Lista de Trabajos de Tesis publicados.
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El trabajo de Tesis consistió en analizar la respuesta del fitoplancton a partir del disturbio provocado por variables hidrometeorológicas en la laguna de San Miguel del Monte en la provincia de Buenos Aires. El muestreo se realizó entre la primavera de 2015 y el invierno de 2016, y se establecieron dos estaciones de muestreo: una en la Boca del Totoral (E1) y la otra en el Cuerpo Principal (E2). Se midieron, previo y posterior a cada evento de precipitación, parámetros físicos y químicos como fósforo total (PT), temperatura, pH, conductividad y transparencia. Asimismo, se registraron variables atmosféricas (velocidad del viento, temperatura del aire, humedad, precipitación pluvial, presión atmosférica y nubosidad) y la altura hidrométrica (profundidad de la columna de agua). Se estimó la concentración de clorofila “a” y se obtuvieron muestras de fitoplancton filtrando 20 litros de agua por una red de 20 µm de apertura de poro. El análisis cuantitativo se efectuó con una cámara de recuento tipo Sedgwick-Rafter bajo microscopio óptico. Se aplicaron índices biológicos de riqueza específica (Margalef “R” y Menhinick), diversidad (Shannon-Wienner “H´” y Simpson “1-D”), dominancia (Simpson “D”) y equitabilidad (Pielou “J´“). Asimismo, para conocer el estado trófico de la laguna se aplicó el índice de estado trófico (TSI) a una modificación de Aizaki propuesta por Carlson. Se efectuaron análisis estadísticos mediante los test Shapiro-Wilks, Kolmogorov-Smirnov, Wilcoxon Mann Whitney y Levene. Se observaron diferencias entre las dos estaciones de muestreo, Boca del Totoral y Cuerpo Principal, con respecto a las variables físicas y químicas (pH, PT, conductividad y temperatura) así como en las concentraciones de clorofila “a”. Se registraron 115 especies repartidas en 16 Cyanobacteria, 39 Ochrophyta, 45 Chlorophyta, 9 Euglenozoa y 6 Charophyta. La mayor riqueza específica se observó en verano con 73 especies y la menor en invierno con 25 especies, ambos registros en la E1. La densidad algal fue alta en invierno, disminuyendo posteriormente en verano, primavera y otoño. Las diatomeas fueron las especies dominantes durante la mayor parte del año. En primavera dominó Nitzschia linearis, en verano Cyclotella meneghiniana y en otoño C. meneghiniana y Surirella striatula. Debe destacarse que en invierno se produjo una floración de la cianobacteria Raphidiopsis mediterranea cuya densidad varió entre 87.450 en E2 y 221.038 ind.ml -1 en E1, con 51,2 % y 95,8 % de dominancia, respectivamente. El TSI analizado reveló un estado eutrófico-hipereutrófico de la laguna, condición trófica superior a la determinada en períodos previos. Se realizaron dos análisis de cluster, uno con la densidad algal y otro con los parámetros físico-químicos en los que se obtuvieron coeficientes cofenéticos de 0,776 y de 0,838, respectivamente. Asimismo, el análisis de componentes principales explicó el 63,3% de la variación total considerando los dos primeros ejes (correlación cofenética de 0,904). Se concluye que los eventos hidrometeorológicos en la laguna San Miguel del Monte tienen influencia en las variables físicas y químicas del agua, así como en la estructura y dinámica del fitoplancton observándose una disminución de las especies planctónicas y un aumento en la riqueza específica de algas bentónicas, especialmente de las diatomeas y de las euglenofitas.
Caso de estudio, cuenca superior del arroyo del Azul (provincia de Buenos Aires, Argentina)
Los constantes cambios en el uso del suelo, provocados principalmente por el fenómeno de agriculturización, ha facilitado el predominio de cultivos de alta rentabilidad como la soja conduciendo a una menor diversidad de coberturas vegetales. Este hecho ha generado múltiples impactos principalmente en llanuras con alto potencial agrícola, ya que el aumento en la escala de explotación del suelo y las prácticas repetitivas alteran la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas y su interacción con los sistemas hídricos, terrestres y atmosféricos. En cuanto al componente hídrico, algunos de los procesos que intervienen en el balance hídrico de las llanuras resultan ser más sensibles a los cambios de vegetación. Por lo tanto, se planteó como objetivo principal cuantificar el balance hídrico bajo tres escenarios de usos del suelo. Esto con el fin de realizar un análisis más preciso del impacto que estos cambios generan al balance hídrico de una zona de llanura. La llanura bajo estudio es la cuenca superior del arroyo Del Azul, región que ha seguido la misma tendencia de la llanura pampeana en su actividad agrícola y que, además, presenta de forma periódica eventos de inundaciones y sequías. Para cumplir con el objetivo planteado, se simuló el balance hídrico de la cuenca empleando el modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT). El balance hídrico se calibró y validó a escala diaria para un periodo de 13 años (2003-2015) y se contrastó con tres escenarios de usos del suelo para los periodos 2006-2007 (P1), 2010-2011 (P2) y 2015-2016 (P3). Los usos del suelo presentes en cada periodo fueron caracterizados por una metodología basada en la fusión de imágenes satelitales de media resolución. Los resultados obtenidos representaron con un nivel de certidumbre bastante aceptable el sistema agrícola de la cuenca, evidenciando en qué medida cada cobertura fue reemplazada por los diferentes usos del suelo y en qué sectores de la cuenca estos cambios tuvieron lugar. En términos generales, al comparar los cambios que se llevaron a cabo en el transcurso de 10 años (2006-2015), se encontró que el uso del suelo que representó la mayor cantidad de reemplazos fue el cultivo de soja aumentando alrededor de 280%. El sistema de doble cultivo trigo-soja mantuvo un porcentaje de ocupación de aproximadamente 35%, mientras que los cultivos de invierno, maíz y las pasturas y pastizales naturales disminuyeron cerca de un 5%, 67% y 52%, respectivamente. En cuanto al proceso de simulación con SWAT, se logró cuantificar con un grado de acierto bastante satisfactorio el balance hídrico de la cuenca superior del arroyo Del Azul. El ajuste del modelo se realizó con la información de caudales registrados en la estación hidrométrica de Seminario. Se obtuvo valores de Nash Sutcliffe (NS) y coeficientes de determinación (R2) para el periodo de calibración (2006-2011) de 0,5 y 0,6 respectivamente y, para el periodo de validación (2012-2015) valores aproximados de 0,5, tanto para NS como para R2. Los resultados de la simulación con SWAT permitieron analizar la dinámica espacial de los procesos hidrológicos a través del tiempo, de los cuales, la evapotranspiración y la recarga representaron aproximadamente el 94% de la precipitación anual. A grandes rasgos, la respuesta de la evapotranspiración no varió de forma representativa con cada escenario de usos del suelo. Por el contrario, variables como la escorrentía superficial y la recarga fueron los procesos que presentaron mayores alteraciones espacio-temporales. Con el escenario P2, la recarga aumentó un 5%, pero la escorrentía superficial decreció 14%. En cuanto al escenario P3, la escorrentía superficial se incrementó 5% y la recarga disminuyó 7%. De acuerdo a los resultados, se espera que con los usos del suelo caracterizados en el escenario P2 sea menor el impacto de las transformaciones de coberturas. Al presentar mayor diversidad de usos del suelo, con este escenario la resiliencia de la cuenca ante los extremos hídricos sería mayor que con usos del suelo más homogéneos A escala mensual, se evidenció cómo el estado vegetativo de las coberturas influyó en la dinámica hídrica de la cuenca. Por eso a finales de primavera el déficit hídrico fue más severo con el escenario P3, ya que los cultivos que predominaron en este periodo entran en su etapa de maduración para esta época del año, aumentando la evapotranspiración y disminuyendo la humedad del suelo. Por el contrario, a finales de otoño, cuando gran parte de la superficie queda descubierta por la temporada de cosecha de cultivos de secano, la evapotranspiración fue más baja y la escorrentía superficial se incrementó y con ello, el impacto de las inundaciones. Adicionalmente, con SWAT fue posible identificar las regiones más vulnerables ante los excesos hídricos. Estas resultaron ser las zonas donde la pendiente es menor al 3%, es decir, hacia el norte de la cuenca, donde las pasturas y pastizales naturales fueron reemplazados en mayor medida. Finalmente, con la cuantificación del balance hídrico a escala mensual y anual, se concluye que efectivamente los cambios en el uso del suelo han impactado en la dinámica hídrica de la cuenca superior del arroyo Del Azul, zona con características propias de las llanuras. Al comparar los balances hídricos para cada escenario de usos del suelo, se constató que cuando un territorio asume un régimen de monocultivo, como es el caso del escenario P3, aumenta la escorrentía superficial y disminuye la tasa de recarga y humedad del suelo, lo cual podría aumentar la magnitud del impacto cuando se presentan periodos de excesos hídricos. Por el contrario, cuando el paisaje agrícola es más heterogéneo, como el del escenario P2, la escorrentía superficial se reduce y la recarga incrementa haciendo que posiblemente la resiliencia de las llanuras ante las inundaciones sea mayor. Al analizar un año con bajo índice pluviométrico como el 2008, el escenario de uso del suelo P1 fue el que más conservo la humedad del suelo y produjo una menor evapotranspiración. Teniendo en cuenta que este escenario presentó el mayor porcentaje de área cubierta por pasturas y pastizales naturales, se podría afirmar que esta cobertura vegetal influye en reducir el impacto de las sequías. A escala mensual, en los meses de primavera la cuenca presentó mayor déficit hídrico con el escenario P3, y en otoño inundaciones más severas. Por lo tanto, homogenizar el paisaje agrícola disminuye la resiliencia de la cuenca ante inundaciones y sequías. Igualmente, hay que resaltar que las prácticas agrícolas llevadas a cabo en las últimas décadas, no han tenido muy en cuenta factores, servicios y procesos naturales indispensables para un desarrollo sustentable de los territorios. Asimismo, se espera que los resultados obtenidos proporcionen pautas para que las entidades competentes formulen políticas y estrategias de gestión que protejan la economía y los ecosistemas de la región.
Las distintas actividades humanas ejercen presiones diferenciales sobre el ambiente, provocando cambios en el uso y la cobertura del suelo que pueden traer como consecuencia, la alteración del ciclo hidrológico a escala local o regional. Por otro lado, éste también puede verse afectado por el cambio climático global (CCG). En la región del Gran La Plata, al NE de la provincia de Buenos Aires, han ocurrido en los últimos 100 años distintos episodios de inundación, los cuales se han agudizado en la última década, produciendo en el caso más severo numerosas pérdidas de vidas y de bienes materiales, por lo que su análisis cobra un interés especial. Estos episodios podrían estar relacionados no solo con las características naturales de la región, sino también, con el tipo o nivel de manejo de las cuencas hidrográficas a través de los años, que provoca cambios en el uso y la cobertura del suelo de manera desigual entre las cuencas de la región. El efecto del CCG en esta situación, podría resultar en el aumento del volumen de agua disponible para la escorrentía superficial, agravando el impacto sobre la región y su población. Aunque, también éste podría ser diferente si las cuencas tienen distintos grados de antropización. El objetivo del presente estudio fue estimar los cambios en el uso y la cobertura del suelo y el impacto que tiene en la respuesta hidrológica, en tres cuencas hidrográficas seleccionadas (arroyos Martín-Carnaval, Del Gato y El Pescado) de la región conformada por los partidos de La Plata, Berisso y Ensenada, ante distintos escenarios “sin” y “con” cambio climático global (CCG). Para ello, se identificaron las categorías de cobertura y uso del suelo de cada una de estas cuencas hidrográficas, para tres escenarios distintos correspondientes a años del pasado, presente y futuro (1986, 2011 y proyección 2050), estableciéndose además, las superficies ocupadas por cada categoría de uso y cobertura del suelo. A partir de esto, se determinaron y analizaron de manera comparativa los cambios en la cobertura y uso del suelo ocurridos temporal y espacialmente. Esta tarea se llevó a cabo mediante la interpretación de mapas clasificados de cobertura y uso del suelo y el empleo de software de sistema de información geográfica. Asimismo, se estableció el índice de impacto humano potencial (IHP) para el año 2011, que sintetiza el grado de antropización del área y muestra el impacto potencial de la población que afecta o altera los procesos hidrológicos. Éste se generó a partir de la combinación de mapas de indicadores de presión con influencia en los procesos hidrológicos (originados desde mapas de cobertura y uso del suelo, la implementación de una clasificación jerárquica de valores según su impacto y una reclasificación), con mapas de otras variables, como son la población humana, la producción de residuos sólidos urbanos y el grado de impermeabilización del suelo (originados a partir de datos estadísticos asociados a la cartografía a nivel de radio censal, la normalización de datos, la determinación de categorías según la escala establecida y una clasificación de cada radio censal). Se usó el software de sistema de información geográfica para su desarrollo. Por último, se determinaron y analizaron mediante simulación, las respuestas hidrológicas de las cuencas para los escenarios planteados en situación “sin” y “con” CCG, considerando precipitaciones con intensidades acordes a seis recurrencias de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 años y datos relacionados a distintas condiciones de cobertura y uso del suelo, como también otros datos requeridos por el modelo. Se utilizó el modelo hidrológico HEC-HMS. Con esos resultados, se estudió además el impacto del CCG en la respuesta hidrológica y su efecto sinérgico. Los resultados obtenidos en base a los escenarios planteados, permiten estimar que hay una tendencia dominante en el crecimiento de la urbanización y de la utilización de invernáculos en las cuencas Martín-Carnaval y Del Gato. En este aspecto, estaría menos afectada la de El Pescado, donde prevalece la cobertura de pastizales. Se considera que esta última cuenca podría seguir siendo la menos alterada respecto a cambios en la cobertura y uso del suelo al año 2050. Esto es coincidente con los resultados obtenidos en relación al IHP, que se asocia positivamente a un incremento del escurrimiento superficial y del riesgo de anegamiento en cada una de las tres cuencas hidrográficas analizadas. En la cuenca Del Gato, el IHP es heterogéneo presentando valores medios o altos, bajos y muy bajos. En la cuenca del arroyo Martín-Carnaval, el IHP es bajo o muy bajo. La cuenca El Pescado muestra en su mayoría valores de IHP muy bajo, si bien hay valores de bajo impacto. Las áreas con mayores valores de impacto coinciden con zonas urbanizadas, rurales con producción de cultivos bajo cubierta, extractivas y de usos especiales, mientras que las de muy bajo impacto se corresponden con zonas menos habitadas, más naturales y rurales, con vegetación o con escasa impermeabilización del suelo. Las simulaciones del comportamiento hidrológico de las distintas cuencas, permiten estimar un aumento del volumen de escurrimiento y del caudal máximo, así como una eventual disminución del tiempo para alcanzar este último (tiempo al pico), como consecuencia del cambio en la cobertura y uso del suelo producida desde el año 1986, así como de las proyectadas para el año 2050, en situación “sin” y “con” CCG. Al comparar ambas situaciones, se distingue que el CCG tiene mayor impacto hidrológico en las tres cuencas estudiadas, cuando las lluvias que se producen corresponden a períodos de retorno más cortos (2 años). Por otro lado, el impacto del CCG, también se hace más evidente en la cuenca del arroyo El Pescado. Eso es, porque en dichos casos, se presentan los mayores porcentajes de aumento en el volumen de escurrimiento y en los caudales máximos. Más aún, el CCG tiene un efecto sinérgico respecto a un incremento del riesgo de inundación, ya que los cambios en la cobertura y uso del suelo condicionan un mayor escurrimiento superficial, y el CCG condiciona un aumento de las precipitaciones. Finalmente, se discuten estrategias para la gestión del territorio con el fin de prevenir y minimizar los efectos del CCG sobre el riesgo de inundación en la región.
En Saladillo, Pcia de Buenos Aires, se realizó un estudio de los efectos que produce un emprendimiento de engorde a corral (feedlot) sobre el agua freática, bajo suelos Hapludoles característicos de la zona. Se realizaron mapas equipotenciales de nivel freático por estación, entre invierno de 2015 y otoño de 2016 y por prospección geoeléctrica, se determinó un gradiente de conductividad eléctrica que sigue la dirección de flujo de la freática, aumentando en el tiempo, aguas abajo de los corrales. Se realizaron análisis de concentraciones de nitratos, fósforo, conductividad eléctrica, sólidos totales disueltos, pH, y oxígeno disuelto, y también bacteriológicos en muestras obtenidas del agua subterránea. Si bien la concentración de nitratos no supera los límites establecidos de 45 ppm, por el CAA para agua potable, los análisis bacteriológicos la caracterizan como no potable, con presencia de Pseudomonas y E. coli por lo que podría significar un riesgo de salud, tanto para humanos como para el ganado. El fósforo presenta concentraciones elevadas respecto al valor que establece la EPA como límite superior de 0.1 ppm, con el objetivo de disminuir la eutrofización de aguas superficiales. En los pozos de la zona de descarga del agua, los valores de concentraciones de fósforo superan ampliamente el límite máximo recomendado. Este comportamiento lo tuvo también el agua superficial del bajo lindante a los corrales, donde fluye el agua por escorrentía. Los mapas realizados por el método de kriging, señalan una estacionalidad de los aportes de iones, de manera desfasada con la cantidad de animales manejados en los corrales. Por lo que se infiere que tipo de suelo, con un Bt nátrico, actuaría como amortiguador de dichos aportes, siendo la ZNS un reservorio de iones, demostrado, por la prospección geoleléctrica.
Este trabajo tuvo como objetivo analizar el comportamiento del contenido de Oxígeno Disuelto (OD) y de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) en el Brazo Aña Cuá (BAC), mediante la utilización del modelo matemático HEC-RAS. Se realizó la recopilación y análisis de relevamientos topobatimétricos del cauce del BAC, de mediciones de calidad de agua en el río Paraná y de registros de las variables climáticas de esa zona. Los procesos de transporte por advección y dispersión, y la modelación del oxígeno disuelto fueron caracterizados mediante coeficientes que describen la forma y/o velocidad en que esos procesos ocurren, DL (Dispersión Longitudinal), K1 (Desoxigenación por DBO Carbonácea) y K2 (Reaireación). Se han recopilado y analizado las fórmulas para el cálculo de estos coeficientes y las mediciones de campo de un importante número de autores. A partir de dichos análisis se adoptaron valores mínimos, medios y máximos de cada coeficiente. Se han simulado 27 escenarios con todas las combinaciones posibles de los coeficientes mencionados para caudales de 100, 300 y 500m3/s. Los resultados de las simulaciones indican que el contenido de OD a lo largo del BAC se ubicó en valores cercanos o superiores a la saturación y que el Caudal y el Coeficiente de Dispersión Longitudinal, DL no presentan una vinculación directa con el contenido de OD. Además el contenido de OD se encuentra fuertemente vinculado al Coeficiente de Reaireación, K2, y el Coeficiente de Desoxigenación, K1, es muy buen descriptor del abatimiento de la DBOC.
Los dispositivos de muestreo pasivo (DMP) han sido desarrollados como una técnica eficiente de monitoreo continuo de contaminantes disueltos en agua debido a su capacidad de integrar concentraciones en el tiempo, evitando o complementando el muestreo puntual, las estaciones de muestreo automáticas o el uso de organismos centinela. El objetivo de esta tesis fue optimizar y calibrar un Dispositivo de Muestreo Pasivo (DMP) en laboratorio. Asimismo se llevó a cabo un despliegue preliminar del muestreador en la zona costera de Berazategui en el Río de la Plata, evaluando el desempeño de los DMPs con respecto al muestreo puntual. El dispositivo diseñado se basó en el modelo patentado como Chemcatcher® y consistió en un cuerpo cilíndrico hueco de polipropileno de 52 x 16 x 1 mm, el cual está equipado con membranas aceptoras (C18 para orgánicos hidrofóbicos y Chelating para metales) y de difusión (polietileno de baja densidad para orgánicos hidrofóbicos y acetato de celulosa para metales). Previo al armado y exposición, se procedió a la limpieza de membranas difusoras y acondicionamiento de las membranas aceptoras con metanol y agua bidestilada. Los analitos estudiados tanto en la calibración como en el despliegue de los DMPs, incluyeron compuestos orgánicos (PCBs: Bifenilos Policlorados; POCls: Pesticidas Organoclorados; HAPs: Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos y ALIs: Hidrocarburos Alifáticos) y metales (Cu: Cobre y Mn: Manganeso) en las membranas aceptoras y muestras puntuales de agua. Los ensayos de calibración de los DMPs fueron realizados mediante un modelo experimental de flujo continuo (0,5 l.h-1) compuesto por recipientes acrílicos de 28 l conectados a un reservorio de 1000 l de agua y a una bomba peristáltica que dosificó (1,6 ml.h-1) la solución madre de contaminantes, asegurando una concentración nominal de 100 ng.l-1 para compuestos hidrofóbicos (PCBs, ALIs: C10-C32, HAPs: Fluoreno, Fluoranteno y Pireno y POCls: Clordano, DDE, Clorpirifos y Lindano) y 100 ug.l-1 para metales (Cu y Mn). Para analizar la cinética de muestreo, los dispositivos se retiraron a los días 3, 7, 15 y 30 colectando simultáneamente una muestra de agua para el monitoreo de las concentraciones de compuestos hidrofóbicos y metales. Durante el desarrollo de los ensayos, los parámetros de calidad de agua fueron monitoreados diariamente para verificar la evolución de las condiciones en el medio de exposición. Los ensayos se realizaron con agua destilada (DES) y agua del Río de la Plata (RLP) con un contenido de materia orgánica disuelta y de material particulado conocido, para evaluar el efecto competidor de estas fases sobre las tasas de muestreo. Al finalizar el tiempo exposición, las membranas fueron eluidas y las muestras de agua puntual fueron procesadas para el análisis de compuestos orgánicos y metales. Los extractos orgánicos fueron concentrados, purificados por cromatografía en columna de sílice y analizados por cromatografía gaseosa con detectores de ionización de llama y captura electrónica. Por otro lado los metales se determinaron por espectrometría de absorción atómica (llama y horno de grafito). Las tasas de muestreo obtenidas mediante la aplicación del modelo de absorción lineal presentaron una fuerte variabilidad entre los compuestos y entre los dos ensayos siendo 1-27 veces más elevadas en DES respecto de RLP (0,05-1,73 vs. 0,002-0,4 l.d-1). La diferencia de tasas DES-RLP fue máxima para metales (9-27 veces), decreciendo para orgánicos desde ALIs, HAPs, POCls hasta PCBs (5,4-18; 8,3; 3,7-7,1; 1-3,5 veces respectivamente). En ambos ensayos se observó una relación directa entre las velocidades de acumulación de los compuestos y su hidrofobicidad, hasta un log Kow~5, a partir del cual la relación observada fue inversa, indicando que en el rango de log Kow > 5 el proceso de ingreso hacia la membrana estuvo gobernado por la difusión a través de la capa límite de agua. De manera complementaria las tasas de muestreo también se determinaron in situ mediante compuestos de depuración (PRCs) y la aplicación de modelos de difusión molecular en agua. La relación entre las tasas experimentales en DES con las que predice el modelo de difusión, demostró que en ausencia de fases competitivas, las tasas de muestreo tienden a ser comparables, mientras que el modelo de difusión sobrestima las tasas en medios donde existen fases competidoras como en RLP. Con el fin de evaluar el rendimiento de los DMPs en el campo, los muestreadores fueron desplegados en la zona costera de Berazategui en el RLP, fuertemente impactada por descargas de efluentes urbano-industriales y por la carga contaminante de los ríos Matanza-Riachuelo, arroyos Sarandí, Santo Dominico, aliviador Jiménez y del emisario cloacal de Berazategui. En cuanto al reparto de los compuestos hidrofóbicos entre fase aparente (CA) calculados según los muestreos puntuales y la fase verdaderamente disuelta (CD) estimada según la integración de los DMPs, se observó un comportamiento diferenciado según los grupos de contaminantes, representando una relación CA/CD de 1 a 271, coincidente con lo observado en la literatura y reflejando la contribución de la fase coloidal y micro-particulada filtrable en el muestreo puntual. En contraste con los compuestos hidrófobicos, el muestreo puntual (CMP) y el pasivo de metales (CDMP) fueron equivalentes debido a la menor restricción de la membrana difusora (poro: 0,45 μm), resultando en cocientes CMP/CDMP mucho menores (0,1-1,6). En resumen, los DMPs presentaron diversas ventajas frente a las estrategias de muestreo puntual. Con respecto al muestreo puntual, los DMPs demostraron tener una alta capacidad de captación de sustancias, incluso a niveles ultratraza, debido a su capacidad de integrar concentraciones, en contraste con los grandes volúmenes de muestra necesarios en las tomas puntuales; presentan además un bajo costo de traslado, manutención, despliegue a campo (independiente de una fuente de energía), extracción (menor volumen de solvente) y análisis en laboratorio; y por ultimo una de sus principales aplicaciones, relacionada con la estimación de una concentración integrada en el tiempo (TWA) de los contaminantes disueltos en el periodo de muestreo, a diferencia de las tomas puntuales que reflejan solo la situación de un instante en el rio.
Esta tesis de Maestría fue planteada con el fin de mejorar el conocimiento ecohidrológico que se tiene del sistema hídrico del río Turbio, ante la inminente puesta en marcha de una Central Termoeléctrica, alimentada a carbón, emplazada en su planicie de inundación. Este sistema conforma una subcuenca del alto valle del río Gallegos, ubicada en el suroeste de la provincia de Santa Cruz y drena una superficie de unos 1990 km2. El área es conocida por tener la explotación de carbón subterránea más importante del país. Las afectaciones ecohidrológicas en la subcuenca derivan de las presiones generadas durante 60 años de actividad minera. Parte de este desarrollo significó la creación y consolidación de centros urbanos, los cuales evolucionaron en directa relación con las variaciones en los ciclos de la mina y sus picos positivos y negativos. Es por ello que el objetivo principal de este trabajo es el de generar una línea de base ecohidrológica, que busque definir el grado de intervención que ha tenido el sistema desde los comienzos de la actividad y hasta la actualidad, su interacción con el recurso hídrico y el ecosistema en general. En una primera instancia la investigación estuvo centrada en la caracterización del medio físico-natural, socioeconómico y de explotación del recurso mineral, como base para el estudio de detalle. El análisis pormenorizado de estos factores exigió, por un lado, la descripción de la variabilidad natural del recurso hídrico en conjunción con la morfometría de la subcuenca para luego determinar su dinámica. En este aspecto, se logró definir el nivel de integración que posee la red de drenaje y el tiempo de respuesta asociado. Por otro lado, la caracterización fisicoquímica de los cursos superficiales permitió reconocer la influencia que la actividad antrópica ejerce sobre el recurso hídrico y como las condiciones de explotación del mineral han modificado su calidad. Tal es así, que en el ámbito de la explotación se constató una subordinación entre los iones HCO3-1 y SO4-2 en conjunto con el incremento de los valores de conductividad eléctrica. Asimismo, se detectó la presencia de metales como Mn+2, Cr+2, Pb+2, Zn+2, Cu+2, Al+3 y el Fe+2 por encima de los límites permitidos en base al Código Alimentario Argentino y la Ley Nacional Nº 24.585 (De la Protección Ambiental para la Actividad Minera). Posteriormente, se estableció el vínculo entre la estimación de la variabilidad espacial y temporal del recurso hídrico con los resultados de los análisis hidroquímicos para estas aguas. Esto posibilitó determinar que una característica distintiva del funcionamiento de la subcuenca es la capacidad de dilución que posee, lo cual favorece el fenómeno de amortiguación sobre el ecosistema. En función de las particularidades del área y los diferentes actores que integran la subcuenca se identificaron y analizaron los conflictos de uso y el aprovechamiento de los recursos naturales, en un ecosistema que ha sufrido un sostenido proceso de deterioro y que carece de políticas ambientales que revaloricen la región. La individualización de los beneficios y afectaciones del medio ecosistémico, proveyó un acercamiento a la interacción entre los diferentes usos del territorio y sus efectos sobre los servicios que el sistema puede brindar. Este trabajo de tesis constituye un aporte útil para el ordenamiento y manejo de la subcuenca del río Turbio en relación con el nuevo emprendimiento energético, una actividad que convivirá con el establecimiento tradicional minero y con los centros urbanos.
La Cuenca del Río Chicú se encuentra ubicada en el departamento de Cundinamarca, Colombia, con una elevación entre 2550 y 3100 m.s.n.m. y un clima frio semihúmedo con temperatura media de 13.7°C y una precipitación media anual de 853 mm. La cuenca presenta un balance a favor (P > ETP + Ro) que permite la recarga de los acuíferos y la disponibilidad del recurso en los meses de exceso hídrico. La recarga total anual para un área de 147.93 km2 es 1.52 x 107 m3. El acuífero estudiado presenta características de sedimentos no consolidados con moderada importancia y grado de vulnerabilidad intrinseco moderado tendiendo a bajo a la polución. El principal proceso que controla la hidrogeoquímica de la cuenca son los procesos de intercambio catiónico reverso seguido de los procesos de enriquecimiento iónico por interacciona con los sedimentos del acuífero. La cuenca no presenta un grado elevado de alteración antrópica, donde los mayores efectos se evidencian en meses de exceso hídrico. Se observan procesos de dilución de contaminantes, considerados como fenómenos de autorregulación y autorremediación. Se advierte que los procesos sobre-explotación generados por las actividades antrópicas son los sucesos más significativos que producen alteraciones en la hidrogeología de la cuenca.
Caso de estudio: Cuenca Arroyo Santa Catalina, provincia de Buenos Aires
Las regiones de llanuras son escenarios frágiles ante extremos hídricos que generan conflictos sociales, políticos y económicos. Extensas áreas son afectadas por estos extremos: en el caso de los excesos hídricos, la incapacidad del relieve para evacuar volúmenes importantes de agua y el aumento de los niveles freáticos producen anegamientos, mientras que en sequía la disminución del recurso hídrico en cuanto a calidad y cantidad, genera una mayor vulnerabilidad en la región. Para cuantificar los procesos de extremos hídricos en la Pampa Deprimida se implementó el modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT, 2009) en la cuenca del arroyo Santa Catalina (área de 138 km2). Este modelo matemático semidistribuido continuo permitió modelar el flujo subterráneo y la escorrentía superficial con el fin de analizar los impactos del uso del suelo. Por medio del cálculo de precipitación efectiva realizado con el programa SWAT, se analiza la propagación de un evento de inundación en la cuenca a través del acoplamiento con el modelo SSHH I (Riccardi, 2000; Rentería y Stenta, 2003), basado en esquemas de celdas, el cual analiza el escurrimiento superficial multidireccional en zonas de llanura, ya que en estas áreas se genera un movimiento errático del agua, donde se mueven grandes volúmenes de agua con una mayor área de expansión cubriendo toda la sección y generando una conexión de zonas bajas. Para la simulación de la escorrentía superficial con el SSHH I se utilizaron dos eventos de lluvia, el evento del 19/08/2002 para la calibración del modelo y el evento del 17/05/2012 para la validación. A través de estos dos modelos se analizan escenarios hipotéticos de cambio de uso del suelo, prácticas de manejo de cultivo e implementación de obras hidráulicas a fin de regular los extremos hídricos en la cuenca. Los resultados permiten llegar a una reducción del escurrimiento superficial en un 28% y un aumento de la humedad del suelo en 9%, mientras que en los eventos de lluvia se reduce el impacto de la crecida en un 21%. Con estas propuestas hipotéticas se disminuye el impacto de las inundaciones y se aumenta la disponibilidad de agua en el suelo en los periodos de sequía. De este análisis se desprenden recomendaciones para modelar procesos hidrológicos en zonas de llanura, donde se reconoce que para obtener una adecuada simulación del escurrimiento superficial y subsuperficial dependerá en gran parte del grado de ajuste del modelo de elevación digital a la realidad, que pueden producir distorsiones locales por las vías de comunicación y en los bajos, y no permiten una adecuada definición de la dirección y cantidad del escurrimiento.
Los servicios ecosistémicos que ofrecen los ecosistemas de humedales representan un beneficio para la sociedad. Se identificaron y analizaron los Servicios Ecosistémicos de los Humedales del río León en el Urabá Antioqueño en Colombia, una zona estratégica para el país en términos ecológicos y económicos. Se realizó una Valoración Económica del servicio Abastecimiento de agua para distintos usos. Se reconoció la relación directa entre los humedales y el agua subterránea. Se recomienda una gestión integral de los humedales, agua subterránea y bienestar humano.
Se basa esta investigación en la evaluación ambiental de las condiciones de explotación y uso del recurso hídrico subterráneo en el Barrio Cerro Los Leones, ubicado al Oeste de la ciudad de Tandil, en el centro-SE de la provincia de Buenos Aires. El interés por dicho sector surgió a partir de las falencias en la provisión de agua potable y servicios sanitarios. El objetivo principal consistió en la generación de pautas de gestión sustentable basadas en el análisis y evaluación del sistema subterráneo, la calidad del recurso y sus modos de uso por parte de la población local. Se abordó el estudio desde una perspectiva sistémica de la problemática ambiental. Se caracterizó el subsistema físico-natural de Tandil y en particular del Barrio Cerro Los Leones, principalmente el medio hídrico subterráneo. La hidrodinámica mostró un sentido local acorde al flujo regional, en dirección SW-NE. La caracterización de las aguas indicó que son de baja salinidad y, desde el punto de vista iónico, bicarbonatadas cálcico-magnésicas. Se detectaron concentraciones de nitratos y parámetros microbiológicos que superan los límites recomendados para consumo humano. Se describió el subsistema social, especialmente los actores involucrados en el proceso de gestión así como las condiciones de explotación y uso del agua. Se evidenciaron deficiencias en las perforaciones y en los sistemas de distribución y almacenamiento. Asimismo, los efluentes domiciliarios son dispuestos en pozos absorbentes, ubicados a escasa distancia de las captaciones, lo que facilita la contaminación del recurso. Ambos subsistemas fueron integrados, sentando las bases para elaborar guías de sustentabilidad en la gestión. Se produjeron indicadores útiles para la evaluación y monitoreo de la problemática local, así como para su aplicación en otros sectores con similares características. Se llevaron a cabo tareas de educación ambiental en ámbitos educativos formales y en la comunidad, permitiendo la comprensión de la problemática por parte de los habitantes y el conocimiento de las actitudes y acciones a tomar. Considerando que la ecohidrología busca soluciones o alternativas ante problemáticas ambientales que involucran el agua y la población, fueron establecidas las mencionadas pautas para la gestión sustentable del recurso. Éstas incluyeron estrategias de planificación, evaluación y control sobre los modos de explotación y uso, tareas de capacitación y concientización de la población acerca de la problemática local. Además, medidas preventivas y de mitigación referidas a cuestiones estructurales sobre las perforaciones, los sistemas de distribución y almacenamiento de agua y la disposición y tratamiento adecuado de efluentes domiciliarios.