extensibles y el extremo de estas últimas a la manija tipo T
para maniobrar el sistema.
bb)) Limpiar el área a ser muestreada, para erradicar de la
misma los restos de vegetación, pedregullo u elementos
que afecten la operación a efectuar.
cc)) Comenzar la perforación del lecho, removiendo el material
superficial para que este no vuelva a llenar el orificio ya
taladrado.
68
dd)) Alcanzado el estrato elegido se puede trabajar de dos
maneras, dependiendo del equipo que se posea, si este es
simple (único) introduzca el tubo hasta obtener un
volumen apto para el análisis, extraiga la muestra,
homogeneice y/o almacene en recipientes adecuados.
ee)) En los equipos dobles, debe ser reemplazado el tubo por
otro especialmente tratado y en ocasiones incorporar
nuevas cuchillas de corte en su boquilla inferior, el equipo
debe retirarse lentamente del orificio, sin afectar el área del
lecho y en superficie desarmar y acoplar los nuevos
aditamentos.
ff)) Con precaución sumerja y vuelva a introducir el cilindro
en el orificio, tratando de no horadar las paredes laterales,
que generan el relleno del pozo, ni martillar la manija
superior para forzar la penetración del equipo, pues las
vibraciones también generan el colapso del área
circundante y su caída, arruinando la representatividad de
la muestra o estrato a colectar.
gg)) Si sospecha o no pudo evitar estos últimos inconvenientes,
descarte la capa superior del bloque colectado (1 a 2 cm) y
trabaje sobre el resto trasvasándolo al recipiente
homogenizador o envasando la capa de estrato integra, que
se desea enviar al laboratorio para su análisis.
v .Muestreo de sedimentos superficiales por debajo de columnas de agua profundas
mediante el uso de dragas tipo Shipek, Birge Ekman o Ponar.
La metodología consiste en emplear sogas resistentes de nylon o de acero, para
acoplar al equipo muestreador y asegurar su maniobrabilidad desde las bases operativas,
regularmente pequeñas embarcaciones, muelles y puentes.
Para la colecta de sedimentos en el lecho de lagos, ríos y estuarios profundos, los
materiales y elementos constituyentes del equipo deben ser resistentes (acero inoxidable,
aleaciones / bronce, etc.) y los mecanismos que operan el cierre, simples de bajo
mantenimiento y especialmente aptos para trabajo en campo.
69
Estos últimos sistemas son operados mediante mensajeros que se deslizan por el
cable hasta el cuerpo del muestreador, y cuando estos se hallan ya asentados
(horizontalmente) en el lecho activan el cierre.
Por ejemplo: en los tipo Shipek, liberan los resortes helicoidales tensados que
retienen un semicilindro / cuchilla, que rebana el sedimento de la superficie donde este
finalmente se apoya atrapándolo en su interior, este equipo se recomienda aún para áreas
pedregosas o con restos de vegetación, que solo en casos extremos perturbarían el cierre y la
hermeticidad del sistema y que aseguran la obtención del total del sedimento integro,
previniendo la pérdida de los finos que las otras dragas enunciadas no pueden evitar cuando
cierran mal.
En estas dragas, suele ser necesario la eliminación del líquido que se acumula en su
parte superior, el que debe ser vertido con cuidado para no alterar la representatividad del
sedimento colectado, este problema acontece a pesar de la presencia de las pantallas
protectoras, que se despliegan cuando el equipo se eleva hacia la superficie, luego de
concretada la colecta del sedimento.
Si bien el tamaño y peso de estos equipos no es relevante, deben tomarse serias
precauciones en su apresto y calibración, dada la peligrosidad de cierres accidentales,
asegurar bien las sogas y/o barras de acoples del equipo, sistemas de lastre en zonas
correntosas y en especial cuando se opera en espacios reducidos (botes), tratar de llevar solo
el material, envases y reactivos estrictamente necesarios y el de seguridad (2 personas como
mínimo, salvavidas, radiotransmisores, etc.).
El sedimento colectado, es trasvasado luego para su homogeneización y
fraccionamiento en recipientes y envases especialmente tratados, de forma tal que no se altere
su composición ni se contamine la muestra.
Cuando se necesita un volumen grande de sedimentos, debe en general repetirse el
muestreo, dado que estos equipos manejan cantidades no relevantes, por ejemplo: la draga
Birge Ekman, que es apta para lechos blandos arcillosos y limos con poca arena, posee una
cubeta extractora de unos 15 cm de largo, pesa unos 4 a 5 Kg y cuando cierra sus mandíbulas,
corta hasta una profundidad máxima de 4,5 cm., el área superficial abarcada es de 230 cm2
aproximadamente, y el volumen colectado es del orden de 3.900 cm3.
70
Draga Shipek
v Muestreo de sedimentos sub-superficiales en cuerpos de agua profundas con cilindros
extractores tipo CORE
Consisten generalmente de un cilindro extractor con boquilla inferior filosa y otro
cuerpo interior similar, de acetato u otro material inerte respecto al sedimento y compuestos
a analizar; este último que es el que en realidad colecta el sedimento extraído del estrato que
interesa al estudio.
Suelen enunciarse tres categorías aptas para operar acorde al grado de dureza/
compactación del lecho a horadar y la longitud del estrato a analizar: los que operan por
efecto de la gravedad, a pistón y los vibradores:
aa)) Los primeros utilizan su peso para operar, que si es
relevante, mayor es su facilidad para penetrar en el lecho,
71
algunos equipos poseen aletas y lastres adicionales que
facilitan su orientación e introducción por gravedad en el
lecho de sedimento. En ocasiones suele balancearse el
peso versus el espesor del cilindro externo, cuanto mas
fino menor resistencia a la penetración en el sedimento,
otro factor importante es diámetro del cilindro si este es
grande se favorece la velocidad de descenso del
muestreador (menor resistencia / mejor orientación) y los
sistemas de cierre en la parte superior y/o inferior del
equipo para evitar el lavado de la muestra pueden afectar
la velocidad de descenso y grado de penetración del CORE
; Algunos son pesados y anchos como los del tipo
Kastenlots con paredes finas y obtienen una penetración
eficiente hasta los 2 metros alcanzando algunos hasta 6
metros.
bb)) Los de tipo pistón se emplean en zonas blandas, son
pesados y trabajan generando un vacío al quedar el pistón
apoyado en la capa superficial del lecho esto reduce la
resistencia a la fricción favoreciendo la penetración en el
lecho de la carcaza exterior (fina y afilada), se han llegado
a obtener muestras de hasta 30 m de longitud con diseños
especiales del equipo.
cc)) Los Vibro CORE, se utilizan para operar en áreas con
sedimentos duros o con alto grado de compactación, la
fuente de energía de estos equipos puede ser eléctrica o por
aire comprimido, los equipos son básicamente los mismos
que los ya comentados pero la vibración en el cilindro o
barreno externo fluidifica el sedimento, facilitando la
penetración.
Existen equipos cuya longitud llega hasta los 12m se
cuestiona la alteración que ocasiona esa vibración sobre la
distribución de partículas de sedimento, aunque esta es
mínima y no amerita el uso de otros equipos mas caros y
complicados para este fin.
72
El material es retenido por el vacío generado en la parte
superior del cilindro y/o mediante cierres plásticos tipo
cáscara de huevo que se despliegan o activan cuando el
cilindro inicia su repliegue hacia arriba abandonando el
fondo del lecho y es llevado hacia la superficie del río o
lago, el sedimento, aún los finos quedan dentro del cilindro
interior (de acrílico) del CORE.
Los equipos de muestreo deben estar diseñados de tal manera que no provoquen en lo
posible, alteraciones en las capas superiores del sedimento y minimicen la pérdida del
material de poca densidad allí existente, dado que durante el proceso de extracción de la
muestra este suele escurrirse del equipo colector, alterando la representatividad de la muestra.
Los cubos de dragas excavadoras y palas de mano o similares para colecta de
sedimentos, no son recomendables cuando se desean detectar en especial orgánicos a nivel
traza, la mayoría de los equipos existentes generan disturbios en las capas de sedimento, pero
este efecto puede minimizarse si se opera correctamente.
Sus ventajas y deficiencias se describen en la tabla precedente, que lista el
equipamiento estándar actualmente en uso internacionalmente:
Equipo demuestreo
Uso recomendado Ventajas Desventajas
Tubos de teflón o dedrio
Extracción desedimentos en cursoshídricos de bajaprofundidad en losque sea factible elvadeo o en aguas másprofundas si sedispone de equiposaptos (tipo SCUBA)que los contengan.Opera en depósitostipo suelo ysemiconsolidados
Preservan los estratos ypermiten el estudio dela contaminaciónhistórica acontecida enla estación. El muestreoes eficiente y rápido,quedando el materialcolectado listo para suenvío al Laboratorio. Elriesgo decontaminación esmínimo y el costoreducido
El tamaño de lasmuestrascolectadas espequeño,requiriéndose enocasionesmuestreosrepetitivos cuandose necesita unvolumen grande demuestra para losanálisis enLaboratorio
Sistemas de cierremanual, concubierta demateriales de vidrioo teflónintercambiables.
Similares aptitudes yuso al enunciado en elcaso anterior, exceptoque opera mejor ensedimentos bienconsolidados. Puede
Posee manijasespeciales que facilitanla penetración en lossubstratos yaenunciados en los queopera el equipo
Requiere elreemplazo de lascarcazas ocubiertas cuando sedesea volver arepetir el muestreo.
73
además ser utilizadohasta profundidadesmayores (4 a 6 pies)mediante soportes yvarillas acoplablesque aumentan sulongitud
precedente Existe un pequeñoriesgo decontaminaciónmetálica asociadaal estado demantenimiento delos bordes ocuchillas delcilindro o cubetaque se introduce enel lecho
Equipos tipo Ekmano draga tipo caja,(variante normal yde tamaño grande).Son regularmenteoperadas mediantesistema de poleas ocon barrasmetálicas.
Aptas para extraersedimentos blandos /semiblandos. Puedenser operadas desdebotes, puentes ymuelles. La de mayortamaño si opera conbarras minimiza laonda o Shock decierre que perturba ellecho
Se obtiene mayorcantidad de muestraque cuando se trabajacon los tubos tipoCORE. El materialpuede ser subdivididoluego y trasvasado aotros envases aptosremoviendo la tapa. Laspérdidas de material seminimizan con elequipo grande.
No opera coneficiencia en aguasagitadas o dondeexista muchacorriente ovegetaciónarraigada en ellecho. Enocasiones el cierredel sistema esimperfectoocasionandopérdidas de lamuestra. Sumaterial deconstrucción puedeintroducircontaminaciónmetálica. Su usogenera disturbiosen la distribucióndel material fino’del sedimento en ellecho
Muestreadores tipoCORE de carcazaexterior metálicaque contienen en suinterior cilíndricosde acrílico oplástico inerte,existen dos tipos:
1- que actúan porefecto gravitatorio(Ejemplo: Phleger)2- de tipo pistón(Ejemplo: el BMH-53)
1- se usa en lagos yríos profundos y ensedimentossemiconsolidados.2- se usa hastaprofundidades de 4 a6 pies si cuenta conbarras extensoras,apto para sedimentosblandos ysemiconsolidados
1- Existe poco riesgode contaminación de lasmuestras.2- El de tipo pistónprovea además mejorretención de la muestracolectada.Ambos mantienen laintegridad de la muestray permiten caracterizarel contenido de la capasuperficial y losestratos profundos
1- Extrae pocacantidad demuestra y lasoperaciones debenrepetirse si senecesita unvolumensignificativo, elcambio de lostubos interiores yapresto del equipoconsume tiempo.2- Existe riesgo decontaminacióndebido a la barra
74
metálica del pistón,el materialcolectado debetrasvasarse deinmediato
Dragas tipoPetersen
Puede operar en lagosprofundos, ríos decaudales altos y/ocorrentosos yestuarios. Apto paratodo tipo desubstratos, en especialpara extraer limos osedimentos finos.Posee una estructurasimple, fuerte yresistente para suutilización
Penetra fácilmente entodo tipo de lechos,obteniendo una discretacantidad de muestra.Debe evitarse el cierreprematuro del equipo yoperarseadecuadamente a esefin
Su elevado pesodificulta sumaniobrabilidad,pueden requerirseequipos auxiliares(guinches) Nopermite lasubdivisión al notener una tapaadecuada a ese finy posee lasdesventajas yaenunciadas para lasEckman y Ponar
Dragas tipo OrangePeel / Smith Mc.Intyre
Puede operar en lagosprofundos (1500 m),ríos y estuarios. Aptopara todo tipo desubstratos. Aunquepierde algo de losfinos durante elmuestreo.
Puede operarse aun enmalas condicionesatmosféricas, generacierta onda de choqueal cerrarse; queminimiza una pantallaprotectora que posee
Su tamaño, peso ypreparacióndificultan sumaniobrabilidad.No esrecomendable parasedimentos deespesor inferior a 7cm
Dragas tipoElgmork`s
Puede trabajar encuerpos de agua detodo tipo, pero no esapta para extraersedimentos duros
Su estructura permiteuna eficiente y rápidacolecta de sedimentosblandos en especial, lamuestra es fácilmenteremovida del equipo
No puede operaren sedimentos muyconsolidados.
75
Muestreador de Sedimentos Core
76
77
Muestreador de Sedimentos Core gravitatorio tipo Benthos
78
Muestreador de Sedimentos Smith – Mc- Intery
79
Muestreador de Sedimentos Core tipo Phleger
80
Muestreador de Sedimentos Core tipo Alpine
81
Muestreador de Sedimentos Core tipo Elgmork
II.1.3.a.xvi- Pautas a considerar en la preparación de campañas y
metodología de muestreo a emplear en la estación de monitoreo
de sedimentos:
Ø Determinar la magnitud del esfuerzo, tiempo y riesgos que implica la
concreción del trabajo en la estación a relevar, efectuando una primera
inspección para seleccionar el equipo a usar en el muestreo, la factibilidad
de operar desde puentes, botes o desde la orilla y la disponibilidad de los
medios auxiliares para dicho fin.
Ø Analizar la factibilidad de ubicar la estación de muestreo en otro lugar si
existen riesgos para la salud / seguridad del personal operador o problemas
82
de acceso al punto de toma (ejemplo: propiedad privada, malos caminos,
etc.) que generen demoras o afecten la seguridad de los equipos y
materiales a utilizar en campaña, es muy importante considerar la aptitud
del lugar elegido para llegar al mismo y operar en condiciones críticas
(ejemplo: estiaje y crecida / fuertes lluvias)
Ø Cuando se opera desde muelles, puentes o embarcaciones asegurar un
extremo de las cuerdas que van al muestreador a puntos fijos seguros de la
plataforma base, y que la longitud de la cuerda es suficiente para llegar
hasta la profundidad deseada, el sistema debe permitir la orientación
vertical y muestreo del punto elegido en la estación, pese a las condiciones
externas que perturben las tareas (ejemplo: vientos, fuertes corrientes en
ríos) si fuera posible mediante aletas direccionales y/o lastres, para reportar
el valor de profundidad real y llegar al punto de toma que interesa al
estudio.
Ø Seleccionar y preparar solo el equipamiento a utilizar en la toma, que debe
estar limpio, descontaminado y protegido (ejemplo: envuelto en papel de
aluminio) y su funcionamiento sea correcto (implica pruebas antes de
enviarlo a campaña)
Ø Coordinar con el personal de laboratorio los horarios factibles para la
recepción del material colectado durante el monitoreo en la región (en
algunos casos se requiere un pretratamiento o procesamiento inmediato,
(ejemplo: compuestos volátiles) y efectuar una programación de las
estaciones diarias a relevar y su localización atendiendo también a sus
recomendaciones.
Ø Debe evaluarse la posibilidad de efectuar algunas determinaciones simples
o de urgencia en laboratorios regionales y enviar el resto al laboratorio
principal designado, vía aérea o por medios más económicos si la
preservación y tiempos permisibles para el análisis de los compuestos de
interés no son transgredidos.
Ø En caso de que la estación sea parte de una red de monitoreo que sigue
operando en otros períodos o no, siempre es recomendable identificar
perfectamente la sección de muestreo mediante estacas / banderines en la
costa y boyas que queden en el punto de toma y croquis alusivos, además
de su localización en los mapas.
83
Ø Dejar constancia en las planillas de datos de campo, las condiciones
hidrológicas acontecidas durante el muestreo, caudal, profundidad hasta el
lecho, profundidad del lecho y/o del estrato de sedimento colectado (tipo
predominante en la zona: pedregoso / blando / consolidado / rocoso),
morfología de la sección / profundidad media / perfil de la sección aforada.
II.2 -Caracterización de los procesos que determinan la contaminación de los
sedimentos del lecho de Cuerpos Hídricos Superficiales
II.2.1 - Aspectos que inciden en la adsorción / desorción de compuestos
tóxicos en sólidos suspendidos y sedimentos de río
El efecto contaminante de la mayoría de los compuestos que pasan de un estado
disuelto en la columna de agua a ligados a partículas en suspensión y / o acumulados en el
lodo o sedimentos del lecho del río, varían su incidencia ambiental según su concentración y
estado de biodisponibilidad predominante.
La existencia de barros contaminados afecta prioritariamente a los organismos
acuáticos que allí viven, que se nutren o requieren ese hábitat para su reproducción, por
ejemplo: los peces.
Estos últimos y el bentos, se convierten ahora en bioacumuladores de tóxicos y en
casos extremos de polución el barro inhibe el crecimiento y hasta llega a producir la muerte
de los organismos bentónicos, limitando la supervivencia de los organismos superiores que se
nutren de ellos.
Este es un factor que altera el equilibrio ecológico en la columna de agua y es
factible que la caracterización a través de concentración de poluentes versus Niveles Guía o
ICA no lo denoten en forma taxativa.
Se describe a continuación un breve resumen las bases teóricas que se manejan en la
actualidad (US EPA) para el diseño del Indice de Calidad para Sedimentos (ICSed)).
Las últimas investigaciones llevadas a cabo, tienden a establecer Criterios de
Calidad para ellos, focalizándose en el denominado equilibrio de partición, para los tóxicos
vinculados a hidrocarburos aromáticos policíclicos, clorinados y pesticidas, ligados al
carbono orgánico contenido en el sedimento.
84
En tanto que para los compuestos asociados a metales pesados, el énfasis se nota en
los estudios de los sulfuros ácidos volátiles (SAV) que caracterizan a los metales asociados a
sulfuros en la fase sólida del sedimento determinando su grado de disolución y/o
biodisponibilidad.
Estas investigaciones y otras aún en curso, permitirán predecir la interacción
química entre sedimentos y contaminantes, definiendo qué concentraciones son capaces de
soportar los organismos bénticos y otros a ellos asociados.
II.2.1.a Factores fisicoquímicos que influyen en la remobilización de
tóxicos ligados a sedimentos
Tanto los metales pesados como los compuestos orgánicos pueden ser liberados de
los sedimentos por diversas causas, generando niveles de toxicidad de mayor peligrosidad
que la que poseían cuando estaban ligados y en las condiciones de equilibrio previas al
proceso que desencadenó el cambio.
Los factores que determinan los cambios son entre otros los siguientes:
aa)) Incremento de la salinidad del medio acuático:
El incremento del tenor salino en el medio acuático
puede deberse a condiciones de alta evaporación o a
efecto de marea, generando una competencia entre los
cationes disueltos y los iones metálicos adsorbidos, que
resulta en el reemplazo de parte de los mismos.
Aguas abajo de la interfase o sección del río alcanzada
por el efecto de marea, suele darse la movilización de
elementos tales como mercurio, cinc, cromo, plomo,
cobre y arsénico, provenientes de la precipitación de
compuestos de los efluentes industriales que suelen llegar
al río, (este fenómeno aconteció en el río Rhin, Rep.
Federal de Alemania, 1984)
En estos procesos influye además el déficit de oxígeno,
que favorece la formación de complejos orgánicos
85
solubles, decreciendo consecuentemente la porción de los
sulfuros metálicos respectivos, que aportan ahora el
elemento tóxico.
Pueden producirse además fenómenos de floculación por
el aumento del cloruro de Na y Ca, asociados al agua de
marea, donde este efecto existe se verá afectada la
adsorción de metales, las condiciones de equilibrio a que
se llega finalmente, dependen de las reacciones
predominantes en cada caso en particular.
Otro aspecto, esta vez favorable para la calidad del agua
del curso, es que el ingreso del agua de marea genera
dilución, que si su contenido en poluentes es bajo
respecto al del río, la situación general mejora.
bb)) Disminución del pH y lixiviación debida a ácidos
orgánicos:
Bajar el pH favorece la desorción de cationes metálicos,
cambios drásticos en el pH de aguas pobres en iones
bicarbonato, pueden causar una fuerte disolución de un
amplio rango de metales.
Este efecto es notorio cuando se analizan las aguas del
río luego de que este recibe el drenaje de zonas mineras
(efluentes ácidos) generándose luego disolución de
hierro, manganeso, níquel, cobalto, cobre y cinc.
La presencia de ácidos orgánicos también afecta a las
partículas metálicas atrapadas en el sedimento, lixiviando
y liberando a estos compuestos.
cc)) Transformaciones microbiológicas (ejemplo:
metilación):
Este tipo de acciones favorece la liberación de metales
mediante la formación de compuestos capaces de
complejar los iones metálicos y pueden alterar las
condiciones físicas, pH y Potencial Redox del ambiente
(interfase agua / sedimentos )
86
El mayor riesgo se asocia a la conversión de compuestos
inorgánicos metálicos en moléculas orgánicas.
La formación de compuestos metílicos de los metales
sedimentados tales como arsénico, plomo, mercurio,
selenio convierten a estos compuestos en elementos de
mayor toxicidad para el medio ambiente.
Los compuestos que están enterrados a una distancia
mayor a 10 cm en el sedimento, pueden considerarse
fuera de la influencia de la acción microbiológica y en
cierto modo aunque su potencial de polución sea alto, se
halla más protegido el medioambiente circundante al que
no llega su acción tóxica, si se mantienen allí.
Un aspecto importante a considerar en cuencas muy
contaminadas, es la generación de ácido sulfídrico (SH2)
por la degradación anaeróbica de los barros de fondo que
suelen contener compuestos orgánicos sulfurados y
sulfatos inorgánicos, el gas es soluble en agua en
proporciones de hasta 4 mg/l (a 20 °C).
El SH2 es un gas de efecto muy tóxico para los
organismos acuáticos (en especial peces) y cuyo olor a
huevo podrido es fácilmente detectable en el aire por los
seres humanos (en diluciones de 0,002 ppm)
El equilibrio químico SH2 → SH- + H+ //// (AAA)
SH- → S= + H+
Esta ecuación es reversible y su definición es
dependiente del pH y del nivel de OD
El compuesto no disociado es el tóxico (SH2 ) y por
ejemplo: a un pH 7 y niveles de anaerobiosis, las
proporciones de concentración llegan a un 50 % de lo
indicado en AAA
87
En zonas bien aireadas, el SH2 se oxida a sulfatos,
minimizando su efecto venenoso.
Conviene recordar por ejemplo: que el Nivel Guía para la
protección de la vida acuática corresponde en este caso a
una concentración de: 2 mg/l SH2 (no disociado), que
implica un nivel aproximado de 0,3 mg/l del total de
(SH2)
dd)) Cambios en el Potencial Redox y/o en el nivel de
Oxígeno Disuelto (OD)
El decrecimiento del Potencial Redox, es causado
principalmente por la actividad microbiana asociada al
incremento de materia orgánica, que si en el sedimento
reinaran condiciones óxicas podría haber sido
completamente oxidada a CO2 eliminándose del medio el
carbono orgánico de la misma.
La materia orgánica en solución puede transformar por
ejemplo: al Fe (OH)3 de los sedimentos a Fe ++ soluble,
algunos de los metales que llegaron al sedimento por
mecanismos de coprecipitación pueden ser remobilizados
y liberar sus toxinas en el medioambiente.
Estudios efectuados vinculados con la redisolución de
compuestos de cobre, cinc y cadmio, han establecido que
el proceso está más ligado a la actividad microbiana y
posterior formación de complejos que a la migración de
los elementos metálicos.
ee)) Presencia de agentes complejantes (ejemplo: NTA)
En los países industrializados, en los que se promueve el
reemplazo del uso de los detergentes fosfatados por
compuestos tipo NTA (ácido nitrilo tetracético), para
evitar el problema de eutroficación de los cursos de agua,
se pueden generar en cambio daños debido a la alteración
de los sedimentos.
88
Estos compuestos sintéticos tardan en degradarse y
pueden causar la solubilización de los metales pesados
del sedimento a través de la formación de quelatos, estos
compuestos e incluso el NTA son finalmente
biodegradados.
Un eficiente tratamiento de los desagües cloacales en las
plantas respectivas antes de su vuelco al curso receptor,
evita llegar a niveles de concentración significativos de
NTA, acotando su efecto ambiental negativo.
ff)) Perturbaciones físicas en el lecho del río (ejemplo:
dragado):
Las modificaciones generadas por procesos naturales en
el lecho del río tales como oleaje inducido por vientos,
actividad de la fauna y las acciones antropogénicas de
realineación / canalización del curso de agua,
movimiento de embarcaciones y dragado, causan
también la liberación de nutrientes y contaminantes
contenidos en el sedimento.
El proceso natural de ingreso de los contaminantes
ligados al sedimento hacia la columna de agua, es la
dispersión de las especies solubles concentradas en el
agua de poro al agua adyacente al sedimento, este es el
medio prioritario en estado de equilibrio, aunque los
eventos ocasionales generados por causas como las ya
enunciadas, suelen ser también significativos.
Otras características del sedimento influyen también en
su capacidad para absorber compuestos contaminantes:
tamaño de partículas, tipo de arcilla predominante y pH,
además del ya comentado caso del carbono orgánico y
contenido de sulfuros.
89
II.2.2 Calidad del sedimento y su incidencia en aspectos biológicos
Desde un punto de vista biológico la contaminación ocasiona una disminución de la
diversidad de organismos bénticos, la continua sedimentación de partículas orgánicas e
inorgánicas ocasiona un efecto selectivo que repercute en la ecología del río.
Las materias grasas y derivados de hidrocarburos suelen mezclarse con las arenas,
limos y arcillas en suspensión, dando lugar a sedimentos de tipo asfáltico.
Los desechos con hierro, generan costras ferruginosas que pueden cubrir partes del
fondo del río, impermeabilizando extensas zonas bénticas, difíciles de colonizar por parte de
los organismos que allí viven.
Por otra parte la continua sedimentación de las partículas ya aludidas, genera el
enterramiento de los organismos bénticos, y la asfixia de los mismos por disminución del
oxígeno y muerte por fricción.
La existencia de largos tramos de sedimento anóxico en un río, hace presumir que la
producción ictícola en el área es nula y se va a mantener en ese estado hasta tanto se den
condiciones para generar flora y fauna béntica, de la que depende la vida de los peces.
Muchos anfibios y peces de valor comercial solo se reproducen en nidos o huecos
cavados en el lodo del fondo del río, donde depositan sus huevos, esto no puede hacerse en
áreas de continua sedimentación o con alto nivel de tóxicos biodisponibles.
II.2.2.a Criterio de calidad de sedimentos en función de su contenido
en compuestos tóxicos orgánicos.
El aporte de este tipo de contaminantes puede o no generar riesgos al ecosistema en
función del estado en que se halla en el sedimento, el que está compuesto de una fase líquida
en los intersticios existentes entre los gránulos, además de su fase sólida (en el lecho del
cuerpo de agua).
La llegada de estos compuestos al sedimento a través de procesos tales como
adsorción y partición son naturales para ligarlos al mismo, en particular el de partición para
los orgánicos no iónicos. Este fenómeno es dependiente de la solubilidad y en consecuencia
es reversible, o sea que en condiciones de equilibrio la partición del compuesto orgánico es
función de su solubilidad en agua.
Los compuestos no polares poseen en general limitada solubilidad en solventes
polares como el agua, la solubilidad de los compuestos orgánicos es generalmente mucho
90
menor que la de las sales inorgánicas. Los compuestos muy insolubles particionan
predominantemente hacia el sedimento y poco hacia el agua.
Estudios efectuados por la US EPA (Pavlov & Weston 1984), permiten asumir que
la distribución de los contaminantes en los distintos compartimentos del sedimento, son
controlados de una manera predecible por un estado de equilibrio continuo entre el sedimento
y el agua intersticial.
La partición hacia esas dos fases puede ser en consecuencia calculada en base a la
cantidad de sorbente en el sedimento, constituyendo el carbono orgánico el elemento
prioritario en ese aspecto.
La ruta principal de exposición para los organismos que residen en el sedimento es
el agua intersticial, es decir que solo la concentración del poluente que particiona hacia esa
fase es de interés para la acción poluente (tóxica), lo que va al sedimento y se liga al mismo,
se considera no disponible para la biota.
El enfoque que a través del concepto equilibrio de partición se hace sobre el tema,
asume las siguientes hipótesis:
Los compuestos químicos adsorbidos en el sedimento logran luego de un período
apropiado, un equilibrio termodinámico que permite correlacionar el nivel de concentración
del poluente en el sedimento con el existente en el agua de poro.
De esta forma puede conocerse la masa del compuesto químico presente en una fase
a partir del dato de la otra, una de las mejores correlaciones se expresa mediante el
denominado coeficiente de partición normalizado a través del contenido en carbono orgánico
del sedimento, para el contaminante en cuestión.
Las características de los contaminantes orgánicos contenidos en el sedimento, se
referencian al denominado Coeficiente de Partición: Octanol / Agua; (Referenciado
comúnmente a través del Log P o Kow), que determina si el compuesto se mantiene en la
fase acuosa o en el sedimento.
Karickhoff demostró que existe una dependencia lineal entre el coeficiente de
partición sedimento/agua, con el contenido de Carbono Orgánico del sedimento,
independientemente del tipo de sedimento o lugar de donde proviene el mismo, formulando
la siguiente expresión:
91
[ ] [ ]Kp Koc Xoc= ×
siendo:
Kp: Coeficiente de partición que vincula al soluto y solvente a través de isotermas
de adsorción lineales, curvas que tienen como ordenada el valor (µg de Comp
Orgánico / Kg de sedimento) vs Cw (µg de Comp. Orgánico disuelto / l de
solución)
K oc: Coeficiente de partición expresado en base al contenido de C orgánico del
sedimento.
X oc: Fracción de masa de Carbono orgánico en el sedimento.
La normalización del contenido de compuestos orgánicos en el sedimento en
función del contenido en C orgánico, acota casi totalmente la variabilidad de los Kp, para
sedimentos que posean un contenido orgánico mayor del 0,2 %
Prevalecen en este medio y para nuestros estudios respecto a incidencia ambiental
de estos compuestos las relaciones de tipo lineal:
X Kp Cw= ×
Y no las de Freundlich o Langmuir, dado que regularmente se está en presencia de
soluciones diluidas.
Se suele utilizar también la expresión:
( ) ( )Koc Kow= ×0 63,
donde:
Kow: es el coeficiente de partición Octanol / Agua
Es decir Kow es el cociente en condiciones de equilibrio de: concentración del
compuesto químico en octanol / concentración del compuesto en agua.
92
Estos principios, permiten estimar la biodisponibilidad de los compuestos no iónicos
adsorbidos en el sedimento, que como ya enunciamos es la clave para determinar el potencial
tóxico de los mismos en dicho medio.
Los ensayos efectuados demuestran diferente nivel de toxicidad para distinta clase
de sedimentos, aunque tengan igual concentración total de contaminante, pero difieren en los
valores normalizados.
Por ello, se prioriza el concepto de metal y compuesto orgánico libre o biodisponible
para evaluar la toxicidad y prever la protección adecuada a los organismos acuáticos.
La mayoría de los ensayos tendientes a establecer niveles de toxicidad en base a la
modalidad: dosis de poluente / respuesta, se adecuan a esta teoría de valores normalizados, y
a las concentraciones existentes en el agua de poro, pudiéndose citar experiencias exitosas
con compuestos tales como PCBs, Kepone, Dieldrin, DDT, Fluoranteno y Cadmio, que han
resultado exitosas.
Es decir basándose en la concentración del poluente en el agua de poro, puede
derivarse un CCSed acorde al criterio de calidad de agua adoptado para protección de vida
acuática (valores de concentración para el compuesto disuelto en toda la columna de agua)
Este enfoque, asume que los organismos bénticos invertebrados son igualmente
sensibles a los compuestos orgánicos químicos no iónicos como lo son todos los organismos
que existen en la columna de agua. (experiencias de Di TORO et all en USA)
Una extensión del Kow o Log P, es el enfoque que da el equilibrio de partición que
establece:
( ) ( ) ( )X sed
OCLogP X dis
%×
siendo:
(X) sed: Concentración del contaminante X en el sedimento
% OC: Porcentaje de Carbono Orgánico en el sedimento
(X) dis: Concentración del contaminante X disuelto en la columna de agua
93
Para el caso de los compuestos orgánicos debemos recordar que valores de Log P
mayores de 7 indican que el compuesto esta fuertemente ligado a los sedimentos y si son
menores a 4, están disueltos en el agua.
Es difícil predecir el comportamiento de los compuestos cuyo Log P están en el
rango de 4 a 7, muchos de los más persistentes y peligrosos están en esa categoría (ejemplo:
PCBs).
Si la ecuación precedente se resuelve para (X) dis, el Criterio de Calidad de Agua
puede ser utilizado para definir los límites del contaminante en el sedimento.
La siguiente ecuación se utiliza para calcular un Criterio de Calidad para Sedimento
(CCSed), en función del existente para Calidad de Agua (CCA) para un compuesto
determinado.
Podría adaptarse niveles objetivo para una región y/o tramo definido del cuerpo de
agua, si se hallan definido los usos prioritarios y trabajar de manera similar para dicho caso
en particular.
( ) ( )CCSed oc Koc CCA= ×
Koc: Coeficiente de partición sedimento - Agua, normalizado en función del
Carbono orgánico del sedimento.
Esta ecuación calcula el valor del CCS oc (normalizada en función del C orgánico)
es también un Nivel Guía, independiente del tipo de sedimento, y del lugar de donde
proviene.
Para determinar si existe contaminación debido a un determinado compuesto
químico en el sedimento, se mide primero la concentración total del mismo y el porcentaje de
Carbono orgánico, se calcula luego la concentración del compuesto por unidad de C orgánico
y se compara con el CCSed oc, para determinar si existe riesgo o no.
Si los valores medidos superan la Norma CCSedoc, peligra la supervivencia de los
organismos en el sedimento.
La metodología para evaluar efectos acorde al Criterio de Calidad de Sedimentos
(CCSed), varía según el tipo de compuesto, derivando valores acorde al nivel de protección
ambiental y nivel de certidumbre que se defina para el caso en cuestión.
La mayoría de los sedimentos se comportan como sistemas reductores, por lo que la
medición del Potencial Redox en ellos es un factor importante, que indica su poder para
alterar el estado de los contaminantes y equilibrios de partición respectivos.
94
II.2.2.b Criterio de calidad de los sedimentos en función de su
contenido en contaminantes metálicos
Para estimar la toxicidad asociada a una determinada concentración de un metal
pesado en el sedimento, es necesario también estimar la biodisponibilidad del mismo.
Trabajos efectuados en los laboratorios de US EPA mostraban diferente nivel de
toxicidad, pese a estar utilizando sedimentos que tenían igual nivel de Metales totales
Si bien se sabe que estos metales pueden formar sulfuros insolubles, no es muy
conocida su función de actuar como sistema reactivo de fase sólida sulfurada, que está
disponible para atrapar los metales, convirtiéndolos en no aptos para degradar ni utilizar por
la biota, o sea no tóxicos.
La presencia de sulfuros es algo común en los sedimentos marinos y en aguas
superficiales, siendo este compuesto la forma predominante del azufre en los sedimentos
anóxicos,
Para los metales se tiende a utilizar a los llamados sulfuros ácidos volátiles (SAV)
para normalizar el nivel de concentraciones tóxicas.
Diversos ensayos han demostrado que no existe mortalidad significativa para los
organismos bentónicos testeados (anfípodas, oligoquetos, gusanos, etc.), si la concentración
molar de los sulfuros ácidos volátiles (SAV) en el sedimento, es mayor que la concentración
molar de los metales extraídos en forma simultánea del mismo sedimento.
Los SAV compiten en el sedimento por los metales libres en las aguas
sobrenadantes, determinando la biodisponibilidad de estos contaminantes en el sedimento.
Lo expuesto deja de ser válido en sedimentos con bajo contenido de sulfuros, que
suelen darse en zonas bien oxigenadas, que llevan al sedimento a condiciones óxicas
95
II.2.2.b.i-Formulaciones propuestas para normalizar la
concentración de metales pesados en sedimentos.
Las experiencias realizadas para determinar la toxicidad aguda del cadmio y níquel
en sedimentos y la incidencia de los SAV en este proceso, permitieron llegar a las siguientes
conclusiones, extrapolables para el caso de otros metales:
Ø El equilibrio termodinámico que define la distribución de las
especies químicas en la fase sólida y disuelta del sedimento se
alcanza rápidamente, en la escala de minutos a horas.
Ø Si los sulfuros en dicho sistema están predominantemente en
fase acuosa, la reactividad es mayor. El producto de solubilidad
de los sulfuros metálicos formados es tan pequeño que la
actividad del metal en el sistema: agua intersticial / sedimento,
está muy por debajo de la que genera mortandad en los
organismos allí expuestos.
Ø La principal reserva de sulfuros está constituida por el sulfuro de
hierro (SFe) y el de manganeso y no todas las fuentes poseen
igual reactividad.
Se puede inferir, acorde a las últimas investigaciones sobre esta temática, que esta
reducción de la actividad metálica y la toxicidad que esta genera en el sistema agua
intersticial / sedimento, se da para todos aquellos metales que forman sulfuros más insolubles
que el SFe.
Esto explica la baja toxicidad reportada por sedimentos con alta concentración de
metales, regulada ahora por la baja solubilidad de los complejos metal - sulfuro, que hacen
que la concentración en el agua de poro / o intersticial del sedimento no llegue a superar el
umbral tóxico.
Los sulfuros y estos metales son extraídos del sedimento utilizando la técnica del
ácido clorhídrico frío, la fase sólida de sedimentos sulfatados que es soluble en ClH frío, es
convencionalmente llamada sulfuros ácidos volátiles (SAV) y la concentración de metal que
es simultáneamente extraída en dicho proceso se llama MSE.
96
No se observa toxicidad para la biota en el sedimento, cuando los metales están
ligados al sedimento y cuando medidos acorde a concentraciones molares, el valor para los
SAV es mayor que la suma de las concentraciones molares de los metales ligados al sulfuro.
Las investigaciones indican que la biodisponibilidad de los metales en el sedimento
depende de la actividad química del metal en el sistema: Sedimento / Agua intersticial, en
consecuencia las propiedades del sedimento que determinan la actividad del metal en dicho
sistema, también determinan la fracción de metal biodisponible y potencialmente tóxica, el
indicador utilizado es la concentración de SAV.
Para valores de MSE / SAV menores que 1 no se manifiesta toxicidad aguda
(mortalidad mayor del 50%), para valores mayores la mortalidad de las especies sensitivas
aumenta.
II.2.3. Valores Guía de Calidad de Sedimentos adoptados como referencia
para el caso de cuerpos lacustres (Rigen en la provincia de Ontario,
CANADA).
Consideramos relevantes los trabajos realizados sobre contaminación de los
sedimentos en el área de los grandes lagos, que derivaron en una serie de normas establecidas
a nivel provincial (Ministerio del Medio Ambiente) en Ontario. En ellas se indica el nivel a
partir del cual se empiezan a sentir efectos nocivos en los organismos bentónicos y en la biota
y aquellos que generan efectos tóxicos graves.
Los valores hallados, acorde a bioensayos similares metodológicamente a los que
efectúa la US EPA, pueden utilizarse como referencia, en particular los referidos a los
compuestos orgánicos ya que están normalizados en base al contenido de carbono orgánico
de los sedimentos.
Citamos también los valores para los metales pesados, aunque adolecen del
problema de ser normas aplicables solo al tipo de sedimentos del área en cuestión (Grandes
Lagos CANADA / USA), ya que estas estimaciones han sido realizadas acorde a valores de
concentraciones totales del metal en el sedimento y no normalizadas a través del contenido en
sulfuros ácidos volátiles.
Pero pueden ser consideradas como Niveles de referencia, a nivel mundial para
dichos elementos y para compuestos orgánicos en cuerpos lacustres.
97
Los niveles de concentración están expresados en unidades (µg) / (g de peso seco) o
(ppm), que generan efectos leves y graves.
En este último caso, los niveles afectan la salud de todos los organismos que residen
en el sedimento y a la biota del sistema de la columna de agua que depende de los mismos.
Los sedimentos se hallan muy contaminados por lo que es necesario constatar su
categorización como residuos tóxicos, en cuyo caso si son dragados, no pueden ser dispuestos
en otros cursos hídricos aledaños ni en zonas costeras, sino en terrenos especialmente
habilitados para su recepción.
Se detallan a continuación los valores guía enunciados para. metales.
Metales Efecto leve Efecto grave Metales Efecto leve Efecto graveArsénico 6 33 Cadmio 0,6 10Cromo 26 110 Cobre 16 110
Hierro (%) 2 4 Plomo 31 250Manganeso 460 1.100 Mercurio 0,2 2
Níquel 16 75 Cinc 120 820
Nutrientes Efecto leve Efecto grave Nutrientes Efecto leve Efecto graveTOC (%) 1 10 NTK 550 4.88
P. Tot 600 2000TOC = Carbono Orgánico Total, NTK = Nitrógeno Total Kjelahl, P Tot = Fósforo Total
Compuestos orgánicos, las concentraciones son expresadas en µg/g de peso seco, (ppm); enla primera y segunda columna que corresponden a niveles que no generan efectosperjudiciales detectables, generan leves y finalmente para la última columna (efectos graves)se dan en (µg/g de carbono orgánico).
98
Compuestoorgánico
Efecto nodetectable Efecto leve Efecto grave **
Aldrin — 0,002 8BHC — 0,003 12
Alfa BHC — 0,006 10Beta BHC — 0,005 21
Gama BHC 0,0002 * 0,003 (b) * 1 (c)Clordano 0,005 0,007 6
DDT (total) — 0,007 12op + pp - DDT — 0,008 71
pp -DDD — 0,008 6pp -DDE — 0,005 19Dieldrin 0,0006 0,002 91Endrin 0,0005 0,003 130HCB 0,01 0,02 24
Heptaclor 0,0003 — —Heptaclor - Epóxido — 0,005 (b) 5 (c)
Mirex — 0,007 130PCB (total) 0,01 0,07 530PAH (total) — * 2 11.000
b = 10 % SLC, c = 90 % SLC, * Valor tentativo (junio 1.992)
** Los valores de esta columna deben ser multiplicados por el dato de Carbono Orgánico Total (Valor máximo10%) para expresar el valor total del compuesto en la masa de sedimento Ejemplo: si el análisis de un sedimentodeterminado nos da un valor de 30 ppm de PCB y el TOC es del 5 % . El nivel real que genere efectos gravessería = 530 x 0,05 = 26,5 ppm . O sea que la muestra analizada (30 ppm) excede el Nivel Guía.
PAH Total = implica la sumatoria de 16 compuestos orgánicos diferentes: Acenafteno, Acenaftileno,Antraceno, Benzo (k) fluoranteno, Benzo (b) fluoreno, Benzo (a) Antraceno, Benzo (a) pireno, Benzo (g,h,i)perileno, Criseno, Dibenzo (a,h) antraceno, Fluoranteno, Fluoreno, Indeno(1,2,3-cd) pireno, Naftaleno y Pireno
Valores Guía de Parámetros adicionales que indican contaminación del sedimentoy no hacen recomendable su disposición final (en caso de dragado o para relleno de otrasáreas) en cuerpos hídricos superficiales ni en las zonas costeras aledañas:
Aceites y Grasas = 0,15 %Cianuros = 0,1 ppm
Amoniaco = 100 ppmCobalto = 50 ppmPlata = 0,5 ppm
99
II.2.4 Alteraciones en la calidad de agua que pueden generarse en la
columna de agua luego de la remoción de sedimentos o dragado del lecho de
canales, ríos y/o cuerpos lacustres.
Debe evaluarse en especial el estado en que queda el sedimento remanente luego del
dragado, que puede ocasionar mayores problemas que los ya existentes en el curso superficial
analizado.
Los fundamentos que determinan la necesidad del dragado pueden se las siguientes:
v Hidráulicas:
Se desea un mejor escurrimiento de las aguas superficiales.
Esta acción repercutirá en la velocidad de sedimentación de
las partículas suspendidas y en la relocalización de los
sedimentos y contaminantes a ellos ligados, aguas abajo del
punto de descarga del efluente contaminante y
presumiblemente a una mayor distancia, en el mismo sentido
de la que actualmente se encuentran depositando los
sedimentos aludidos.
v Razones de navegabilidad
v Razones de saneamiento:
Se desea eliminar una fuente potencial de contaminación para
las aguas superficiales, respecto a este punto debemos tener
en claro los siguientes aspectos para el manejo del tema:
• Precauciones a tomar en caso que el material
extraído posea características tóxicas y pueda ser
calificado como Residuo Peligroso acorde a la
Ley 24.051, en ese caso deben disponerse solo en
zonas específicas autorizadas para recibir ese tipo
de cargas y no en predios como los de los
denominados Rellenos Sanitarios, que aceptan
sedimentos y desechos con niveles de
contaminación moderados.
• Su incidencia sobre las fuentes de agua
superficiales y subterráneas debe ser evaluada a
través de ensayos de lixiviación establecidos el
100
Decreto reglamentario Nº 831/93 de la Ley
enunciada, acorde a la metodología específica que
define la característica tóxica o no del residuo
testeado.
• La disposición de los barros, aún en el caso de los
no tóxicos deberá ser acordada con las
autoridades comunales y gubernamentales que
correspondan, para que no se vean afectados los
usos de la cuenca ni la seguridad de la población
allí residente.
En muchas regiones es usual la recuperación de tramos de la costa muy
erosionados con material de dragado y defensas para minimizar los procesos de erosión o el
relleno de zonas bajas, si el material no se halla contaminado, es decir una vez seco su
composición no debe diferir de las Normas que corresponden al uso de la tierra en dicha
área (ejemplo: zona residencial / uso recreativo, etc.) .
La disposición del material dragado sobre el mismo curso de agua u otro similar
no debe efectuarse sin antes verificar la incidencia del nivel de poluentes que posee el
material extraído sobre el existente en el lecho de un río, si este fuera el caso analizado en
el tramo en el que se desea volcar.
Estas limitaciones son aún mayores si en dicha zona se hallan las tomas para
plantas potabilizadoras de agua, o áreas en las que se prioriza el uso recreacional con
contacto directo para la población.
II.3. Muestreo de calidad de agua y determinación de cargas másicas de
poluentes en efluentes de tipo industrial.
Los equipos de medición y materiales para la colecta de muestras, distribución y
preservación de las mismas para su determinación en campo o en laboratorio, deben en este
caso satisfacer condiciones adicionales a las ya enunciadas para el caso de monitoreo en
cursos superficiales, en los que regularmente los objetivos son de caracterización de niveles
medios de concentración de poluentes y tendencias respecto a Valores Objetivo asociados a
los usos del agua, priorizados para la cuenca en cuestión.
Las mediciones que en este caso efectúan los Entes de Control Ambiental en las
bocas de inspección, o de acceso al canal del efluente que llega al curso receptor o en
101
inmediaciones a este punto y están dirigidas a la verificación de Normas referidas al nivel
máximo de concentración de los parámetros críticos asociados al vertido de la industria
específica analizada y a la carga másica que llega al receptor luego de pasar por las plantas
de tratamiento respectivas.
En nuestro país no existen normativas respecto al nivel de polución de los
sedimentos, por ello recomendamos como un nivel mínimo de referencia los ya enunciados
en las Tablas del Ministerio de Medio Ambiente del Canadá, cuando se comparen los
sedimentos extraídos en un tramo determinado, versus los de la zona de descarga aguas
abajo, ninguno debe superar en principio las concentraciones que generan efectos
perjudiciales leves sobre la salud de la biota, la población y el medioambiente.
Requiere un especial análisis la incidencia de metales pesados, plaguicidas y
compuestos orgánicos cuando en la zona en cuestión, se emplea el agua como fuente de
plantas potabilizadoras, uso agro/ ganadero y recreacional.
II.3.1- Medición de contaminantes en conductos y/o canaletas que
transportan efluentes de tipo industrial
Deben tomarse en lo posible todas las medidas de precaución para operar con
seguridad y eficiencia en recintos no siempre amplios o localizados en zonas difícilmente
accesibles para la toma de muestras y aforos.
Trabajar cuidando la integridad de los reactivos, equipos de muestreo, envases,
materiales e instrumentos portátiles de medición.
Por ejemplo: para estos últimos, limpiando bien los sensores luego de trabajar con
líquidos oleosos o muy agresivos (pH extremos), extrayendo las muestras con equipos
apropiados, preservando y envasando las mismas, acorde a metodologías científicamente
inobjetables.
Debe cumplimentarse demás la cadena de seguridad, para el eventual caso de
discusiones o litigios en el ámbito judicial por parte de los industriales infractores contra los
Entes de Control que acordaron los permisos de vuelco para el caso en cuestión.
Es un requisito importante constatar el buen funcionamiento de los equipos de
aforo que ya posee instalados la industria analizada y su aptitud para dicho fin acorde al
tipo de efluente que se desea medir.
102
La precisión del dato carga másica puede ser afectado no solo por fallas en la
colecta y posterior determinación del parámetro contaminante en el laboratorio, sino por la
medición del caudal erogado que aportaría significativamente a la cadena de errores
factibles en la campaña de muestreo, además del objetivo de verificación de las normativas
de vuelco derivadas del caudal erogado y concentración del poluente que determinan el
flujo másico que llega al curso receptor, este tipo de información sirve además para:
þ Medir la eficiencia de remoción de determinados contaminantes por
parte de la planta de tratamiento de efluentes de la industria analizada.
þ Evaluar los costos de tratamiento y su relación con los volúmenes
circulantes y posibilidades de hacer frente a mayores demandas (mayor
producción / flujos másicos) si se amplia la planta industrial.
Además del muestreo es conveniente una inspección de los equipos aforadores,
tanto los directamente asociados al manejo del flujo circulante, como de los secundarios
que traducen el dato a escalas graduadas / relojes / que se registran periódicamente la
información mediante operadores de planta o en cartas (sensores / registro continuo).
II.3.2- Guía para la ejecución de tareas de monitoreo y control de calidad
de agua y verificación de permisos de emisión en establecimientos de tipo
industrial
Items prioritarios a Inspeccionar
333 Constatar la veracidad del dato reportado por el industrial
revisando por ejemplo: las escalas de los vertederos, chequeo de
medidas vs cartas de calibración, fórmulas utilizadas para el
cálculo, valores integrados en el tiempo y en caso de dudas
efectuar un aforo instantáneo en el lugar. Si los valores medios que
entrega la planta industrial difieren en más de un 10 % de los
medidos por el inspector, el sistema instalado y su datos suelen ser
rechazados por las autoridades de control (ejemplo: este es el
criterio adoptado por el NPDES - National Pollutant Discharge
Elimination System - U.S.A)
333
103
333 Constatar si el equipo de aforo instalado por la planta industrial es
el adecuado para el manejo del líquido circulante atendiendo por
ejemplo: a factores tales como: frecuencia (sistemas batch /
continuo), nivel de sólidos suspendidos, rango de caudales que
llegan a la colectora final. Existencia de cañerías en paralelo (by-
pass) o diversificaciones aguas arriba del equipo medidor. Evaluar
si la ubicación de la estación de aforo es la adecuada (acorde al
permiso conferido) y también si la frecuencia de calibración del
equipo e idoneidad del personal a cargo de estas operaciones hace
confiables los datos reportados.
II.3.3- Medición de caudal en cauces o canales que transportan efluentes
Nos referiremos ahora a los equipos aforadores simples empleados regularmente
en los establecimientos industriales por su eficiencia, resistencia y costo para cumplimentar
los objetivos mínimos del relevamiento másico de poluentes y los arriba enunciados para
optimización del funcionamiento de las plantas de tratamiento.
Estos se basan en la medición de la altura alcanzada por el líquido cuando es
conducido a través de una canaleta especialmente diseñada que obliga al flujo atravesar una
obstrucción, por ejemplo: una placa con escotadura en forma de “V” o rectangular o por
toberas (tipo Parshall) que generan una aceleración del líquido a la salida y un sistema de
equilibrio especial en las presiones aguas abajo y arriba.
En ambos casos se originan diferentes alturas para atravesar estos obstáculos y se
activan sistemas de registro directo, o que un operador observa y correlaciona luego con
tablas / monogramas / o fórmulas para determinar el caudal. Este dato se promedia en
forma diaria o acorde a las normativas vigentes asociándolo con la concentración del
poluente para determinar el flujo másico del mismo.
Ambos sistemas pueden operar con líquidos que posean sólidos suspendidos, en
especial el último que elimina el problema de sedimentación de partículas, que a veces
acontecen en los más simples, ya que mantiene los conductos y bordes de la canaleta que
llegan a él libres de todo tipo de obstrucciones y pueden operar sumergidos respecto al pelo
de agua o alturas aguas abajo del medidor, que no es lo recomendado para las canaletas
104
simples, dado que se alteran las fórmulas y monogramas, ya estandarizados (según
dimensiones del equipo) que se muestran al final de este punto.
Las premisas para operar con estos últimos equipos que se basan en instalar una
placa en un plano perpendicular a la corriente que circula por la acequia, canaleta o caño
parcialmente lleno con una ranura vertedero de bordes afilados en forma de “V”,
rectangular, trapezoidal o sin contracciones.
En los primeros se asegura la continuidad y uniformidad del flujo, colocando el
centro de la escotadura a una distancia de las paredes laterales de la canaleta no menor de
tres veces H (altura sobre el borde o cresta de la placa respecto al ancho de la canaleta de
acceso al medidor), las proporciones se muestran en las figuras subsiguientes.
El nivel del caudal a medir es quien determina la selección del vertedero y la
forma ideal de la escotadura, por ejemplo: los rectangulares se utilizan para valores
mayores a 3,4 m3 / minuto, las tipo “V” para caudales menores a 0,7 m3/ minuto, por
último, se cuestiona a veces, la exactitud de la información reportada por las canaletas tipo
“Cipoletti” respecto a las anteriormente enunciadas.
Siempre es necesario la no obstrucción del flujo de salida, que suele contraerse
respecto a la sección media que llega a la ranura, esto se asegura dejando una distancia no
inferior a 5 cm (para el rango de caudales enunciados) entre el borde de la placa y el pelo
de agua a la salida del medidor.
Las relaciones altura / caudal para diferentes tipos de vertederos se dan en la tabla
respectiva en el punto II.3.3.a. con las fórmulas de cálculo más reconocidas para las
variantes que generan la contracción o no del flujo libre, que pasa por la placa del
vertedero, por ejemplo: para las de tipo rectangular, se prefiere la ecuación ideada por
Francis.
105
106
107
II.3.3.a Medición de caudal, listado de fórmulas altura / caudal, para
diferentes tipos de vertederos
Vertederos Flujo contraído Flujo libre ComentariosRectangularesFórmulas de
Francis
Q= 3,33 x (L -(0,2 H) Exp 3/2
Q= 3,33 x ( (H + h) Exp 3/2 -- (h) Exp 3/2 ) x (L - 0,2 H)
Q= 3,33 x L x (H) Exp 3/2Q= 3,33 x L x ( (H = h)Exp 3/2 - (h) Exp 3/2)
Se desestima lavelocidad deaproximación.
Se considera lavelocidad deaproximación
Rectangulares/Fórmula
Kindsvater –Carter
Q = Ce x Le x (He) Exp 1,5 Q = Ce x Le x (He) Exp 1,5
Rectangulares/FórmulaCipolleti
Q = 3,37 x L x (H) Exp 3/2 no aplicable (NA) Se desestima lavelocidad deaproximación
Ranurados enforma de V
(ángulo de 90º)Fórmulas de
Cone 1 y 2 deKindsvater -
Shen
1; Q= 2,49 x(H) Exp 2,48
2: Q = 8/15 x Tang (@/2) xx (2g x (He) Exp 5 )Exp 1/2
no aplicable (NA) El caudal enestos vertederosno esinfluenciado porla velocidad deaproximación
Q= Caudal en pie 3/ seg ; L= Ancho de la cresta / o ranura en piesH Altura en pies ; h = Altura en pies debida a la velocidad de aproximación V = 62/gCe Coeficiente ; Le = L + kb = Ratio de la cresta (l) / al ancho del canal (B), kb = L /BHe = H + 0,003 ; @ = Angulo de la abertura (Ejemplo: 90 º o 60º)
Los caudales para vertederos con ranuras en ángulo de 90º y 60 º puedendeterminarse de los monograma siguiente (Referencia: Handbook for Sampling and samplePreservation of Water and Wastewater).
Para otras formas de vertederos las relaciones H/Q deben ser establecidas paracada caso en particular, determinando caudales y calibrando las escalas correspondientes.
II.4.- Efectos de la contaminación del suelo sobre el Medio Ambiente
Las actividades antropogénicas, han determinado que se produzcan situaciones de
alteración de la calidad de los suelos y en muchos casos de contaminación de los mismos.
En ocasiones estas alteraciones han sido involuntarias como en el caso de accidentes.
108
Desafortunadamente la degradación de la calidad de los suelos se ha debido a la
falta de una conciencia ambiental y también a fallas en la legislación que impiden controlar
estos excesos.
La contaminación de los suelos representa una pérdida de su capacidad de uso y
por lo tanto una disminución sensible su valor económico, pero el aspecto más relevante es
que constituye un riesgo para la salud de los seres humanos y el medio ambiente en general.
Para el primer caso, el efecto tóxico puede ser ejercido por contacto directo con el
suelo a través de la dermis, por ingestión involuntaria como en el caso de niños que jueguen
o mediante la percolación a los nivel freáticos.
La evaluación correcta del estado del suelo es por lo tanto de vital importancia .
En este manual se priorizan los aspectos derivados de la contaminación industrial,
ya sea por manejo inadecuado de los efluentes líquidos y/o sólidos que llegan a la tierra o
por causas accidentales y los que pueden originar la aplicación excesiva de plaguicidas en
zonas agrícolas.
Otros aspectos importantes de esta temática, se está definiendo por las pautas para
los Presupuestos Mínimos, en donde se hace un enfoque sobre el control de la degradación
del suelo para preservarlo como recurso agroeconómicco y como hábitat natural de los
ciclos biogeoquímicos, en especial el del carbono; en ellos se prioriza el mantenimiento de
las condiciones físico - químicas de los suelos y del agua para riego, a fin de asegurar la
producción de bienes agropecuarios en forma sostenible.
El criterio de sustentabilidad, esta muy ligado a las técnicas de uso de la tierra en
el ámbito rural, laboreo agrícola, ganadería en zonas áridas y semiáridas y prácticas de
riego inadecuadas.
La adopción de técnicas conservacionistas es liderada en nuestro país por el INTA
(Instituto Nacional de Tecnología Agrícola), que apoya a las entidades agropecuarias para
optimizar el uso de la tierra y a evitar la erosión y desertificación de los suelos en el país.
El objetivo es evitar la contaminación que esta temática genera, cuando se
cometen excesos en el aprovechamiento agroganadero (intensivo) de zonas sensibles, en
cuencas hídricas de importancia regional y/o nacional.
109
Otro aspecto prioritario asociado a la contaminación de los suelos es el referido a
sus efectos sobre los acuíferos, en especial aquellos que son a veces la única fuente de agua
potable y riego en zonas áridas.
Retomando el objetivo delineado al principio de este capítulo nos referiremos
solamente a la caracterización de zonas afectadas por el vuelco de efluentes (líquidos y/o
sólidos) de tipo industrial y/o municipal (plantas de tratamiento cloacales, basuras, etc. ) o
de las que no se posee ningún antecedente o información y que es necesario examinar su
nivel de polución y riesgo que el mismo implica, para destinar el área en cuestión a usos
priorizados regionalmente a nivel provincial o nacional. (ejemplo: recreación, asentamiento
de zonas residenciales, desarrollo de determinados cultivos u otros usos agro - ganaderos)
Con este objetivo acotado que es solo parte de esta complicada temática de
contaminación y deterioro de los suelos, solo un muestreo representativo permite asegurar
que las muestras tomadas reflejen con exactitud, las concentraciones de los contaminantes
presumiblemente presentes en un tiempo y espacio determinado, caracterizando de esta
forma el lugar de interés.
Las etapas a cumplimentar para efectuar un muestreo representativo incluyen:
1) La recopilación de información disponible del lugar.
2) la selección de un adecuado plan de muestreo.
3) la elección del equipo correcto, la selección y uso de técnicas
adecuadas.
4) las correctas medidas de control de calidad.
5) la interpretación y presentación de los datos para su posterior análisis.
II.4.1 - Metodologías para el muestreo de calidad de suelos en áreas
afectadas por descargas y/o procesos contaminantes .
El primer paso para preparar un plan de muestreo representativo, es el de
determinar los objetivos perseguidos. Una vez establecidos, éstos servirán para el desarrollo
del futuro plan, de acuerdo con los objetivos determinados se establecerán las estrategias de
110
muestreo como así también la cantidad de muestras requeridas para satisfacerlos en cada
lugar (presencia y nivel de poluentes tanto cuali como cuantitativamente).
Aunque las condiciones y actividades varíen notablemente de un sitio a otro, los
objetivos básicos serán los siguientes:
333 Establecer las amenazas para la salud, el bienestar público y el
medio ambiente circundante en la zona afectada por la
contaminación.
333 Localizar e identificar fuentes potenciales de contaminación.
333 Definir la extensión de la contaminación.
333 Determinar el posible tratamiento.
333 Documentar los fundamentos de las metas de remediación.
II.4.1.a- Valores guías para los usos del suelo de acuerdo a la ley
Nº24.051
Cuando se lleva a cabo un estudio sobre el estado de calidad de un suelo, resulta
imprescindible el determinar si las concentraciones de los parámetros analizados se
encuentran dentro de los rangos de valores sugeridos por la legislación para diferentes usos.
En este sentido, se debe trabajar cotejando la Tabla de Valores Guías presentados en el
Decreto Nº 831 Reglamentario de la Ley de Residuos Peligrosos n° 24.051.
II.4.2.-Actividades previas al muestreo: reconocimiento del área, el
equipamiento y la documentación necesaria.
II.4.2.a.- La naturaleza de los contaminantes del suelo y el estado de
contaminación del mismo
Antes de comenzar el muestreo y la caracterización, es necesario disponer de
algún conocimiento de la naturaleza de los contaminantes presentes en el lugar, por
ejemplo: si son metales pesados o compuestos orgánicos o ambos, el grado de toxicidad, su
nivel de persistencia y/o biodegradabilidad y la extensión del área afectada por la
contaminación.
111
Usualmente se dan dos tipos de contaminación superficial, relacionadas con la
extensión de los contaminantes: la extendida que ocupa un gran área y es principalmente
superficial y, la localizada que se encuentra cercana a la fuente de contaminación.
El análisis de datos existentes contribuye en gran medida a ubicar los lugares de
muestreo, al señalar las áreas preocupantes y proveer de información respecto del sitio, así
como una primera idea del posible método de muestreo y contaminantes involucrados.
Como recomendación, a menos que el lugar sea considerado en emergencia, deben
realizarse todos los esfuerzos necesarios para revisar la información que pudiera existir.
Debe prestarse atención a los siguientes aspectos:
Ø Información relativa a los usos del terreno: agrícola,
industrial, urbano.
Ø Materias primas empleadas.
Ø Productos y desechos.
Ø Eliminación y / o almacenamiento de desechos.
Ø Verificar la existencia de muestreos anteriores y recopilar de
los mismos la siguiente información: ubicación, matrices,
métodos de muestreo y análisis, concentración de
contaminantes relevantes, distribución espacial y temporal.
Ø Mapas.
Ø Información disponible en oficinas gubernamentales,
empresas privadas y residentes del lugar y zonas aledañas que
hallan trabajado o conozcan el área en cuestión.
Una vez que se han realizado las tareas detalladas precedentemente, puede
encararse la ejecución de un muestreo exploratorio del suelo, para verificar la extensión y
naturaleza del problema, antes de desarrollar el programa de muestreo detallado. Por
ejemplo: pueden tomarse muestras de suelo hasta poca profundidad (1 a 2 m) con
muestreadores tipo Core, que resultan de bajo costo operativo y proveen información
adicional importante.
Se podrá definir por ejemplo: si los contaminantes son móviles y tóxicos (cuando
el tiempo de residencia en la fase sólida es corto, aumentando la toxicidad) o cuando son
112
inmóviles y no tóxicos (cuando el tiempo de residencia el la fase sólida el prolongado y por
ello la toxicidad potencial disminuye)
II.4.2.b.-Caracterización de los suelos del área
II.4.2.b.i -Evaluaciones del perfil de un suelo:
La descripción del perfil del suelo en el lugar de muestreo provee información de
suma utilidad cuando se trata de evaluar la variabilidad de las propiedades del mismo, la
dirección y el potencial transporte de contaminantes.
Desafortunadamente, no es común que se lleven a cabo este tipo de evaluaciones
cuando se efectúan los relevamientos de un sitio contaminado.
La técnica mas difundida para llevar a cabo un estudio del perfil del suelo es la
ejecución de una calicata, que consiste en un trabajo de excavación estandarizado
técnicamente, de forma tal que el terreno pueda ser observado en forma vertical y
horizontal. De esta forma se podrá apreciar si existen diferencias laterales de las
características, asociadas con diferencias de permeabilidad en el suelo.
Si el terreno lo permite, puede tomarse una probeta del suelo empleando un
muestreador cilíndrico de pared delgada, y mediante el análisis de esta muestra pueden
identificarse, en poco tiempo, alteraciones del suelo de gran escala; Esta metodología no
reemplaza a la calicata, dado que la muestra tomada es demasiado pequeña para definir
propiedades muy importantes como los horizontes, estructuras del suelo, porosidad,
distribución de raíces, etc.
Un buen análisis del perfil de un suelo requiere entrenamiento y experiencia, por
ello resulta conveniente que esta tarea sea realizada por personal calificado.
En la tabla siguiente, se listan algunos de los principales parámetros a relevar en suelos.
113
Parámetros a relevar en el perfil del suelo
Número Parámetro Perfilsuelo
Muestrasuelo
1 Horizontes R* R2 Textura R R3 Color R R4 Porosidad R* r5 Zonas de incremento de porosidad o permeabilidad
Estructura de suelo R* rGrietas extraestructurales r rRaíces R* r
6 Zonas de disminución de porosidad opermeabilidadHorizontes genéticos R*Consistencia RCapas de raíces resistentes R*Compactación r
7 Humedad R R8 Permeabilidad R** r9 Minerales arcillosos r10 Otros minerales r11 Olor r
Referencias:R: realizar siemprer: realizar cuando las condiciones climáticas, geológicas o del suelo den importancia al parámetro*: puede requerirse hacer una calicata**: estimar basándose en otras características
II.4.2.b.ii -Determinación de algunas propiedades físicas y
químicas de los suelos:
Existe un número de pruebas de campo, que incluyen procedimientos y
equipamiento simple, que pueden ser usadas para caracterizar las propiedades físicas y
químicas de los suelos.
Estos ensayos no son tan exactos como los de laboratorio, pero tienen la ventaja de
ser económicos y son útiles para una evaluación preliminar o para la selección de muestras
para posteriores análisis mas precisos.
Otras pruebas solo pueden realizarse en laboratorio, dado que o bien se requiere de
equipamiento especial, o son necesarias condiciones controladas, o el dato a recabar debe
ser exacto.
En las siguientes tablas, se enumeran las propiedades más significativas:
114
Principales propiedades físicas del suelo
Propiedades físicas del sueloColor (ensayo por ignición)Grietas extraestructuralesConsistenciaDensidadCompactación (resistencia a la penetración)Temperatura del sueloHumedad del sueloCapacidad de retención de aguaPermeabilidadVelocidad de infiltración del suelo
Principales propiedades mecánicas del suelo
Propiedades mecánicas del sueloTexturaResistencia al empujeContracción y expansiónCorrosividad
Principales propiedades químicas y biológicas del suelo
Propiedades químicas y biológicas del sueloMateria orgánica (por ignición)Capacidad de intercambio catiónicoPHPotencial RedoxSalinidad (conductividad eléctrica)Minerales arcillososCarbonatos (ensayo de efervescencia con HCl)Cloruros y sulfatosYeso (prueba de la acetona)Óxidos de hierro (calcinación e identificación por colores)Oxido de manganeso (ensayo con peróxido de hidrógeno)Microbiota del suelo
115
II.4.2.b.iii. Inventario del material, equipos, elementos,
procedimientos y documentos necesarios para las operaciones
de campo:
Cuando se realiza un muestreo de cierta complejidad, donde se deben considerar
desde los elementos a disponer para tomar las muestras, los aparatos y reactivos para
ensayos de campo, los formularios para toma de datos y hasta los elementos de seguridad
del personal; resulta imprescindible el contar con un listado lo mas detallado posible, a fin
de facilitar la tarea del coordinador del trabajo. En este sentido las Tablas siguientes
presentan un resumen de la mayor parte de los ítems necesarios :
Inventario de elementos útiles para tareas de campo
Documentos Si NoPlan de muestreoPlan de control de calidadPlan de seguridadLibretas de anotaciones
Elementos de protección personal Si NoTrajes protectoresBotasGuantesCinta plástica adhesivaEquipos de respiración y/o máscarasEquipos para lluvia y/o ropa de abrigoRepelente de insectos (sin sustancias que contaminen las muestras)
Elementos varios Si NoLlaves de acceso al lugar (Autorizaciones de dueños / encargados)Mesa plegadizaCámara fotográfica y películaBateríasCaja de herramientasCalculadora
Elementos para caracterizar el área Si NoTermómetro de máxima y mínimaPsicrómetroAnemómetro manualEstacas con banderas para la dirección del vientoInclinómetro para medición de pendiente
116
Continuación
Equipos y elementos para determinar las características delperfil del suelo Si No
Libreta de anotaciones, lápices y marcadoresAbrochadoraGrabadora, cassettes y bateríasMapa para ubicar los lugares de muestreoReglas y cintas métricas para medir la profundidad de los horizontesFilm de plástico para colocar las muestras Core de sueloTabla de comparación para colores de sueloCuchilloClavos para marcar límites de los horizontesVarias lupas potentesEscalas para determinar tamaño de arena y fragmentos gruesosAlambre rígido de 2 mm para medir fracturasArena de color uniforme para caracterizar grietasMicroscopio estereoscópico
Dispositivos manuales para muestreo de suelo Si NoPala o azadaCucharaBarrena de espiralBarrena tipo cucharón o barrilTubos de pared delgadaEscoplo para romper rocasLlaves para tuercas y cañosMaza de plásticoElementos para limpieza de muestreadores tipo tubo (Core)Dispositivos de muestreo de suelo operados con fuerza motriz Si No
BarrenasCuchara partidaMuestreadores tipo tubo de pared delgadaElementos para análisis de textura y preparación de muestras Si No
TamicesBalanza de campoMalla de acero inoxidable para muestras semivolátilesMalla de teflón para metalesBaldes de diversos materiales para preparar mezclas compuestasHoja de plástico o goma de 1 m2 para preparar muestras
117
Continuación
Implementos para contener muestras y desechos Si NoBolsas de residuosBolsas de plástico claras para equipo limpioEnvases para contener muestrasBolsas de plástico para envases de muestrasListado identificatorio de las muestrasEtiquetas
Equipos y materiales para ensayos de campo Si NoCromatógrafo gaseoso de campoGases de calibración del cromatógrafoMedidores de gases especiales (HCN, etc.)ExplosímetroBalanza portátil (sensibilidad 0,1 g)Lámpara infrarroja u horno pequeño y termómetro hasta 120º CSoldador de gas con garrafa, crisoles de porcelana y sus soportespHmetro con sus soluciones buffer y papel pHVasos de precipitado y varillas de vidrioConductímetro y soluciones patrónEspátulas comunes de laboratorioÁcido ClH al 10 % en botellas plásticasSolución de verde de malaquita en nitrobencenoAgua oxigenadaTubos de ensayo, AgNO3 al 5% y BaCl2 al 5%Envases de agua destiladaPiedra de toque de porcelanaAcetona y papel de filtroCaja de guantes descartables
118
Elementos y procedimientos para el control de calidad del muestreo
Planillas Si NoLugares donde se tomará muestras duplicadas y de control de calidadRegistro de datos de campoPlanilla adjunta con los análisis a realizar si los mismos difirieran de losEstablecidos en los planes originales
Control de Calidad Si NoMuestras duplicadasMuestras de suelo de referencia tomadas fuera del área comprometidaMuestras de suelo para control de calidad en laboratorios externos(Opcional)Blancos de campo de envases mediante lavadoBlancos de campo de muestreadores mediante lavadoBlancos del agua y solventes empleados para lavado
Preservación y envío de las muestras Si NoConservadorasHieloTermómetro de máxima y mínimaMaterial para sellar muestrasHorarios, medios y pasajes para envío de muestras al laboratorio
Descontaminación de equipos Si NoDe acuerdo con lo expresado en Punto III.5.1
Planilla con valores característicos de los ensayos de suelo
Observaciones y ensayos ValoresCondiciones climáticas Húmedo / moderado / secoMacro y microfauna Mucha / normal / escasaPendiente del terreno (%) Pronunciada (>12) / moderada (3-12) / plana
(< 3)Erosión superficial Severa / moderada / leve a ningunaSuperficies contaminadas Grandes áreas / zonas localizadasEscorrentía superficial Rápido / medio / lento / nuloVegetación Densa / escasa o esparcida / ausenteDirección y velocidad del viento (km/h) Fuerte (>52) / moderado (6,5 a 52) / leves a
calmo (<6,5)Densidad (g/cm3) Baja (< 1,3) / media (1,3-1,6) / alta (>1,6)Capacidad de intercambiocatiónico (meq/100g suelo)
Baja (<12) / media (12 a 20)/alta (>20)
Minerales arcillosos (% ) Abundantes (>27) / moderado a escaso (1-27)
119
/ nulo (<1)Color (según Tabla de Colores) Oscuro / rojo y amarillo / marrón / gris
blanquecino / moteadoCompactación (prueba de penetración) Alta / moderada / bajaConsistencia Alta / moderada / baja / cementadaCorrosividad Alta / moderada / bajaSalinidad (conductividad) (mmho/cm) No salino (<2) / Levemente salino (2-4) /
moderadamente salino (4-8) / muy salino (8-16) / extremadamente salino (>16)
Fertilidad potencial Alta / moderada / bajaHorizontes Originales / transitorios / alteradosPermeabilidad (cm/h) Alta (> 3,6) / moderado (0,02-3,6) / bajo
(<0,02)Velocidad de infiltración (cm/h) Alta (>5) / media (1,5-5,0) / baja (0,15-1,5) /
nula (<0,15)Microbiota del suelo Abundante / moderada / escasa / ausenteHumedad del suelo % de humedadOlor Alto / moderado / ningunoMateria orgánica (por ignición) (%) Abundante (>4) / moderado (2-4) / escasa
(<2)Porosidad (mm) Grueso (>5) / mediano (2-5) / fino (0,5-2) /
muy fino (<0,5)PH Ácido (<6,6) / neutro (6,6-7,3) / alcalino
(>7,3)Potencial Redox (mV) Oxidante (> +400) / intermedio (+400 a -100)
/ reductor (< - 100)Raíces Muchas / normal / pocasEstructura del suelo Sin estructura / débil / moderada / fuerteTemperatura del suelo (º C) Alta (>38) / media (8-38) / baja (<8)Textura Según ensayo aplicado
II.4.3.-Características del área en la cuenca o zona de muestreo del suelo a
estudiar.
II.4.3.a-Los aspectos climáticos
Estos tienen importancia en la formación del suelo a través de la precipitación, la
evapotranspiración, e indirectamente la temperatura ambiente por su influencia en la
vegetación que se arraiga en dicha área.
El clima es un factor que puede ser definido en la zona de trabajo simplemente,
analizando los registros meteorológicos de las estaciones mas cercanas, puede suceder que
120
sea necesario el relevar parámetros climáticos adicionales en el sitio, especialmente cuando
se trata de tareas de remediación.
También es importante la caracterización del terreno cuando se evalúan aspectos
referidos a la seguridad del personal que está trabajando en campo y su percepción de las
tareas a realizar en condiciones climáticas adversas.
Los parámetros más importantes a ser registrados durante el trabajo de campo son:
aa)) LLaa tteemmppeerraattuurraa ddeell aaiirree::
Esta es de importancia cuando se encuentra en uno de los
extremos, por ejemplo:, si es necesario utilizar ropa de
protección, la cual usualmente es impermeable, puede
ocasionar accidentes de deshidratación si las temperaturas son
muy altas, en cambio, cuando las temperaturas son muy bajas,
las tareas de muestreo y la toma de notas se dificultan
notablemente, si además se usa ropa de abrigo.
Resulta práctico y barato, el disponer de termómetros de
máxima y mínima en campaña.
bb)) VVeelloocciiddaadd yy ddiirreecccciióónn ddeell vviieennttoo::
Los registros de velocidad son especialmente importantes en
invierno cuando los mismos determinan la sensación térmica,
para estos casos puede ser útil el disponer de un anemómetro
de mano.
Debemos recordar que el muestreo de suelos cuando éste está
seco, ocasiona la movilización del mismo, produciendo
contaminación de las muestras y la movilización del subsuelo
contaminado.
En condiciones de muestreo con brisa suave, el personal debe
tratar de no contaminar otras áreas durante el trabajo.
Resulta útil colocar banderas en distintos sitios para ver la
dirección del viento predominante.
cc)) HHuummeeddaadd aammbbiieennttee::
121
La humedad relativa es el parámetro de mayor uso, y es de
importancia cuando está muy baja o alta.
Cuando la humedad es alta y también lo es la temperatura,
existe el riesgo de golpes de calor para el personal de campo.
En el otro extremo, cuando la humedad es muy baja, hay que
disminuir la exposición del suelo al aire, para evitar su
deshidratación antes que la muestra sea sellada.
II.4.3.b-Los aspectos topográficos
Entre estos se consideran los más importantes:
aa)) LLaa ppeennddiieennttee ddeell tteerrrreennoo::
Es de suma importancia ya que influye en la escorrentía
superficial y el arrastre de suelo, afectan a los cursos hídricos
en cuencas hidrográficas sensibles y al territorio en sí,
degradándolo progresivamente.
El gradiente de pendiente se mide usualmente en porcentajes,
aunque puede ser expresado en grados; la erosión está
determinada, entre otros factores, por el gradiente de
pendiente y su longitud, de esta forma, sabemos cuando las
partículas pierden energía y se depositan, la pendiente del
terreno influencia también sobre la dirección del agua
subterránea.
bb)) LLaa eerroossiióónn::
Este factor y el precedente son muy importantes para:
1° evaluar la pérdida o deposición de suelos que ha ocurrido
en el pasado .
2° evaluar la erosión potencial futura, es común el empleo de
la Ecuación Universal de Pérdida de Suelos para estimar
erosión potencial.
La definición de los distintos horizontes y su comportamiento
requiere de la opinión de personal especializado en esta
temática, por ello se sugiere que cuando se trate este aspecto,
se requiera la colaboración de geólogos o ingenieros
122
agrónomos expertos en este tema específico y que ayuden a
los que evalúan los efectos contaminantes provenientes de
fuentes puntuales y / o distribuidas.
cc)) LLaa eessccoorrrreennttííaa ssuuppeerrffiicciiaall::
Este es un aspecto relevante dado que regula el transporte
superficial de contaminantes tales como fertilizantes en
exceso, plaguicidas o metales pesados hacia los cuerpos de
agua superficiales.
La importancia de esta escorrentía, puede estimarse mediante
el empleo de tablas desarrolladas para tal fin.
A título ilustrativo se ha preparado la siguiente tabla que toma en consideración la
pendiente y la permeabilidad o conductividad hidráulica, no obstante se recomienda
consultar a los organismos del gobierno especializados en el tema para este fin, cuando se
evalúen zonas específicas en las diferentes regiones del país
Clases de escorrentía
Pendiente Permeabilidad% E.A A M.A M.B B E.B
Cóncava I I I I I I<1 I I I B M A1-5 I E.B B M A E.A5-10 E.B B M A E.A E.A10-20 E.B B M A E.A E.A>20 B M A E.A E.A E.A
Referencias:I: insignificanteE.A: extremadamente altaA: altaM.A: medianamente altaM.B: medianamente bajaB: bajaE.B: extremadamente bajaM: media
dd)) LLaa vveeggeettaacciióónn::
La vegetación sirve como indicador de la historia y la
productividad del lugar.
123
Debemos considerar que la presencia de plantas con
desarrollo deficiente u hojas descoloridas, pueden ser
indicadores de efectos tóxicos en el suelo.
En aquellos lugares contaminados con metales pesados, es
conveniente muestrear también la vegetación.
Una clasificación que puede utilizarse para evaluar la
densidad de vegetación es:
Ø Densa: el sitio está completamente cubierto con
vegetación de formas predominantes o composición
variada, usualmente con poca variabilidad temporal.
Ø Escaso a esparcido: la cobertura vegetal tanto de plantas
altas como bajas es intermitente o no frecuente.
Ø Ausente: no se aprecia vegetación de significación, pero
se observa vegetación de poca significancia como
líquenes o musgos.
ee)) LLaa mmaaccrroo yy mmeessoo ffaauunnaa ddeell ssuueelloo::
Este es un aspecto sumamente interesante en el análisis previo
de los muestreos de suelo.
La macro fauna está compuesta por animales que viven en
cuevas, gusanos terrestres y grandes insectos que pueden ser
medidos en centímetros.
La meso fauna en cambio, esta formada por pequeños
moluscos y artrópodos, que afectan el perfil del suelo.
En suelos contaminados, la recolección y el análisis de
ejemplares de macro y micro fauna, proveen una indicación
de la bioacumulación cuando son comparados con ejemplares
de zonas no contaminadas.
A continuación la tabla que se presenta a título ilustrativo, indica el estado de la
macro y micro fauna en función de la cantidad de organismos presentes por unidad de
superficie:
124
Concentraciones de macro y micro fauna
CLASE Nº/m2 CLASE Nº/m2
Macro fauna Meso faunaMuchos > 10 Muchos >100.000Común 5-10 Común 100-100.000Pocos 1-5 Pocos 10-100Ninguno 0 Ninguno <10
Cualquiera sea la matriz del terreno analizada, los objetivos de la investigación de
campo afectarán la cantidad de muestras tomadas para asegurar la representatividad del
muestreo.
II.4.4- Descripción de algunos ensayos de campo y análisis para la
clasificación de los suelos
A fin de facilitar la comprensión y ejecución de las técnicas de análisis y pruebas
de campo y laboratorio sugeridas, describiremos a continuación las principales
características y conceptos teóricos de algunas de ellas.
Esta descripción es simplemente una guía ilustrativa, a los fines de evaluar su
complejidad.
Se sugiere un estudio más detallado de las mismas por los posibles operadores.
II.4.4.a- Propiedades físicas del suelo
Entre ellas podemos mencionar:
aa)) CCoolloorr::
El color de un suelo es generalmente un buen indicador de su
estado de oxidoreducción.
Existen tablas que clasifican los suelos por la coloración que
presentan.
Un ensayo que puede dar información útil para interpretar los
colores del suelo, es el que consiste en la ignición (en campo)
de una muestra de 2 - 3 g de suelo, y la posterior observación
del material, por ejemplo: suelos con:
♦ Materia orgánica: se queman dejando un residuo
blanquecino que pertenece a la materia orgánica. Si
125
existen minerales coloreados como el cuarzo que es
ligeramente gris o incoloro; éste no cambiará de
color con la ignición.
♦ Óxidos- de hierro: éstos son rojos, marrones o
amarillos. Si los marrones o amarillos se vuelven
rojizos y brillantes con la ignición, significa que se
encuentra presente un oxido de hierro altamente
hidratado.
Colores grises, azules o verdes indican la presencia
de formas de hierro reducidas, y se tornarán rojas
después de la ignición, al transformarse por ejemplo:
en hematites.
Los óxidos de manganeso forman cuerpos negros o
púrpura y reaccionan con una efervescencia vigorosa
en presencia de peróxido de hidrógeno.
bb)) GGrriieettaass eexxttrraaeessttrruuccttuurraalleess::
Las grietas son huecos más largos que anchos, que resultan de
la desecación del suelo.
Las grietas extraestructurales, unen las distintas superficies
planares de la estructura del suelo, y representan los canales
de infiltración de agua de precipitación, y de las sustancias
contaminantes.
Se clasifican en:
♦ Grietas reversibles iniciadas en la superficie: se generan
por secado de la superficie, cierran cuando la misma se
humedece.
♦ Grietas irreversibles iniciadas en la superficie: se generan
por congelamiento y otras acciones, no cierran cuando la
tierra se humedece, son profundas y provocan
infiltraciones.
♦ Grietas reversibles iniciadas bajo la superficie: se generan
bajo la superficie y tienen gran capacidad de encogerse y
expandirse si el suelo se seca.
126
Cierran en días si el suelo se humedece; Se pueden
extender a la superficie si los horizontes lo permiten e
incrementan la infiltración.
♦ Grietas irreversibles iniciadas bajo la superficie: están en
forma permanente debajo de la superficie.
El ensayo se lleva a cabo empleando un alambre de 2 mm
de diámetro, con el cual se puede medir la profundidad de
las grietas.
Se consideran grietas penetrantes, aquellas que están a
más de 15 cm de profundidad.
Se consideran grietas conectadas con la superficie, a
aquellas que ocurren en la superficie o no tienen más de
15 cm de material poco consistente sobre ellas.
cc)) CCoonnssiisstteenncciiaa::
Se puede medir la consistencia de una muestra mediante una
prueba de resistencia a la ruptura, llamada Prueba de
Cementación; La misma se realiza sobre una muestra secada
al aire, que ha sido puesta en agua durante una hora, sobre
dicha muestra se mide la fuerza y energía necesarias para
romperla.
Es un ensayo de laboratorio y sus resultados son comparados
con valores de tablas preexistentes, la plasticidad y la
adherencia de una muestra pueden usarse en ensayos de
campo como indicadores de su consistencia; Estas son una
función de la concentración de arcilla del terreno.
En general, se definen las siguientes clases de consistencia:
♦ Alta: Es un suelo que cuando se moja muestra gran
cohesión de sus partículas, o gran adhesión de las mismas
a otras sustancias.
♦ Moderada: Es un suelo que cuando se humedece muestra
una cohesión y una adhesión moderadas.
♦ Baja a débil: Es un suelo generalmente seco que muestra
una adhesión y cohesión reducidas.
♦
127
♦ Cementado: Un tipo de suelo que permanece duro luego
que una muestra fuera puesta en agua durante 1 hora y
secada al aire.
dd)) DDeennssiiddaadd::
Existen varios métodos para medir la densidad de una muestra
de suelo, pero todas se basan en pesar un volumen conocido
de la misma sin que haya sido alterada durante el muestreo.
Los más usados son:
♦ Método Core: donde la muestra es cilíndrica.
♦ Método por Excavación: que consiste en practicar un
hueco en el suelo, pesar la tierra extraída del mismo y
medir el volumen de la excavación, rellenando con
volumen conocido de arena.
ee)) CCoommppaaccttaacciióónn::
Uno de los métodos usados para medirla, es evaluar la
resistencia que ejerce el suelo a la penetración de un objeto
rígido, y debe tomarse en cuenta su contenido de agua.
La compactación es importante dado que se relaciona con la
facilidad de transporte vertical de contaminantes.
Su medición se realiza por medio de equipos que registran la
presión necesaria para vencer dicha resistencia en un tiempo,
tamaño y profundidad predeterminados.
Se suele expresar en megapascales (1 MPa = 9,9 atm de
presión), y de acuerdo a esto, se clasifican en los siguientes
niveles:
Baja < 0,1 MPa
Moderada 0,1 - 2 MPa
Alta > 2 MPa
ff)) TTeemmppeerraattuurraa ddeell ssuueelloo
128
La temperatura del suelo tiene efecto sobre la velocidad de
evaporación del agua, los contaminantes volátiles e influencia
también sobre la actividad microbiana.
La temperatura medida en pozos de agua con profundidades
de entre 10 - 20 m pueden dar una idea del promedio anual de
temperatura del suelo.
La medición real de temperatura se realiza en forma puntual y
sobre la superficie o a una determinada profundidad en un
cierto tiempo.
gg)) HHuummeeddaadd ddeell ssuueelloo::
Muchos de los análisis que se efectúan sobre los suelos, están
íntimamente relacionados o dependen del grado de humedad
de los mismos.
Los métodos más usados para su cuantificación son los
gravimétricos, que se basan en pesar una muestra de suelo,
secarla y volverla a pesar, y se expresa en % .
hh)) CCaappaacciiddaadd ddee rreetteenncciióónn ddee aagguuaa::
Se llama así a la cantidad máxima de agua que el suelo puede
retener.
Se mide en mm de agua por mm de profundidad del suelo.
Esta medición debe realizarse muestreando justo después que
el suelo haya drenado, luego de un período de lluvia o de
riego intenso.
ii)) PPeerrmmeeaabbiilliiddaadd::
Representa la facilidad con que el agua se mueve a través del
suelo en condiciones de saturación.
Se mide utilizando equipo adecuado que informa dicha
facilidad en cm de agua por hora, también se lo expresa como
conductividad hidráulica de saturación.
jj)) VVeelloocciiddaadd ddee iinnffiillttrraacciióónn::
129
La cantidad de lluvia que alcanzando la superficie del suelo
entra en el mismo está determinada por la capacidad de
infiltración.
En los suelos secos esta infiltración es usualmente rápida,
pero a medida que pasa el tiempo, la velocidad disminuye
dado que se va aproximando a los límites de permeabilidad, y
usualmente se mide en cm/h.
II.4.4.b.- Propiedades mecánicas del suelo
Estas propiedades tienen estrecha relación con la ingeniería de los suelos.
Se determinan valores estimativos en los ensayos de campo, necesitándose de
análisis complementarios de laboratorio para obtener datos exactos.
Las propiedades mas relevantes son:
aa)) TTeexxttuurraa:
La textura de un suelo está determinada por las proporciones
de arena, limo y arcilla (medidas de acuerdo al tamaño de sus
partículas) . Esta es una propiedad importante a partir de la
cual se pueden inferir otros parámetros. Existen gran variedad
de análisis de textura que incluyen más de 11 ensayos de
laboratorio que permiten obtener datos muy exactos.
bb)) RReessiisstteenncciiaa aall eemmppuujjee::
Esta propiedad puede ser estimada en un ensayo de campo. Se
verifica la facilidad de penetración de un dedo pulgar en una
muestra.
Se clasifican en:
Muy blando penetra fácilmente varios cm.
Blandopenetra varios cm ofreciendo
moderada resistencia.
Firmese marca fácilmente con el pulgar,
pero penetra solo con gran esfuerzo.
Muy firme se marca con la uña del dedo pulgar.
130
Durose marca con dificultad con la uña del
dedo pulgar.
131
cc)) CCoonnttrraacccciióónn yy eexxppaannssiióónn::
Los suelos con contenido de arcilla moderado a significativo
sufren contracciones al perder agua y expansiones al recibirla.
Esta propiedad es de importancia en sitios contaminados
debido a que provoca la formación de grietas profundas que
facilitan la penetración de sustancias tóxicas. El ensayo
consiste en medir la longitud de una muestra húmeda y
volverla a medir luego de dejarla secar. Los resultados se
expresan en %.
Se clasifican en:
Baja < 3%
Media: 3 - 6%
Alta 6 - 9%
Muy alta > 9%
dd)) CCoorrrroossiivviiddaadd::
Esta propiedad es importante por sus efectos sobre el hierro y
el concreto.
Surge de la combinación de factores como: acidez,
conductividad, resistividad, el tipo de drenaje y textura.
En función solo de la conductividad, la clasificación con
respecto al hierro sería:
Baja < 0,3 mmho/cm
Moderada 0,3 - 0,8 mmho/cm
Alta > 0,8 mmho/cm
II.4.4.c.- Propiedades químicas y biológicas del suelo
Muchas de estas propiedades necesitan ser analizadas en forma exacta en
laboratorio, si bien es posible determinar con exactitud en el campo algunos parámetros
como por ejemplo:
el pH.
132
aa)) CCoonntteenniiddoo ddee mmaatteerriiaa oorrggáánniiccaa::
Esta propiedad, que cuando se mide en Laboratorio se asocia
al parámetro carbono orgánico, tiene efecto en la movilidad
de los contaminantes por su capacidad de adsorción.
Una determinación exacta de carbono orgánico total, necesita
que una muestra sea enviada al laboratorio.
En el campo puede realizarse un ensayo de ignición, que por
diferencia de pesada dará un % bastante exacto de materia
orgánica.
Se clasifican en:
Escaso < 2 %
Moderado 2 - 4 %
Abundante > 4 %
bb)) CCaappaacciiddaadd ddee iinntteerrccaammbbiioo ccaattiióónniiccoo::
Es una medida de la habilidad del suelo para capturar o liberar
cationes.
Es especialmente importante en lugares contaminados con
metales pesados, porque los mismos pueden reemplazar a
cationes como sodio, potasio, calcio o magnesio, usualmente
presentes en los suelos.
Su determinación debe realizarse en laboratorio, y se expresa
en meq/ 100g de suelo.
En función de los datos obtenidos podrían ser clasificados
como:
Bajo < 12 meq/ 100g
Medio 12 - 20 meq/ 100g
Alto > 20 meq/ 100g
cc)) ppHH::
Esta determinación puede realizarse en campo con exactitud a
través de equipos portátiles.
133
dd)) PPootteenncciiaall RReeddooxx::
Mide la capacidad de oxidación (aeróbica) o reducción
(anaeróbica) de un suelo.
Esto tiene efecto sobre la actividad microbiana, la
transformación y degradación de contaminantes.
En suelos no saturados, el potencial debe ser medido en
muestras de agua del suelo obtenidas por succión con un
lisímetro.
En suelos saturados, la determinación se puede realizar sobre
muestras de agua subterránea.
La clasificación es la siguiente:
Oxidante > + 400 mV
Intermedio + 400 a - 100 mV
Reductor < - 100 mV
ee)) SSaalliinniiddaadd::
En las áreas áridas y semiáridas, las sales solubles se pueden
acumular en el suelo.
La salinidad se determina mediante la medición de la
conductividad eléctrica, expresada en mmho/cm de un
extracto saturado.
En función de la misma los suelos se pueden clasificar en :
No Salino 0 - 2 mmho/cm
Ligeramente salino 2 - 4 mmho/cm
Moderadamente salino 4 - 8 mmho/cm
Muy salino 8 - 16 mmho/cm
Extremadamente salino > 16 mmho/cm
ff)) MMiinneerraalleess aarrcciilllloossooss::
El contenido de minerales de arcilla puede evaluarse en forma
cualitativa por el método de nitrobenceno, o en forma
134
cuantitativa obteniendo los % de minerales presentes, como
en los análisis de textura;
En el primer caso, se agregan gotas de una solución de verde
de malaquita en nitrobenceno y se observan los colores, los
cuales indican los distintos minerales. Por ejemplo: azul o
verde azulado = caolinita.
En el segundo caso, una vez determinado el contenido de
arcillas se lo puede clasificar en:
Abundante > 27 %
Moderado a escaso 1 - 27 %
Nulo < 1 %
gg)) CCaarrbboonnaattooss::
Se mide la presencia de carbonato de calcio libre en el suelo,
basándose en la efervescencia que éste produce en presencia
de ácido clorhídrico diluido.
Esto implica la ejecución de un ensayo en campo que es
indicativo de su presencia y en función de la fuerza de la
efervescencia, se estima si hay mucho o poco carbonato.
Para obtener datos exactos se deberá analizar una muestra de
las colectadas en campo en laboratorio.
hh)) CClloorruurrooss yy ssuullffaattooss::
Si se realiza un ensayo en campo similar al precedente,
podrán notarse incrustaciones blancas que no producen
efervescencia con el clorhídrico, allí es factible encontrar
cloruros y sulfatos; Se agrega a dichas incrustaciones agua y
como las sales son muy solubles, podemos detectar cloruros,
adicionando nitrato de plata y sulfatos agregando cloruro de
bario.
Al igual que el ensayo anterior, debe remitirse una muestra al
laboratorio para cuantificar exactamente este dato.
ii)) YYeessoo::
135
La presencia de yeso puede ser detectada cualitativamente
mediante el ensayo de la acetona; Para ello se agita una
muestra de suelo con 10 partes de agua, por 15 minutos, se
filtra, y al filtrado se le agrega un volumen igual de acetona,
un precipitado lechoso indica la presencia de yeso.
jj)) ÓÓxxiiddooss ddee hhiieerrrroo::
Después de realizar una ignición en una muestra, los óxidos
serán reconocidos cualitativamente por los colores del
residuo, por ejemplo: la hematita, cambiará ligeramente su
color rojo, si materiales originalmente verdes, grises, o azules,
cambian a rojo, se está en presencia de compuestos ferrosos.
kk)) ÓÓxxiiddoo ddee mmaannggaanneessoo::
La presencia de óxido de manganeso, se realiza en forma
similar a la de carbonatos.
En este caso, la efervescencia se verifica ante el agregado de
peróxido de hidrógeno.
ll)) MMiiccrroobbiioottaa ddeell ssuueelloo::
La presencia de microorganismos en el suelo, es de
fundamental importancia dado que los mismos afectan la
transformación y comportamiento de contaminantes orgánicos
y metales en el mismo.
El análisis de los mismos se realiza mediante ensayos de
laboratorio y la toma de muestras debe realizarse en
condiciones controladas.
De acuerdo con los datos expresados en cantidad de
organismos/gramo de suelo, se clasifican en:
Abundante > 1.000.000
Normal 10.000 - 1.000.000
Poco 100 - 10.000
Escaso o nulo < 100
136
II.4.5-Descripción de estrategias para el diseño del muestreo de suelos
II.4.5.a Aspectos relativos al muestreo
Debemos tener en cuenta que la recolección y preparación del material
muestreado, es de suma importancia para asegurar la calidad de la información posterior.
Algunos de los ítems a considerar en la toma de muestras son los siguientes:
Ø Cantidad
Ø Volumen
Ø Área de la muestra
La preparación de la muestra en campo, incluye los aspectos de manipuleo de la
misma antes de su entrada al laboratorio para análisis y es de suma importancia, dado que
un manipuleo erróneo puede inutilizarla.
Intuitivamente, se tiende a tomar la mayor cantidad de muestras del mayor
volumen posible.
Desafortunadamente, la realidad indica que los muestreos están limitados por las
restricciones presupuestarias y los cronogramas.
A título informativo se vuelcan las siguientes sugerencias:
Ø El número de muestras varia según los objetivos
perseguidos y su relevancia ambiental.
Ø La profundidad y el área a muestrear, definirán el
volumen de la muestra, por ejemplo: de acuerdo al tipo
de analitos a investigar, las muestras pueden ser
tomadas a intervalos de 0-5 cm, 0-10 cm o, 0-30 cm.
Las distintas profundidades de muestreo son necesarias
porque, las sustancias solubles en agua se encuentran
normalmente a mayor profundidad que aquellas no
solubles
Ø Conviene identificar y remover ciertos materiales no
relevantes como rocas, pequeñas piedras, ramitas, etc.
Sin embargo se debe tener cuidado para remover solo el
material significativamente extraño a nuestro criterio,
dado que no todo el material que no es suelo es extraño
a la muestra
137
Ø El someter la muestra a un tamizado constituye una
técnica de clasificación por tamaños. No obstante, el
descartar los materiales que no constituyen parte del
suelo o que no son susceptibles de ser tamizados como
así también el proceso de tamizado en sí, puede
contribuir a pérdidas de propiedades físico-químicas y
es especialmente perjudicial si se trata de compuestos
volátiles
Ø Resulta conveniente homogeneizar la muestra para
uniformar la distribución de los contaminantes en toda
la masa colectada para caracterizar la zona. Una
homogeneización incompleta resulta en resultados
erróneos
Ø El proceso de composición es la combinación física y
homogeneización de varias muestras individuales de
suelo, esta técnica permite obtener un valor medio de la
concentración de contaminantes, a la vez que reduce el
número de análisis de laboratorio y la variabilidad de la
muestras finalmente procesadas de la zona en cuestión.
II.4.5.b-Estrategias para el diseño del muestreo
La selección de los lugares de muestreo para el reconocimiento del área o análisis
de laboratorio puede llevarse a cabo mediante ciertos criterios:
Ø Apreciaciones objetivas y subjetivas para definir por
ejemplo: la peor condición.
Ø Definición al azar, requerida para realizar inferencias de
probabilidad o nivel de confianza sobre los resultados.
Ø Definición al azar - estratificado, cuando se divide la
zona en pequeñas áreas basado en información previa.
Ø Grilla, dividiendo el área en forma de malla y
muestreando en la intersecciones o nodos.
138
Ø Definición grilla al azar, donde el muestreo se realiza al
azar en un lugar de las mismas.
Ø Intensivo, utilizado para localizar sitios de alta
peligrosidad.
Ø Transectas, líneas trazadas en lugares predeterminados
sobre las cuales se toman muestras a intervalos
predeterminados.
II.4.6-Descripción y clasificación de los muestreadores de suelo
La selección adecuada del tipo de muestreador, es una de las tareas mas delicadas
y que requiere conocer bien: el tipo de muestra que se desea tomar, los parámetros a
analizar, el terreno a muestrear, los recursos financieros disponibles y disponer en ciertos
momentos de una dosis de creatividad y criterio técnico para realizar un buen trabajo con
los medios disponibles.
Es la intención de este manual, el presentar los criterios generales de selección de
los equipos de forma que se tenga una visión global de los más importantes.
Los muestreadores se pueden dividir en dos grandes grupos en base a su forma de
operación.
II.4.6.a.- Equipos operados manualmente
Los criterios a tener en cuenta para elegir el muestreador para este tipo de tareas
incluye como aspectos relevantes los siguientes:
Ø Si se requiere tomar una muestra tipo Core (testigo) o
solo simples para caracterización general
Ø Condiciones del suelo (cohesión, humedad ,rocas).
Ø Tamaño de la muestra y profundidad de extracción.
Ø Cantidad de operadores del equipo.
Diferentes tipos de cucharas, palas, azadas, recipientes para determinación de
humedad:
139
Recipiente para determinación de humedad
II.4.6.a.i- Empleo del instrumental enunciado en lugares
contaminados
Estos deben ser los adecuados para tomar muestras cerca de la superficie.
Ø Consideraciones de selección:
Ventajas Baratos y realmente muy fáciles de obtener.
Pueden ser descontaminados fácilmente o descartados luego de su uso
para reducir el tiempo de muestreo.
140
Pueden tansportarse fácilmente.
Obtienen con facilidad volúmenes de muestra bastante grandes.
Desventajas Extraen solo muestras disturbadas del suelo (alteran su integridad)
Es difícil obtener repetitividad en el tamaño o volumen de las
muestras.
Está limitado a muestra superficiales, con una profundidad máxima de
50 cm
Ø Usos más comunes: muestreos superficiales,
generalmente de reconocimiento.
Barrenas:
Ø Empleo en lugares contaminados: Recoge muestras
disturbadas de suelo; pero si son usadas en combinación
con muestreadores tubulares recoge muestras sin
disturbar.
Ø Consideraciones de selección:
141
Ventajas Son de bajo costo, fácil obtención y la
mayoría puede ser operada por una sola
persona
Dependiendo del tipo, se pueden obtener
volúmenes apreciables de suelo.
Las barrenas espiraladas penetran el suelo
húmedo más rápidamente que las de tipo
cuchara.
Los muestreadores del tipo barrena espiralada
permiten el fácil acceso a las muestras.
A diferencia de las barrenas espiraladas y los
muestreadores tubulares, las de tipo cuchara
poseen diseños adaptados a los diferentes
suelos.
Son sencillas de descontaminar.
142
Desventajas Es difícil identificar a la profundidad a la cual
se toma la muestra
Se produce contaminación entre los distintos
estratos del suelo.
Toma muestras disturbadas.
Debido a su exposición al aire, no sirven para
muestreo de compuestos volátiles.
Permiten tomar muestras hasta una
profundidad máxima de 2 a 3 m.
Las barrenas espiraladas no retienen muestras
de material seco, suelto o granular.
Son solo útiles para obtener muestras
compuestas.
Es engorroso el retiro de las muestras, ya
tomadas, de las barrenas de tipo cuchara
cerrada
Las barrenas de tipo cuchara son más difíciles
de descontaminar que las espiraladas.
Ø Usos más comunes: Toma de muestras compuestas
cerca de la superficie y en combinación con
muestreadores tubulares toma muestras no disturbadas.
La tabla siguiente muestra los usos y limitaciones de los muestreadores de barrena más
conocidos:
Características de muestreadores
Tipos Aplicaciones LimitacionesBarrena espiralada Suelos con cohesión, blandos,
duros o de residuosNo retienen materiales secos,sueltos o granulares
Barrena tipo cuchara Todo tipo de suelo o residuos Pueden no retener materialseco, suelto o granular
Barrena tipo cuchara paraarena
Diseñada para retener suelossecos, sueltos y granulares
Difícil de usar en suelos concohesión
Barrena tipo cuchara parabarro
Diseñada específicamentepara suelos húmedos de tipo
No retienen materiales secos,sueltos o granulares
143
arcilloso o limoso o residuosBarrena tipo cruzada Diseñada específicamente
para suelos húmedos de tipoarcilloso, fibroso, o sueloscon raíces
Muestreadores tubulares
Ø Empleo en lugares contaminados: Toma muestras Core,
no disturbadas del suelo.
Consideraciones de selección:
144
Ventajas Son de bajo costo, fácil obtención y la
mayoría puede ser operada por una sola
persona.
Se pueden obtener muestras no disturbadas
del perfil del suelo
Son mejores que las barrenas para tomar
muestras para ensayo de contaminantes
volátiles
Si se utilizan combinados con las barrenas,
pueden obtenerse muestras de hasta 6 m de
profundidad en suelos poco consolidados
Desventajas La extracción de la muestra del tubo
muestreador puede ser engorrosa
No son adecuados para suelos rocosos, secos,
sueltos o granulares, o muy húmedos
Pueden ser difíciles de guiar o enterrar en
suelos densos o de materiales duros
La profundidad de muestreo se limita a 1 o 2
m
Ø Usos más comunes: Muestreos cercanos a la superficie
y donde interese muestrear contaminantes volátiles.
En la tabla siguiente se muestra los usos y limitaciones de los muestreadores tubulares más
comunes:
Muestreadores Tubulares
Tipo Aplicaciones LimitacionesTubular tipo tubo simple Suelos con cohesión, blandos
o residuos; suelos semiblandos y limosos
La profundidad de muestrogeneralmente es menor de unmetro
Tubular tipo pared delgada Suelos con cohesión, blandoso residuos. Tipos especialespara suelos húmedos o secos
Difíciles de guiar o enterraren suelos densos o demateriales duros. No sonadecuados para suelosrocosos, secos, sueltos ogranulares. Pueden serdifíciles de desenterrar
145
Tubular tipo tubo interiorreemplazable
Similar al anterior, peroque permite reusarlo solocambiando el interior.Minimiza el contacto con elaire.
Idem a las del tipo anterior
Tubular tipo Veihmeyer Suelos con cohesión oresiduos.
Idem a las del tipo anterior.Profundidad máxima demuestreo cinco metros.
Muestreadores tubulares de pared delgada
146
II.4.6.b.- Equipos operados mediante fuerza motriz
La toma de muestras de suelo a profundidades mayores de cuatro metros a fin de
evaluar su grado de contaminación requiere del empleo de elementos operados mediante
fuerza motriz.
Es común que los equipos de muestreo de suelo se operen conjuntamente con los
de perforación, estos últimos se encuentran usualmente montados sobre camiones y su
costo operativo y volumen de desplazamiento, requieren que su empleo sea cuidadosamente
planificado.
- Muestreadores tipo Split y tubos simples:
Los muestreadores tipo Split tienen la característica de desarmarse
longitudinalmente en dos mitades.
De esta forma es posible tomar una muestra tipo Core y a la vez si se lo desea
dividir la misma a lo largo con un elemento de corte adecuado.
Los muestreadores tipo tubos simples son similares al Split pero no se abren y la
muestra Core debe ser extraída empujando con algún elemento adecuado, se entierran
mediante percusión.
Ø Empleo en lugares contaminados Las muestras tipo
Core que toma de materiales no consolidados son
disturbadas o sea que están alteradas.
Ø Consideraciones de selección
147
Muestreador Tipo Split
148
Ventajas La profundidad de muestreo está limitada solo
por la capacidad del equipo de perforación y
el tipo de suelo.
Los muestreadores tipo Split se obtienen
fácilmente.
Permite la toma de muestras adecuadas para
interpretaciones de diferentes estratos del
terreno en estudio.
Desventajas Dado que las muestras Core son disturbadas,
los análisis de laboratorio no son confiables .
No es adecuado para la toma de muestras
continuas.
Ø Usos mas comunes:
Ø Los muestreadores tipo Split están muy difundidos, en
cambio los de tubo simple son menos empleados.
Muestreadores tipo Core rotativos de pared simple y doble
Ø
149
Ø Empleo en lugares contaminados: Toma muestras Core
disturbadas de materiales no consolidados.
Ø Consideraciones de selección:
Ventajas Se pueden obtener muestras continuas.
Los muestreadores de pared doble pueden ser
empleados satisfactoriamente con arcillas y
limos no consolidados .
Desventajas Los muestreadores de pared simple son poco
efectivos en suelo poco consolidados debido
al efecto del agregado de líquido para facilitar
la perforación.
La rotación altera la muestra, en los
muestreadores de pared doble el efecto es
menor.
El agregado de líquidos para facilitar la
perforación altera la composición química de
la muestra.
Este método es relativamente caro.
Ø Usos mas comunes: frecuente en trabajos de
exploración pero no en estudios de contaminación.
- Muestreadores tubulares de pared delgada
Ø Empleo en lugares contaminados: Toma muestras Core
no disturbadas de materiales no consolidados.
Ø Consideraciones de selección:
150
Ventajas El equipo es de fácil obtención, la penetración
en el suelo se realiza mediante el solo peso
del equipo.
Permite tomar muestras sin disturbar.
Puede tomar muestras continuas.
Desventajas No son adecuados para suelos pedregosos.
La toma de muestras continuas puede ser
trabajoso, especialmente a mas de treinta
metros de profundidad.
La grava o el canto rodado pueden dañar el
tubo del muestreador.
Ø Usos mas comunes: el muestreador mas frecuentemente
usado para tomar muestras Core sin disturbar
En la siguiente tabla, se aprecian los usos y limitaciones de los muestreadores presentados
Características de los equipos operados mediante fuerza motriz
Tipo Aplicaciones LimitacionesTipo tubo simple Arena, limos o arcilla disturba la muestra Core y la
extracción de la misma delmuestreador es difícil
Tipo Split Suelos con cohesión, suelosno consolidados
No efectivo en arenas,disturba la muestra
Tipo Core rotativo de paredsimple
Se emplea en formacionesdensas, consolidadas y sinconsolidar
—
Tipo Core rotativo de pareddoble
Se emplea en formacionesdensas, consolidadas y sinconsolidar
—
Tubular de pared delgada,tipo Shelby
Muestra sin disturbar ensuelos con cohesión, limos yarena
No es efectivo en suelospedregosos o en arenassueltas
Tubular de pared delgada,tipo continuo
Igual al anterior, puedeproveer muestras continuas
Idem al anterior
151
II.4.7.- Descripción y síntesis de metodologías de muestreo simplificadas
II.4.7.a- Método para toma de muestras de superficie
Estos son los más simples y directos en cuanto a toma de muestra de suelo se
refiere.
Pueden lograrse excelentes muestras, si se trabaja con cautela y precisión.
Ø Muestreo con palas y azadas:
Este método puede usarse en casi todo tipo de suelos.
Se recomienda el uso de una cuchara de albañil plana y
puntiaguda para cortar un bloque de suelo, cuando se
necesiten muestras sin disturbar.
De acuerdo a los parámetros a analizar se seleccionará
el material del elemento muestreador, recomendándose
el uso de acero inoxidable o plástico.
Evite el empleo de elementos cromados, pintados o con
otro tratamiento de superficie.
⇔⇔ Los pasos a seguir para efectuar el muestreo son
los siguientes:
1° Limpie cuidadosamente el área a muestrear de
cualquier desecho o escombro superficial
(ramas, piedras, basura, etc.). Cuando éste es
abundante se aconseja quitar los primeros cm
en un área de 15 cm de radio, por medio de una
azada limpia.
2° Usando una cuchara de plástico o una palita
limpias quite y descarte una delgada capa del
área que estaba en contacto con la azada.
3° Si se deben llevar a cabo ensayos de volátiles
orgánicos, coloque con una cuchara de acero
inoxidable, una espátula de laboratorio o una
cuchara plástica una porción de muestra en un
envase adecuado, etiquetado y asegure muy
bien la tapa; coloque el resto de la muestra en
un envase homogeneizador de plástico, acero
152
inoxidable u otro material y mézclelo
cuidadosamente para obtener una mezcla
representativa de todo el intervalo de muestra,
coloque dicha mezcla en un envase adecuado y
en caso de requerirse una muestra compuesta,
repetir el procedimiento con cada una y realizar
una homogeneización final con cantidades
equivalentes de cada una.
II.4.7.b.- Métodos para toma de muestras de profundidad
Existen diversos métodos de toma de muestra a profundidad que dependen del tipo
de muestreador seleccionado y del tipo de muestra que se necesite.
En el caso de requerirse una descripción del suelo se recomienda el uso de
muestras Core(cilíndricas) que permiten la obtención de muestras transversales de suelo sin
disturbar. Entre los más usados mencionaremos:
Ø Muestreo con barrenas y muestreadores tubulares
de pared delgada:
Este sistema consta de una barrena, una serie de
extensiones, un mango en T y un muestreador tubular
de pared delgada.
La barrena se utiliza para perforar el suelo hasta la
profundidad de muestreo deseada y luego se retira.
La muestra puede ser recogida directamente de la
barrena.
Si se necesita una muestra Core, se reemplaza la punta
de la barrena por un muestreador tubular de pared
delgada.
⇔⇔ La técnica usual de muestreo es la siguiente:
1° Una la barrena a la barra de extensión y a esta
última una el mango.
2° Limpie el área a muestrear de todo residuo
superficial (ramas, piedras, basura, etc.) Es
aconsejable quitar los primeros cm de suelo
153
superficial en un área de 15 cm de radio, alrededor
de la zona de perforación.
3° Comience a perforar. Quite la barrena
periódicamente y deposite el suelo acumulado en
la misma sobre una hoja plástica que tendrá
extendida cerca de la perforación. Esto evitará que
accidentalmente vuelva material al hueco.
También facilita el rellenado del hueco y evita la
contaminación del área circundante.
4° Una vez alcanzada la profundidad deseada, lenta y
cuidadosamente retire la barrena. Si se muestrea
directamente, recoja la muestra una vez retirada la
barrena del hueco, y continúe a partir del punto
10.
5° Cuando se necesita una muestra Core, quite la
punta de la barrena y reemplace con un
muestreador tubular de pared delgada . Instale la
boquilla de corte adecuada.
6° Gradualmente introduzca el muestreador en el
hueco y fuércelo dentro del suelo. Debe evitarse
raspar las paredes de la perforación. No se debe
martillear con las barras porque esto podría hacer
desmoronar los laterales.
7° Retire el muestreador y destornille las barras.
8° Retire la boquilla de corte y la muestra Core.
9° Deseche los primeros 3 cm de muestra, ya que
representa material recogido antes de penetrar en
la zona de muestreo deseada. Coloque la muestra
en un envase adecuado. No se necesita
homogeneización
10° Si se deben llevar a cabo ensayos de compuestos
volátiles orgánicos, coloque con una cuchara de
acero inoxidable, una espátula de laboratorio o
una cuchara plástica una porción de muestra en un
154
envase adecuado, etiquetado y asegure muy bien
la tapa. Coloque el resto de la muestra en un
envase homogeneizador de plástico, acero
inoxidable u otro material y mézclelo
cuidadosamente para obtener una mezcla
representativa de todo el intervalo de muestra.
Coloque dicha mezcla en un envase adecuado. En
caso de requerirse una muestra compuesta repetir
el procedimiento con cada una y realizar una
homogeneización final con cantidades
equivalentes de cada una.
11° Si se necesita extraer otra muestra en el mismo
hueco pero a mayor profundidad, vuelva a armar
el aparato y siga los pasos 3 a 11, asegurándose de
descontaminar la barrena y el muestreador entre
muestras.
12° Una vez finalizado el muestreo deje el área en las
condiciones que establezcan las normas de
seguridad en vigencia. En general, los huecos
angostos pueden rellenarse con el material
sobrante de la perforación.
Ø Muestreo con muestreadores de tipo Split:
Caracteriza a este método la posibilidad de recoger
muestras de tipo Core de 46 o 60 cm de largo. Pueden
extraerse series de muestras Core consecutivas a fin de
dar una muestra que sea una columna que revele el
perfil del suelo; si esto no es necesario puede usarse una
barrena para alcanzar la profundidad de muestreo
deseada. Una vez alcanzada se envía un muestreador
Split al fondo del hueco y se extrae la muestra Core.
⇔⇔ La técnica usual de muestreo es la siguiente:
1° Arme el muestreador alineando y atornillando sus
partes.
155
2° Ubique el muestreador en forma perpendicular
sobre el material a muestrear.
3° Golpeando con un peso adecuado hundir el
muestreador en el terreno. Dado que el volumen
de muestra a tomar está dado por el tamaño del
muestreador, se aconseja no hundirlo más allá del
largo máximo del mismo porque esto provocará
compresión de la muestra.
4° Registre en el cuaderno de campo el largo del
tubo usado para penetrar el material que está
siendo muestreado y el número de golpes
necesarios para alcanzar esta profundidad.
5° Retire el muestreador y ábralo destornillando y
retirando el cilindro; Si se necesita una muestra
Split abra longitudinalmente el cilindro en las dos
mitades que lo componen, utilice un cuchillo
limpio de acero inoxidable para dividir el
contenido del tubo en forma longitudinal.
6° Si necesita tomar una muestra Core, transfiérala
sin disturbar a un envase adecuado debidamente
etiquetado y cerrar firmemente.
7° Una vez finalizado el muestreo deje el área en las
condiciones que establezcan las normas de
seguridad en vigencia. En general, los huecos
angostos pueden rellenarse con el material
sobrante de la perforación.
Ø Muestreos en calicatas:
Se suelen usar estas excavaciones relativamente grandes
para remover secciones de suelo en las cuales es
necesario realizar exámenes detallados de las
características del mismo. Este tipo de excavaciones que
revelan el perfil del suelo se llaman calicatas.
156
⇔⇔ La técnica usual de muestreo es la siguiente:
1° Antes de realizar cualquier excavación con una
retroexcavadora, asegúrese que el terreno se
encuentre libre de líneas de tensión, cañerías, etc.,
tanto debajo como por encima de la superficie.
2° Usando la retroexcavadora cave una trinchera o
calicata de aproximadamente 1m de ancho y cerca
de 30 cm por debajo de la zona de muestreo
seleccionada y limpia. Coloque el suelo removido
sobre hojas plásticas dispuestas a tal efecto.
Trincheras mayores de 1,50 m de profundidad
requieren la colocación de sistemas que eviten el
desmoronamiento.
3° Use una pala para quitar de 2 a 5 cm del espesor
de la pared vertical del suelo de donde se va a
tomar la muestra.
4° Tome la muestra usando el muestreador que
considere más adecuado a las necesidades de
ensayo.
5° Si se deben llevar a cabo ensayos que incluyan la
determinación de compuestos volátiles orgánicos,
coloque con una cuchara de acero inoxidable, una
espátula de laboratorio o una cuchara plástica una
porción de muestra en un envase adecuado,
etiquetado y asegure muy bien la tapa. Coloque el
resto de la muestra en un envase homogeneizador
de plástico, acero inoxidable u otro material y
mézclelo cuidadosamente para obtener una
mezcla representativa de todo el intervalo de
muestra. Coloque dicha mezcla en un envase
adecuado. En caso de requerirse una muestra
compuesta repetir el procedimiento con cada una
157
y realizar una homogeneización final con
cantidades equivalentes de cada una.
6° Una vez finalizado el muestreo deje el área en las
condiciones que establezcan las normas de
seguridad en vigencia. En general, los huecos
angostos pueden rellenarse con el material
sobrante de la perforación.
II.5 Técnicas recomendadas para la descontaminación de equipos y materiales
de muestreo, a utilizar en campañas de monitoreo de calidad de agua en cursos
superficiales, sedimentos y suelos
II.5.1 Alcance y aplicación de las metodologías existentes:
Se describen aquí los métodos usados para prevenir o reducir la contaminación
cruzada, y se proveen los lineamientos generales para la descontaminación del equipo de
muestreo, en especial cuando se deban muestrear sustancias peligrosas. Se enuncian las
reglas para prevenir o minimizar la contaminación cruzada (efecto entre muestras o entre
ellas y elementos de muestreo), cualquiera sea la naturaleza de la matriz a analizar, esto es
muy importante, a los fines de evitar la introducción de error en los posteriores resultados y
además para proteger la salud y la seguridad del personal.
La remoción o neutralización de contaminantes que se han acumulado en los
equipos de muestreo asegura la protección del personal contra substancias que pueden
percudir la ropa de campaña y atravesar equipos de protección inadecuados, afectando la
piel y la salud del operador.
Esta operación también reduce o elimina la transferencia de contaminantes a áreas
limpias, instrumental de medición y de campo, envases destinados a la recepción del
material colectado, previene la mezcla de sustancias incompatibles y minimiza la
probabilidad de accidentes .
II.5.1.a Síntesis de los métodos de limpieza
Los contaminantes del equipo colector de muestras pueden ser removidos
físicamente, o desactivados por medio de la desinfección o la esterilización.
Cuando la contaminación del equipo es significativa se requiere de una
descontaminación física, que incluye métodos abrasivos y no - abrasivos.
158
Estos implican el uso de cepillos, soplado con aire, soplado húmedo, y limpieza
con agua a alta presión, seguidos de un lavado y/o enjuague con soluciones de limpieza
adecuadas.
Se requiere el uso de un enjuague con solvente si hay contaminación asociada a
compuestos orgánicos.
II.5.1.b- Interferencias y problemas potenciales generados por los
medios utilizados para la limpieza.
Ø Puede aceptarse el uso de agua destilada / desionizada,
disponible en forma comercial en el mercado local para la
descontaminación de equipo de muestreo, siempre y cuando
se halla verificado en Laboratorio la ausencia de analitos.
Ø El agua cruda sin tratar no es substituto adecuado del agua de
red, solo debe usarse agua proveniente de una planta
potabilizadora confiable, para preparar las soluciones de
descontaminación.
Ø Los ácidos y solventes utilizados en la secuencia de
descontaminación plantean riesgos de seguridad y salud
debido a la inhalación o el contacto con la piel debiéndose
tener en cuenta la posible permeabilidad y degradación de
dichos compuestos
Ø El plan de trabajo de campo debe contemplar la disposición in
situ de las soluciones usadas en la descontaminación de
equipos, envases y materiales de muestreo o de las que estén
agotadas . (Ejemplo: deben constatarse las fechas de
vencimiento de las soluciones preparadas en el Laboratorio).
Ø Pueden establecerse numerosos procedimientos para
minimizar el contacto con los deshechos y contaminantes
potenciales. Por ejemplo:
⇔⇔ Poner énfasis en las prácticas de trabajo que minimicen
el contacto con sustancias peligrosas.
⇔⇔ Cuando sea posible, usar técnicas para muestreo,
manejo y apertura de envases en forma remota.
159
⇔⇔ Cubrir el equipo de monitoreo y muestreo con material
protector para minimizar la contaminación y usar
cuando sea posible vestimenta y equipo de muestreo
descartable.
II.5.1.c Equipos y aparatos requeridos en las operaciones de limpieza:
♦ Ropa protectora para el personal.
♦ Detergente libre de fosfatos.
♦ Solventes seleccionados.
♦ Cepillos de mango largo.
♦ Ropa impermeable. Rollos de plástico.
♦ Envases para residuos.
♦ Toallas de papel.
♦ Baldes.
♦ Agua de red.
♦ Agua destilada / desionizada.
♦ Envases para almacenar y disponer las soluciones de lavado.
♦ Pulverizadores presurizados para agua destilada y de red.
♦ Pulverizadores para solventes.
♦ Bolsas de residuos.
♦ Film de aluminio.
♦ Anteojos y máscaras de seguridad (con los filtros adecuados para respirar
en ambientes contaminados y/o trabajos con reactivos o solventes
peligrosos).
♦ Enjuague ocular de emergencia.
II.5.1.d- Reactivos utilizados para la limpieza:
No existen reactivos específicos en estos procedimientos, mas allá de las
soluciones y solventes de descontaminación. En general, se utilizan los siguientes para tales
fines:
♦ .Acido nítrico al 10%; si en la muestra se va a analizar metales.
160
♦ Acetona (grado pesticida); si en la muestra se analizan compuestos
orgánicos.
♦ Hexano (grado pesticida); igual que en acetona.
♦ Metanol.
II.5.1.e Procedimientos / metodologías aptas para descontaminación
en campo y laboratorio:
Se debe desarrollar y establecer una rutina de descontaminación, como parte del
plan de salud y seguridad, antes que el personal o el equipo tome contacto con las áreas de
trabajo y ejecute las tareas que implican una exposición potencial.
El plan de descontaminación de equipos y materiales para el monitoreo debería
incluir:
♦ El número y ubicación de las estaciones de descontaminación.
♦ Que aparatos de descontaminación son necesarios.
♦ Los métodos de descontaminación adecuados.
♦ Los métodos para disponer de las soluciones ya utilizadas, ropas de
trabajo y aparatos contaminados.
Todo el personal, muestras, y equipo que abandone un área potencialmente
contaminada, debe ser descontaminado.
Se podrán aplicar varios métodos, algunos muy simples que removerán
físicamente los contaminantes, los inactivarán por desinfección o esterilización, o se usarán
tecnologías combinadas para el fin propuesto.
En muchos casos, la contaminación puede ser removida por métodos físicos.
Las técnicas de descontaminación física para equipos, pueden ser divididas en dos
grupos:
aa)) --MMééttooddooss ddee lliimmppiieezzaa aabbrraassiivvooss::
Estos métodos trabajan friccionando y desgastando las capas
superficiales que contienen los contaminantes. Están
disponibles los siguientes métodos abrasivos:
161
⇔⇔ Mecánicos
Estos métodos usan cepillos de metal o nylon. La cantidad
y tipo de contaminantes removidos variará con la dureza de
las cerdas, el tiempo de cepillado, y el grado de con-
tacto con el cepillo.
⇔⇔ Soplado con aire:
Este método es usado para la limpieza de equipos grandes,
tales como topadoras, equipos de perforación o las mechas
de las barrenas.
El equipo que se utiliza en estos casos, emplea un
compresor de aire que fuerza el pasaje de partículas
abrasivas a través de una boquilla a altas velocidades.
La distancia entre la boquilla y la superficie a limpiar, así
como la presión de aire, el tiempo de aplicación, y el
ángulo en el cual los abrasivos golpean la superficie,
determina la eficiencia de la limpieza.
El soplado con aire tiene varias desventajas: es imposible
controlar la cantidad de material removido, puede crear
contaminantes y genera gran cantidad de desechos.
⇔⇔ Soplado húmedo:
Este método se usa también para la limpieza de grandes
equipos e incluye el uso de una suspensión de abrasivo fino
que es vehiculizada por medio de aire comprimido al área
contaminada.
La cantidad de material removido puede ser controlada
usando abrasivo muy fino. Este método genera también
una gran cantidad de desechos.
bb)) MMééttooddooss ddee lliimmppiieezzaa nnoo--aabbrraassiivvooss::
Los métodos de limpieza no abrasivos trabajan forzando la
salida del contaminante de la superficie del equipo o materiales
con presión.
162
En general, solo parte de los mismos es factible de limpiar
completamente, o remover los poluentes con estas alternativas,
que incluyen:
⇔⇔ Uso de mangueras con agua a alta presión:
Se debe contar con una bomba apta para generar un chorro
a alta presión (regularmente 340 a 680 atm) y
caudales de 20 a 140 l/min en mangueras reforzadas
provistas de toberas y/o pulverizadores aptos, para que el
operador pueda direccionar sin inconvenientes el agua
hacia su objetivo.
⇔⇔ Equipos de limpieza que operan con agua a presiones muy altas
(Ultra / alta presión):
Estos sistemas son similares a los ya enunciados, pero el
spray está direccionado hacia su objetivo y llega a este a
una presión superior, del orden de los 1.000 a 4.000 atm
con una velocidad de 500 a 900 m/seg respectivamente
removiendo hasta los más fuertemente adheridos films
superficiales de poluentes.
El uso de aditivos mejora la eficiencia de limpieza del
método, pero este no es aplicable a equipos que impliquen
su sostén y limpieza por cuenta de un único operador sin
equipos auxiliares.
II.5.2 - Métodos de limpieza y desinfección:
Ø Desinfección: el empleo de las alternativas desinfectantes
es un medio práctico para inactivar los agentes
infecciosos de los equipos y material de muestreo.
Ø Esterilización. el método estándar implica el
calentamiento del equipo y/o material a esterilizar, por lo
que resulta poco práctico cuando se opera con equipos
grandes.
Ø Limpieza simple / enjuague: este método remueve los
contaminantes mediante procesos de dilución,
163
solubilización y acción física simple de contacto de la
solución acuosa o solvente utilizado.
II.5.2.a - Metodología para limpieza de equipos y materiales de
campo para colecta y transporte de muestras:
1. Siempre que sea factible aplique la secuencia indicada en el ítem
referido a remoción y limpieza por métodos físicos.
2. Lavar los equipos utilizando soluciones de detergentes no
fosfatados.
3. Enjuagar luego con agua corriente (canilla / servicio de agua
potable regional)
4. Enjuagar con agua destilada / desionizada.
5. Enjuagar luego utilizando una solución ácida (Ac. Nítrico al 10 %)
si en la muestra a analizar se desean detectar compuestos orgánicos
en bajas concentraciones (trazas)
6. Enjuagar con agua destilada / desionizada.
7. Debe efectuarse un enjuague con solventes (de alto grado de pureza
/ para pesticidas) si en la muestra se desea medir compuestos
orgánicos.
8. Efectuar luego un secado con aire del equipo y/o materiales
lavados.
9. Efectuar finalmente un nuevo enjuague con agua destilada /
desionizada.
Los enjuagues con solvente no son necesarios si no se desea
investigar la presencia de compuestos orgánicos. De igual modo la
limpieza con soluciones ácidas no se requiere en la secuencia
enunciada si los compuestos inorgánicos no van a relevarse.
Cuando los primeros compuestos van a medirse, la selección del
solvente a utilizar en el proceso de limpieza / descontaminación se
basa en el tipo de compuestos orgánicos existentes o factibles en
dicho medio o curso receptor de efluentes.
Los más empleados son los siguientes: acetona, hexano, además del
agua. El solvente usado no debe ser de relevancia como poluente en
los estratos analizados la estación elegida para operar.
164
Se sintetiza a continuación en el cuadro siguiente, el tipo de solvente requerido
para eliminar compuestos químicos específicos que son relevantes en la mayoría de los
estudios ambientales y especialmente los incluidos en las redes de monitoreo de calidad de
agua
Solvente utilizado en enjuagues Contaminantes Solubles a removerAgua Hidrocarburos de cadena corta, compuestos
inorgánicos, sales, algunos ácidos orgánicos ycompuestos polares.
Acidos diluidos Compuestos básicos (cáusticos), aminas,compuestos tipo hidracina
Bases diluidas (Ejemplo: detergentes ysoluciones jabonosas)
Metales, compuestos acidificados, fenoles,Tioles, algunos compuestos sulfurados y
nitrogenados.Solventes orgánicos (Ejemplo: alcoholes,éteres, cetonas, hidrocarburos aromáticos,
alcanos de cadena lineal, compuestosderivados del petróleo tipo kerosene, Fuel
Oil)
Compuestos no polares, ejemplo: algunoscompuestos orgánicos
Debe tenerse en cuenta que algunos solventes son peligrosos y pueden afectar la
salud del operador, además de la ropa de protección regularmente utilizada en campaña
(pasan a través de la misma y/o la deterioran e inutilizan por completo)
Después de cada enjuague el equipo debe ser secado con aire y nuevamente
enjuagado con agua destilada / desionizada.
Los equipos de muestreo que requieren el uso de tubos plásticos para la colecta de
la muestra deben ser desarmados y reemplazar los tubos por aquellos que están
completamente limpios, antes de comenzar el muestreo y cuando se va a operar en otra
estación limpiar los muestreadores y resto de los materiales a utilizar si fuera necesario.
Control de calidad
Un tipo de muestra de control de calidad específica para los procesos de
descontaminación de campo es el blanco de enjuague para esta operación se recomienda la
ejecución de un blanco del equipo descontaminado cada 20 muestras (para cada parámetro
de interés). Esto confirmaría la efectividad del método empleado.
Cuando este blanco de Laboratorio se compara con los obtenidos en campo
durante la campaña, o al arribar luego las muestras colectadas al Laboratorio, las
diferencias denotan contaminación durante la operación de muestreo y /o durante la travesía
de las muestras hasta su destino final (el laboratorio).
165
La obtención del blanco enunciado, implica la colecta de una muestra de agua libre
de analitos (ejemplo: desionizada), utilizando el equipo descontaminado y guardando el
líquido para su análisis junto al resto de las muestras a procesar para el estudio en cuestión
luego de la campaña; .Los blancos de enjuague no son necesarios si se utiliza material
descartable.
II.5.3 -Medidas de seguridad atendiendo a la salud de los operadores.
Tal como se enunció algunos solventes y soluciones de limpieza son peligrosas
(algunas pueden reaccionar con el contaminante produciendo calor, explosión o productos
tóxicos), por ello debe constatarse la compatibilidad de las mezclas utilizadas, su posible
efecto perjudicial si son inhaladas, o si entran en contacto con la piel; proveyendo siempre
los equipos de protección adecuados al personal.
El no contar con estos elementos (guantes, máscaras, etc.) puede llegar a impedir o
restringir la concreción de una campaña, dado que ciertos compuestos poluentes no
integran el grupo de los medibles, dadas las limitaciones del equipo de muestreo, seguridad
y materiales utilizados para la limpieza si los provistos no son los requeridos para el caso en
cuestión.
Cuando acontecen pérdidas y/o vuelcos accidentales de soluciones ácidas o básicas
a utilizar como preservativos los derrames deben limpiarse inmediatamente con mucha
agua, neutralizando u absorbiendo el material afectado y removiéndolo del lugar de trabajo,
es recomendable el uso de guantes y guardapolvos para el encargado de los reactivos ya
aludidos
Si una persona es afectada, debe limpiarse la zona afectada con abundante agua y
soluciones jabonosas y/o cremas de protección cutánea, hasta consulta con médicos, en
especial si la vista fue dañada.
Existen metodologías estandarizadas internacionalmente para esta temática como
la descripta en documentos de la US - EPA, OSHA
II.5.3.a -Medidas de seguridad atendiendo a la salud de los
operadores para tareas generales durante las campañas de
monitoreo.
Los encargados de las campañas de muestreo enfrentan además otros peligros de
índole física, riesgos biológicos y derivados de la acción de compuestos y/o soluciones
166
químicas en especial si trabajan en el monitoreo de efluentes industriales, por ello conviene
que estén familiarizados con las técnicas de primeros auxilios, llevar un botiquín en
especial si se va a trabajar en áreas alejadas de centros urbanos o en las que acontecen
cambios climáticos bruscos.
Es importante enfatizar a continuación, algunas normas de seguridad que hacen a
la protección del operador, sus materiales y optimizan la eficiencia de las tareas del grupo
de trabajo.
Ø La diagramación de las tareas diarias, se debe efectuar
teniendo en consideración las condiciones de luz y climáticas
a fin de prevenir / reducir la postración por el calor,
programando las actividades en los períodos frescos del día,
tomando descansos adecuados, llevando agua potable,
elementos para la higiene del personal e indumentaria
adecuada para su protección en campo.
Ø Debe preverse la posible exposición a sustancias químicas
peligrosas, ya sea por su nivel de toxicidad, corrosividad,
reactividad química o infecciosa (ejemplo: virus, bacterias,
etc.) que puedan afectar la salud del operador o generen
mezclas explosivas, cuando se conoce el tipo de industria o
establecimiento que genera el efluente y/o los antecedentes
del curso receptor analizado.
Ø Revisar la integridad de puentes, plataformas elevadas y/o
embarcaciones antes de subirse y trabajar desde ellas.
En los puentes debe considerarse la incidencia del tráfico y
trabajar solo desde las sendas peatonales o instalar vallas y
carteles de aviso para que los vehículos puedan aminorar su
marcha y no afecten las tareas ni la seguridad del operador,
informando además a las autoridades policiales o viales
respecto al tema para tener su aprobación.
Ø Cuando el curso sea navegable adosar banderines a los cables
de los muestreadores y avisar a los botes que por allí crucen
167
para que estos no afecten el muestreo, no acercarse a cables
de alta tensión si cruzan adosados o cerca del puente.
Ø Si se trabaja desde botes, es conveniente dar aviso previo a las
autoridades regionales (Prefectura Naval Argentina), que el
personal sepa nadar, lleve salvavidas, remos y/o motores de
emergencia, conocer el pronóstico meteorológico para viajes
largos, en especial si se opera en zonas muy aisladas.
Ø Cuando opere en campo abierto en canales, ríos o cuerpos
lacustres atienda las condiciones meteorológicas, vigile la
integridad de los equipos de colecta de muestra, sondas de
medición, envases, reactivos a usar en la preservación de
muestras, equipos de radio / intercomunicadores y materiales
de seguridad.
Ø Discontinúe el muestreo en casos de tormenta eléctrica o
vientos fuertes si opera en ríos, estuarios y lagos.
Ø Si efectúa el muestreo por vadeo, que es el método más fácil
puede ser peligroso por ello debe contar con botas tipo
pescador, no ir solo y asegurar su cuerpo con cuerdas a puntos
fijos (ejemplo: arboles) si existe peligro de ser arrastrado por
fuertes corrientes o caer accidentalmente en pozos o zonas de
remolinos.
Ø Reconocimiento de los peligros de incendio y/o explosión
provenientes de materiales que se puedan encontrar en la
estación a monitorear o reaccionar debido a la operación o
fallas del instrumental de medición o de muestreo.
Ø Se deben conocer los tipos de sustancias, procesos que causan
o activan su reacción explosiva con el agua o aire o que son
de naturaleza combustible (ejemplo: líquidos inflamables:
solventes, pinturas combustibles o gases tipo acetileno,
amoniaco, butano, metano, hidrógeno, etc.)
168
II.5.3.b.- Medidas de seguridad ante potenciales peligros biológicos
Ø Garrapatas: viven en zonas de pasto alto, arbustos se pegan a
la piel, chupan sangre y transmiten varias enfermedades.
Conviene utilizar ropas de campaña de colores claros,
introducir la manga de los pantalones dentro de los calcetines.
Procurar atención médica si se observa fiebre, urticaria o si se
observan manchas concéntricas en la piel de la persona
afectada.
Ø Serpientes: aprender a reconocer las especies venenosas de la
zona.
En áreas donde se sospecha su existencia, utilizar para la
campaña botas de cuero gruesas, hasta la rodilla y guantes de
cuero.
Tener acceso a equipos de emergencia y llevar suero
antiofídico apto para tratar las picaduras ocasionadas por las
variedades regionales. Procurar asistencia médica inmediata.
Ø Arañas, abejas y avispas: aprender a reconocer las especies
peligrosas de la región en donde se opera, reconocer sus
hábitats. Llevar equipo de primeros auxilios y remedios si el
personal es alérgico a este tipo de picaduras. Procurar
asistencia médica en casos de gravedad, conocer la ubicación
de Centros asistenciales y consultorios regionales.
Ø Microorganismos: bacterias, hongos y virus infecciosos
pueden hallarse en la terrenos contaminados, aguas residuales,
desechos de hospitales (ejemplo: basurales, zonas aledañas a
plantas de tratamiento de efluentes, etc.) Se deben utilizar
guantes y evitar el contacto directo con dichas sustancias
limpiando luego el instrumental utilizado para no contaminar
las muestras y preservar la salud del equipo de trabajo.
169
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