eutrofizacion latinoamerica
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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
CARRERA DE ING. AMBIENTAL
ANALISIS DE LAS METODOLOGÍAS SIMPLIFICADAS PARA LA EVALUACIÓN DE EUTROFICACION, CEPIS
EN LAGOS CÁLIDOS TROPICALES
Lenin Cazares, Christian Vaca y Ricardo Valencia
05-10-2012
INTRODUCCIÓN
El crecimiento población en Latinoamérica a demando la instalación de embalses artificiales para usos como abastecimiento de agua, generación hidroeléctrica, riego, ect. Los caules esta sufriendo problemas relacionados con la Eutrofización.
INTRODUCCIÓN
El Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS) revisando modelos simplificados hasta ese entonces (OECD, 1982), llegó a la conclusión que debido a las diferencias fundamentales entre lagos templados y lagos cálidos tropicales estos modelos no eran aplicables a la mayoría de los cuerpos de agua de la Región
INTRODUCCIÓN
Se acordó llevar a cabo un programa de recolección de datos mínimos para obtener los datos necesarios y se establecieron las siguientes metas generales del programa:
I• El establecimiento de un sistema de clasificación
de estado trófico para lagos cálidos tropicales.
II
• La elaboración de metodologías simplificadas para la evaluación de eutrofización en lagoscálidos tropicales
III
• El desarrollo de un modelo matemático simplificado confiable para ser aplicado en la gestión de lagos y en la planificación de embalses futuros.
BASE DE DATOS DEL PROYECTOChristian Vaca Obando
Lago Livingston(USA)
BASE DE DATOS DEL PROYECTO
1. Datos para el método del fosforo total: Lagos y embalses de Argentina, Brasil,
Colombia, Cuba, Ecuador, El Salvador, USA, Guatemala, Honduras, México, Nicaragua, Paraguay, Perú, Puerto Rico, República Dominicana, Venezuela.
Total de lagos y Embalses: 43
BASE DE DATOS DEL PROYECTO
2. Información mínima-Tributarios: Parámetros Físicos: Flujo, área de drenaje,
temperatura.Parámetros Químicos: Fosforo total,
ortofosfato (PO4), N de Kjeldahl (NTK), nitrógeno amoniacal, nitritos-nitratos(NO2-NO3), conductividad.
BASE DE DATOS DEL PROYECTO
Información mínima-Lagos: Parámetros Físicos: Flujo, área de drenaje,
profundidad, disco de Secchi, pH, Temperatura del agua y aire, precipitación, uso de tierra, volumen epi/hipolimnimétrico, temperatura.
Parámetros Químicos: Fosforo total, ortofosfato (PO4), N de Kjeldahl (NTK), nitrógeno amoniacal, nitritos-nitratos(NO2-NO3), clorofila “a”, oxigeno disuelto, productividad primaria, cobertura y biomasa (macrofitos), conductividad.
BASE DE DATOS DEL PROYECTO
Nutriente limitante: N/P 9:1 Sistema de clasificación trófica: según el
esquema cualitativo de la Organización para Cooperación y Desarrollo Económico (OECD), mediante parámetros de P,N y clorofila “a”.
En 2 de los lagos los cambios en la eutrofia de se observo por 8 años (1979-1987).
1
Fuente: Salas H. y Martino P., Metodologías simplificadas para la evaluación de eutrofización en lagos cálidos tropicales, Programa Regional CEPIS/HPE/OPS, 2001.
DATOS:
4 lagos hipereutróficos 15 lagos eutróficos 3 Mesotrófico/Eutrófico 4 Mesotrófico 4 Oligotrófico/Mesotrófico 7 Oligotrófico 6 sin definir
CURVA DE DISTRIBUCIÓN NORMAL
Y: distribución de probabilidad log-normalσs: desviación estandar
μ: promediox: parámetro (logaritmo fosforo, P total, clorofila
“a”)
CURVA DE DISTRIBUCIÓN NORMAL
Validación de resultados obtenidos mediante Kolmogorov-Smimov (1980), se obtuvo múltiplos de σs 2,6 fosforo y 2,4 Cl “a”, similar al obtenido con otros métodos como el de Kerekes (1981).
Usando los múltiplos 2,6 y 2,4 se obtuvo valores promedios para estados tróficos, usando datos de
RESULTADOS OBTENIDOSFOSFORO TOTAL
Fuente: Salas H. y Martino P., Metodologías simplificadas para la evaluación de eutrofización en lagos cálidos tropicales, Programa Regional CEPIS/HPE/OPS, 2001.
RESULTADOS OBTENIDOSCLOROFILA “A” Fuente: Salas H. y
Martino P., Metodologías simplificadas para la evaluación de eutrofización en lagos cálidos tropicales, Programa Regional CEPIS/HPE/OPS, 2001.
MODELO DE FÓSFOROLenin Cazares
Lago de Sonso (Colombia)
ESQUEMA DEL BALANCE DE MASA PARA PT EN UN LAGO COMPLEMENTE MEZCLADO
Las condiciones para el modelo son:Lago CMEstado de equilibrio respecto al valor de promedio estacional anualLimitado por PPt se usa como medida del estado trófico
DONDE:
MODELO DE FOSFORO TOTAL
Se tiene 2 tipos de relacionesBalance de Masa
MODELO DE FOSFORO TOTAL
Ecuaciones totalmente empíricas donde se aplica la regresión linear múltiple
MODELO DE FOSFORO TOTAL
MODELO DE FOSFORO TOTAL
Esta relación de Ks es el doble de la magnitud desarrollada para lagos templados con el mismo tiempo de retención
MODELO DE FOSFORO TOTAL
Debe prestarse atención para los lagos con alto tiempo de retención ya el estado de equilibrio se alcanza con un tiempo igual a 5Tw
Lago Tequesquitengo con un Tw = 98 años
MODELO DE FOSFORO TOTAL
De la regresión múltiple linear se obtuvo
Con el propósito de simplificar y facilitar su representación gráfica
MODELO DE FOSFORO TOTAL
• Fuente: Salas H. y Martino P., Metodologías simplificadas para la evaluación de eutrofización en lagos cálidos tropicales, Programa Regional CEPIS/HPE/OPS, 2001.
MODELO DE FOSFORO TOTAL
• Fuente: Salas H. y Martino P., Metodologías simplificadas para la evaluación de eutrofización en lagos cálidos tropicales, Programa Regional CEPIS/HPE/OPS, 2001.
VERIFICACIÓN DEL MODELO DE P
Se probo en un serie de cuerpos de agua tropicales en África
El desempeño del modelo se puede calificar de bueno por la alta correlación obtenida entre los valores de fósforo medidos y calculados.
MODELO CLOROFILA ARicardo Valencia
Lago La Plata(Puerto Rico)
MODELO PRELIMINAR DE CLOROFILA “A”
La clorofila "a" es un estimador útil y simple de la densidad del fitoplancton y ha sido ampliamente utilizado en los modelos como el parámetro más pertinente para predecir la densidad de algas en lagos.
MODELO PRELIMINAR DE CLOROFILA “A”
Los modelos de clorofila "a" versus fósforo pueden no ser buenos indicadores de la relación entre los niveles de algas y nutrientes en los lagos limitados por nitrógeno con relaciones de Nl/Pl menores a 10 (Dillon y Rigler, 1974; Canfield, 1983).
MODELO PRELIMINAR DE CLOROFILA “A”
Fuente: Salas H. y Martino P., Metodologías simplificadas para la evaluación de eutrofización en lagos cálidos tropicales, Programa Regional CEPIS/HPE/OPS, 2001.
MODELO PRELIMINAR DE CLOROFILA “A”
Los datos No tomados en cuenta fueron para la gráfica Cl “a” vs Pt
Lagos cuyo Tr = Tw era demasiado corto (2)
Lagos muy eutróficos (N/P <10) (5)
Datos cuyos valores estaban fuera del 95% de confianza de la regresión (3)
Lago Barra Bonita, por desvío de aguas residuales en el periodo de análisis
MODELO PRELIMINAR DE CLOROFILA “A”
Fuente: Salas H. y Martino P., Metodologías simplificadas para la evaluación de eutrofización en lagos cálidos tropicales, Programa Regional CEPIS/HPE/OPS, 2001.
MODELO PRELIMINAR DE CLOROFILA “A” Los datos No tomados en cuenta fueron para la
gráfica Cl “a” vs N
Lagos cuyo Tr = Tw era demasiado corto (2)
Datos cuyos valores estaban fuera del 95% de confianza de la regresión (3)
Lago Barra Bonita, debido a que no se midió Nitrógeno
MODELO PRELIMINAR DE CLOROFILA “A”
Las relaciones mostradas anteriormente se consideran preliminares (Falta de datos) y requieren más datos para su utilización como herramientas de planificación.
OTRAS EXPERIENCIAS
“No se halló relación entre la concentración de fósforo en agua y la clorofila-a pudiendo variar por ejemplo para valores de PT de 0,4 ppm, entre 50 y 650 mg/m3.”1
1. Grossman Fabían y Sanzano Pablo, “Cada laguna con su propia historia, Variaciones Espacio Temporales”, http://www.ambiente.gov.ar/archivos/web/GTRA/File/Capitulo_4.pdf
MODELO PRELIMINAR DE NITRÓGENO TOTAL
Se aplicó un análisis de regresión lineal múltiple a los 24 datos disponibles.
Al igual que en el modelo de clorofila el modelo es preliminar y requiere mayor desarrollo.
MODELO PRELIMINAR DE NITRÓGENO TOTAL
Fuente: Salas H. y Martino P., Metodologías simplificadas para la evaluación de eutrofización en lagos cálidos tropicales, Programa Regional CEPIS/HPE/OPS, 2001.
RESTRICCIONES DE LOS MODELOS
En general para la aplicación del modelo se deben tomar en cuenta las suposiciones y limitaciones del modelo de balance de masa del elemento limitante.
Algunas circunstancias que pueden variar la respuesta trófica de lagos y embalses pueden ser:
RESTRICCIONES DE LOS MODELOS
Consumo biológico.
Macrofitos Bombas de carga interna de P
Sedimentación Tipo de algas (Diatomeas> Algas verdes y azules )
Contenidos elevados de ácidos húmicos
Morfometría compleja Puede producir desbalances
OTRAS METODOLOGÍASChristian Vaca Obando
Lago Funil (Brasil)
OTRAS METODOLOGÍAS
Macrofitas:Problemas: acumulación de materia orgánica,
condiciones anóxicas y alteración en la cadena trófica en el hipolimnion.
Métodos de control:1. Control directo: remoción manual o
mecánica, control químico y control biológico.
2. Control a largo plazo basado en reducción de nutrientes: combinación de control preventivo y correctivo.
OTRAS METODOLOGÍAS
Trihalurometanos (TMH)Origen: Cl (desinfección)+ Materia orgánicaProblemas: Riesgo a la salud humana,
efectos cancerígenos en animales.Métodos de control1. Remoción de precursores de TMH antes de
la cloración.2. Uso de desinfectantes alternativos.
GRACIAS
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