dinamica-de-calidad-del-agua-del-rio-bogota

EAAB – Universidad Nacional de Colombia
Contrato Interadministrativo 9-07-26100-1059-2008 – Modelación Dinámica de la Calidad del Agua del Río Bogotá
Informe Producto No. 2
UNIVERSIDAD
NACIONAL
DE COLOMBIA
S E D E
B
O G O
T
1
Á
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AGRÍCOLA
LABORATORIO DE ENSAYOS HIDRÁULICOS
MODELACIÓN DINÁMICA DE LA CALIDAD DEL AGUA
DEL RÍO BOGOTÁ
INFORME PRODUCTO NO. 2
ENTENDIMIENTO DE LA DINÁMICA DE LA CALIDAD DEL
AGUA DEL RÍO BOGOTÁ Y DISEÑO DE CAMPAÑAS DE
MEDICIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA
Contrato Interadministrativo 9-07-26100-1059 de 2008
Bogotá D.C., Mayo 12 de 2009
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Contrato Interadministrativo 9-07-26100-1059-2008 – Modelación Dinámica de la Calidad del Agua del Río Bogotá
Informe Producto No. 2
2
Tabla de Contenido
1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 4
2. ENTENDIMIENTO DE LA DINÁMICA DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO BOGOTÁ ... 6
2.1 Metodología ................................................................................................................ 6
2.2 Resultados y análisis de resultados ............................................................................ 10
2.3 Conclusiones del estudio de entendimiento inicial de la dinámica actual de la calidad
del agua del Río Bogotá ................................................................................................... 27
3.
ESTRATEGIA DE MEDICIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA RECOMENDADA............ 30
3.1 Estrategia propuesta.................................................................................................. 30
3.2 Descripción detallada de la estrategia y ejemplos ...................................................... 31
4. SELECCIÓN DE SITIOS DE MEDICIÓN ..................................................................... 34
4.1 Metodología y criterios seguidos en la selección de los sitios de medición ................. 34
4.2 Sitios recomendados para medición de la calidad dinámica de la calidad del agua y
calibración del modelo .................................................................................................... 37
5.
DISEÑO PROPUESTO DE LAS CAMPAÑAS DE MEDICIÓN .................................... 51
5.1 Recursos para el Programa de Monitoreo .................................................................. 54
5.2 Medición de Parámetros “in situ” .............................................................................. 57
5.3 Determinantes medidos en laboratorio para la calibración del modelo ...................... 60
5.4 Principales Parámetros a Analizar .............................................................................. 61
5.4 Mediciones hidrosedimentológicas ............................................................................ 72
6. CONCLUSIONES .................................................................................................... 73
6.1 Conclusiones generales .............................................................................................. 73
6.2 Recomendaciones ...................................................................................................... 74
7. REFERENCIAS ........................................................................................................ 75
ANEXO 1: RESUMEN DE MEDICIONES DE CAMPO PARA EL ENTENDIMIENTO DE LA
DINÁMICA DE CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO BOGOTÁ
ANEXO 2: FIGURAS DE DETERMINANTES MEDIDOS EN CAMPO CADA 10 MINUTOS
PARA EL ENTENDIMIENTO INICIAL DE LA DINÁMICA DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL
RÍO BOGOTÁ
ANEXO 3: BASE DE DATOS DE MEDICIONES DE CAMPO REALIZADAS CADA 10
MINUTOS PARA EL ENTENDIMIENTO DE LA DINÁMICA DE CALIDAD DEL AGUA DEL
RÍO BOGOTÁ
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ANEXO 4: REGISTRO FOTOGRÁFICO DE SITIOS DE MEDICIÓN
ANEXO 5: GUÍA DE MUESTREO Y PRESERVACIÓN
ANEXO 6: GUÍA PARA LA IDENTIFICACIÓN, MANIPULACIÓN Y DISPOSICIÓN DE
MUESTRAS
ANEXO 7: FORMATOS PROPUESTOS PARA TOMA DE MUESTRAS Y CADENAS DE
CUSTODIA
ANEXO 8: METODOLOGÍA PARA LA REALIZACIÓN DE AFOROS DE CAUDAL LÍQUIDO Y
SÓLIDO
ANEXO 9: PROCEDIMIENTO Y PROTOCOLO DE TOMA, MANEJO, PRESERVACIÓN,
ALMACENAMIENTO Y ANÁLISIS DE MUESTRAS
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1. INTRODUCCIÓN
En el marco del Contrato Interadministrativo 9-07-26100-1059 de 2008, celebrado entre
la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá ESP y la Universidad Nacional de
Colombia, se acordó la entrega de siete (7) productos técnicos que permitirán alcanzar
el objetivo general de “Llevar a cabo la modelación dinámica de calidad del agua del
Río Bogotá en su cuenca alta, media y baja, en actividades conjuntas que permitan
estimar la capacidad de asimilación de carga contaminante del Río y determinar las
condiciones del Río en la actualidad y a futuro, contemplando las obras hoy proyectadas
para el saneamiento del mismo.”
El presente informe corresponde al Producto 2 del Contrato, “Selección de puntos y
metodología de campañas de monitoreo”, cuyos objetivos son principalmente dos:
•
Presentación de la selección de los sitios de medición con criterios técnicos
hidráulicos, hidrológicos, ambientales, de tipo operativo en la toma de muestras
y aforos, y de acuerdo a las características de la carga contaminante, que
permitan la toma de datos de alta calidad y baja incertidumbre necesarios para la
calibración y validación del modelo dinámico de calidad del agua.
•
Presentación del diseño de la metodología que se seguirá en las campañas de
monitoreo maximizando la información de campo y análisis de laboratorio
necesarios para la captura de la dinámica de la calidad del agua del río y la
calibración del modelo con la menor incertidumbre de acuerdo a los recursos
disponibles.
En el presente informe se definen claramente los sitios de medición y se especifica la
metodología que se seguirá para la realización de las campañas de medición de la
calidad del agua del Río Bogotá que permitirá calibrar el modelo dinámico de calidad
del agua del río con la menor incertidumbre posible. El diseño realizado pretende
garantizar que los sitios de medición seleccionados, así como los determinantes de
calidad del agua a ser monitoreados, la metodología empleada en la programación de
toma de muestras, y el número de muestras tomadas para análisis de laboratorio, sean
los de mayor relevancia para la calibración y validación del modelo dinámico de calidad
del agua.
La selección de los puntos óptimos de medición y el diseño de la metodología de las
campañas de medición requieren de un amplio conocimiento de la dinámica (variación
temporal) de la calidad del agua del río y de los vertimientos. Este conocimiento es
limitado para la mayoría de sitios de medición en el Río Bogotá por la carencia de una
red de calidad hídrica del río, la cual ha sido recientemente diseñada, pero no ha sido
aún instalada ni operada (CAR-Unal, 2009). Por esta razón, como parte del presente
Producto 2, se realizaron 41 reconocimientos de campo y mediciones de parámetros de
campo (pH, conductividad, temperatura, oxígeno disuelto y nivel de agua) cada 10
minutos durante aproximadamente 8 horas diarias de medición en diferentes sitios por
tramos a lo largo del río. Estas mediciones previas a la realización de las campañas han
permitido al equipo de trabajo de la Universidad alcanzar un entendimiento aceptable de
la dinámica de los procesos que afectan la calidad del agua del Río Bogotá, que junto
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5
con el conocimiento previo del río y la revisión de estudios anteriores constituyen la
base sobre la cual se ha realizado la propuesta de selección de sitios de medición y el
diseño de la metodología que se seguirá en las campañas de medición de la calidad del
agua del río.
Además de la recomendación de los sitios que se consideran óptimos para la medición
de los determinantes propuestos, y de la estrategia de toma de muestras que se considera
debe seguirse para capturar la dinámica de la calidad del agua del río Bogotá y sus
afluentes, se presenta el diseño de los protocolos de las campañas de medición que
permitirán cumplir con altos estándares de toma, preservación, transporte,
almacenamiento y análisis de las muestras.
En el Capítulo 2 se presenta la metodología seguida para el entendimiento inicial de la
dinámica de la calidad del agua del Río Bogotá, y se resumen los resultados de las
intensas mediciones de determinantes de campo realizadas y las principales
conclusiones de este ejercicio. En los Anexos 1, 2 y 3 se incluyen todos los datos
tomados en campo y gráficas de los diferentes determinantes, los cuales constituyen por
si solos un producto muy importante en el avance del conocimiento de la dinámica de la
calidad del agua del río en diferentes estaciones y por tramos.
En el Capítulo 3 se presenta la estrategia de medición recomendada por el grupo de
trabajo de la Universidad para capturar la dinámica de la calidad del agua del río Bogotá
de tal forma que se pueda contar con la información necesaria para la calibración y
validación del modelo dinámico de calidad del agua del río con la menor incertidumbre.
En el Capítulo 4 se presenta la selección de sitios de medición, incluyendo su
justificación, y los criterios tenidos en cuenta para su consideración en las campañas de
medición dinámica de la calidad del agua. En el Anexo 4 se presenta un registro
fotográfico de los sitios propuestos. Las fotografías han sido tomadas durante los
reconocimientos de campo del grupo de trabajo en diferentes oportunidades y las
mediciones realizadas de determinantes tomados in situ como parte del presente
producto.
Finalmente en el Capítulo 5 se presentan para revisión y aprobación del personal de la
EAAB, los determinantes de calidad del agua que se proponen medir, y los protocolos
que se plantean para la ejecución de las campañas de mediciones hidráulicas y de
calidad del agua del Río Bogotá por el equipo de trabajo de la Universidad. Para
facilitar la lectura de este Capítulo se han incluido en Anexos las guías y protocolos
técnicos del Laboratorio de Ingeniería Ambiental y el Laboratorio de Ensayos
Hidráulicos de la Universidad.
En el Capítulo 6 se presentan las conclusiones principales del Producto 2 y las
recomendaciones para el desarrollo exitoso de los Productos Técnicos subsiguientes,
principalmente de la Primera Campaña de Mediciones a realizarse durante el mes de
junio próximo.
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2. ENTENDIMIENTO DE LA DINÁMICA DE LA CALIDAD
DEL AGUA DEL RÍO BOGOTÁ
En este Capítulo se presenta la metodología seguida para entender la dinámica actual de
la calidad del agua del Río Bogotá y proponer estrategias de medición a seguir en las
campañas de monitoreo. Adicionalmente se resumen los resultados de las intensas
mediciones de determinantes de campo realizadas como parte del Producto 2, y las
principales conclusiones de este ejercicio.
2.1 Metodología
El entendimiento de la dinámica actual de la calidad del agua del Río Bogotá se llevó a
cabo por medio de reconocimientos de campo y la medición de determinantes de
calidad del agua in situ mediante sondas y equipos de campo por tramos del río a lo
largo de las tres subcuencas, Cuenca Alta, Cuenca Media y Cuenca Baja.
Durante cada día de medición en el periodo del 2 de Abril al 5 de mayo se seleccionaron
dos o más sitios de monitoreo en un tramo que permitiera evidenciar la influencia de las
principales descargas industriales y municipales, así como de los principales afluentes,
en la dinámica de la calidad del agua del río Bogotá. Cada día de monitoreo se
conformaron comisiones de trabajo de cuatro a seis personas que midieron en forma
aproximadamente continua (cada 10 minutos) la temperatura, la conductividad eléctrica,
el pH, el nivel de agua, y el oxígeno disuelto, en estaciones específicas del río durante
cerca de siete u ocho horas, y como mínimo, más de seis horas diarias. De igual forma,
se realizaron aforos de caudal en la Cuenca Alta, y lectura de las miras en las estaciones
limnigráficas y limnimétricas instaladas por la CAR o la EAAB a lo largo del río, y se
incluyeron observaciones relacionadas con la calidad del agua y las condiciones
hidrometeorológicas existentes durante las mediciones. Los sitios de medición y las
características principales de las mediciones realizadas se resumen en la Tabla 1 y se
presentan con más detalle en el Anexo 1.
Las mediciones de los determinantes de campo mencionados se realizaron utilizando los
instrumentos y equipos de la Universidad especificados en la Tabla 2. Los equipos
fueron calibrados todos los días antes de la realización de las mediciones y a la llegada
de campo a la Universidad. Esto con el fin de garantizar la calidad de las mediciones y
corregir mediante re-calibración cualquier inconsistencia observada.
Los conductivímetros se calibraron con estándares de 84 S/cm, 1413 S/cm y 12.88
mS/cm y se verificó la consistencia de las lecturas de todos los equipos al final de cada
día mediante mediciones a muestras de agua con diferente contenido de cloruro de sodio
(NaCl, sal de mesa) y por lo tanto de conductividad eléctrica.
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Tabla 1 - Mediciones de campo realizadas cada 10 minutos para el entendimiento de la
dinámica de calidad del agua del río Bogotá
Hora inicio
monitoreo
Hora final
monitoreo
09:00 a.m.
09:20 a.m.
04:00 p.m.
04:25 p.m.
Personal monitoreo
9
9
9
9
9
9
8
8
9
8
9
9
9
9
9
8
8
9
9
9
9
8
8
ReC
CR, ReC
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
05:05 p.m.
04:30 p.m.
OA
OA
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
10:30 a.m.
10:10 a.m.
04:40 p.m.
04:30 p.m.
OA
OA, RoC
9
9
9
9
9
9
9
9
8
8
02-Abr-09
10:10 a.m.
02-Abr-09
11:30 a.m.
05:40 p.m.
CV
9
9
9
9
9
05:40 p.m.
CR
9
9
9
9
K51+520
03-Abr-09
22-Abr-09
9
10:30 a.m.
08:50 a.m.
04:00 p.m.
04:00 p.m.
CR, MC
OA, CV
9
9
9
9
9
9
9
9
8
8
R.B. Puente Florencia
K61+119
03-Abr-09
22-Abr-09
10:00 a.m.
09:00 a.m.
04:00 p.m.
04:00 p.m.
OA, RoC
RG, MC
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
18
19
R.B. Estación El Espino
K91+990
06-Abr-09
24-Abr-09
09:30 a.m.
08:30 a.m.
03:50 p.m.
03:40 p.m.
RG, CR
CR, CS
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
20
21
R.B. Estación LG Puente Vargas
K113+305
06-Abr-09
24-Abr-09
09:30 a.m.
09:00 a.m.
03:30 p.m.
03:40 p.m.
LAC, OA, SH
RG, OA
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
R.B. Puente la Balsa
K142+312
07-Abr-09
27-Abr-09
08:50 a.m.
09:00 a.m.
03:30 p.m.
04:00 p.m.
LAC, OA
RG, JT
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
R.B. Puente La Virgen
K155+156
07-Abr-09
27-Abr-09
08:40 a.m.
08:40 a.m.
03:40 p.m.
04:10 p.m.
RG, ReC, JDP
OA, PD
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
R.B. Estación LG El Cortijo
K181+435
08-Abr-09
29-Abr-09
08:00 a.m.
08:30 a.m.
04:20 p.m.
04:30 p.m.
RG, ReC, JDP
CR, OA
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
R.B. Pte Humedal Jaboque (Parque La Florida)
K184+450
08-Abr-09
29-Abr-09
08:40 a.m.
09:10 a.m.
04:30 p.m.
04:30 p.m.
LAC, CR, OA, JMG
RG, PD, JDP
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
30
R.B Puente acceso Hacienda San Francisco
K197+004
14-Abr-09
08:40 a.m.
04:20 p.m.
CR, OA
9
9
9
9
8
31
Confluencia río Fucha
K197+265
14-Abr-09
09:40 a.m.
04:00 p.m.
RG, JT
9
9
9
9
9
32
R.B. Saucedal
K199+827
28-Abr-09
08:50 a.m.
04:30 p.m.
RG, OA
9
9
9
9
8
33
Aguas Arriba Estación de bombeo Gibraltar
K203+100
15-Abr-09
08:20 a.m.
03:30 p.m.
RG, CR
9
9
9
9
9
34
35
36
37
38
Descarga Estación de bombeo Gibraltar
K203+150
15-Abr-09
09:00 a.m.
03:30 p.m.
RG, CR
9
9
9
9
8
R.B. Estación LG La Isla
K211+560
15-Abr-09
30-Abr-09
09:00 a.m.
08:40 a.m.
03:40 p.m.
03:30 p.m.
OA, JDP
RG, CS
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
Confluencia río Tunjuelo
K212+150
16-Abr-09
30-Abr-09
10:00 a.m.
10:00 a.m.
04:00 p.m.
03:30 p.m.
RG, CR
OA, ReC
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
39
R.B. Estación de Calidad Las Huertas
K222+259
16-Abr-09
09:40 a.m.
04:00 p.m.
OA, ReC
9
9
9
9
9
40
R.B. Puente vehicular aguas abajo río Apulo
K283+450
17-Abr-09
09:30 a.m.
03:40 p.m.
RG, SH
9
9
9
9
8
41
R.B. Puente Portillo
K291+200
17-Abr-09
10:20 a.m.
04:00 p.m.
OA, HE
9
9
9
9
9
1
2
CR, TS
RG, CS
9
9
04:40 p.m.
TS
04:00 p.m.
04:40 p.m.
OA, ReC
OA, MS
04:40 p.m.
04:30 p.m.
09:40 a.m.
10:10 a.m.
02-Abr-09
04-May-09
Nivel
Fechas
OD
Abscisa Río
Bogotá
Conductividad
Sitio
pH
No.
Temperatura
Determinantes medidos
R.B. Puente de madera - acceso aguas abajo
quebrada Chingacio
R.B. Aguas arriba Agregados Chocontá
K12+969
20-Abr-09
05-May-09
K16+250
05/05/2009
09:00 a.m.
4
5
R.B. Puente aguas arriba río Tejar
K20+260
20-Abr-09
05-May-09
09:30 a.m.
08:50 a.m.
6
7
R.B. Estación Telemétrica Saucío
K32+003
02-Abr-09
04-May-09
09:30 a.m.
09:50 a.m.
8
9
R.B. Arriba confluencia río Sisga
K34+533
02-Abr-09
04-May-09
10
11
Río Sisga Confluencia con río Bogotá
K34+750
R.B. Estación Hidrológica Santa Rosita
R.B. Puente Santander
K40+172
K45+827
14
15
R.B. Compuerta Achury
16
17
3
12
13
22
23
24
25
26
27
28
29
Personal Monitoreo
(CR) Carlos Rogeliz - Ingeniero Residente, MSc
(RG) Ricardo González - Ingeniero Residente, MSc
(OA) Omar Almeida - Ingeniero Residente, IC
(TS) Tania Santos - Estudiante maestría
(ReC) René Alexander Camacho - Estudiante maestría
(MC) Mauricio Cantor - Estudiante maestría
(JT) Jairo Arturo Torres - Estudiante maestría
(PD) María del Pilar Duarte - Estudiante maestría
(JDP) Juan David Pérez - Estudiante maestría Uniandes
(HE) Hugo Estupiñan - Estudiante maestría
(SH) Sebastián Hernández - Estudiante pregrado
(MS) Manuel Soriano - Estudiante pregrado
(CV) Carlos Velásquez - Técnico Lab. Ing. Ambiental LIA
(CS) Carlos Sánchez - Laboratorista LIA
(RoC) Rodrigo Castañeda - Laboratorista LIA
(JMG) Juan Manuel Gutiérrez - Ingeniero Interventor EAAB
(LAC) Luis Alejandro Camacho - Director Proyecto
Cuando se observaron inconsistencias en las lecturas de dos equipos estos se
recalibraron con las soluciones estándar para garantizar la calidad de las mediciones del
día siguiente. Adicionalmente en la mayoría de mediciones se utilizaron dos equipos de
cada determinante medido in situ en cada sitio, como una forma adicional de garantizar
la calidad del dato registrado. Cualquier inconsistencia o discrepancia observada en
campo en la lectura de los dos equipos utilizados, se resolvió con las mediciones de
verificación de la calibración del equipo al final del día en el laboratorio,
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recomendándose el registro en la base de datos de las mediciones realizadas con el
equipo de correcto funcionamiento o de mejor ajuste.
De igual forma, los equipos de medición de pH fueron verificados y calibrados con
estándares de pH 4, 7 y 9.21. Por su parte, los oxímetros fueron calibrados siguiendo las
instrucciones del fabricante, utilizando el procedimiento de calibración mediante
establecimiento del nivel de saturación de oxígeno tanto en campo como en laboratorio.
Tabla 2 - Equipos utilizados durante las campañas de monitoreo y entendimiento de la
dinámica por tramos.
Referencia del
Parámetro
Marca /
Rango de
equipo /
Límite de error
medido
proveedor
medición
Cantidad
Conductividad y SG3-ELK
0.5% valor
temperatura
agua
del
pH
Oxígeno Disuelto
Caudal
Conductivímetro
Portátil SEVENGO
/4
SG2-ELK pH metro
SEVENGO / 2
SG6-FK2 Medidor
de Oxígeno Portátil
SEVENGO /3
Molinete C-31 Ref
10.001 /1
Mettler Toledo /
Vansolix
0.1 S/cm – 500
mS/cm.
Temp. c/0.1°C
Mettler Toledo /
Vansolix
0.00 - 14.00
Mettler Toledo /
Vansolix
0.00 - 99.00 mg/L
OTT /Vansolix
0.03 m/s – 1.5 m/s
medido
en
conductividad y
0.2%
en
temperatura.
0.01% valor
medido.
0.5% valor
medido.
En cada sitio de monitoreo se tomaron muestras compuestas de tres verticales de la
sección transversal del río. Se emplearon para esto botellas muestreadoras, consistentes
en recipientes de acero galvanizado con una botella interna de PVC que permiten, por
su gran peso, una inmersión y llenado gradual en la vertical del río sin que sean
arrastradas por la corriente (ver Figura 1). Estos recipientes, durante el descenso y
ascenso en la operación de llenado, permitieron obtener muestras integradas en tres
verticales, aproximadamente equidistantes de la sección transversal del río. Con el agua
de las tres verticales se conformó una muestra compuesta sobre la cual se midieron los
determinantes de conductividad, pH, y temperatura. Es importante resaltar que la
medición del oxígeno disuelto se realizó solamente en la muestra de la vertical central
de la sección transversal del río, antes de verter el contenido de la muestra recolectada
en el recipiente final que contenía la muestra compuesta.
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a. – Toma de muestra con botella de acero galvanizado en tres verticales de la sección transversal
b. ‐ Composición de muestra tomada en tres
verticales
c.‐ Toma de muestra para oxígeno disuelto en la
vertical del centro ‐ Tubo de PVC interno
d. – Medición de oxígeno disuelto
e. ‐ Medición de conductividad, pH, temperatura
in situ a la muestra integrada
Figura 1 – Botella muestreadora y proceso de toma de muestra y medición de
determinantes in situ.
La metodología anterior se implementó en todos los sitios de medición que cuentan con
puentes o pasos elevados donde se facilita el muestreo con los recipientes de acero
galvanizado. En los sitios en los que no fue posible utilizar la botella de acero se
emplearon baldes que fueron arrojados desde una orilla hacia el centro del río, con el fin
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10
de obtener una muestra representativa de las condiciones físicas y químicas presentes a
lo ancho del río.
2.2 Resultados y análisis de resultados
Para los determinantes de calidad del agua medidos in situ siguiendo la metodología
descrita anteriormente se han obtenido comportamientos de variación temporal para
cada sitio y día de medición como los que se presentan en la Figura 2.
Figura 2- Parámetros medidos en campo en RB Puente de madera-acceso aguas abajo
quebrada Chingacio (20-Abr-2009).
Nótese en la Figura 2 la gran cantidad de información del comportamiento dinámico de
la calidad del agua en estaciones sobre el Río Bogotá y sus afluentes que se ha obtenido
y que se puede evidenciar en las mediciones realizadas. Por ejemplo, en el caso
particular del sitio de medición del Río Bogotá aguas abajo de la quebrada Chingacio
(Figura 2), donde ya han entrado los efluentes industriales de las curtiembres y los
vertimientos domésticos de Villapinzón, se observa el gran aumento de conductividad a
partir de las 10:30 de la mañana y de las 12 pm hasta alcanzar valores de 500 μS/cm de
conductividad, que indican una alta contaminación de sólidos disueltos. Este aumento
de contaminación se ve reflejado en la disminución de valores de oxígeno disuelto por
debajo de 1 mg/l generando problemas de malos olores.
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Puede observarse en la Figura 2 que se han incluido anotaciones de campo del
porcentaje de cobertura de nubes y condiciones de lluvia, valores aforados de caudal, y
en los casos en que está instalada una mira de nivel, el registro de los valores
correspondientes cada 10 minutos.
Las figuras de los determinantes indicadores de la dinámica de la calidad del agua del
Río Bogotá medidos en campo cada 10 minutos en todas las estaciones de monitoreo
versus tiempo se presentan en el Anexo 2. El formato de mediciones de campo y la base
de datos tomados como parte del presente Producto No. 2 se presenta en el Anexo 3.
El resumen de valores medios, mínimos y máximos de cada determinante registrado en
cada estación se presenta en la Tabla 3. Estos valores dan una clara indicación de la
variación temporal diaria de la calidad del agua del Río Bogotá en cada estación.
Similarmente, como se han tomado mediciones en la mayoría de estaciones en dos días
con condiciones hidrológicas y de caudal diferentes, los valores también reflejan la
variabilidad en los valores de los determinantes debido a dilución. Utilizando los
valores medios, mínimos y máximos registrados de conductividad y oxígeno disuelto en
cada estación calculados a partir de las mediciones realizadas cada 10 minutos se han
graficado los perfiles longitudinales a lo largo del río (ver Figura 3 y Figura 4).
Figura 3 – Perfiles longitudinales de conductividad del agua a partir de valores medios,
mínimos, y máximos de las mediciones realizadas cada 10 minutos
La banda de valores de conductividad eléctrica, la cual es un indicador de la
concentración de sólidos disueltos del agua, de la Figura 3, es una medida de la
dinámica temporal diaria de la calidad del agua. Se observa que en la parte superior de
la cuenca alta, hasta la estación de Saucío aguas abajo de Chocontá, la variación
temporal de la calidad del agua es muy importante debido a la influencia de los
vertimientos de curtiembres. Se producen en esta zona del río Bogotá variaciones de
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conductividad de 500 μS/cm y de 3 mg/l de oxígeno disuelto a lo largo del día. La
conductividad en el río alcanza valores comparables a los de efluentes de vertimientos
de aguas residuales domésticas y a los del Río Bogotá aguas abajo del río Fucha. Esto se
confirma claramente en la Figura 5 para la estación de medición sobre el Río Bogotá
aguas abajo de la quebrada Chingacio donde ya han entrado todos los vertimientos de
curtiembres. Nótese en la Figura 5, que se alcanzan el día 6 de mayo valores de
conductividad de 1000 μS/cm en el periodo de una hora (ver línea verde).
Figura 4 – Perfiles longitudinales de oxígeno disuelto a partir de valores medios,
mínimos, y máximos de las mediciones realizadas cada 10 minutos
Figura 5 – Mediciones de conductividad en la estación aguas debajo de la quebrada
Chingacio
Sin embargo, el río en la cuenca alta tiene una alta capacidad de asimilación en el tramo
de montaña por dispersión longitudinal y por dilución debido a la influencia del Río
Sisga. A partir de Puente Santander, en Suesca, se observa un aumento de la
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conductividad hasta Bogotá causado por los diferentes vertimientos domésticos e
industriales (ver Figura 3). La dinámica de la calidad del agua es nuevamente más alta
en la ciudad de Bogotá debido a las variaciones horarias de los vertimientos de la PTAR
Salitre y los ríos Juan Amarillo, Fucha, Tunjuelo, Balsillas y Soacha y los vertimientos
domésticos de Jaboque, Rivera, Navarra, Gibraltar y las descargas de agua residual de
Soacha.
La variación diurna en el oxígeno disuelto es relativamente importante en la parte baja
de la cuenca alta y está afectada por el nivel de dilución alcanzado para el caudal
particular del Río Bogotá en esa zona (ver Figura 4). Por ejemplo en la estación de la
Virgen, aguas arriba de Cota, el primer día de mediciones (7 de Abril) para un caudal
medio, el oxígeno disuelto registrado varió entre valores de 1.21 y 2.4 mg/l. Por su parte
el segundo día de mediciones (27 de abril) para un caudal bajo el oxígeno disuelto se
encontró entre valores críticos de 0.2 y 0.5 mg/l (ver Tabla 3).
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Tabla 3 – Resumen de valores medios mínimos y máximos registrados cada diez
minutos en las mediciones de campo realizadas
Sitio
Fecha
Caudal
(m3/s)
Nivel
Medio
(m)
Conductividad (μS/cm)
Oxígeno (mg/l)
Mínima Media Máxima Mínimo Medio Máximo
R.B. Puente de madera - acceso aguas
abajo quebrada Chingacio
20-abr
0.49*
105.1
366.7
525.0
0.68
2.06
3.82
05-may
0.72*
115.4
355.8
594.0
0.07
2.26
3.91
Aguas arriba Agregados Chocontá
05-may
128.5
292.9
579.0
-
-
-
132.2
153.8
200.0
3.83
4.64
5.18
149.0
198.0
290.0
3.10
3.74
4.78
R.B. Puente aguas arriba río Tejar
R.B. Estación Telemétrica Saucío
R.B. Confluencia río Sisga
Río Sisga Confluencia con río Bogotá
20-abr
0.62*
05-may
02-abr
2.34*/1.18
0.57
114.2
288.4
412.0
2.35
3.09
3.60
04-may
1.33*/1.60
0.64
181.0
214.7
269.0
1.41
1.83
2.18
02-abr
1.15*
1.17
163.2
284.8
400.0
3.23
4.50
5.33
04-may
1.46*
1.10
172.3
218.0
264.0
4.55
4.75
5.09
02-abr
6.75*
22.5
23.3
24.6
6.01
6.34
6.97
18.7
19.2
21.7
6.25
6.45
6.68
4.24
4.60
04-may
R.B. Estación Hidrológica Santa Rosita
02-abr
7.91*/2.80
0.70
53.0
59.3
81.0
3.82
R.B. Puente Santander
02-abr
4.48*/1.60
1.30
47.3
49.2
55.0
5.59
6.07
6.62
55.2
70.3
82.7
3.12
4.10
5.55
R.B. Compuerta Achury
R.B. Puente Florencia
03-abr
22-abr
03-abr
6.22
2.12
42.8
55.0
60.8
4.23
4.73
4.99
66.5
80.0
88.6
5.00
5.56
5.99
22-abr
8.36
2.54
43.0
51.6
84.4
5.64
5.87
6.09
06-abr
9.77
2.65
114.5
117.8
121.5
2.90
3.58
4.60
24-abr
8.93
2.51
89.3
92.5
95.9
3.00
3.31
3.99
06-abr
16.79
4.38
188.3
204.2
235.0
1.15
2.11
2.55
24-abr
10.62
3.46
156.6
193.7
245.0
0.77
1.08
1.43
07-abr
15.75
2.15
207.0
225.1
240.0
1.27
1.62
2.28
27-abr
6.69
1.01
200.0
224.1
248.0
0.41
0.79
1.28
07-abr
3.42
226.0
244.2
255.0
0.69
1.21
2.40
27-abr
2.30
218.0
234.0
245.0
0.07
0.20
0.46
08-abr
1.90
312.0
376.8
439.0
0.27
0.58
1.00
29-abr
0.99
417.0
496.0
557.0
0.04
0.29
0.87
R.B. Pte Humedal Jaboque (Parque La
Florida)
08-abr
2.14
324.0
360.0
419.0
0.09
0.43
0.94
29-abr
1.28
409.0
493.5
533.0
0.01
0.62
1.65
Francisco
14-abr
403.0
410.7
432.0
0.41
0.77
1.69
Confluencia río Fucha
14-abr
552.0
701.6
774.0
0.00
0.19
0.71
R.B. Saucedal
28-abr
536.0
564.3
594.0
0.01
0.12
0.38
Aguas Arriba Estación de bombeo
Gib l Estación de bombeo Gibraltar
Descarga
15-abr
2.09
425.0
453.9
484.0
0.08
0.23
0.60
545.0
655.1
847.0
3.10
3.21
3.32
15-abr
2.46
448.0
452.6
462.0
0.00
0.40
0.87
30-abr
1.81
556.0
570.7
591.0
0.06
0.12
0.29
16-abr
1.46
359.0
428.2
461.0
0.10
0.21
0.44
30-abr
0.78
716.0
881.9
1095.0
0.02
0.14
0.40
R.B. Estación de Calidad Las Huertas
16-abr
2.09
368.0
410.8
489.0
0.09
0.18
0.31
Apulo
17-abr
316.0
363.8
381.0
7.81
8.18
8.48
R.B. Puente Portillo
17-abr
416.0
424.9
433.0
5.40
6.55
6.80
R.B. Estación El Espino
R.B. Estación LG Puente Vargas
R.B. Puente la Balsa
R.B. Puente La Virgen
R.B. Estación LG El Cortijo
R.B. Estación LG La Isla
Confluencia río Tunjuelo
( ) Caudal estimado con curva de calibración
2.88
15-abr
25.0**
(*) Caudal aforado
2.6
(**) Caudal aproximado
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El análisis de la variación de la calidad del agua a nivel diario con datos tomados en
días diferentes bajo condiciones de caudal medio y de caudal bajo permiten apreciar los
efectos del fenómeno de dilución y de la influencia de los procesos de transporte por
advección y dispersión longitudinal de los contaminantes que se transportan a lo largo
del río. Se observan específicamente diferencias en las magnitudes de los picos
observados de los determinantes (dilución), y diferencias en los tiempos de arribo y
tiempo al pico de los polutogramas observados en cada estación (advección y dispersión
longitudinal diferencial para diferentes caudales).
Estas características se pueden observar claramente en las Figura 6 a Figura 10 para
diferentes estaciones sobre el río Bogotá. Nótese cómo para caudal bajo, la
conductividad es mayor (líneas azules), y cómo, para caudal alto, la conductividad es
menor (líneas rojas). Obsérvese también que para caudal bajo los picos de los
polutogramas ocurren más tarde (líneas azules) y para caudal alto los picos ocurren
antes debido al menor tiempo de viaje (líneas rojas).
Magnitud
menor
(dilución)
Tiempo pico
Figura 6 – Efectos de dilución y disminución del tiempo al pico para condiciones de
caudal alto en la estación de Saucío
Magnitud
menor
(dilución)
Tiempo pico
Figura 7 – Efectos de dilución y disminución del tiempo al pico para condiciones de
caudal alto en el Río Bogotá aguas arriba de la confluencia con el Río Sisga
En la Figura 8 se observa como el pico del polutograma de conductividad para el caudal
alto de 15.75 m3/s observado a las 9 am, generado probablemente por la descarga de la
PTAR de Chía se presenta retrasado 6 horas (observado a las 15 pm) para el caudal bajo
de 6.69 m3/s. La variación diaria por lo tanto se ve totalmente alterada en los dos días de
mediciones en la estación la Balsa.
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Figura 8 – Efectos de dilución y disminución del tiempo al pico para condiciones de
caudal alto en el Río Bogotá en la estación La Balsa
En la estación Cortijo aguas abajo de la entrada del Río Juan Amarillo se registraron
igualmente condiciones en dos días diferentes para caudal medio con niveles de mira de
1.90 m, y de caudal bajo de 0.99 m. Nótese el efecto de dilución en el determinante de
conductividad para las condiciones de caudal alto correspondiente a 150 μS/cm menos
(ver Figura 9). Estas mismas características se presentan 4 km aguas abajo en la
estación del Puente de la Alameda en el Humedal Jaboque (ver Figura 10).
Figura 9 – Efectos de dilución y disminución del tiempo al pico para condiciones de
caudal alto en el Río Bogotá en la estación Cortijo
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Figura 10 – Efectos de dilución y disminución del tiempo al pico para condiciones de
caudal alto en el Río Bogotá en la estación Puente Humedal Jaboque
En la estación de la Isla aguas abajo de la estación de bombeo de aguas residuales de
Gibraltar se observa que el efecto de dilución genera un descenso de 120 μS/cm en la
conductividad bajo condiciones del caudal más alto (ver Figura 11). El valor observado
entre 450 y 460 μS/cm es sin embargo todavía muy alto denotando la falta de
asimilación de carga contaminante del río Bogotá en esta zona.
Figura 11 – Efectos de dilución y disminución del tiempo al pico para condiciones de
caudal alto en el Río Bogotá en la estación la Isla antes de la confluencia del Río
Tunjuelo
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Las mediciones realizadas en dos o más estaciones consecutivas el mismo día han
permitido evidenciar aspectos muy importantes que deben considerarse en la estrategia
de muestreo de la calidad del agua dinámica. Estos aspectos se analizan en las figuras
que se presentan a continuación en las cuales se grafican los valores de conductividad
versus tiempo registrados el mismo día en dos estaciones sucesivas conformando un
tramo del río Bogotá. En las figuras la línea azul corresponde a la conductividad
registrada en la estación de aguas arriba y la línea verde la conductividad registrada
aguas abajo.
En la Figura 12 se presentan los registros de conductividad versus tiempo tomados el
día 20 de abril de 2009 en las estaciones sobre el Río Bogotá aguas abajo de la quebrada
Chingacio, municipio de Villapinzón, y el Puente sobre el Río Bogotá aguas arriba del
río Tejar en cercanías al municipio de Chocontá. Nótese claramente que el gran
aumento de conductividad observado en la estación aguas arriba (línea azul) a las 12
p.m, probablemente debido a descargas industriales de curtiembres, no fue registrado
durante las 4 horas siguientes en la estación aguas abajo (línea verde). Es claro entonces
que el tiempo de viaje de los solutos en el tramo de aproximadamente 7.3 km es mayor
a 4 horas para el caudal aforado de 0.49 m3/s. Lo importante para resaltar es que si se
hubiesen realizado mediciones de calidad del agua en estas dos estaciones este día, bajo
esas condiciones de caudal, los datos no servirían para calibrar un modelo dinámico de
calidad del agua en el tramo por cuanto no se hubiese alcanzado a capturar la dinámica
correspondiente.
Figura 12 – Registros de conductividad versus tiempo en estaciones sucesivas Puente
aguas abajo quebrada Chingacio – Puente aguas arriba río Tejar (20 de abril de 2009)
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Incluso para un caudal mayor de 0.72 m3/s registrado el 5 de mayo de 2009 se confirma
que estas dos estaciones quedarían muy espaciadas para realizar mediciones que
permitan calibrar un modelo dinámico de calidad del agua (ver Figura 13). Esto por
cuanto el tiempo de viaje tan alto en el tramo no permite que se capture la dinámica de
la calidad del agua observada arriba en el sitio aguas abajo. Obsérvese que la
conductividad eléctrica es un indicador de sólidos disueltos cuyo comportamiento es
conservativo en el transporte y aún así no se ha registrado el polutograma que se ha
presentado aguas arriba. En este caso sería necesario continuar el monitoreo por más
tiempo aguas abajo.
Figura 13 – Registros de conductividad versus tiempo en estaciones sucesivas Puente
aguas abajo quebrada Chingacio – Puente aguas arriba río Tejar (5 de mayo de 2009)
Un comportamiento muy diferente para mediciones realizadas el mismo día en
estaciones sucesivas se presenta para el caso del tramo conformado por la estación de
Saucío, aguas abajo de Chocontá, y la estación de monitoreo localizada 2.5 km aguas
abajo antes de la confluencia del Río Sisga. Nótese en las Figuras 14 y 15 como
claramente el polutograma que se presenta aguas arriba se registra retrasado en la
estación aguas abajo. Mediciones de determinantes de calidad del agua que se realicen
en las dos estaciones, bajo condiciones de caudal similares a las observadas durante los
días de monitoreo, servirán para calibrar un modelo dinámico por cuanto se capturarán
potencialmente los efectos de los procesos de transporte en el tramo.
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Figura 14 – Registros de conductividad versus tiempo en estaciones sucesivas Saucío –
Río Bogotá antes de la confluencia del Río Sisga (2 de abril de 2009)
Figura 15 – Registros de conductividad versus tiempo en estaciones sucesivas Saucío –
Río Bogotá antes de la confluencia del Río Sisga (4 de mayode 2009)
En las Figuras 16 y 17, para el caso de las estaciones de monitoreo de el Espino y
Puente Vargas, se presenta una condición similar a la de las estaciones localizadas abajo
de la quebrada Chingacío y arriba del Río Tejar en la que no se alcanza a capturar en el
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polutograma aguas abajo la dinámica observada aguas arriba en el tramo. La estrategia
de monitoreo por lo tanto debe contemplar la longitud de los tramos y el tiempo de viaje
entre estaciones
Figura 16 – Registros de conductividad versus tiempo en estaciones sucesivas El
Espino – Puente Vargas (6 de abril de 2009)
Figura 17 – Registros de conductividad versus tiempo en estaciones sucesivas El
Espino – Puente Vargas (24de abril de 2009)
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El tramo monitoreado más interesante fue el conformado por las estaciones de El
Cortijo aguas debajo de la PTAR Salitre y Puente de la Alameda en el Humedal
Jaboque (Parque de la Florida) localizada 3 km aguas abajo (ver Figura 18 y Figura 19).
Los polutogramas de conductividad registrados aguas arriba en dos días diferentes de
medición y diferente caudal fueron observados desfasados en el tiempo aguas abajo.
Claramente los datos de conductividad de las dos estaciones sirven para calibrar un
modelo de transporte de solutos y de tiempos de viaje de los contaminantes. Nótese que
comparando las Figuras 18 y 19, se presentan mayores tiempos de arribo para
condiciones de caudal bajo y ocurre una dispersión longitudinal mayor. Naturalmente,
los datos servirían en el caso de tratarse de datos de otros determinantes de calidad del
agua, para calibrar las tasas de las reacciones físiquímicas y biológicas de un modelo
dinámico de calidad del agua.
Figura 18 – Registros de conductividad versus tiempo en estaciones sucesivas Cortijo –
Humedal Jaboque condición de caudal alto (8 de abril de 2009)
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Figura 19 – Registros de conductividad versus tiempo en estaciones sucesivas Cortijo –
Humedal Jaboque condición de caudal bajo (29de abril de 2009)
En la Figura 18, bajo condiciones de caudal medio, se observa como la conductividad
en la estación del Cortijo aumenta drásticamente de 340 a 440 μS/cm entre las 12:30 pm
a las 15:45 pm, seguramente por la llegada por el río Juan Amarillo y la descarga de la
PTAR de la contaminación doméstica de la cuenca del Salitre. En forma interesante, las
mediciones realizadas como parte de este Producto, también han permitido vislumbrar
la dinámica de la calidad del agua de los ríos afluentes Fucha y Tunjuelo y las descargas
de las estaciones de bombeo de Navarra, Rivera y Gibraltar.
En las mediciones realizadas en el Río Fucha el 14 de Abril de 2009 se deduce un muy
alto nivel de contaminación de este afluente por encontrarse registros de conductividad
similares a los de agua residual fresca en un colector de alcantarillado, mayores a 750
μS/cm. Nótese en la Figura 20 que el pico de contaminación del polutograma de sólidos
disueltos llega al río Bogotá también hacia las 12:30 pm.
Igual comportamiento del tiempo al pico ocurrió para el vertimiento de la estación de
bombeo de Gibraltar el día 15 de abril de 2009 (ver Figura 21). Nótese para este caso
que el efecto de la descarga no se alcanza a registrar en la estación de la Isla aguas abajo
del vertimiento por presentarse un tiempo de viaje mayor al tiempo del monitoreo
realizado.
Un caso contrario, para el cual se ha alcanzado a observar cómo los vertimientos y la
mala calidad de un río afluente afectan la dinámica de la calidad del agua del río
Bogotá, se presenta en la estación de Saucedal aguas abajo de las estaciones de bombeo
de Navarra y Rivera y del Río Fucha (ver Figura 22).
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Figura 20 – Registros de conductividad versus tiempo en ríos afluentes al Río Bogotá Fucha (14de abril de 2009)
Figura 21 – Registros de conductividad versus tiempo en vertimientos de aguas
residual doméstica - Gibraltar (15de abril de 2009)
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Figura 22 – Efectos de los vertimientos de aguas residual doméstica y un río afluente
contaminado en la dinámica de la calidad del agua de la fuente receptora – Caso
Navarra, Rivera y Río Fucha en el Río Bogotá (28 de abril de 2009)
El estudio de la dinámica de la calidad del agua del río Tunjuelo y su efecto en la
dinámica de la calidad del agua del río Bogotá indica, para dos días de mediciones con
condiciones diferentes, la gran influencia de la estación de bombeo la Isla cerca de la
confluencia al río Bogotá, y el alto tiempo de viaje que ocurre hasta la estación las
Huertas, donde no pudo ser registrado el polutograma de entrada (ver Figura 23 y
Figura 24).
Nótese en las Figuras 23 y 24 el vertimiento en la estación de bombeo la Isla se realiza
por periodos y a horas diferentes los dos días de medición afectando notoriamente la
calidad del agua del Río Tunjuelo.
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Informe Producto No. 2
26
Figura 23 – Dinámica de la calidad del agua del Río Tunjuelo y su influencia en el Río
Bogotá en la estación las Huertas (16 de abril de 2009)
Figura 24 – Dinámica de la calidad del agua del Río Tunjuelo y su influencia en el Río
Bogotá en la estación las Huertas (30 de abril de 2009)
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Informe Producto No. 2
27
Se realizaron mediciones para el entendimiento de la dinámica de la calidad del agua en
la cuenca baja en las estaciones del Puente aguas abajo de la confluencia del Río Apulo
y Puente Portillo. Los resultados se presentan en la Figura 25. Se observa poca dinámica
en la calidad del agua del río con un aumento en el tiempo de la conductividad menor a
20 μS/cm y un aumento entre las dos estaciones de 80 μS/cm, cuya causa no pudo ser
identificada y requiere revisión.
Figura 25 – Dinámica de la calidad del agua del Río Bogotá en la Cuenca Baja – Apulo
– Puente Portillo en Tocaima (17 de abril de 2009)
2.3
Conclusiones del estudio de entendimiento inicial de la dinámica actual de la
calidad del agua del Río Bogotá
Las principales conclusiones de las mediciones de determinantes medidos in situ y del
análisis de la dinámica actual de la calidad del agua del Río Bogotá se pueden resumir
en los siguientes aspectos generales y específicos:
1. Es posible obtener gran cantidad de información del comportamiento dinámico
de la calidad del agua de un río y sus afluentes mediante mediciones de
determinantes de calidad del agua monitoreados in situ en forma
aproximadamente continua (cada 10 minutos).
2. El registro continuo de la conductividad eléctrica del agua, la cual es un
determinante indicador de la concentración de sólidos disueltos del agua,
proporciona un método preciso, rápido, útil y poco costoso para estudiar la
dinámica temporal diaria de la calidad del agua de un río. Si bien el oxígeno
disuelto puede medirse in situ la estabilización de los sensores disponibles es
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Informe Producto No. 2
28
más demorada y éstos son más delicados y propensos a dañarse. Por su parte el
pH no presenta una señal tan estable y su correlación con otros determinantes de
calidad del agua no es tan clara como para la conductividad eléctrica. La
temperatura del agua presenta buenas señales, pero como su rango de variación
es relativamente bajo, se requiere un cambio considerable de temperatura en los
vertimientos y afluentes para generar cambios perceptibles en la corriente
receptora. El agua contaminada no necesariamente presenta diferencias de
temperatura con el agua de la corriente receptora.
3. El análisis de la variación de la calidad del agua a nivel diario con datos tomados
in situ en días diferentes bajo condiciones de caudal medio y de caudal bajo
permiten apreciar claramente los efectos del fenómeno de dilución y de la
influencia de los procesos de transporte por advección y dispersión longitudinal
de los contaminantes que se transportan a lo largo del río.
4. Con el fin de capturar la dinámica de la calidad del agua en un tramo y tomar
datos que sirvan para calibrar un modelo dinámico de calidad del agua es
absolutamente necesario programar adecuadamente la toma de muestras,
teniendo en cuenta que el tiempo de monitoreo debe ser mayor al tiempo de
viaje de los solutos y determinantes reactivos desde la estación aguas arriba
hasta la estación agua abajo.
5. El monitoreo en estaciones separadas más de 4 km con tiempos de viaje de los
solutos mayores a 5 horas en el Río Bogotá, generan limitaciones de monitoreo
diurno para la captura de la dinámica de la calidad del agua que permita la
calibración del modelo.
6. Se observa que en la parte superior de la cuenca alta, hasta la estación de Saucío
aguas abajo de Chocontá, la variación temporal de la calidad del agua es muy
importante debido a la influencia de los vertimientos de curtiembres. La
conductividad en el río alcanza valores comparables a los de efluentes de
vertimientos de aguas residuales domésticas y a los del Río Bogotá aguas abajo
del río Fucha y los niveles de oxígeno alcanzan condiciones críticas entre
Chingacío y Saucío con valores cercanos a 0. A partir de Puente Santander, en
Suesca, se observa un aumento de la conductividad hasta Bogotá causado por los
diferentes vertimientos domésticos e industriales. La dinámica de la calidad del
agua es nuevamente muy alta en la ciudad de Bogotá debido a las variaciones
horarias de los vertimientos de la PTAR Salitre y los ríos Juan Amarillo, Fucha,
Tunjuelo, Balsillas y Soacha y los vertimientos domésticos de Jaboque, Rivera,
Navarra, Gibraltar y las descargas de agua residual de Soacha.
7. La variación diurna en el oxígeno disuelto es relativamente importante en la
parte baja de la cuenca alta entre Puente Vargas y la Virgen, y está afectada por
el nivel de dilución alcanzado para el caudal particular del Río Bogotá en esa
zona. La zona de condiciones anaerobias se extiende actualmente incluso aguas
arriba de la estación de la Virgen para condiciones de caudal bajo.
8. Los picos de contaminación del agua residual de Bogotá llegan al Río Bogotá
hacia el medio día por el Río Juan Amarillo, Fucha, Gibraltar y Tunjuelo y hacia
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Informe Producto No. 2
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las 10 y 11 de la mañana por Jaboque, Rivera, Navarra y el río Soacha y los
colectores del municipio. Esto afecta en forma compleja y no obvia la dinámica
de la calidad del agua en diferentes estaciones a lo largo de la cuenca media
como la Isla y las Huertas, donde el monitoreo debe prolongarse entrada la tarde
y/o la noche si se quisiera capturar la dinámica de los vertimientos
correspondientes localizados aguas arriba.
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3. ESTRATEGIA DE MEDICIÓN DE LA CALIDAD DEL
AGUA RECOMENDADA
En este Capítulo se presenta la estrategia de medición recomendada por el grupo de
trabajo de la Universidad para capturar la dinámica de la calidad del agua del río Bogotá
de tal forma que se pueda contar con la información necesaria para la calibración y
validación del modelo dinámico de calidad del agua del río con la menor incertidumbre.
3.1
Estrategia propuesta
La recomendación de la estrategia de medición de la calidad del agua a ser
implementada durante las campañas de mediciones previstas surge a partir de las
conclusiones presentadas en el Capítulo 2, de los resultados obtenidos mediante las
mediciones de determinantes tomados in situ, y del entendimiento alcanzado, hasta el
momento, de la dinámica actual de la calidad del agua del Río Bogotá. Se entiende que
la estrategia como tal es flexible, y podrá adaptarse a medida que se adquiera mayor
conocimiento de la dinámica de la calidad del agua del río Bogotá.
Se propone la siguiente estrategia de medición desarrollada por pasos:
1) Selección de los tramos de medición teniendo en cuenta los recursos de personal
y equipos; la capacidad de procesamiento de muestras de laboratorio de
ingeniería ambiental; la longitud y el tiempo de viaje de los solutos y
contaminantes reactivos en el tramo; la carga contaminante; la dinámica de la
calidad del agua, criterios hidráulicos, geomorfológicos y otros.
2) Definición de los determinantes a ser monitoreados y realización de acuerdos
con el Laboratorio de Ingeniería Ambiental (LIA) de la Universidad Nacional de
Colombia encargado de los protocolos de toma, preservación, transporte y
análisis de muestras.
3) Programación flexible y ajustable en campo de las horas de toma de muestras a
partir de:
a. El comportamiento de la conductividad medida in situ en forma continua
en la estación aguas arriba durante el día de las mediciones en el tramo
b. El tiempo de viaje calculado y/o modelado, para el caudal observado o
aforado el día de las mediciones, que se presenta para el transporte de
solutos conservativos hasta las estaciones intermedias de monitoreo y la
estación de aguas abajo.
4) Toma, preservación, transporte y análisis de muestras de agua con ajuste a la
programación anterior y los protocolos definidos como parte del diseño de la
metodología de mediciones.
5) Realización de mediciones hidrosedimentológicas e hidráulicas durante y a
posteriori de la realización de la campaña de calidad del agua, para la
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recolección de información necesaria para la implementación de los modelos
hidráulicos de cada tramo.
3.2
Descripción detallada de la estrategia y ejemplos
De la experiencia adquirida en las mediciones realizadas como parte del presente
Producto descritas en el Capítulo 2 se prevee que es posible, y se recomienda capturar la
dinámica de la calidad del agua en un tramo de estudio diario del río (pasos 2 y 3
descritos arriba) mediante:
a. El registro continuo de los polutogramas de sólidos disueltos (i.e.
variable subrogada conductividad) en la estación localizada agua arriba.
b. La toma de muestras de agua para análisis en el laboratorio de los
determinantes definidos en la estación de análisis cuando se presenten
quiebres o cambios notorios en esta variable (conductividad).
c. Anotación de la hora de toma de muestra y de las características del
quiebre o cambio de pendiente del perfil temporal registrado en la
estación de análisis y comunicación de esta información a las estaciones
de monitoreo localizadas aguas abajo.
d. Programación de las horas de toma de muestras de agua para análisis en
las estaciones aguas abajo a partir de la hora de toma aguas arriba
utilizando el modelo de tiempos de viaje del tramo.
e. Toma de muestras a la hora programada en las estaciones de aguas abajo
previa verificación en campo de la ocurrencia de los quiebres
anteriormente informados de los valores de conductividad registrados en
forma continua.
La estrategia se ilustra mediante los ejemplos de las Figuras 26, 27 y 28, utilizando
registros de conductividad reales tomados como parte del entendimiento de la dinámica
de la calidad del agua del presente Producto en los tramos aguas abajo Chingacío –
arriba Río Tejar y Cortijo – Humedal Jaboque.
En la Figura 26 se presentan dos condiciones posibles bajo caudales diferentes que
pueden presentarse durante el registro in situ de conductividad, el día de mediciones de
la campaña de calidad del agua, en el sitio previsto aguas arriba. En los dos casos la
estrategia de monitoreo recomendada resulta en la toma de muestras a las horas
indicadas en círculos. Nótese los quiebres que se presentan en los registros de
conductividad y las grandes variaciones de conductividad entre toma de muestras.
Nótese que la estrategia resulta en toma de muestras a intervalos de tiempo no regulares
que pretenden capturar la dinámica en la calidad del agua de los diferentes
determinantes de calidad del agua utilizando para la definición de la hora de toma la
variable subrogada de conductividad medida in situ.
En las Figuras 27 y 28 se presentan igualmente dos condiciones posibles bajo caudales
diferentes que podrían ocurrir en una estación aguas arriba (línea azul). Las Figuras
ilustran el proceso de programación de hora de toma de muestras descrito anteriormente
para dos estaciones, una aguas arriba y otra aguas abajo. Nótese que la muestra 1 de la
estación aguas abajo se toma a partir de la estimación del tiempo de viaje de un soluto
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conservativo en el tramo. Las demás muestras se toman como se indica, a partir de la
información de quiebres del perfil temporal observado de conductividad en la estación
de aguas arriba informada al personal de la estación aguas abajo.
Figura 26 – Estrategia de medición y toma de muestras en la estación aguas arriba a
partir de quiebres en el perfil temporal de conductividad medida in situ.
Figura 27 – Estrategia de medición y toma de muestras recomendada en dos estaciones
sucesivas Ejemplo Cortijo – Humedal Jaboque condición 1.
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Figura 28 – Estrategia de medición y toma de muestras recomendada en dos estaciones
sucesivas Ejemplo Cortijo – Humedal Jaboque condición 2.
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4. SELECCIÓN DE SITIOS DE MEDICIÓN
En este Capítulo se presenta la selección de sitios de medición para aprobación de la
EAAB, incluyendo su justificación, y los criterios tenidos en cuenta para su
consideración en las campañas de medición dinámica de la calidad del agua.
4.1 Metodología y criterios seguidos en la selección de los sitios de medición
Para calibrar y validar el modelo dinámico de calidad del agua es necesario recopilar
información de determinantes de calidad en sitios clave sobre el río Bogotá y sus
principales afluentes y sitios de vertimientos puntuales con el fin de reducir la
incertidumbre asociada con los procesos físico-químicos y biológicos que ocurren a lo
largo de la corriente y en particular las tasas de reacción, reaireación, volatilización,
sedimentación, etc.
La selección de los puntos óptimos de medición y el diseño de la metodología de las
campañas de monitoreo requieren de un amplio conocimiento del río y de la calidad del
agua en diferentes estaciones a lo largo del mismo, los sitios de vertimientos
industriales y domésticos puntuales y de la localización de los principales afluentes.
Para seleccionar los sitios de medición se implementó la metodología holística que se
presenta a continuación. Esta metodología consistió en seis pasos:
1) Revisión, en primera instancia, de los sitios de ubicación de las estaciones de
monitoreo hidrométricas, i.e. limnimétricas y limnigráficas, y de calidad del
agua existentes bajo la operación de la CAR, la EAAB y el IDEAM.
Posteriormente se examinó la calidad y longitud de las series de registro de
datos de dichas estaciones (CAR-UNAL, 2009).
2) Revisión de los sitios de monitoreo de la calidad del agua, y los datos de caudal,
concentración y carga contaminante de diferentes determinantes de calidad del
agua monitoreados en diversos estudios realizados en la cuenca del Río Bogotá,
en particular los estudios CAR – Cuervo Muriel Ingenieros (2001), EAAB –
Universidad de los Andes (2003, 2005, 2006), CAR – Consorcio Cuencas
(2007), EAAB (2007), CAR-UNAL (2009), entre otros.
3) Revisión de información de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de
Bogotá (E.A.A.B. E.S.P) referente a los objetivos de calidad y alcances del
modelo (éstos se han definido en el Primer Producto Técnico del presente
Contrato).
4) Revisión de los resultados de la modelación de la calidad del agua del Río
Bogotá realizada con el modelo QUAL2K, recalibrado y validado por la
Universidad Nacional, utilizando la información de los estudios Universidad de
los Andes (2003) y CAR – Consorcio Cuencas (2007) con el fin de entender la
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capacidad de asimilación de carga contaminante de los diferentes determinantes
de calidad del agua que tiene el río por tramos.
5) Con toda la información revisada se propusieron preliminarmente sitios de
medición de la dinámica de la calidad del agua del Río Bogotá, y se realizaron
las mediciones de determinantes medidos in situ descritos en el Capítulo 2 para
mejorar el conocimiento del comportamiento dinámico de la calidad del agua
del río.
6) Con base en la información obtenida en campo se analizó la variabilidad
espacial y temporal de la calidad del agua en las diferentes subcuencas del río, y
en los diferentes tramos de monitoreo. Este análisis permitió realizar sugerencias
de la longitud y tiempos de viaje que debían tener los tramos de estudio con el
doble propósito de hacer viables las mediciones diurnas, y capturar la dinámica
de la calidad del agua de tal forma que se cuente con la información útil y
requerida para calibrar un modelo dinámico de calidad del agua del río.
Como resultado de la metodología de identificación de los sitios de medición se
seleccionaron setenta y cuatro (74) puntos de monitoreo. Como durante cada campaña
es necesario, por efectos de balance de masa, repetir algunos puntos de medición a
medida que se avanza hacia aguas abajo, se deben considerar en total el equivalente a
ochenta y dos (82) sitios de medición. La selección de los sitios de medición tuvo en
cuenta la división entre municipios, la infraestructura existente para medición de
caudales, la facilidad de acceso al punto de monitoreo, y la variación espacial y
temporal de la contaminación por vertimientos domésticos e industriales.
Los sitios de medición seleccionados para monitorear los vertimientos industriales
puntuales, las aguas provenientes de ríos y quebradas afluentes, y los puntos
intermedios sobre el Río Bogotá permitirán realizar balances de masa de carga
contaminante por tramos del río y calibrar el modelo con baja incertidumbre.
De acuerdo con las características geomorfológicas más representativas de los diferentes
puntos de ubicación de las estaciones, la cuenca del Río Bogotá se subdividió en tres
cuencas menores denominadas Cuenca Alta, Cuenca Media y Cuenca Baja. La Cuenca
Alta se define (desde Villapinzón hasta la estación de de Puente La Virgen en Cota), la
Cuenca Media (desde Puente La Virgen hasta las compuertas de Alicachín a la salida de
la sabana de Bogotá) y la Cuenca Baja (desde Alicachín y San Antonio del Tequendama
hasta Girardot).
En las Tablas 4, 5 y 6 se presenta la conformación del subsistema de monitoreo en
conjunto con el identificador de referencia (ID), la abscisa y las coordenadas en
coordenadas planas y geográficas. El identificador de referencia relaciona los puntos de
medición sobre el Río Bogotá con las letras R.B y un contador; sobre los ríos afluentes
con las letras AF; y sobre vertimientos industriales y domésticos con las letras V.I y
V.F, respectivamente.
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Tabla 4 - Estaciones de medición pertenecientes a la Cuenca Alta del Río Bogotá.
Baja
Media
Cuenca Alta
Alta
Sitios de medición
R.B. Aguas arriba V/pinzón zona rural
R.B. Aguas arriba V/pinzón vía principal
Confluencia quebrada Chigualá
R.B. Puente plaza de mercado V/pinzón
R.B. Puente última descarga alcantarillado
V/pinzón
Confluencia Quebrada San Pedro
R.B. Puente acceso Stock 4:40
R.B. Puente de madera - acceso aguas abajo
quebrada Chingacio y curtiembres
R.B. Puente Hacienda-Pto intermedio
R.B. Agregados Chocontá y Descargas
Agregados Chocontá
R.B. Puente de madera Tarabita-Pto
intermedio
R.B. Puente aguas arriba Río Tejar
Confluencia Río Tejar
R.B. Puente vía Chocontá- Cucunubá
Descarga PTAR Chocontá
R.B. Puente aguas abajo PTAR Chocontá
R.B. Estación Telemétrica Saucío
R.B. Aguas arriba Río Sisga y Confluencia
Río Sisga
R.B. Estación Hidrológica Santa Rosita
R.B. Puente Santander
Descarga PTAR Suesca
Confluencia RíoTominé
R.B. Compuerta Achury
R.B. Puente Gachancipá
Descarga PTAR Gachancipá
R.B. Puente vehicular vía ECOPETROL
R.B. Puente Tulio Botero
Descarga PTAR Tocancipá
Descarga Bavaria aguas arriba Termozipa
Descarga Termozipa
R.B. Parque Panaca
R.B. Estación El Espino
Confluencia Río Negro
Confluencia Río Teusacá
R.B. Estación LG Puente Vargas
R.B. Puente del Común
Descarga PTAR Chía
R.B. Aguas arriba Confluencia CanalTorca
R.B. Puente la Balsa
Confluencia Río Frío
K0+000
K2+241
K4+243
K4+589
Coordenadas
N (m)
E (m)
1070822 1055097
1070106 1053628
1068691 1053126
1068332 1053083
Coordenadas
Lat N
Long W
5°14'21.3''
73°35'2.4''
5°13'58''
73°35'50.1''
5°13'12''
73°36'6.5''
5°13'0.3''
73°36'7.9''
R.B. 4
K5+227
1068010
1052876
5°12'49.8''
73°36'14.6''
AF 2
R.B. 5
K7+974
K11+161
1066551
1065565
1051623
1049677
5°12'2.4''
5°11'30.3''
73°36'55.3''
73°37'58.5''
R.B. 6 - V.I 1
K12+969
1064624
1048896
5°10'59.7''
73°38'23.9''
R.B. 7
K14+470 *
1064396
1048348
5°10'52.8"
73°38'44.7"
R.B. 8 - V.I 2
K15+245
1063593
1048101
5°10'26.1''
73°38'49.7''
R.B. 9
K17+295 *
1062887
1046095
5°10'3.7"
73°39'57.6"
R.B. 10
AF 3
R.B. 11
V.D 1
R.B. 12
R.B. 13
K20+260
K21+708
K23+995
K24+931
K26+100
K32+003
1062160
1061507
1061133
1060588
1060051
1056755
1045232
1044623
1042701
1042281
1041964
1041153
5°9'39.6''
5°9'18.3''
5°9'6.2''
5°8'48.4''
5°8'31''
5°6'43.7''
73°40'22.9''
73°40'42.7''
73°41'45.1''
73°41'58.8''
73°42'9.1''
73°42'35.5''
R.B. 14 - AF 4
K34+533
1055218
1039836
5°5'53.7''
73°43'18.3''
R.B. 15
R.B. 16
V.D 2
AF 5
R.B. 17
R.B. 18
V.D 3
R.B. 19
R.B. 20
V.D 4
V.I 3
V.I 4
R.B. 21
R.B. 22
AF 6
AF 7
R.B. 23
R.B. 24
V.D 5
R.B. 25
R.B. 26
AF 8
K40+172
K45+827
K46+552
K51+250
K51+520
K70+411 *
K70+421
K75+621
K77+238
K77+625
K81+036
K84+273
K88+636
K91+990
K94+941
K107+544
K113+305
K126+380
K128+789
K136+063
K142+312
K144+073
1056381
1055045
1054465
1050641
1050880
1044329
1044119
1042192
1041547
1041318
1041216
1041577
1041719
1044154
1044311
1038288
1035999
1029592
1029222
1026032
1025810
1026542
1035898
1031628
1031335
1030516
1030207
1021609
1021861
1019132
1017845
1017583
1015905
1013474
1012500
1011758
1010352
1008494
1007819
1005354
1004271
1003818
1000717
999548
5°6'31.6''
5°05'48.2''
5°05'29.3''
5°03'24.8''
5°03'32.6''
4°59'59.9"
4°59'52.8''
4°58'50.1''
4°58'29.1''
4°58'21.6''
4°58'18.3''
4°58'30.1''
4°58'34.7''
4°59'54''
4°59'59.1''
4°56'43''
4°55'28.5''
4°51'59.9''
4°51'47.9''
4°50'4''
4°49'56.8''
4°50'20.6''
73°45'26.1''
73°47'44.7''
73°47'54.3''
73°48'20.9''
73°48'30.9''
73°53´11.1"
73°53'1.7''
73°54'30.3''
73°55'12''
73°55'20.6''
73°56'15''
73°57'33.9''
73°58'5.5''
73°58'29.6''
73°59'15.3''
74°0'15.6''
74°0'37.5''
74°1'57.5''
74°2'32.7''
74°2'47.4''
74°4'28''
74°5'6''
ID
Abscisa
R.B. 1
R.B. 2
AF 1
R.B. 3
* Abscisado aproximado del sitio de medición.
Tabla 5 - Estaciones de medición pertenecientes a la Cuenca Media del Río Bogotá.
Cuenca Media
Sitios de medición
R.B. Puente La Virgen
Descarga PTAR Cota
Confluencia Humedal La Conejera
Confluencia Río Chicú
R.B. Estación Vuelta Grande
Confluencia Río Juan Amarillo
R.B. Estación LG El Cortijo
R.B. Pte Humedal Jaboque (Parque La Florida)
Descarga Vertimieto Engativá
R.B. Puente Cundinamarca
R.B. Puente zona franca Kr 123
ID
Abscisa
R.B. 27
V.D 6
AF 9
AF 10
R.B. 28
AF 11
R.B. 29
R.B. 30
V.D 7
R.B. 31
R.B. 32
K155+156
K155+571
K174+500
K176+344
K179+369
K180+467
K181+435
K184+450
K185+450 *
K192+271
K195+031
Coordenadas
N (m)
E (m)
1022071
997992
1022476
997895
1018320
995715
1018201
994600
1016324
994097
1015878
994848
1014926
994497
1014692
992712
1014121
991868
1011025
989446
1008878
989270
Coordenadas
Lat N
Long W
4°47'55.1''
74°5'56.5''
4°48'8.3''
74°5'59.6''
4°45'53''
74°7'10.4''
4°45'49.1''
74°7'46.5''
4°44'48''
74°8'2.9''
4°44'33.5''
74°7'38.5''
4°44'2.5''
74°7'49.9''
4°43'54.9''
74°8'47.8''
4°43'36.6"
74°9'14.6"
4°41'55.5'' 74°10'33.8''
4°40'45.6'' 74°10'39.5''
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Sitios de medición
Descarga Estaciones Navarra y Rivera
R.B Puente acceso Hacienda San Francisco
Confluencia Río Fucha
R.B. Aguas Arriba Saucedal
R.B. Aguas Arriba Gibraltar
Descarga Estación de bombeo Gibraltar
R.B. Estación LG La Isla
Confluencia Río Tunjuelo
Confluencia Río Balsillas
Confluencia Río Soacha
R.B. Estación de Calidad Las Huertas
R.B. Puente Indumil
Descarga colectores Soacha
R.B. Puente Mondoñedo
R.B. Aguas arriba compuerta Alicachín
ID
Abscisa
V.D 8
R.B. 33
AF 12
R.B. 34
R.B. 35
V.D 9
R.B. 36
AF 13
AF 14
AF 15
R.B. 37
R.B. 38
V.D 10
R.B. 39
R.B. 40
K195+051*
K197+004
K197+977
K198+997 *
K201+963 *
K202+013
K211+560
K212+187
K217+349
K221+602
K222+259
K223+359 *
K225+794
K232+762 *
K232+962
Coordenadas
N (m)
E (m)
1008914
989328
1007863
990660
1007501
991604
1007024
990486
1006987
990452
1005787
988386
1003706
984459
1002219
984470
1002587
980841
1000270
982033
999484
981346
999736
9808044
997628
980825
994216
979440
994340
979476
37
Coordenadas
Lat N
Long W
4°40'47.1" 74°10'36.9"
4°40'12.5''
74°9'54.4''
4°40'0.8''
74°9'23.7''
4°39'45.5"
74°9'59.5"
4°39'44.4"
74°10'0.5"
4°39'4.9''
74°11'8.1''
4°37'57.2'' 74°13'15.5''
4°37'8.8''
74°13'15.2''
4°37'20.7'' 74°15'12.9''
4°36'5.3''
74°14'34.2''
4°35'39.7'' 74°14'56.5''
4°35'48.2" 74°15'13.0"
4°34'39.3'' 74°15'13.4''
4°32'48.5" 74°15'57.1"
4°32'52.2'' 74°15'57.1''
* Abscisado aproximado del sitio de medición.
Tabla 6 - Estaciones de medición pertenecientes a la Cuenca Baja del Río Bogotá.
Cuenca Baja
Sitios de medición
R.B. Aguas abajo Charquito
R.B. Estación Salto 1
R.B. Puente colgante aguas arriba La Guaca
Descarga La Guaca
Confluencia quebrada Santa Marta
Confluencia Río Calandaima
Confluencia Río Apulo
R.B. Puente vehicular aguas abajo Río Apulo
R.B. Puente Portillo
Descarga Tocaima
R.B. La Campiña
ID
Abscisa
R.B. 41
R.B. 42
R.B. 43
V.I 5
AF 16
AF 17
AF 18
R.B. 44
R.B. 45
V.D 11
R.B. 46
K238+364 *
K241+065
K261+160
K262+400
K262+450
K277+840
K283+189
K283+450
K291+200
K296+314
K346+446
Coordenadas
N (m)
E (m)
997183 976335
998364 974372
999527 958585
999273 957452
999187 958115
989203 947168
991365 942773
990628 942314
984288 941050
984071 937271
967601 920549
Coordenadas
Lat N
Long W
4°34'25.1" 74°17'37.7"
4°35'3.2''
74°18'42.7''
4°35'40.8'' 74°27'14.9''
4°35'32.5'' 74°27'51.7''
4°35'29.7'' 74°27'30.2''
4°30'4.5''
74°33'25.1''
4°31'14.8'' 74°35'47.7''
4°30'50.8''
74°36'2.6''
4°27'24.4'' 74°36'43.4''
4°27'17.2''
74°38'46''
4°18'20.4'' 74°47'47.5''
* Abscisado aproximado del sitio de medición.
4.2
Sitios recomendados para medición de la calidad dinámica de la calidad del
agua y calibración del modelo
A continuación se presenta la justificación y una descripción general de cada uno de los
sitios de medición seleccionados. La descripción de los sitios se realizó desde aguas
arriba hacia aguas abajo.
R.B. Aguas arriba V/pinzón zona rural
Este sitio ha sido seleccionado para instalar una estación fija de monitoreo de la
cantidad y calidad del agua que sirva como condición de frontera para determinar el
efecto contaminante que produce el municipio de Villapinzón, i.e. el casco urbano y el
área rural. En este punto las condiciones de calidad del agua del río son óptimas y se
cuenta con un tramo que presenta escasa intervención antrópica.
El punto de monitoreo seleccionado cuenta con un tramo recto de 50 m de longitud y
una sección transversal cuyo ancho superficial es menor a 3.5 m.
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R.B. Aguas arriba V/pinzón vía principal
Este sitio presenta una variación significativa de la calidad del agua del río con respecto
al sitio de medición anterior, debido a las descargas que realizan las zonas agrícolas
ubicadas aguas arriba. Una vez el río pasa por este punto, 600 m aguas abajo inician las
primeras descargas directas del casco urbano del municipio de Villapinzón. Hasta este
punto puede considerarse que las descargas realizadas están relacionadas principalmente
con actividades agrícolas y ganaderas, i.e. fertilizantes y pesticidas. Aguas abajo del
puente hay un tramo recto de 250 m con bancas estables cubiertas por material vegetal.
Confluencia quebrada Chigualá
Este sitio ha sido seleccionado puesto que es uno de los dos grandes colectores del
municipio de Villapinzón. En los reconocimientos de campo se percibió una gran carga
contaminante, caracterizada por un fuerte olor y alta presencia de residuos sólidos. De
acuerdo con el fontanero del municipio, este colector recoge las aguas del costado
occidental de Villapinzón, particularmente las del matadero. Este sitio se encuentra
ubicado a 40 m de la casa de la cultura del municipio.
R.B. Puente plaza de mercado V/pinzón
Este punto de monitoreo permite contar con una condición de frontera para determinar
el impacto generado por las descargas de la mitad del municipio (ya incluye la quebrada
Chigualá), y sirve como frontera para determinar la carga contaminante que genera la
confluencia de la quebrada Quincha.
R.B. Puente última descarga alcantarillado V/pinzón
En esta estación se puede monitorear la última descarga de aguas residuales del
alcantarillado de Villapinzón. La estación permitirá realizar el monitoreo del Río
Bogotá aguas arriba de la descarga, así como en la descarga del alcantarillado. Con esta
información se puede fijar la base de contaminación del municipio de Villapinzón antes
de la zona de curtiembres.
Confluencia Quebrada San Pedro
En esta quebrada son vertidas en forma directa descargas de curtiembres ubicadas en la
margen derecha de la carretera Bogotá-Tunja. El monitoreo de esta quebrada puede dar
información relevante acerca de los vertimientos de las curtiembres y su impacto sobre
la calidad del agua del Río Bogotá.
R.B. Puente acceso Stock 4:40
Este punto de monitoreo permite realizar la cuantificación de la carga contaminante
producida por gran parte de las curtiembres de Villapinzón. No obstante, aguas abajo
aún existen algunas descargas de curtiembres. Este punto sirve como condición de
frontera entre la última descarga del alcantarillado de Villapinzón y gran parte de las
descargas de la zona de curtiembres. El acceso en vehículo es fácil y el tramo
seleccionado es recto.
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R.B. Puente de madera - acceso aguas abajo quebrada Chingacio y curtiembres
Este sitio de monitoreo permite cuantificar el efecto combinado de afectación y
asimilación de la carga contaminante producida por parte de las curtiembres de
Villapinzón y el alcantarillado del municipio. El sitio seleccionado está ubicado dentro
de terrenos que pertenecen a la CAR. El acceso en vehículo es fácil y el tramo
seleccionado es recto por más de 150 m, lo cual permite la instalación de un sistema
apropiado de relación nivel-caudal para monitorear la cantidad de agua que pasa por
este punto en las campañas de monitoreo.
R.B. Puente Hacienda-Pto intermedio
Este sitio de monitoreo permite captar información de los procesos de asimilación que
tiene el río después de las descargas de la gran mayoría de curtiembres ubicadas en el
municipio de Villapinzón. Durante las campañas de entendimiento de la dinámica de la
calidad del agua este sitio arrojó información útil para caracterizar los procesos que
ocurren en la cuenca alta del Río Bogotá.
R.B. Agregados Chocontá y Descargas Agregados Chocontá
Este punto permite monitorear la carga contaminante que vierten las areneras y/o
cementeras ubicadas en cercanías a la zona. En este sitio es necesario monitorear las dos
descargas principales que se dan 3 m aguas arriba del puente vehicular (canal abierto) y
50 m aguas abajo de éste (tubería sumergida en la margen izquierda del río).
R.B. Puente de madera Tarabita-Pto intermedio
En este sitio de medición ya han entrado todas las descargas de las curtiembre de
Villapinzón. Por esta razón, este punto sirve como condición de frontera para delimitar
la afectación que generan las curtiembres.
R.B. Puente aguas arriba río Tejar
Este punto se encuentra ubicado aguas abajo de las descargas de curtiembres de
Villapinzón, y sobre un tramo recto cuya sección transversal es constante. Es un punto
clave porque permite monitorear la calidad del Río Bogotá antes de la entrada del río
Tejar y antes de las descargas del municipio de Chocontá. Este punto permite establecer
condiciones de frontera entre los municipios de Villapinzón y Chocontá, de tal forma
que se puedan aislar las cargas contaminantes producidas por cada municipio.
Confluencia río Tejar
El río Tejar es un afluente del Río Bogotá que ingresa aguas arriba del casco urbano del
municipio de Chocontá. Pese a tener una mejor calidad del agua que el Río Bogotá, allí
drenan residuos de fertilizantes y plaguicidas empleados en el costado nororiental del
casco urbano de Chocontá. Este sitio de medición permitirá establecer un balance de
carga contaminante aguas arriba de Chocontá.
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R.B. Puente vía Chocontá- Cucunubá
Este punto ha sido seleccionado con el fin de estimar la calidad del agua antes de la
PTAR del municipio de Chocontá. De esta forma se puede determinar la influencia de
las descargas directas y difusas realizadas por los proyectos agrícolas del área de
influencia, y se puede monitorear si existen conexiones erradas y/o vertimientos directos
al río de las aguas residuales del municipio de Chocontá.
Descarga PTAR Chocontá
Este punto ha sido seleccionado como estación móvil, con el fin de monitorear la
calidad del agua vertida por la PTAR y asistir la toma de decisiones relativas al
mantenimiento y rediseño de la planta. La estación de monitoreo se debe ubicar en el
interior de la PTAR, justo después del vertimiento de la última laguna a la tubería de
descarga.
R.B. Puente aguas abajo PTAR Chocontá
Este punto ha sido preseleccionado como estación móvil, con el fin de estimar el efecto
de la descarga de la PTAR de Chocontá en la calidad del agua del Río Bogotá. En este
punto se podrá dimensionar el impacto que ejerce el casco urbano y el área rural del
municipio de Chocontá sobre el Río Bogotá.
R.B. Estación Telemétrica Saucío
Aprovechando las ventajas que ofrece la estación telemétrica instalada, en este punto
podrá estimar en forma continua la carga contaminante producida por el municipio de
Chocontá. Conjuntamente con el sitio de medición ubicado en el puente aguas arriba del
río Tejar, Saucío brindará información precisa de la capacidad de asimilación de la
carga contaminante vertida por los municipios de Villapinzón y Chocontá.
R.B. Aguas arriba Río Sisga y Confluencia Río Sisga
Las aguas descargadas del embalse del Sisga presentan una buena calidad del agua que
causa un efecto positivo en la capacidad de asimilación del Río Bogotá en la cuenca
alta. Conjuntamente con las mediciones de Saucío y Santa Rosita, este sitio de
monitoreo permitirá cuantificar el efecto de recuperación en el Río Bogotá antes de los
municipios de Santa Rosita y Suesca.
R.B. Estación Hidrológica Santa Rosita
Este sitio de medición permitirá establecer un punto de control para el análisis de la
capacidad de autopurificación del Río Bogotá en la Cuenca Alta. Considerando las
pendientes longitudinales y las características geomorfológicas del Río Bogotá desde el
municipio de Villapinzón hasta Santa Rosita, se considera que el río presenta
condiciones físicas típicas de un río de montaña. El comportamiento hidráulico del río
en la cuenca alta permite obtener una mayor capacidad de autopurificación que en la
cuenca media.
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R.B. Puente Santander
Monitorear la calidad de agua en este punto sirve como condición de frontera en el
análisis de la cuenca alta y media del río. Aguas arriba de este punto, el Río Bogotá es
utilizado principalmente en la captación y descarga de aguas utilizadas en proyectos
agrícolas y pecuarios. Aguas abajo de este punto está instalada la PTAR del municipio
de Suesca y la pendiente del río disminuye en forma considerable.
Descarga PTAR Suesca
Este punto ha sido seleccionado con el fin de monitorear la calidad del agua vertida por
la PTAR y asistir la toma de decisiones relativas al mantenimiento y rediseño de la
planta.
Confluencia río Tominé
En general las aguas de la descarga del embalse del Tominé presentan una mejor calidad
que el agua del Río Bogotá a la altura de la confluencia de estos dos cuerpos de agua,
aguas abajo del municipio de Suesca. Este sitio de medición permitirá cuantificar el
impacto de la descarga del embalse.
R.B. Compuerta Achury
En este punto se puede monitorear el efecto contaminante causado por el municipio de
Suesca y su área rural, y el efecto de la descarga del embalse de Tominé. La
información recolectada en este punto de monitoreo y en Tocaima (Puente Tulio
Botero), permitirá establecer la influencia de la carga contaminante aportada
principalmente por Gachancipá y su área rural.
R.B. Puente Gachancipá
Este sitio de medición sirve para establecer condiciones de frontera entre los municipios
de Gachancipá y Tocancipá. Antes de este punto ingresan al río descargas de industrias
papeleras y agroindustriales. 20 mts aguas abajo de este punto se encuentra la descarga
de la PTAR de Gachancipá.
Descarga PTAR Gachancipá
Este punto ha sido seleccionado con el fin de monitorear la calidad del agua vertida por
la PTAR y asistir la toma de decisiones relativas al mantenimiento y rediseño de la
planta.
R.B. Puente vehicular vía ECOPETROL
En conjunto con las mediciones de Puente Florencia (o fija en Compuerta Achury), este
sitio permitirá estimar la carga contaminante vertida por el municipio de Gachancipá y
su área rural. Este sitio se encuentra ubicado a la entrada de Tocancipá en el sentido
Tunja-Bogotá.
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R.B. Puente Tulio Botero
Este punto sirve como condición de frontera para analizar en forma continua las
descargas producidas por los municipios de Gachancipá y parte del área rural de
Tocancipá en el tramo Compuerta Achury – Puente Tulio Botero. De igual forma, sirve
para monitorear en forma continua la influencia de las descargas industriales (y de la
PTAR de Tocancipá) existentes entre Tocancipá y el parque Panaca (antigua Hacienda
El Triunfo), permitiendo cuantificar la capacidad de asimilación del río en este sector.
Descarga PTAR Tocancipá
Este punto ha sido seleccionado con el fin de monitorear la calidad del agua vertida por
la PTAR y asistir la toma de decisiones relativas al mantenimiento y rediseño de la
planta.
Descarga Bavaria aguas arriba Termozipa
Las aguas descargadas en este punto están caracterizadas por generar un olor altamente
irritante y una conductividad muy alta (2.50 mS/cm). Se estableció que existen dos
descargas fuertes sobre el río, la primera se genera por medio de una tubería expuesta de
aproximadamente 8 pulgadas y la segunda por medio de una tubería sumergida del
mismo diámetro. Las descargas se realizan en forma directa sobre el río.
Descarga Termozipa
Esta central descarga vertimientos al Río Bogotá por medio de tres procedimientos
industriales. El primero es la remoción de cenizas en base húmeda, en donde las aguas
descargadas presentan una gran concentración de sólidos suspendidos. La segunda
descarga se hace después de una trampa de grasas, y aguas abajo existen vertimientos de
las torres de enfriamiento, lo cual constituye la tercera descarga. La central realiza dos
muestreos anuales de calidad y cantidad del agua vertida y esta información es
suministrada a la CAR.
R.B. Parque Panaca
Este punto permitirá monitorear en forma continua las descargas industriales existentes
en el área de influencia de Tocancipá. El parque Panaca es un sitio estratégico puesto
que divide a los municipios de Tocancipá y Zipaquirá, permitiendo establecer
condiciones de frontera aguas arriba y aguas abajo para cuantificar las cargas
contaminantes que éstos aportan en forma directa y difusa.
R.B. Estación El Espino
Este punto permitirá monitorear la carga contaminante vertida en la zona agroindustrial
de aguas abajo de Panaca, y el efecto de la confluencia del río Neusa. En este punto
existe mezcla completa de las descargas mencionadas anteriormente, y se establecería
un punto de control aguas arriba de las descargas de Zipaquira por el río Negro.
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Confluencia río Negro
Este punto permitiría monitorear el efecto de la carga contaminante vertida por el
municipio de Zipaquirá. Las inspecciones realizadas al Río Bogotá permitieron
establecer que aguas abajo del río Negro, el Río Bogotá sufre un deterioro notable en
calidad del agua y aspecto físico. Una vez entra la descarga del río Negro puede
detectarse sobre el Río Bogotá un olor a aguas residuales y una gran cantidad de
residuos sólidos sobre el río.
Confluencia río Teusacá
Este sitio de medición permitirá monitorear la calidad del agua que vierte el río
Teusacá, con el fin de establecer correctamente un balance de carga contaminante en la
estación ubicada en Puente Vargas (aguas abajo). De acuerdo con los parámetros de
campo medidos en las campañas de entendimiento de la dinámica, el río Teusacá
presenta una mejor condición de calidad hídrica que el Río Bogotá.
R.B. Estación LG Puente Vargas
Este sitio permitirá obtener una condición de frontera para estimar la carga
contaminante vertida entre los municipios de Zipaquirá y Cajicá. Los dos principales
afluentes entre estos municipios son el río Negro y el río Teusacá. No obstante, los
reconocimientos de campo permitieron establecer que en este tramo ingresan las
descargas industriales de Refisal y productos Familia, así como descargas de varios
invernaderos. Conjuntamente con la información recolectada en Puente La Balsa, este
sitio de medición permitirá conocer en el balance de carga existente entre Cajicá y Chía.
R.B. Puente del Común
Por medio de este punto de monitoreo y el de Puente Vargas se podrán establecer las
cargas contaminantes directas y difusas que tienen lugar en este tramo de 13 km. De
igual forma, esta información permitirá monitorear la calidad del agua del Río Bogotá
antes de la descarga de la PTAR del municipio de Chía y del canal Samaria que, en la
actualidad, descarga las aguas de la parte sur occidental de Chía (barrios Samaria, San
Jorge y Proleche) directamente al Río Bogotá sin ningún tipo de tratamiento.
Descarga PTAR Chía
Este punto ha sido seleccionado con el fin de monitorear la calidad del agua vertida por
la PTAR y asistir la toma de decisiones relativas al mantenimiento y rediseño de la
planta.
R.B. Aguas arriba Confluencia Canal Torca
En el reconocimiento de campo se identificó que la entrada del Canal Torca genera una
afectación notoria de la calidad del agua del Río Bogotá. Este canal recoge las aguas
residuales e industriales de la zona de Guaymaral y Torca. El olor en la confluencia es
bastante fuerte y el color del agua es negro. En conjunto con las descargas de Chía, el
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Informe Producto No. 2
44
efecto de las cargas contaminantes y la respuesta asimilativa del río pueden
monitorearse aguas abajo en Puente La Balsa.
R.B. Puente la Balsa
Conjuntamente con la información recolectada en Puente Vargas, este punto de
medición permitirá monitorear los vertimientos realizados al río entre los municipios de
Cajicá y Chía. En este sector se han identificado descargas importantes que se realizan
principalmente a la altura de la PTAR de Chía y el canal de Torca. En general el paso
del Río Bogotá por Chía está regulado por la alta presencia de buchón que causa un
efecto de retención de partículas suspendidas.
Confluencia río Frío
El río Frío descarga aguas lluvias y residuales provenientes principalmente de los
municipios de Cajicá y Chía. La calidad del agua es bastante deteriorada antes de la
confluencia con el Río Bogotá y se observa una gran cantidad de residuos sólidos
vertidos. Ésta es la descarga principal de aguas altamente contaminadas al Río Bogotá
entre Puente La Balsa y Puente La Virgen.
R.B. Puente La Virgen
En el tramo Puente La Balsa y Puente La Virgen existen descargas industriales y
domésticas de predios pertenecientes al área rural de los municipios de Chía y Cota que
están ubicados en la zona aledaña a la ribera del río. La descarga más importante se
realiza en la confluencia del río Frío. Este sitio de monitoreo servirá como condición de
frontera para monitorear las altas cargas contaminantes que vierte el municipio de Cota,
el humedal La Conejera y la descarga del río Juan Amarillo.
Descarga PTAR Cota
La planta de tratamiento de aguas residuales del municipio de Cota no está en
funcionamiento. Adicionalmente, se están construyendo más descargas directas al Río
Bogotá para aliviar las descargas de la población creciente. La información recolectada
en este punto permitirá cuantificar el efecto de las descargas que se están realizando, y
rediseñar la PTAR que requiere el municipio.
Confluencia Humedal La Conejera
En las visitas de campo se pudo observar que actualmente están siendo descargadas
directamente aguas residuales al humedal. En el sector de Suba, en el paso por la
avenida Ciudad de Cali, puede advertirse el vertimiento de residuos sólidos y de aguas
contaminadas al humedal. Aproximadamente 45 m aguas arriba de la confluencia del
humedal se unen dos tramos que colectan aguas descargadas por el alcantarillado de
sectores de Suba adyacentes a la ronda de este cuerpo de agua.
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Confluencia río Chicú
El río Chicú transporta aguas vertidas con alta cantidad de nutrientes, lo cual se ve
reflejado en un crecimiento acelerado de buchón. La presencia de estas plantas asciende
a más de un kilómetro aguas arriba de la confluencia con el Río Bogotá. De acuerdo con
los habitantes de la zona cada vez es más notoria la contaminación de este río por los
vertimientos de aguas servidas a lo largo de su cauce.
R.B. Estación Vuelta Grande
En este sitio de medición se podrá monitorear la calidad del agua del Río Bogotá antes
de la confluencia del río Juan Amarillo. El punto de monitoreo más cercano sobre el Río
Bogotá hacia aguas arriba está ubicada antes de Cota en el Puente La Virgen, por esta
razón la información recolectada en Vuelta Grande permitirá analizar el impacto de las
descargas de Cota, el Humedal La Conejera y el río Chicú. Hacia aguas abajo, la
información recolectada en este punto y en El Cortijo y/o Jaboque permitirá determinar
el impacto de la confluencia del río Juan Amarillo y de la PTAR Salitre.
Confluencia río Juan Amarillo
El río Juan Amarillo transporta una gran carga contaminante antes de la confluencia con
el Río Bogotá. Éste es uno de los cuatro grandes cuerpos de agua (Juan Amarillo,
Fucha, Tunjuelo, Soacha) que vierten al Río Bogotá aguas residuales y aguas lluvia
dentro del perímetro urbano de Bogotá y Soacha. La información recolectada en este
punto permitirá determinar el impacto generado en la calidad del agua del Río Bogotá,
el cual puede ser monitoreado por medio de mediciones en El Cortijo y en Jaboque.
R.B. Estación LG El Cortijo
La ubicación actual de la Estación el Cortijo, aguas abajo de la confluencia del río Juan
Amarillo con el Río Bogotá y de la descarga de la PTAR el Salitre, es ideal para
monitorear y determinar el impacto de estos vertimientos en la calidad del agua del Río
Bogotá. El río Juan Amarillo conduce gran parte de las aguas residuales de la ciudad de
Bogotá, y dada la alta carga de materia orgánica que transporta este afluente y el del
tratamiento de la PTAR Salitre, el Río Bogotá alcanza condiciones anaeróbicas algunos
metros aguas abajo.
R.B. Puente Humedal Jaboque (Parque La Florida)
Monitorear la calidad del agua en este sitio permite cuantificar y hacer un balance de la
carga contaminante vertida al Río Bogotá después de los aportes del río Juan Amarillo,
el efluente de la PTAR el Salitre, el humedal Jaboque, así como de los vertimientos
directos al río de las zonas urbanas e industriales aledañas.
Descarga Vertimiento Engativá
Esta descarga se realiza por medio del interceptor Engativá-Cortijo y vierte las agua de
aproximadamente un millón de personas ubicadas en la zon. En las condiciones actuales
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Informe Producto No. 2
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se debe tener en cuenta esta descarga, pese a que a futuro serán tratadas por medio de la
PTAR Salitre.
R.B. Puente Cundinamarca
Es importante definir un punto de control para hacer el balance de la carga contaminante
vertida al Río Bogotá luego de recibir los aportes de la zona urbana e industrial de
Fontibón y Engativá.
R.B. Puente zona franca Kr 123
Esta estación sirve como condición de frontera para monitorear las descargas
industriales que aguas abajo de este puente son bombeadas directamente al río. Aguas
arriba de este puente existen descargas directas de conexiones erradas entre Puente
Cundinamarca y este punto.
Descarga Estaciones Navarra y Rivera
Estas estaciones de bombean las aguas provenientes de la zona industrial de Fontibón.
Las descargas se realizan en forma intermitente durante aproximadamente una hora,
cada dos horas, en condiciones de invierno. La afectación que causan pueden
monitorearse por medio de los datos tomados en Puente zona franca Kr 123 y Hacienda
San Francisco.
R.B Puente acceso Hacienda San Francisco
Este sitio de monitoreo permitirá establecer una condición de frontera aguas abajo de las
descargas industriales de Fontibón y aguas arriba del ingreso de las aguas vertidas por el
río Fucha.
Confluencia río Fucha
El río Fucha es uno de los grandes ríos que discurren a través de la ciudad de Bogotá y
recibe aportes directos de la red de alcantarillado y de conexiones erradas. La calidad
del agua de este río afecta notablemente la calidad del Río Bogotá, razón por la cual se
debe establecer un punto de monitoreo que permita hacer seguimiento a los avances en
la recuperación de este cuerpo de agua.
R.B. Aguas Arriba Saucedal
Este punto de medición sirve para estimar la afectación causada en el Río Bogotá por
las descargas del Río Fucha y las estaciones Navarra y Rivera. El punto de medición se
ubicará en cercanías a la estación Saucedal (EAAB), y su inclusión se debe a la
necesidad de establecer un punto intermedio de monitoreo que permita monitorear
durante una misma campaña las descargas mencionadas anteriormente.
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R.B. Aguas Arriba Gibraltar
Este punto de monitoreo sirve como condición de frontera para analizar el impacto
generado por la estación Gibraltar.
Descarga Estación de bombeo Gibraltar
Este punto de monitoreo permitirá caracterizar las aguas residuales procedentes del
sector sur-occidental de Bogotá bombeadas al río por medio de la estación Gibraltar.
Esta estación también bombea aguas lluvias conducidas por el Canal Cundinamarca.
R.B. Estación LG La Isla
Este punto está ubicado aguas arriba de la confluencia del río Tunjuelo y permitirá
establecer el impacto de la carga contaminante que éste vierte. De igual forma,
considerando las mediciones que se realicen en el Puente Hacienda San Francisco, en el
río Fucha y en la planta de bombeo de Gibraltar, la estación La Isla permite conocer el
balance de carga vertido hasta antes del río Tunjuelo.
Confluencia río Tunjuelo
El río Tunjuelo es otro gran afluente del Río Bogotá. Éste atraviesa el sur de la ciudad
de oriente a occidente y capta los vertimientos del alcantarillado y las descargas directas
de las zonas urbanas e industriales (2.5 millones de habitantes aproximadamente que
viven en Tunjuelito, Usme, Ciudad Bolivar y Sumapaz). La calidad del agua deteriorada
de este río, producto de la afectación generada por las múltiples industrias de minería y
curtiembres -entre otras- afecta notablemente la calidad del Río Bogotá. Por esta razón
se debe establecer un punto de monitoreo que permita hacer seguimiento a los avances
en la recuperación de este cuerpo de agua.
Confluencia río Balsillas
El río Balsillas drena las aguas residuales de la cuenca media zona baja. Municipios
como Subachoque, Mosquera y Madrid, y zonas urbanas e industriales del sector,
evacuan sus aguas de alcantarillado por medio de este afluente. Determinar la carga
contaminante que aporta este afluente es de suma importancia que resume los aportes de
la cuenca media zona baja.
Confluencia río Soacha
En este río los habitantes del sector nororiental y noroccidental del municipio de Soacha
descargan las aguas residuales en forma directa. Se requiere monitorear la carga
contaminante vertida por el río Soacha para establecer un balance de masa por medio de
la estación de calidad Las Huertas.
R.B. Estación de Calidad Las Huertas
Esta estación ubicada sobre el Río Bogotá permite monitorear la calidad hídrica aguas
abajo de los ríos Tunjuelo, Balsillas y Soacha. Aguas abajo de este punto ingresan los
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Informe Producto No. 2
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vertimientos de los colectores de la parte sur del municipio de Soacha. Actualmente este
punto de monitoreo cuenta con un sistema completo de estimación de caudales y
niveles, por medio de estaciones de medición de la CAR y de la EAAB.
R.B. Puente Indumil
Este punto sirve para monitorear el impacto de las descargas de los colectores de
Soacha. En el tramo de estudio en que interviene, aguas abajo de las descargas se
monitoreará el impacto generado por éstas por medio del monitoreo en el Puente
Mondoñedo.
Descarga colectores Soacha
Por medio de estos colectores los habitantes del sector suroccidental y suroriental del
municipio de Soacha descargan las aguas residuales en forma directa. Se requiere
monitorear la carga contaminante para establecer un balance de masa antes de la
compuerta de Alicachín.
R.B. Puente Mondoñedo
Punto que sirve como condición de frontera aguas abajo de las descargas de los
colectores del municipio de Soacha.
R.B. Salto - Compuerta Alicachín
Este punto permitirá monitorear la calidad del agua del Río Bogotá aguas abajo de todas
las descargas del municipio de Soacha. En cercanías a este punto existe control sobre
los caudales que se derivan para el embalse del Muña y para la central del Charquito
(central de la cadena de generación hidroeléctrica que regula EMGESA). De igual
forma, este punto sirve como condición de frontera para analizar la capacidad
asimilativa de la cuenca baja del Río Bogotá.
R.B. Aguas abajo Charquito
Aguas arriba de la compuerta de Alicachín parte del caudal es derivado para la Central
de Generación Charquito. Posteriormente etas aguas son vertidas nuevamente al Río
Bogotá. Este punto de monitoreo servirá para calibrar el modelo en un tramo de río de
montaña, caracterizado por cambios abruptos en la pendiente longitudinal.
R.B. Estación Salto 1
El monitoreo que se realice en esta estación permitirá medir la calidad del agua del Río
Bogotá aguas abajo del Salto del Tequendama. En este punto se estará monitoreando la
calidad del agua que pasa por la compuerta de Alicachín y la masa que ha retornado
después del paso de la central Charquito. En este punto EMGESA tiene ubicada la
central Salto 1 y se contaría con una seguridad alta para los equipos instalados.
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R.B. Puente colgante aguas arriba La Guaca
Este sitio de medición permitirá establecer un punto intermedio de control entre la
estación Salto 1 y la descarga La Guaca para analizar la capacidad asimilativa del río en
su paso por el sistema montañoso de San Antonio del Tequendama y Mesitas del
Colegio. Adicionalmente, permitirá tener una condición de frontera previa a las
descargas de La Guaca y la quebrada Santa Marta.
Descarga La Guaca
En este punto ingresan las aguas que han sido derivadas del embalse del Muña para ser
utilizadas en la cadena de generación hidroeléctrica de las centrales Paraiso y La Guaca.
Este punto de monitoreo sirve para conocer la carga contaminante de esta descarga y de
esta forma estimar con mayor precisión el balance de masa y el grado de asimilación de
la cuenca baja. Cuando se está operando a capacidad máxima el caudal de descarga
alcanza los 36 mcs.
Confluencia quebrada Santa Marta
En las campañas de medición de la calidad del agua del Río Bogotá realizadas en los
años 2002 y 2007 se detectó que esta quebrada transporta una alta carga contaminante
proveniente de las aguas vertidas en forma directa a este cuerpo de agua. Por esta razón,
y con el fin de obtener información confiable que permita redireccionar las gestiones
ambientales que se realicen, resulta necesario realizar un monitoreo de la calidad del
agua de esta quebrada antes del vertimiento al Río Bogotá.
Confluencia río Calandaima
Este es uno de los dos grandes afluentes que tiene el Río Bogotá en la cuenca baja (el
otro es el río Apulo). La calidad del agua de este río es bastante mejor que la del Río
Bogotá y desde este punto de vista se convierte en una fuente de regulación que mejora
la capacidad de autopurificación del Río Bogotá.
Confluencia río Apulo
El río Apulo es un afluente importante del Río Bogotá y por medio de él ingresan
importantes cargas de materia orgánica sin degradar que afectan notoriamente la
cantidad de oxígeno disuelto en la cuenca baja del Río Bogotá. Por medio de este punto
de monitoreo se podrá estimar un balance de cargas contaminantes en la cuenca baja
aguas arriba de Tocaima y Girardot. En este punto de monitoreo existe una estación
limnigráfica de la CAR.
R.B. Puente vehicular aguas abajo río Apulo
Por medio de este sitio de medición se podrá monitorear el Río Bogotá aguas abajo de
la confluencia del río Apulo y analizar la influencia que ejerce la carga contaminante
vertida por este afluente. Este punto de control sirve para establecer condiciones de
frontera aguas arriba de las descargas de Tocancipá y Girardot.
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R.B. Puente Portillo
En este puente se cuenta con una estación hidrométrica del IDEAM. Debido a la
existencia de instrumentación hidrometeorológica, se propone contar con un punto de
monitoreo que permita medir la calidad del agua sobre el Río Bogotá, aguas arriba de
los municipios de Tocaima y Girardot.
Descarga Tocaima
Este municipio cuenta con una población considerable que asciende a los 17000
habitantes. Las descargas del municipio se vierten en forma directa al Río Bogotá, y por
esta razón es importante realizar un monitoreo que permita orientar los planes de
ordenamiento y saneamiento del municipio.
R.B. La Campiña
En la actualidad esta es la última estación de monitoreo existente antes de la confluencia
del Río Bogotá y el río Magdalena. La CAR cuenta con equipos de monitoreo de la
calidad del agua y registro de niveles.
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5. DISEÑO PROPUESTO DE LAS CAMPAÑAS DE
MEDICIÓN
En este Capítulo se presentan en forma resumida los determinantes de calidad del agua
que se proponen medir, la programación de los tramos de estudio y el número de
muestras de laboratorio a analizar, los recursos disponibles de laboratorio de análisis y
los equipos que se comprarán como parte del proyecto. Para facilitar la lectura del
informe en este capítulo se presentan en forma resumida los protocolos que se seguirán
durante la ejecución de las campañas de mediciones hidráulicas y de calidad del agua
del Río Bogotá por parte del equipo de trabajo de la Universidad. Los protocolos
detallados de mediciones de aforos líquidos y sólidos y de toma, manejo, preservación,
almacenamiento y análisis de las muestras de calidad del agua se incluyen en los
Anexos 8 y 9 respectivamente.
Teniendo en cuenta la variabilidad espaciotemporal de la calidad del agua del Río
Bogotá, así como la diversidad de contaminantes, se ha diseñado un programa de
monitoreo multipropósito que permite valorar tanto la dinámica de la calidad del agua
del río como calibrar el modelo propuesto.
Para lograr este objetivo, se llevó a cabo el programa de monitoreo preliminar descrito
en el Capítulo 2 con el cual se pudo identificar y confirmar la variabilidad tanto espacial
como temporal de la calidad del agua del río. Como resultado se definieron los sitios de
medición que se consideran claves y con los cuales ese espera cubrir tanto la
variabilidad espacial, como temporal de la calidad del agua del río.
Para realizar una representación correcta de los procesos físico-químicos y biológicos
que afectan los diferentes determinantes de calidad del agua vertidos en forma dinámica
al río Bogotá, se seguirá la estrategia propuesta en el Capítulo 3 de medición por tramos
diarios desde Villapinzón hasta Girardot. Se realizará una programación de la hora de
toma de muestras considerando los tiempos de viaje de sustancias conservativas bajo las
condiciones hidáulicas existentes el día mismo de las mediciones entre el punto ubicado
aguas arriba del tramo seleccionado para el análisis y los puntos subsiguientes que se
van a monitorear. La anterior consideración es necesaria, como se explicó en el Capítulo
3, para garantizar que en todos los sitios de medición se registre el mismo polutograma
en las dos fronteras del tramo seleccionado. En resumen es necesario considerar en la
toma de muestras para análisis de laboratorio, cada día de mediciones, una ventana
temporal que garantice la captura de la dinámica observada a lo largo del tramo
seleccionado.
Se presenta a continuación la recomendación de los tramos diarios de estudio que se
monitorearán desde aguas arriba hacia aguas abajo incluyendo estaciones sobre el Río
Bogotá, sus principales afluentes y sitios de vertimientos domésticos e industriales. A
continuación se presenta la programación propuesta para realizar las campañas de
monitoreo, considerando los tiempos de viaje promedio de sustancias disueltas
conservativas que se presentan bajo condiciones de caudales medios (ver Tabla 7). Para
este propósito se ha utilizado el modelo de tiempos de viaje (Uniandes-EAAB, 2002)
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Informe Producto No. 2
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con algunas correcciones (CAR-Unal, 2009). Se incluye en la Tabla 7 un estimativo del
número de muestras que se analizarán.
Tabla 7 - Sitios de medición diarios recomendados y estimación del número de
muestras
Día
Fecha Propuesta
1
26-May-2009
2
27-May-2009
3
28-May-2009
4
29-May-2009
5
1-Jun-2009
6
2-Jun-2009
7
3-Jun-2009
8
4-Jun-2009
9
5-Jun-2009
10
8-Jun-2009
11
9-Jun-2009
12
10-Jun-2009
13
11-Jun-2009
14
12-Jun-2009
15
16-Jun-2009
Sitios de medición
R.B. Aguas arriba V/pinzón zona rural
R.B. Aguas arriba V/pinzón vía principal
Confluencia quebrada Chigualá
R.B. Puente plaza de mercado V/pinzón
R.B. Puente última descarga alcantarillado
V/pinzón
Confluencia Quebrada San Pedro
R.B. Puente acceso Stock 4:40
R.B. Puente de madera - acceso aguas
abajo quebrada Chingacio y curtiembre
R.B. Puente Hacienda-Pto intermedio
R.B. Agregados Chocontá y Descargas
Agregados Chocontá
R.B. Puente de madera Tarabita-Pto
intermedio
R.B. Puente aguas arriba Río Tejar
Confluencia Río Tejar
R.B. Puente vía Chocontá- Cucunubá
Descarga PTAR Chocontá
R.B. Puente aguas abajo PTAR Chocontá
R.B. Estación Telemétrica Saucío
R.B. Aguas arriba Río Sisga y Confluencia
Río Sisga
R.B. Estación Hidrológica Santa Rosita
R.B. Puente Santander
Descarga PTAR Suesca
Confluencia RíoTominé
R.B. Compuerta Achury
R.B. Puente Gachancipá
Descarga PTAR Gachancipá
R.B. Puente vehicular vía ECOPETROL
R.B. Puente Tulio Botero
Descarga PTAR Tocancipá
Descarga Bavaria aguas arriba Termozipa
Descarga Termozipa
R.B. Parque Panaca
R.B. Estación El Espino
Confluencia Río Negro
Confluencia Río Teusacá
R.B. Estación LG Puente Vargas
R.B. Puente del Común
Descarga PTAR Chía
R.B. Aguas arriba Confluencia Canal Torca
R.B. Puente la Balsa
Confluencia Río Frío
R.B. Puente La Virgen
R.B. Puente La Virgen
Descarga PTAR Cota
Confluencia Humedal La Conejera
Confluencia Río Chicú
R.B. Estación Vuelta Grande
R.B. Estación Vuelta Grande
Confluencia Río Juan Amarillo
R.B. Estación LG El Cortijo
R.B. Pte Humedal Jaboque (Parque La
Florida)
R.B. Pte Humedal Jaboque (Parque La
Florida)
No de Personas
requeridas para el
monitoreo
8
8
8
10
8
8
8
10
8
8
8
8
10
8
No. aproximado de
muestras
Análisis
Análisis
Parcial
Completo
2
2
4
4
4
-
4
4
-
5
-
4
-
6
-
4
-
4
2
4
4
4
5
-
4
-
4
4
4
2
4
4
4
4
5
4
2
4
4
4
4
4
4
4
4
4
5
4
4
4
2
1
1
4
5
4
5
1
1
1
5
8
4
-
EAAB – Universidad Nacional de Colombia
Contrato Interadministrativo 9-07-26100-1059-2008 – Modelación Dinámica de la Calidad del Agua del Río Bogotá
Informe Producto No. 2
Día
Fecha Propuesta
16
17-Jun-2009
17
18-Jun-2009
18
19-Jun-2009
19
23-Jun-2009
20
24-Jun-2009
21
22
25-Jun-2009
26-Jun-2009
Sitios de medición
Descarga Vertimieto Engativá
R.B. Puente Cundinamarca
R.B. Puente zona franca Kr 123
Descarga Estaciones Navarra y Rivera
R.B Puente acceso Hacienda San Francisco
Confluencia Río Fucha
R.B. Aguas Arriba Saucedal
R.B. Aguas Arriba Gibraltar
Descarga Estación de bombeo Gibraltar
R.B. Estación LG La Isla
R.B. Estación LG La Isla
Confluencia Río Tunjuelo
Confluencia Río Balsillas
Confluencia Río Soacha
R.B. Estación de Calidad Las Huertas
R.B. Puente Indumil
Descarga colectores Soacha
R.B. Puente Mondoñedo
R.B. Aguas arriba compuerta Alicachín
R.B. Aguas abajo Charquito
R.B. Estación Salto 1
R.B. Estación Salto 1
R.B. Puente colgante aguas arriba La
Guaca
Descarga La Guaca
Confluencia quebrada Santa Marta
Confluencia Río Calandaima
Confluencia Río Apulo
R.B. Puente vehicular aguas abajo Río
Apulo
R.B. Puente Portillo
Descarga Tocaima
R.B. La Campiña
No de Personas
requeridas para el
10
8
10
8
8
14
8
TOTAL
53
No. aproximado de
muestras
4
4
4
4
1
4
1
4
1
3
4
1
4
1
3
1
4
4
1
2
4
3
1
4
4
3
2
2
2
4
4
-
2
1
1
2
-
4
-
4
2
4
295
11
En total se tomaran 306 muestras por campaña, de las cuales 295 serán sometidas a los
análisis requeridos para la calibración del modelo Tabla 8.
Tabla 8 - Determinantes que serán medidos durante el Programa de Monitoreo para la
calibración del modelo y para análisis completos de calidad del agua como referencia
Determinante medido
Línea Base
Análisis Completo
Parámetros para medición “in situ”
pH
Temperatura
Conductividad
Oxígeno Disuelto (OD)
Nivel del Agua
Caudal
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Parámetros para medición en el laboratorio
Sólidos Totales
Sólidos Volátiles
Sólidos Suspendidos Totales
Sólidos Suspendidos Volátiles
Contaminación Orgánica
Carbono Orgánico Total
Demanda Bioquímica de Oxígeno
- Soluble (carbonacea y nitrogenada)
- Partículada (carbonacea y nitrogenada)
Demanda Bioquímica Ultima
Demanda Química de Oxígeno
NKT
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
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Informe Producto No. 2
Nitrógeno Orgánico Disuelto
Fósforo Total
SAMM (detergentes)
Coliformes Totales
Coliformes Fecales
Nutrientes
Nitritos como N
Nitratos como N
Nitrógeno Amoniacal como N
Fósforo Total (filtrado y no filtrado)
Contaminación Agrícola
Alcalinidad
Sulfuros
Sulfatos
Cloruros
Sólidos Totales Disueltos
Sólidos Totales Suspendidos
Pesticidas (organoclorados y organofosforados
RAS
Contaminación Industrial
Metales (cromo, cadmio, níquel, plomo, cobre,
hierro, manganeso, mercurio, y zinc.
Demanda Béntica
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
54
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
5.1 Recursos para el Programa de Monitoreo
Laboratorio
Los análisis de las variables propuestas se llevarán a cabo en el Laboratorio de
Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia, el cual cuenta con el
personal y los equipos necesarios para llevarlos a cabo. Además, el laboratorio se
encuentra registrado y autorizado ante el IDEAM para realizar los análisis mencionados,
y adelanta procesos para su acreditación.
Como parte de las actividades realizadas en el proyecto, se cuenta con el transporte
requerido para llevar el personal a los sitios seleccionados, así como las muestras
colectadas al laboratorio.
Igualmente, para la colección de las muestras se tienen los equipos y el personal
entrenado para llevar a cabo esta actividad. Para el desarrollo del trabajo de campo, el
jefe del equipo ha desarrollado un programa de planificación de las actividades que se
desarrollaran en cada estación de muestreo, así como los equipos y materiales
necesarios para llevarlas a cabo.
Muestreo
Previo a cada muestreo, el equipo de campo realizará las actividades de alistamiento de
materiales y equipos, así como la calibración de estos últimos. Igualmente, se
coordinará con el laboratorio, la entrega de los recipientes de muestreo los cuales
deberán estar limpios y con los preservativos requeridos, o esterilizados en caso que se
requiera (Tabla 9), así como las etiquetas para el marcado de los mismos.
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Informe Producto No. 2
55
El personal involucrado en las actividades de muestreo contará con:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Un mapa del área donde se especifique la localización de la estación de
muestreo
Un cuaderno donde se consignarán: la descripción de la estación de muestreo,
las actividades y procesos realizados
Los permisos que se requieran según el caso
Equipos y elementos de protección
Un listado de los análisis que se llevaran a cabo: “in situ” y en el laboratorio
Formatos de definición de volúmenes y preservativos requeridos para cada
análisis (Anexo 5 “Guía 1- Muestreo-Volúmenes y Preservación de Muestras”)
Formatos para consignación de los resultados medidos “in situ” (Anexo 7
FormatoA7.1)
Formatos de Cadena de custodia (Anexo 7 Formato A7.2)
Materiales de muestreo: recipientes, preservativos, etiquetas y marcadores;
recipientes para almacenamiento, y bloques de enfriamiento; equipos de
muestreo
Equipo de primeros auxilios
Tabla 9 - Recipientes de Muestreo y Procedimientos de lavado recomendados
Variable a ser analizada
Recipiente recomendado
Lavado recomendado
Pesticidas
organoclorados,
organofosforados y PCBs
Vidrio ambar de 1,000 ml con
tapa recubierta con teflón
Cd, Cr, Cu, Fe, Pb, Mn, Ni,
Zn
Polietileno 500-1,000 ml
Enjuagar 3 veces con agua de la
llave, 1 con ácido crómico, 3 con
agua libre de orgánicos, 2 con
acetona, 1 con acetona grado
pesticida, 2 con hexano grado
pesticida, secar destapad en
horno de aire caliente a 360°C
Enjuagar 3 veces con agua de
llave, 1 con ácido crómico (no
para cromo), 3 veces con agua
de la llave , y 1 con una solución
1:1 de ácido nítrico y 3 veces
con agua ultrapura
Acidez, Alcalinidad, As, Ca,
Cloruros, Color, Fluoruros,
dureza, Mg, residuo Nofiltrable,
pH,
K,
Na,
Conductividad,
Sulfatos,
Turbiedad
Carbono orgánico total; amonio,
nitrito, nitrato y nitrógeno total
Polietileno 1,000 ml
Enjuagar 3 veces con agua llave,
1 con ácido crómico, 3 con agua
llave, 1 con ácido nítrico 1:1 y 3
con agua destilada
Polietileno 250 ml
Fósforo Total
Vidrio (Sovirel) 50 ml
Enjuagar 3 veces con agua llave,
1 con ácido crómico, 3 con agua
llave, 1 con ácido nítrico 1:1 y 3
con agua destilada
Enjuagar 3 veces con agua llave,
1 con ácido crómico, 3 con agua
llave, 1 con ácido nítrico 1:1 y 3
con agua destilada
Para la toma de muestras, se seguirán los procedimientos estándar utilizando los
muestreadores seleccionados, y se colectaran dos tipos de muestras, puntuales e
integradas en tiempo. Con base en lo establecido para cada punto de muestreo, así como
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Informe Producto No. 2
56
los análisis que se llevarán a cabo, se tomarán los volúmenes de muestra en los envases
recomendados en a Guía 1 (Anexo 5), junto con los preservativos correspondientes.
Para las mediciones “in situ” se separarán porciones de muestra para las
determinaciones de los parámetros seleccionados. Todas las mediciones realizadas,
serán consignadas en el Formato 1 del Anexo 7.
Una vez colectadas las muestras se procede al proceso de etiquetado, consignando la
información sugerida en la Guía 2 (Anexo 6), igualmente se llenaran los formatos de
Cadena de Custodia (Formato 2 – Anexo 7). Las muestras se colocan en las neveras
para su transporte, asegurando una temperatura de 4°C hasta su entrega en el
laboratorio.
Equipos
El laboratorio de ingeniería ambiental (LIA) y el laboratorio de ensayos hidráulicos
(LEH, http://www.ing.unal.edu.co/gireh/) cuentan con las sondas multiparamétricas y
los equipos necesarios para realizar aforos líquidos y sólidos y para medir determinantes
de calidad del agua in situ como pH, conductividad, temperatura, oxígeno disuelto,
velocidad del viento, temperatura del aire, humedad relativa, y otros (ver Tabla 2,
http://www.ing.unal.edu.co/gireh/docs/pr_rios/prios3.htm). Como parte del proyecto se
recomienda la compra inicial de 2 sondas multiparamétricas AQUALAB cuyas
características se especifican en la Tabla 10 y que fueron recomendadas por el grupo de
trabajo en el proyecto CAR-UNAL (2009).
Tabla 10 - Especificaciones típicas de rendimiento para la sonda QUANTA HydrolabHach. Fuente: Hydrolab-Hach Introducing QUANTA
Temperatura
OD
Conductancia específica
pH
ORP
Profundidad 0‐25
Nivel de descarga
Salinidad
Rango
Precisión
Resolución
‐5 a 50 °C
±0. 20 °C
0.01 °C
0 ‐ 20 mg/l
±0. 2 mg/l
0. 1mg/l
0 – 100 mS/cm
±1%de lectura ±1 total
4 dígitos
0 a 14 unidades
±0.2 unidades
±0.01 unidades
‐999 a 999 mV
±20 mV
1 mV
0 a 25 m
±0.08m
0.01 m
0 a 10 m
±0.003m(± 0.01pies)
0.001 m
0 a 70 PSS
±1% de lectura ± 1total
0.01 PSS
La sonda Hydrolab-Hach Quanta es usada principalmente para monitoreo de calidad de
aguas subterráneas en pozos con diámetro superior a 4’’ y en aguas superficiales,
incluso si estas están contaminadas. Esta unidad (Figura 29), está compuesta por tres
componentes, la sonda encargada de tomar los datos a través de los sensores adaptables
para los diferentes parámetros a medir en campo, el display que provee de energía a
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todo al conjunto y muestra al operario en la pantalla el registro de cinco datos tomados
simultáneamente y el cable de conexión entre la sonda y el display.
Figura 29 - Sistema Hydrolab-Hach Quanta. Fuente: OTT Hydrometry Ltd. Quanta
/Quanta-G
Este tipo de sonda portátil es muy útil para realizar inspecciones regulares en campo y
verificar el estado de calibración de los equipos que son utilizados in situ, como los
sensores de conductividad, oxígeno disuelto, pH y turbidez. Además, el sensor de
temperatura viene incorporado en la sonda. El equipo usa baterías corrientes, puede
estar en operación aproximadamente de 12 horas continuas y la calibración es sencilla.
5.2 Medición de Parámetros “in situ”
Se ha establecido que los determinantes de calidad del agua pH, oxígeno disuelto,
conductividad y temperatura, así como el caudal, sean medidos en el sitio de monitoreo
mediante métodos estandarizados. En la Tabla 11 se resume el método de medición y el
tipo de equipo o dispositivo que se empleará en cada una de las estaciones.
El monitoreo del oxígeno disuelto, temperatura, conductividad, sólidos disueltos totales
y pH se llevará a cabo utilizando sondas multiparamétricas (Manual de uso sonda
multiparamétrica AQUALAB-Quanta para medición de determinantes de calidad del
agua), las cuales cuentan con sensores especiales para el registro y almacenamiento
continuo de datos.
Tabla 11 - Métodos usuales para la determinación de parámetros en línea
Parámetro
Caudal
Método de Medición
Correlación nivel - caudal
Equipo utilizado
Vertedero Crump
Curvas de calibración Nivel-Caudal
Canaleta Parshall
Vertederos de cresta delgada
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Transducción ultrasónica
Módulo ultrasónico de flujo
Área - velocidad
Molinete o micro molinete
Conductivímetro o electrodo de Rodamina
WT
pH-metro
Ensayos con trazadores
pH
Electrodo
Temperatura
Electrodo
Electrodo/
membrana/luminiscencia
Electrodo
Conductivímetro
Electrodo
Electrodo
Gravimétrico
Cono Imhoff
Oxígeno disuelto
Conductividad
Sólidos disueltos
Sólidos
sedimentables
58
Termómetro
Oxímetro
La medición del flujo en canales abiertos se realiza por medio de dispositivos primarios
y/o secundarios. Los dispositivos primarios son estructuras hidráulicas normales como
los canales artificiales y vertederos ubicados dentro del mismo canal. Los inspectores de
campo pueden medir la magnitud del flujo midiendo la profundidad del líquido en un
punto específico del dispositivo primario y correlacionando estas lecturas con curvas de
calibración establecidas previamente. En un vertedero, por ejemplo, el caudal es una
función de la altura del líquido sobre su cresta.
Por otra parte, los dispositivos secundarios miden la profundidad del líquido sobre los
dispositivos primarios y convierten la medición de profundidad en el caudal
correspondiente usando algunas relaciones matemáticas establecidas. Por lo general un
registrador mide el rendimiento del dispositivo secundario y proporciona los datos de
caudales instantáneos e históricos al operador del dispositivo. Algunos ejemplos de
dispositivos secundarios son los flotadores, los transductores ultrasónicos, los módulos
de flujo por burbujeo (bubbler flow module) y los módulos de medición área-tiempo,
entre otros.
Adicionalmente, pueden emplearse otros métodos para la medición de caudal como el
aforo utilizando micro molinete o por medio de ensayos con trazadores. Estos métodos
pueden utilizarse como complemento o en aquellos en los que las condiciones del sitio o
de la corriente lo ameriten. La metodología que se seguirá para la realización de aforos
líquidos durante y después de las campañas de medición de calidad del agua se describe
en forma detallada en al Anexo 8.
Para la realización de mediciones in situ de determinantes de calidad del agua, los
electrodos deberán limpiarse y calibrarse previamente en el laboratorio.
Para realizar las mediciones de pH se retira la tapa del equipo, se prende y lava con un
poco de agua destilada y se introduce hasta la marca indicada en el mismo, evitando
tocar algún elemento diferente a la muestra misma. Cuando el equipo registre un valor
constante durante al menos 15 segundos, se reporta este valor en el formato de campo
junto con la hora del monitoreo (a menos que el registro sea automático y se almacene
en memoria). Posteriormente, se lava el equipo con agua destilada, se tapa y guarda para
el siguiente punto de monitoreo. Al finalizar, el equipo se lava con abundante agua
destilada y se seca evitando tocar el electrodo. En la tapa del equipo se deja agua de
grifo para evitar que se seque completamente el electrodo. Debe tenerse en cuenta que
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algunos equipos requieren almacenamiento en una solución de KCl 3 molar por lo cual
se recomienda leer las instrucciones de operación, almacenamiento y mantenimiento de
los equipos antes de emplearlos. Finalmente, es importante registrar la temperatura del
agua en el momento de la medición ya que el valor de pH varía con la temperatura.
Si la medición no se realiza con el equipo en línea, puede realizarse siguiendo el
procedimiento anterior recogiendo una muestra de agua (mayor o igual a 3 litros) en un
balde previamente lavado con agua destilada y purgado con la propia agua de la
corriente en el sitio. La medición se realiza introduciendo el electrodo hasta la marca
indicada en el mismo evitando tocar las paredes del balde.
Para la medición en campo del OD se utiliza un oxímetro previamente calibrado
ajustado a la altura del sitio de análisis o muestreo (generalmente se hace en el momento
de recolección de la muestra). Se sumerge la membrana con el electrodo dentro del
cuerpo de agua, se agita sin dejar que tenga contacto con el oxígeno del ambiente, se
esperan dos minutos y se procede a registrar la lectura del oxímetro. Es necesario
registrar la temperatura del agua en el momento de la medición.
Para la determinación de la conductividad in situ la medición deberá realizarse
inmediatamente después de recoger la muestra. Como este parámetro depende de la
temperatura, si el dispositivo de medición no realiza automáticamente la corrección por
temperatura, esta última deberá medirse y registrase.
La medición directa de la conductividad permite además cuantificar determinantes
como la salinidad y la concentración de sólidos disueltos totales (TDS) por medio de
correlaciones matemáticas i.e. mediciones indirectas o derivadas. Por tal motivo la
medición de la conductividad tiene un amplio rango de aplicación desde el monitoreo de
aguas superficiales, hasta el monitoreo de aguas residuales domésticas e industriales,
salinas o de lluvia ácida.
Se recomienda realizar la validación de las correlaciones matemáticas para cada sitio de
monitoreo considerando la condición hidrológica e hidráulica de la corriente y
efectuando toma de muestras y ensayos de laboratorio que permitan establecer el nivel
de confianza de las correlaciones.
La temperatura es una variable muy importante en la modelación de la calidad del agua
debido a que la mayoría de las reacciones en aguas naturales varían con ella.
Adicionalmente, es un indicador adecuado para el conocimiento del origen del agua y
de la ocurrencia de posibles mezclas. Por tanto es importante determinar la temperatura
del agua con la mayor precisión posible, ya que este factor físico es significativo en la
variabilidad de los coeficientes de solubilidad de las sales y principalmente de los gases,
lo cual afecta los valores de medición de conductividad y pH.
Adicionalmente la temperatura de las aguas superficiales está influenciada por la
temperatura del aire, los procesos de mezcla convectiva y las corrientes relacionadas
con la acción del viento, y la posible estratificación en el caso de aguas profundas
(estudios limnológicos).
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La medición de la temperatura in situ se realizará con sensores que contienen un
termómetro electrónico individual o integrado a otro sensor (e.g. sensor de OD y/o
sensor de conductividad). Cualquier tipo de sensor permite tomar datos en intervalos de
tiempo definidos en un periodo determinado, de esta manera se garantiza un monitoreo
continuo de la temperatura en el cuerpo de agua en estudio. Es más conveniente tener
lecturas de este parámetro a partir del uso de equipos sensores que registren de modo
continuo valores en un periodo de tiempo. En lo posible, la medición de la temperatura
debe realizarse directamente, sin extraer la muestra, sumergiendo el termómetro en el
cuerpo de agua. Si se requiere extraer una muestra, se toma un volumen mínimo de 1
litro en un envase de polietileno o de vidrio limpio que permita la inmersión del bulbo.
Si la temperatura del líquido difiere en más de 20°C de la del ambiente, la
incertidumbre sobre la temperatura en el punto muestreado puede rebasar los ± 0,2 °C
debido a pérdidas térmicas en el intervalo de tiempo que separa la toma de la muestra y
la lectura de la temperatura.
5.3 Determinantes medidos en laboratorio para la calibración del modelo
Como se mencionó anteriormente, en cada campaña de muestreo se tomarán muestras
en 74 estaciones durante un periodo de tiempo de 45 días. Se colectarán un total de 295
muestras a las cuales se les analizará DBO5, DQO, NKT, NH4, NO3, Fósforo Total,
Fosfatos, Alcalinidad y Coliformes Totales, parámetros (denominados línea base) con
los que se calibrará el modelo. Adicionalmente, se analizarán 11 muestras a las cuales se
les hará un análisis completo tal como se presenta en la Tabla 8.
De acuerdo a lo establecido, los análisis de laboratorio se realizarán siguiendo los
métodos estándar que se presentan en la Tabla 12.
Tabla 12 - Métodos Estándar
ENSAYO
Alcalinidad
Amonio**
Cadmio
Cobre
Coliformes totales
Coliformes fecales
Conductividad
Cromo total
DBO
DBO soluble*
DQO
DDQO soluble*
Dureza total
Fósforo
Fósforo soluble*
Grasas y aceites
Hierro
Níquel
Nitratos**
TECNICA
METODO
ESTANDARD 1998
Titulacion
Destilación titulacion
Absorción atómica
Absorción atómica
Recuento por Filtro Membrana
Recuento por Filtro Membrana
Conductimetro
Absorción atómica
Titulacion
Titulacion
Reflujo cerrado
Reflujo cerrado
Titulacion
Calorimétrico
Calorimétrico
Método soxhlet
Absorción atómica
Absorción atómica
Calorimétrico
2320 B
4500-NH3 C
3500-Cd B
3500-Cu B
9221 B
9221 E
2510 B
3500-Cr B
5210 B
5210 B
5220 D
5220 D
2340 C
4500-P C
4500-P C
5520 D
3500-Fe B
3500-Ni B
4500-NO3 D
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Nitritos**
Nitrógeno total NTK
Oxigeno disuelto
Oxigeno disuelto
pH
Plomo
Sólidos suspendidos
Sulfuros
Temperatura
Calorimétrico
Titulacion
Titulacion
Método del electrodo
Electrodos selectivo
Absorción atómica
Gravimetrico
Titulacion
Medida directa
61
4500-NO2 B
4500-N org C
4500-C
4500-O G
4500 -H+ B
3500-Pb B
2540 D
4500-S-2 F
2550 B
** Los análisis de Amonio, Nitritos y Nitratos serán reportados como N.
* Para las determinaciones de DQO, DBO y Fósforo soluble, se realizará una filtración por papel fibra de vidrio y luego por papel
de 0.45 µm.
5.4 Principales Parámetros a Analizar
Coliformes totales (SM 9222 y SM 9221)
El grupo de los coliformes lo conforman varios géneros de bacterias pertenecientes a la
familia de las Enterobacterias. La definición usada para este grupo se ha basado en el
método que se ha empleado para su detección (fermentación de lactosa). De acuerdo
con la técnica de fermentación, este grupo es definido como el conjunto de todas las
bacterias anaerobias facultativas, bacilos Gram-negativos, esporógenas, que fermentan
la lactosa y producen ácido y gas después de una incubación a 35°C durante 48horas.
El método estándar puede llevarse a cabo por la técnica de tubos múltiples de
fermentación (SM 9221) o el procedimiento de ausencia/presencia (a través de las fases
de suposición/confirmación o ensayo completo); este último se puede realizar por medio
de la técnica de filtración por membrana (SM 9222) o por la técnica enzimática de
sustrato de coliformes (SM 9223). Cada técnica es aplicable dentro de unos límites
específicos teniendo en cuenta el propósito del análisis. La obtención de resultados
confiables requiere que se sigan las normas con rigurosidad.
Cuando se usa la técnica de los tubos múltiples, los resultados del análisis de duplicados
de tubos y diluciones son reportados en términos del Número Más Probable (MPN, por
sus siglas en inglés Most Probable Number) de organismos presentes. Este número
basado en fórmulas de probabilidad, es un estimativo del promedio de coliformes en la
muestra. La densidad de coliformes junto con otra información suministrada por fuentes
de ingeniería y saneamiento, provee la mejor evaluación del tratamiento efectivo y la
calidad del saneamiento de una fuente de agua.
La técnica de filtración por membrana es ampliamente usada en el monitoreo de agua
potable y otros tipos de aguas; sin embargo tiene sus limitaciones, particularmente
cuando se examinan aguas con turbiedades altas o cantidades importantes de bacterias
no coliformes.
La técnica MF es aplicable en aguas salinas, pero no en aguas residuales que han
recibido sólo tratamiento primario seguido por cloración ya que aún se mantiene una
alta turbiedad, o en aguas residuales que contienen metales tóxicos o compuestos
orgánicos tóxicos tales como fenoles.
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Se recomienda la recolección de la muestra directamente en campo y puntual. El
recipiente que vaya a contener la muestra debe estar esterilizado. Con el fin de evitar
una posible contaminación, el recipiente se abre únicamente en el momento de la toma
de la muestra y cuando esté totalmente sumergido en el centro de la sección de la
corriente.
Escherichia coli (SM 9221 F)
Escherichia coli (E. coli) es un miembro del grupo de bacterias coliforme fecal. Por
tanto su presencia en el agua es indicador de contaminación de origen fecal. En la
literatura (APHA, 2005; Chapra 1997) es bien reconocida esta especie como un
indicador organismos patogénicos debido a la contaminación fecal del agua. Esto se
debe, en parte, a que es un buen sustituto de organismos patógenos como Salmonella
Typhi y aunque en general es benigna, muchas cadenas de E. coli son patogénicas. La
identificación de este organismo puede realizarse por medio de ensayos enzimáticos y
bioquímicos. Los procedimientos de laboratorio son empleados para confirmar la
presencia de E. coli previo al enriquecimiento en un medio supuesto para el total de
bacterias coliformes.
Se recomienda la recolección de la muestra directamente en campo y puntual. El
recipiente que vaya a contener la muestra debe estar esterilizado. Con el fin de evitar
una posible contaminación, el recipiente se abre únicamente en el momento de la toma
de la muestra y cuando esté totalmente sumergido en el centro de la sección de la
corriente.
Sólidos suspendidos totales, SST (SM 2540)
Sólidos totales es el término aplicado al material que queda como residuo en el
recipiente después de la evaporación de una muestra y su posterior secado en un horno a
una temperatura definida. Éstos incluyen los sólidos totales en suspensión que
corresponden a la parte del total de los sólidos retenidos por un filtro, y los sólidos
disueltos totales que son la parte que pasa por el filtro. Los sólidos disueltos son la
porción de sólidos que pasa a través de un filtro de 2,0 mm (o menor) y los sólidos en
suspensión son la parte retenida en dicho filtro.
La concentración de sólidos suspendidos en aguas naturales se reporta con relación al
peso seco de la muestra. El rango va desde valores de 1 mg/l para cuerpos de agua muy
limpios hasta valores que pueden llegar a ser del orden de centenas de mg/l.
El principio del método SM 2540 D parte de la filtración de un volumen de muestra que
pasa a través de un filtro estándar en fibra de vidrio y el residuo retenido en el filtro es
secado a una temperatura entre 103-105°C durante una hora, después es llevado a un
desecador hasta alcanzar peso constante. El incremento de peso en el filtro representa el
total de los sólidos suspendidos.
El tipo de filtro, la medida de la abertura, la porosidad, el área, y el espesor del filtro, el
tamaño de la partícula y la cantidad de material depositado en el filtro son los
principales factores que afectan la separación de los sólidos suspendidos y los sólidos
disueltos.
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Alcalinidad
La alcalinidad se define como la capacidad del agua para neutralizar ácidos o aceptar
protones. Esta representa la suma de la bases que pueden ser tituladas en una muestra de
agua. Dado que la alcalinidad de aguas superficiales está determinada generalmente por
el contenido de carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos, ésta se toma como un indicador
de dichas especies iónicas. No obstante, algunas sales de ácidos débiles como boratos,
silicatos, nitratos y fosfatos pueden también contribuir a la alcalinidad de estar también
presentes. Estos iones negativos en solución están comúnmente asociados o pareados
con iones positivos de calcio, magnesio, potasio, sodio y otros cationes. El bicarbonato
constituye la forma química de mayor contribución a la alcalinidad. Dicha especie
iónica y el hidróxido son particularmente importantes cuando hay gran actividad
fotosintética de algas o cuando hay descargas industriales en un cuerpo de agua.
La alcalinidad, no sólo representa el principal sistema amortiguador del agua dulce, sino
que también desempeña un rol principal en la productividad de cuerpos de agua
naturales, sirviendo como una fuente de reserva para la fotosíntesis. Históricamente, la
alcalinidad ha sido utilizada como un indicador de la productividad de lagos, donde
niveles de alcalinidad altos indicarían una productividad alta y viceversa. Dicha
correlación se debe en parte a que la disponibilidad del carbono es mayor en lagos
alcalinos y también al hecho de que las rocas sedimentarias que contienen carbonatos, a
menudo contienen también concentraciones relativamente altas de nitrógeno y fósforo
(en comparación con el granito, otras rocas ígneas y regiones donde el lecho rocoso ha
sido desgastado y lavado, los cuales generalmente contienen bajas concentraciones de
estos dos nutrientes limitantes y del CaCO3).
Conductividad
La conductividad, k, es una medida de la capacidad de una solución acuosa para
transmitir una corriente eléctrica y es igual al recíproco de la resistividad de la solución.
Dicha capacidad depende de la presencia de iones; de su concentración, movilidad y
valencia, y de la temperatura ambiental. Las soluciones de la mayoría de los compuestos
inorgánicos (ej. aniones de cloruro, nitrato, sulfato y fosfato) son relativamente buenos
conductores. Por el contrario, moléculas de compuestos orgánicos que no se disocian en
soluciones acuosas (ej. aceites, fenoles, alcoholes y azúcares) son pobres conductores de
una corriente eléctrica. La conductancia (G, recíproco de resistencia R) de una solución
se mide utilizando dos electrodos químicamente inertes y fijos espacialmente. La
conductancia de una solución es directamente proporcional al área superficial del
electrodo A, (cm2), e inversamente proporcional a distancia entre los electrodos L,
(cm). La constante de proporcionalidad, k (conductividad) es una propiedad
característica de la solución localizada entre dos electrodos.
G = k A/L
Las unidades de k son 1/ohm-cm ó mho/cm. La conductividad se reporta generalmente
en micromhos/cm (μmho/cm). En el Sistema Internacional de Unidades (SI), el
recíproco del ohm es el siemens (S) y la conductividad se reporta en milisiemens/metro
(mS/m).
El agua destilada en el laboratorio tiene una conductividad en el rango de: 0.5 a 3
μmhos/cm. Cuando medimos la conductividad de una muestra de agua, ésta aumenta
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poco después de exponerse al aire y luego de entrar en contacto con el envase utilizado
para tomar la muestra. La conductividad puede relacionarse a:
•
•
•
•
La pureza química del agua (mientras más pura es el agua, menor es la
concentración de electrolitos en el agua y por ende, mayor es la resistencia del
medio a la transmisión de una corriente eléctrica).
La cantidad de sólidos disueltos en una solución y a la eficiencia de procesos de
tratamiento de agua.
La concentración de sales en una salmuera o salar.
La concentración de sólidos disueltos (mg/L), multiplicando la conductividad
(μhoms/cm) por un factor empírico.
La determinación de la conductividad se realiza midiendo la resistencia eléctrica en un
área de la solución definida por el diseño de la sonda ("probe"). Se aplica un voltaje
entre los dos electrodos que integran la sonda y que están inmersos en la solución. La
caída en voltaje causada por la resistencia de la solución es utilizada para calcular la
conductividad por centímetro. El flujo de electrones entre los electrodos en una solución
de electrolitos varía con la temperatura de la solución. A mayor temperatura mayor es el
flujo entre los electrodos y viceversa. Se ha sugerido el uso de un factor de
compensación de 0.2 (2%) por cada aumento en temperatura de un 1 C. Cuando se
mide conductividad en el campo es importante compensar por las diferencias en
temperatura entre las diferentes estaciones de muestreo.
Demanda Bioquímica de Oxígeno DBO
La demanda bioquímica de oxígeno es un ensayo empírico en el cual procedimientos
estandarizados de laboratorio son utilizados para estimar los requerimientos de oxígeno
de una muestra de agua. Los microorganismos utilizan el oxígeno disuelto en el agua
para oxidar la materia orgánica, la cual es la fuente de carbono para ellos. La DBO se
utiliza como una medida aproximada de la cantidad de materia orgánica degradable
biológicamente presente en la muestra. Un periodo de incubación de 5 días se ha
establecido como tiempo estándar aunque otros tiempos pueden usarse.
Demanda química de Oxígeno DQO
La demanda química de oxígeno es la cantidad de oxígeno consumido por la materia
orgánica presente en una solución ácida de dicromato de potasio. Da una medida de los
equivalentes de oxígeno requeridos para oxidar la materia orgánica presente en la
muestra bajo las condiciones de la prueba. La muestra de agua se somete a ebullición
bajo reflujo con dicromato de potasio y sulfato de plata (catalizador) en solución ácida
de ácido sulfúrico. Parte del dicromato se reduce por la materia orgánica y el remanente
es titulado con sulfato ferroso amoniacal.
Cloruros
Los cloruros son aniones normalmente presentes en aguas naturales, altas
concentraciones se pueden presentar cuando las aguas entran en contacto con
formaciones geológicas ricas en cloruros, en otros casos pueden estar indicando
contaminación por aguas residuales domesticas o industriales o intrusiones salinas. Un
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alto contenido de cloruros tiene un efecto corrosivo sobre tuberías metálicas o
estructuras, y puede tener un efecto lesivo a muchos árboles y plantas.
Cromo hexavalente (SM 3500-Cr B, SM 3500-Cr C, SM 3113 B)
Es un metal que se halla espontáneamente en el agua, el suelo y las rocas. También se le
encuentra en los cultivos y como elemento remanente en los suelos agrícolas. Además,
hay niveles de traza de cromo en el medio ambiente, el cual proviene de la actividad
industrial. El cromo se presenta comúnmente en las formas trivalente (Cr+3) y
hexavalente (Cr+6). En la primera, al átomo de cromo le faltan tres electrones, mientras
que en la forma hexavalente le faltan seis. El cromo generalmente se halla en el medio
ambiente bajo la forma trivalente. Bajo ciertas condiciones químicas, el cromo puede
cambiar de una forma a la otra.
El cromo +3 es un nutriente esencial necesario para el metabolismo de los azúcares y
para muchas reacciones enzimáticas. Si bien la forma trivalente presenta muy baja
toxicidad, el cromo hexavalente es un metal cancerígeno. Los efectos potenciales del
cromo sobre la salud dependen de una diversidad de factores, tales como la forma
química en que se presente, la cantidad, el tiempo de exposición y la forma de
incorporación del cromo al organismo (ingestión, inhalación o absorción a través de la
piel). Las reacciones y sus efectos potenciales en la salud humana dependen en gran
medida de factores tales como la edad, el sexo, el peso corporal y el estado de salud del
individuo.
Los métodos para determinar cromo hexavalente consisten en tres alternativas. El
método colorimétrico (SM 3500-Cr B) es usado en aguas naturales o tratadas con rango
entre 100 y 1000µg/l; este rango puede extenderse con una dilución apropiada. El
método de la cromatografía de ion con detección fotométrica (SM 3500-Cr C) es
empleado para determinar cromo hexavalente disuelto en agua potable, agua
subterránea, y descargas industriales con rango entre 0.5 a 5000µg/l; el método de
absorción espectrometría atómica (SM 3113 B) se usa para determinar niveles bajos de
cromo (< 50 µg/l) en aguas superficiales y aguas residuales.
Manganeso (SM 3111 B, SM 3111 C)
El manganeso se encuentra en las aguas residuales domésticas, los efluentes industriales
y la recepción de los cuerpos de agua. Aunque el manganeso en las aguas subterráneas
está generalmente presente en forma iónica divalente soluble debido a la ausencia de
oxígeno, una parte o la totalidad del manganeso en las aguas superficiales (o de agua de
otras fuentes) puede ser superior en un estado de valencia. La determinación del total de
manganeso no diferencia los distintos estados de valencia. Los iones de permanganato
heptavalente se usan para oxidar el manganeso y/o cualquier materia orgánica presente.
El exceso de permanganato, complejos de manganeso trivalente, o una suspensión de la
tetravalente de manganeso debe detectarse con una gran sensibilidad para el control de
procesos de tratamiento y para impedir su descarga en los sistemas de distribución de
agua. Hay pruebas de que el manganeso se produce en las aguas superficiales tanto en
suspensión en el estado tetravalente y en la trivalente en un estado relativamente estable,
complejo y soluble. Los métodos más usados son el método del aire-acetileno (SM 3111
B) y el método de extracción de aire-acetileno (SM 3111 C) el cual se recomienda más
para determinar bajas concentraciones de este compuesto.
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Hierro
El hierro es un elemento abundante en la corteza terrestre pero generalmente se
encuentra en bajas concentraciones en sistemas acuáticos naturales. La forma y la
solubilidad del hierro en aguas naturales es dependiente del pH y el potencial de oxido
reducción del agua. El hierro se encuentra en dos estados de oxidación +2 y +3. En
ambientes reductores , el hierro ferroso (+2) es relativamente soluble, al aumentar el
potencial de oxido reducción del agua el hierro ferroso se convierte rápidamente a
férrico (+3), lo cual permite que el hierro férrico se hidrolice y precipite como oxido
férrico hidratado altamente insoluble. Por tanto, el hierro solo se encontrara en solución
a pHs menores de 3. La presencia de iones inorgánicos u orgánicos capaces de formar
complejos puede aumentar la solubilidad de el hierro ferroso o férrico.
Nitrógeno
El nitrógeno es un elemento biogénico que encontramos incorporado en moléculas
orgánicas que desempeñan funciones vitales para toda célula. Este elemento es un
constituyente básico de aminoácidos, ácidos nucleicos, azúcares aminadas y los
polímeros que estas moléculas forman. El nitrógeno existe en la naturaleza en varias
formas químicas que presentan diferentes estados de oxidación
En términos termodinámicos, el nitrógeno gaseoso (N2) es la forma más estable del
nitrógeno. Las otras formas químicas del nitrógeno revierten a N2 bajo condiciones de
equilibrio. Esto explica el hecho de que el nitrógeno molecular es el principal depósito
de nitrógeno para los organismos vivos. No obstante, muy pocos organismos tienen la
capacidad para fijar el nitrógeno gaseoso. De hecho, solo un reducido grupo de
eubacterias (fototróficas y heterotróficas) y arquibacterias exhibe dicha capacidad. El
reciclaje del nitrógeno depende entonces de las transformaciones químicas de
compuestos nitrogenados más disponibles, a través de reacciones de oxi-reducción.
Los procesos de transformación química que intervienen en el ciclo de nitrógeno son
varios: (1) fijación (reducción) de nitrógeno molecular a amoniaco, (2) asimilación de
amoniaco, (3) nitrificación, (4) reducción des-asmilativa de nitrato (denitrificación), (5)
reducción asimilativa de nitrato y (6) amonificación.
Si bien es correcto que el proceso de nitrificación es muy limitado o no existente en
sedimentos anóxicos, es también correcto que no se requieren altas concentraciones de
oxígeno disuelto para que se lleve a cabo el proceso. El proceso de nitrificación se
puede registrar en ambientes acuáticos naturales con concentraciones de oxígeno
disuelto mayores de 0.3 mg/L. Por debajo de esa concentración, la razón de difusión del
oxígeno a las bacterias no es suficiente para sostener el proceso de nitrificación.
La presencia de altas concentraciones de materia orgánica disuelta puede inhibir de
forma indirecta a las bacterias nitrificantes. Los heterotrofos aerobios y anerobios
facultativos al oxidar la materia orgánica, compiten con las bacterias nitrificantes por el
oxígeno disuelto disponible. Los heterotrofos presentan en términos generales una
mayor afinidad por el oxígeno que las bacterias nitrificantes [Ks (O2) heterotrofos < Ks
(O2) bacterias nitrificantes]. Por otro lado, el proceso de nitrificación puede ser también
afectado por determinadas substancias orgánicas disueltas en el agua.
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Específicamente, han reportado que los taninos y sus productos de descomposición
inhiben la oxidación aeróbica de amoniaco a nitrato. No se ha descifrado aún el
mecanismo que explica el efecto inhibitorio de estas substancias húmicas sobre la
nitrificación. No obstante, es común observar que el proceso de nitrificación es limitado
en ambientes acuáticos con una alta concentración de material orgánico húmico
disuelto y un pH alcalino o neutral.
El proceso de nitrificación es afectado por el pH. Se han reportado diferentes valores de
pH óptimo para el proceso de nitrificación; no obstante, se observa una tendencia
marcada a que según disminuye el pH, la razón de nitrificación también disminuye
generalmente el pH óptimo para este proceso oscila entre 8 y 9. Los límites de
tolerancia mínimo y máximo oscilan entre 5.5 y 6.7 y entre 9.6 y 10.4, respectivamente.
El proceso de nitrificación es muy reducido en ambientes acídicos (pH < 5) [ej.
Pantanos ácidos]. La primera fase del proceso de nitrificación (ej. oxidación de
amoniaco a nitrito) conduce a la acidificación del ambiente como resultado de la
acumulación de ácido nitroso (HNO2). Este último es reconocido como un agente
mutagénico. En plantas de tratamiento de efluentes domésticos es común observar un
cese temporal en la nitrificación cuando la mezcla de lodos alcanza valores de pH
5.
Mientras mayor es la concentración inicial del amoniaco mayor es la concentración del
ácido nitroso producido.
En pantanos ácidos, el ácido nitroso generado durante la primera fase de la nitrificación
es posteriormente oxidado a nitrato. Este último es probablemente asimilado tan pronto
es producido, dando lugar a que generalmente, su concentración sea muy baja.
Aún cuando metales tales como cobre, mercurio y cromio tienen un efecto inhibitorio
sobre cultivos puros de bacterias nitrificantes, dicho efecto se reduce significativamente
en escenarios naturales y plantas de tratamientos. Para que un metal genere los mismos
niveles inhibitorios reportados para cultivos puros de bacterias nitrificantes, en las
poblaciones de bacterias nitrificantes presentes en sistemas de tratamiento de aguas
usadas, se requiere aumentar su concentración entre 10 y 100 veces. Por otro lado, se ha
reportado que concentraciones no inhibitorias de cobre y mercurio cancelan el efecto de
otros inhibidores de la nitrificación, como tiourea y mercaptobenzotiazole.
La razón de nitrificación es afectada por la temperatura (Figura 6). La actividad máxima
de nitrificación se registra a lo largo de un rango amplio de temperaturas, que por lo
general se extiende de 15 a 35°C. Cuando la temperatura desciende de los 15 C, la
razón de nitrificación cae abruptamente, reduciéndose a un 50% cuando la temperatura
baja a 12°C.
El nitrógeno ha sido identificado como el nutriente limitante crítico en aguas. Se
considera que las concentraciones de fósforo que se reciben de los aportes de aguas de
alcantarillado y de escorrentías terrestres es adecuado para el crecimiento del plancton.
En cambio, el nitrógeno resulta escaso en dichos ambientes debido a: (1) la razón de
nitrógeno a fósforo en aguas de alcantarillados y en aguas producto de otras escorrentías
es baja y (2) la regeneración de fósforo es más rápida que la regeneración de amoniaco a
partir de la descomposición de materia orgánica (amonificación). En consecuencia, se
piensa que la entrada de fósforo a un ecosistema acuático provoca que el nitrógeno se
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convierta en nutriente limitante, aún cuando su concentración inicial supere a la del
fósforo. La fertilización de cuerpos de agua con nitrógeno y fósforo provoca un
aumento en la tasa fotosintética, sin cambios aparentes en la composición de especies
fototróficas. Sin embargo, la fertilización con fósforo solamente provoca el
sobrecrecimiento de cianobacterias que fijan nitrógeno y que afectan la calidad del
agua. A partir de estos estudios se ha planteado que los programas de control de la
contaminación dirigidos a reducir la concentración de nitrógeno en efluentes, podría
tener efectos adversos sobre la calidad de las aguas.
Ión amonio, NH3 (SM 4500- NH3 B, SM 4500-NH3 C,SM 4500-NH3 D)
Son dos los factores más importantes que influencian la selección del método para
determinar amonio, i.e. la concentración y la presencia de interferencias. En general, la
determinación manual de concentraciones bajas de amonio es limitado para agua
potable, aguas superficiales o subterráneas limpias, y efluentes residuales nitrificados de
buena calidad. En otros casos, y donde se presentan interferencias o se requiere de alta
precisión, es necesario realizar un proceso de destilación (SM 4500- NH3 B). El método
del electrodo selectivo (SM 4500-NH3 D) puede ser usado sin realizar el paso de la
destilación.
Los procedimientos de destilación y la tritación son usados específicamente para
concentraciones de NH3-N mayores que 5 mg·l-1. Se usa ácido bórico como un
absorbente del amonio después de la destilación. El método del electrodo selectivo de
amonio se aplica para los rangos entre 0.03 a 1400 mg de NH3-N·l-1.
Nitrógeno total Kjeldahl – NTK (SM4500-Norg B, SM4500 Norg C)
Los métodos kjeldahl (SM4500-Norg B, SM4500 Norg C) determinan el nitrógeno en el
estado trinegativo. El nitrógeno kjeldahl se define como la suma del nitrógeno
amoniacal y el nitrógeno orgánico. El nitrógeno orgánico kjeldahl se obtiene restando el
valor de nitrógeno amoniacal del valor del nitrógeno total kjeldahl.
El factor que influencia la selección de un método macro o semi micro kjeldahl para
determinar nitrógeno orgánico es su concentración. El método macro-kjeldahl es
aplicado a todo tipo de muestras, en el caso de concentraciones bajas de nitrógeno se
debe usar un volumen alto de muestra. En el método semi kjeldahl, el cual es aplicable a
muestras que contengan altas concentraciones de nitrógeno orgánico, el volumen de
muestra debe ser escogido de tal manera que contenga además de nitrógeno orgánico
nitrógeno amoniacal en el rango de 0.2 a 2 mg.
Nitrito – NO2 (SM 4500 NO2 B, SM 4110, SM 4500 NO3 I)
El nitrito es un elemento inestable en la etapa intermedia en el ciclo del nitrógeno y se
forma en el agua, ya sea por la oxidación del amoníaco o por la reducción de los
nitratos. Por lo tanto, los procesos bioquímicos pueden causar un rápido cambio en la
concentración de nitritos en una muestra de agua. En las aguas naturales el nitrito está
normalmente presente sólo en bajas concentraciones (cerca de 0.1 miligramo por litro).
Concentraciones superiores pueden estar presentes en las aguas residuales y desechos
industriales, aguas residuales tratadas en los efluentes y en aguas contaminadas.
El método colorimétrico (SM 4500 NO2 B) es determinado a través de la formación de
un color rojizo púrpura producido con pH entre 2.0 a 2.5 por pares de diazotación de la
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sulfanilamida con N-(1-naftil)-etil-enediamina dihidrocloruro. El rango de aplicación
del método para mediciones espectrofotométricas es 10 a 1000 µg NO2—N/L.
Mediciones fotométricas pueden ser realizadas para el rango de 5 a 50 µg N/L si una luz
de 5 cm recorre la muestra y un filtro de color verde es empleado. El sistema de colores
obedece a la ley de Beer por encima de 180 µg N/L con un recorrido de un 1 cm de luz
a 543 nm. Altas concentraciones de NO2 pueden ser determinadas diluyendo la muestra.
En el método de reducción de cadmio, método de inyección de flujo (SM 4500 NO3 I),
el nitrato en una muestra es reducido cuantitativamente a nitrito por el paso de la
muestra a través de una columna de cadmio. El método para determinar aniones por
cromatografía es empleado para iones comunes tales como bromuro, cloruro, fluoruro,
nitrato, nitrito fósforo y sulfato, por lo cual se recomienda caracterizar el agua y/o
evaluar las necesidades específicas del tratamiento. El método del ion cromatográfico
elimina la necesidad de usar reactivos peligrosos y éste distingue efectivamente entre
los halogenuros (Br-, Cl-, F-) y los oxihalogenuros (ClO2-, ClO3- y BrO3-) y los oxyiones (PO43-, SO42-, NO2-, NO3-).
Nitrato – NO3 (SM 4500 NO3 D)
El nitrato es la forma del compuesto de nitrógeno más oxidado. Está comúnmente
presente en aguas superficiales y subterráneas, ya que es el producto final de la
descomposición aeróbica de organismos orgánicos nitrogenados. Algunas de las fuentes
más importantes de nitratos son los fertilizantes químicos de los cultivos y las aguas
residuales del ganado, así como aguas residuales municipales e industriales.
La determinación de nitrato ayuda a la evaluación del carácter y el grado de oxidación
de las aguas superficiales, las cuales también pueden penetrar las aguas subterráneas a
través de las capas del suelo, en los procesos biológicos y en el tratamiento avanzado de
aguas residuales.
El método del electrodo de nitrato (SM 4500 NO3 D) consiste en un ion electrodo de
NO3- , el cual es un sensor selectivo que desarrolla un potencial a través de una
membrana inherente, delgada y porosa la cual tiene agua inmiscible que permite el
intercambio de iones. El electro responde a la actividad del ion de NO3- entre 10-5 y 10-5
M (0.14 a 1400 mg NO3- -N/L). El límite más bajo de detección es determinado por una
pequeña pero fina solubilidad del líquido intercambiador de iones.
Sulfato – SO4 (SM 4500 SO4-2 E)
El sulfato es un ion abundante en la corteza de la tierra y su concentración en el agua
puede ir desde unos pocos miligramos hasta varios miles de miligramos por litro. Los
desechos industriales y las minas pueden contener altas concentraciones de sulfato. El
sulfato también es resultado de la ruptura del azufre que contienen los compuestos
orgánicos.
El sulfato es uno de los aniones menos tóxicos y la OMS (Organización Mundial de la
Salud) no recomienda ningún valor guía para el agua potable. Sin embargo, la
eliminación, la deshidratación y la irritación gastrointestinal han sido observadas en
altas concentraciones en el agua potable y la OMS, por lo tanto, sugiere que las
autoridades de salud deben ser notificadas cuando las concentraciones de sulfato en el
agua potable sean superiores a 500 mg/l.
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En el método del turbidímetro (SM 4500 SO4-2 E) el ion sulfato (SO4-2) es precipitado
en un acido acético medio con cloruro de bario (BaCl2) como también de cristales de
sulfato de bario (BaSO4) de tamaño uniforme. La luz de absorbancia del BaSO4 en
suspensión es medida por un fotómetro y la concentración de SO4-2 es determinada por
comparación de lecturas con una curva estándar.
Fósforo
Contrario a las numerosas formas de nitrógeno en ecosistemas acuáticos, la única forma
significativa de fósforo inorgánico es el ortofosfato (PO4-3). Una proporción elevada
(>90%) del fósforo en lagos está unida a materia orgánica formando fosfatos orgánicos
y constituyentes celulares en la materia particulada viva del seston o asociado en varias
formas a materiales inorgánicos y materia orgánica particulada muerta.
El fósforo inorgánico y orgánico ha sido separado en varias formas o fracciones. Dichas
fracciones no guardan relación con el metabolismo del fósforo. La fracción más
importante, a la luz de las actividades metabólicas que se producen en un lago, es el
contenido de fósforo total en agua no filtrada, que consiste en el fósforo en suspensión
en materia particulada y el fósforo en forma disuelta. Ambas fracciones se subdividen, a
su vez, en varias fracciones:
•
Fósforo particulado
o Fósforo en organismos:
ƒ ácidos nucleicos (ADN y ARN) - éstos no están envueltos en un
reciclaje rápido de fósforo
ƒ fosfo - proteínas
ƒ nucleótidos fosfatados - ADP y ATP ligados a los procesos de
respiración y asimilación de CO2
o Fase mineral de rocas y suelos
ƒ Apatita Ca5(PO4)3+ X- (ej. Hidroxy Apatita y Fluoro Apatita, esta
última es la principal fuente mineral en material ígneo). Estas
representan fases mixtas en la cual el fósforo se absorbe a complejos
inorgánicos, tales como:
• arcillas
• carbonatos
• hidróxidos férricos
o Fósforo absorbido a materia orgánica particulada muerta o asociaciones
macroorgánicas
•
II - Fósforo inorgánico disuelto
o Ortofosfatos
o Polifosfatos - principalmente originados de detergentes sintéticos
o Coloides orgánicos o fósforo combinado a coloides adsorbidos
Dado que la concentración de ortofosfatos [PO43-] es usualmente baja, la formación de
complejos con cationes mayores tendrá poco efecto en la distribución de iones de
metales, pero sí tiene un efecto marcado en la distribución de fosfato. Iones de metales
tales como: Fe3+, Mn, Zn+, Cu2+, Ca+; están presentes en concentraciones
comparables o más bajas que las concentraciones de fosfatos inorgánicos. Para dichos
iones la formación de complejos puede afectar significativamente la distribución del ión
metálico, la distribución de fosfato o ambos. La solubilidad de complejos como el de
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FePO4 es mínima a pH 6, pero aumenta según el pH aumenta. La concentración de
calcio afecta la formación de hidroxyapatita (Ca5(OH)(PO4)3.
Fósforo total (SM 4500-P. B.3, 4, 5)
Rara vez las aguas subterráneas contienen más de 0,1 mg/l de fósforo a menos que éstas
hayan pasado a través del suelo que contengan fosfato o hayan sido contaminadas por
materia orgánica.
Los compuestos de fósforo están presentes en los abonos y en muchos detergentes. En
consecuencia, este compuesto se transporta tanto en el suelo como en las aguas
superficiales a través de las aguas residuales, desechos industriales y la escorrentía. Las
altas concentraciones de compuestos de fósforo pueden producir un problema
secundario en las masas de agua donde el crecimiento de algas es normalmente limitado
por el fósforo. En tales situaciones la presencia de otros compuestos de fósforo puede
estimular la productividad de algas y acelerar los procesos de eutrofización.
Ya que el fósforo puede estar en combinación con materia orgánica los métodos de
digestión para determinar el fósforo total son los más adecuados debido a que son
capaces de oxidar la materia orgánica y liberar efectivamente fósforo como orto-fosfato.
Existen tres métodos que emplean este principio. El método del acido perclórico (SM
4500-P. B.3) es el más drástico en consumo de tiempo, este se recomienda solamente en
muestras con sedimentos; el método del acido sulfúrico (SM 4500-P. B.4) es
recomendado para la mayoría de las muestras. El método más simple es el la oxidación
con persulfato (SM 4500-P. B.5), este método es asociado con luz ultravioleta para
mayor eficiencia de la digestión dentro de una línea automática de determinación de
digestión para el análisis de flujo de inyección.
Orto – Fósforo (SM 4500-P. C, SM 4500-P. D, SM 4500-P. E)
Los métodos colorimétricos son los más usados para la detección de orto-fosfato.
Existen tres métodos y su selección depende del rango de concentración de orto-fosfato
en la muestra. El método del ácido vanadomolybdophosphoric (SM 4500-P C) es el más
usado en análisis rutinarios para un rango entre 1 a 20mg P/l; los métodos de cloruro de
estaño o del ácido ascórbico (SM 4500-P D, SM 4500-P E) son más apropiados para el
rango de 0.01 a 6mg P/l.
pH
La medida del pH es uno de los ensayos usados con mayor frecuencia en la química del
agua. Prácticamente todas las fases del suministro de agua y del tratamiento de aguas
residuales (e.g. neutralización acido-base, precipitación, coagulación, desinfección y
control de corrosión) son dependientes del nivel de pH. El pH es usado para determinar
la alcalinidad de una solución y para caracterizar el estado ácido o básico de mediciones
de dióxido de carbono y de muchos otros balances. En principio, para una determinada
temperatura, la intensidad del carácter acido o básico de una solución es indicada por el
pH o la actividad del ion Hidrógeno (APHA, AWWA, y WEF, 2005).
La determinación del pH del agua puede realizarse in situ a través del método
electrométrico, el cual es muy preciso al estar libre de interferencias. Este método se
emplea generalmente en medidores portátiles, sensores electrónicos portátiles, que
pueden registrar lecturas con una precisión de ±0,05 pH unidades y son los más
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adecuados para el uso en campo. Otros equipos más sofisticados como las sondas
colocadas in situ pueden alcanzar una precisión de ±0,01 unidades de pH.
Es importante hacer énfasis en el cuidado que requiere el uso de estos equipos en
especial el mantenimiento de los electrodos ya que se recomienda sustituir
periódicamente (e.g. anualmente) aquellos electrodos desgastados. Esto se debe a que
electrodos muy gastados o de mala calidad a menudo pierden la precisión en las
lecturas.
Por otra parte, si no es posible realizar una medición in situ confiable con sensores
electrónicos, e.g. cuando el acceso a una sección del río o afluente se dificulta, puede
realizarse una medición indirecta inmediatamente después de que la muestra ha sido
obtenida.
5.4 Mediciones hidrosedimentológicas
Como complemento a las mediciones de calidad del agua realizadas durante las
campañas, se llevará a cabo un programa extenso de mediciones de aforos líquidos y
sólidos que permita por una parte la revisión y actualización de curvas de calibración
nivel – caudal requeridas en los modelos hidráulicos y de calidad del agua, y por otra
parte el cálculo de la carga sólida transportada en diferentes estaciones a lo largo del río
Bogotá. Las mediciones hidrosedimentológicas propuestas se realizarán siguiendo la
metodología detallada descrita en el Anexo 9.
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6. CONCLUSIONES
6.1 Conclusiones generales
El Producto Técnico No. 2 presenta los resultados de mediciones de determinantes in
situ tomados en forma casi continua a nivel diario, en estaciones sobre el Río Bogotá y
sus principales ríos afluentes y sitios de vertimiento de aguas residuales, siguiendo una
metodología innovadora. Los datos de campo registrados en 41 sitios de medición y los
análisis de los mismos han permitido avanzar en el entendimiento de la dinámica de la
calidad del agua del Río Bogotá, y constituyen en sí mismos un producto novedoso y
muy valioso que sobrepasa los alcances iniciales previstos (ver Capítulos 2 y Anexos 1,
2 y 3).
A partir del nuevo conocimiento generado se ha podido recomendar una estrategia para
la medición de la calidad del agua en las tres campañas previstas a nivel contractual
para la recolección de la información requerida en la calibración y validación del
modelo dinámico de calidad del agua (ver Capítulo 3).
Realizando extensos reconocimientos de campo, análisis de estudios previos, y
siguiendo la estrategia recomendada, se han definido como parte del presente producto,
los sitios previstos de medición en los cuales se realizarán las mediciones in situ de
determinantes de calidad del agua y parámetros hidráulicos, y la toma de las muestras
para análisis de laboratorio durante las campañas, así como aforos de caudal (ver
Capítulo 4 y Anexo 4).
Los determinantes a analizar y el número tentativo de muestras se han programado, así
como los recursos requeridos de tiempo, personal, laboratorio y equipos,
particularmente para la Campaña No. 1 a desarrollarse durante el próximo mes de junio
de 2009. Por último se han presentado tanto en forma resumida (Capítulo 5) como
detallada (Anexos 6 a 9) los protocolos técnicos de toma, preservación, transporte,
manejo y análisis de muestras y de aforos líquidos y sólidos, que se seguirán
estrictamente durante la ejecución de las campañas.
Con lo anterior se considera que se ha cumplido a cabalidad con los objetivos, alcances
actividades y cronograma propuesto para el Producto Técnico No. 2 en el Plan de
Calidad del presente Contrato Interadministrativo
Cabe resaltar que debe entenderse que la estrategia como tal es flexible, y podría
adaptarse a medida que se adquiera mayor conocimiento de la dinámica de la calidad
del agua del río Bogotá, y en particular después de la Campaña de mediciones No. 1. En
este caso el grupo de trabajo de la Universidad se compromete a presentar por escrito
cualquier ajuste o mejora que se considere necesaria.
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6.2 Recomendaciones
El avance, desarrollo y resultados obtenidos hasta la fecha del Contrato
Interadministrativo se consideran adecuados, muy interesantes y ajustados a los
objetivos, alcance y cronograma propuestos. Sin embargo, se preveen algunos factores
de riesgo en el logro de los objetivos que pueden ser mitigados mediante mayor apoyo y
trabajo conjunto del personal de la EAAB y la Universidad. En particular el grupo de
trabajo de la Universidad solicita al personal interventor de la EAAB lo siguiente:
a.- La posibilidad de contar con equipos y sondas de medición de propiedad de la
EAAB en el desarrollo de las campañas de medición. Esto con el fin de contar
con equipos redundantes en campo en caso de presentarse alguna falla.
b.- La posibilidad de contar con el apoyo oportuno en la solicitud de permisos de
acceso durante la ejecución de la campaña que comenzará a ejecutarse el
próximo 26 de mayo
c.- El apoyo oportuno con la información hidrometeorológica disponible y
registrada en línea en estaciones de la red de calidad hídrica del sistema del río
Bogotá durante los días de medición
d.
El acompañamiento en las salidas de campo durante la ejecución de las
campañas a realizarse
e.- El apoyo en la definición de profesores visitantes y cursos de capacitación que
deben realizarse en el marco del Contrato.
A corto plazo en las semanas de mayo 12 a 26 se procederá con la programación de la
logística, compra de equipos y contratación de auxiliares de campo para la realización
de la Campaña No. 1. Adicionalmente, se considera importante la revisión y
actualización del modelo de tiempos de viaje del Río Bogotá (Uniandes-EAAB, 2002),
el cual se constituye, en el marco de la estrategia de medición propuesta, en una pieza
angular del éxito de la correcta programación del tiempo de toma de muestras durante
las mediciones de cada tramo de estudio. Con el fin de actualizar el modelo se considera
indispensable realizar a corto plazo algunos experimentos con trazadores.
A mediano plazo se continuará trabajando intensamente en la revisión detallada de
modelos dinámicos de la calidad del agua aplicables al complejo sistema del Río
Bogotá.
.
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