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Edición 66 / Enero del 2000   


 
Evaluación Rápida de la Contaminación Hídrica


Capítulo I:
Índices de Contaminación Hídrica y Software Ichs I-p para la Determinación Automática de los Niveles de Contaminación de las Aguas de Ríos y de Uso Común


Ing. Juan Nicolás Faña Batista
Corresponsal en República Dominicana
j.n.fana@codetel.net.do
Grupo Hidro-ecológico Nacional, Inc. (G.H.e.N)


República Dominicana


Prólogo

     Desde los orígenes de la civilización, los seres humanos se han emplazado en las proximidades de las corrientes fluviales, porque ello les garantiza el rápido abastecimiento del agua potable, necesaria para satisfacer sus requerimientos básicos.

     Durante milenios, sumerios, babilonios y asirios crecieron a orillas del río Eufrates; profetas, faraones y esclavos egipcios dependieron del río Nilo, mientras el emperador Claudio I gastó una extraordinaria fortuna del Imperio Romano para construir un magestuoso acueducto elevado, obra sin precedentes en la historia de la civilización. Sin olvidar, que la ciudad de Santo Domingo, primada de América, fue fundada en la calcárea ribera del otrora caudaloso río Ozama, cuando sus aguas eran transparentes como un haz de luz y puras como el rocío que humedece la flor en las mañanas.

     Pero el agua es un bien abundante para algunos y escaso para muchos, lo que induce a una valoración inversamente proporcional a su abundancia relativa, porque aunque dos terceras partes de la superficie de nuestro planeta están cubiertas por agua, apenas el 2.8% del agua total es agua dulce, con la restricción de que 2.24% no es aprovechable por estar congelada en forma de glaciares y nieves perennes, el 0.60% esta contenido en los poros de rocas y suelos formando acuíferos, y solo el 0.03% del agua total del planeta esta disponible en fuentes superficiales.

     A esta cruda realidad hay que sumar los estragos provocados por la creciente deforestación en los bosques tropicales y los cambios clímaticos que afectan el planeta, situaciones que en gran medida han mermado considerablemente el caudal de muchos de nuestros ríos; y si a esto añadimos la extraordinaria explosión demográfica y las despiadadas acciones de contaminación industrial, urbana y doméstica, cuyo espectro es cada vez más amplio y aterrador, podríamos vislumbrar que tras la bruma del presente hay un futuro hídrico sombrío, del cual seremos directa o indirectamente responsables.

     Es por ello que hoy nos toca el deber de velar fielmente por la protección de todas nuestras corrientes fluviales, sean estas superficiales o subterráneas, evitando en lo posible degradarlas, contaminarlas o mal utilizarlas, para que nuestros hijos y todos sus descendientes puedan disponer del mayor tesoro universal: el agua clara que camina entre lirios y azucenas.

     Y es por esto que hoy el Grupo Hidro-ecológico Nacional, Inc. y el Ingeniero Juan Nicolás Faña Batista, quieren entregar a todo el país los programas computacionales ICHs e ICHs-p, herramientas diseñadas para simular la calidad del agua de uso habitual, conscientes de que en la medida en que conozcamos mejor las propiedades y relaciones físico-químicas de nuestras aguas y las causas y efectos de la contaminación química y/o bacterilógica, en esa misma medida nos convertiremos en celosos guardianes de su indispensable pureza.


R. Osiris de León
Ingeniero Geólogo
Miembro de la Academia de Ciencias de República Dominicana




PROGRAMAS ICHs e ICHs-p

MANUAL DEL USUARIO
Por Ing. Juan Nicolás Faña Batista


Introducción

     ICHs e ICHs-p son dos programas de simulación de la calidad del agua de los ríos y del agua de uso común respectivamente, a partir de un índice de contaminación calculado, automáticamente, en base a los resultados de algunos análisis físico-químico-bacteriológicos de las muestras del líquido. ICHs e ICHs-p son herramientas informáticas de usos amigables, que no requieren de grandes conocimientos. Uno de sus objetivos es popularizar la determinación de la calidad del agua entre monitores y técnicos del agua. Así, en cuestión de minutos, usted puede instalar y usar esos simuladores de calidad. Símplemente introduzca los datos requeridos en las celdas correspondientes de la tabla inicial y en segundos el mecanismo de cálculo aplicará el algoritmo correspondiente al ICH para determinar su influencia y su valor.

     Para el Índice de Contaminación en Ríos Superficiales (ICHs) se requerirá la introducción de once datos por cada rio, entre los cuales están el nombre del río, nueve valores de parámetros físico-químicos y un valor bacteriológico (NMP/ml de bacterias).

     Para la determinación del Índice de Contaminación en Agua de uso Común con posibilidad de potabilizarse (de río, pozo, lluvia, acueducto, cisterna, etc.) usando ICHs-p; se requerirá de nueve datos: ocho parámetros físico-químicos y un valor bacteriológico (Presencia/Ausencia de Bacterias).

     Algunos de estos parámetros son comunes en ambas simulaciones y otros son específicos.


Objetivos del Modelo ICH

     La aplicación de los Índices de Contaminación Hídrica, el análisis de las gráficas que genera el modelo y los demás valores técnicos obtenidos mediante la ejecución de la simulación, tienen varios objetivos; entre los cuales señalaremos los siguientes:

  1. Control de la calidad del agua supuestamente potabilizada.
  2. Verificación de procesos de purificación doméstica de agua.
  3. Observación de los efectos de lixiviados de la basura en cuencas hidrográficas y acuíferos.
  4. Determinación de la contaminación de aguas superficiales y subterráneas.
  5. Estimación del grado de polución de los ríos y efectos de plaguicidas en canales; y su variación con respecto al tiempo.
  6. Fijación y control de emisiones permisibles de residuales industriales líquidos en cursos de agua.
  7. Manejo racional de plantas de tratamiento de agua.
  8. Comprobación parcial de vertidos de sustancias químicas en ríos, arroyos y pozos filtrantes.
  9. Evaluación de programas de control de la contaminación hídrica.
  10. Confirmación de resultados en programas de manejo de cuencas hidrográficas.
  11. Fundamentación para el establecimiento de Índices de Salubridad y Control (en tiempos normales y en desastres).
  12. Medición del esfuerzo estatal en la protección del ambiente acuático.
  13. Planificación de acciones conservacionistas, públicas y privadas.
  14. Interpretación de resultados de programas de ayudas internacionales en el sector agua y saneamiento.
  15. Prevención, señalizacion o advertencias de degradación hídrica.

     Consideraremos que el logro de por lo menos uno de estos objetivos justificará con creces nuestro esfuerzo para construir este modelo. (VER ANEXO 3: "PARA QUE SIRVEN LOS RESULTADOS DE LOS MONITOREOS DEL AGUA").


Parámetros

     Concentración de Iones de Hidrógeno (pH): El agua siempre se ioniza por la presencia de sustancias ácidas y básicas disueltas en ella, formando iones de hidrógeno (H+) e iones negativos llamados hidroxilos (OH-). Cuando hay la misma cantidad de iones de ambos signos, la concentración de los iones de hidrógeno "H+" es 0.0000001 veces el peso de los iones gramo del hidrógeno, expresados en gramos por litro. Para evitar tener que manejar decimales, se dice que el pH en este caso es 7 (es decir, igual al número de ceros que preceden a la unidad). El valor del pH puede variar conforme con esta explicación entre 1.0 cuando el líquido está saturado de ácido y 0.00000000000001 cuando lo está de sustancias alcalinas o básicas. Por lo tanto el pH se expresa por un número comprendido entre 0 (ácido puro) y 14 (alcalinidad pura). Lo ideal es pH=7 (neutralidad).

     Oxígeno Disuelto (OD): La baja concentración de oxígeno disuelto en el agua, a menudo es una indicación de alta contaminación del líquido, ya que sirve para denotar la presencia de organismos que "respiran" y se multiplican a una tasa superior a la de difusión del oxígeno desde la atmósfera al agua, por encontrar mucha materia orgánica disponible. También puede indicar una severa contaminación térmica de la fuente de la muestra por incremento de la energía cinética de las moléculas del gas. Una cantidad adecuada de oxígeno disuelto es fundamental para la conservación de la vida acuática (aunque la presencia de ese gas no sea apreciada en aguas que se utilizan para el funcionamiento de calderas, porque tienden a producir corrosión en esos sistemas de conversión de energía). Para nuestros fines es recomendable la presencia de oxígeno disuelto en el orden de, por lo menos 5 @ 8 mg/L, dependiendo de la altitud donde se ejecute el análisis del gas respirable y de la temperatura del agua que lo contiene.

     NMP/mL: Para el ICHs correspondiente a ríos se emplea el análisis cuasi-estadístico del Número Más Probable de bacterias coliformes totales o fecales por mililitro (NMP/100mL dividido entre 100). El objetivo de los exámenes bacteriológicos es averiguar básicamente si existe contaminación por aguas negras y en consecuencia la capacidad del agua para transmitir enfermedades al consumirla. Las bacterias son vegetales unicelulares que se denominan saprófitas cuando son inocuas y beneficiosas para la digestión, o parásitas. Con estos exámenes bacteriológicos no se busca determinar qué organismo patogénico específico contiene una muestra de agua, sino verificar si existe algún organismo indicador (aunque no sea patógeno) pero que sea característico de las evacuaciones intestinales de animales o humanos. Los organismos indicadores idoneos son los del grupo coliforme, ya que todos los individuos de este tipo son habituales huéspedes de los intestinos de animales de sangre caliente (como la Escherichia coli). Además todos los coliformes se reproducen "animadamente" en un medio lactosado, formando un ácido y un gas que caracteriza su presencia, crecen en presencia de aire y no forman esporas. Por esas características tan adecuadas para evidenciar la contaminación fecal es que se usan con tanta frecuencia. (Ver anexo 1: "INCUBAC-JNF.01")

     Presencia/Ausencia de Bacterias: Empleando las mismas consideraciones anteriores, considerando lo arduo que resulta a veces determinar el NMP/100mL (aunque ya hay métodos simplificados que explicaremos más adelante) y tomando en cuenta que necesitamos calidad fuera de sospecha para el agua de uso común, es decir, para bañarnos, cocer los alimentos, lavar ropas, vegetales y utensilios de cocina, cepillarnos, asearnos, beber, etc. ; se está promoviendo mundialmente la idea de que basta la sola presencia de bacterias coliformes (NO IMPORTANDO QUE SEAN UNAS POCAS O QUE SEAN MUCHAS) para degradar inaceptablemente su calidad y para descartar de inmediato el agua origen de la muestra positiva. Por esto en la simulación ICHs-p usamos este criterio como parámetro bacteriológico.




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