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Programa de Voluntarios para la
Protección de fuentes de agua naturales
Facilitador: Federico de Palma Medrano
@depalmamedrano
federicodepalmamedrano@gmail.com
Proyecto de Monitoreo del Río la Silla
Cd. de Monterrey, México
Objetivos
– Visualizar y comprender los distintos conceptos, roles, destinos
y comportamiento del agua en la región
– Identificar y cuantificar el déficit hídrico
– Analizar estrategias y posibilidades para mejorar la
disponibilidad de agua
– Orientar en la selección, diseño, construcción, operación,
mantenimiento y aplicación de técnicas y obras para mejorar la
captación y oferta de agua
– Dar referencias sobre fuentes de información y complementos
técnico-científicos a los temas tratados
Situación General (Rio la Silla)
El Ciclo Hidrológico
Evaporación
• La solución más efectiva
para las altas pérdidas por
evaporación del agua del
suelo es una cobertura de
residuos de plantas sobre la
superficie. Las prácticas
que aumentan la sombra
sobre la superficie del suelo
y las estructuras físicas que
concentran el agua de lluvia
favoreciendo la percolación
hacia las capas más
profundas, también
reducen las pérdidas por
evaporación.
Precipitación
Poco se puede hacer para
incrementar la lluvia o el
número de eventos de
lluvia, por lo tanto, los
esfuerzos deben ser
concentrados en el
incremento de la
proporción de agua que
entra en el suelo
(infiltración), minimizando
la pérdida de humedad
por escorrentía y
evaporación y mejorando
la disponibilidad de agua
del suelo y la eficiencia del
uso . (FAO)
Infiltración
En la mayoría de las áreas
donde hay escasez de agua, es
fundamental maximizar la
infiltración del agua de lluvia
dentro del suelo para lograr
seguridad alimentaria e
hídrica. (FAO)
Los enfoques para incrementar la
infiltración de agua pueden ser
agrupados en cuatro categorías:
• - protección de la porosidad de la
superficie del suelo del impacto
directo de las gotas de lluvia
• - mejoramiento de la estructura
del suelo mediante procesos
biológicos
• - detención de la escorrentía por
medio de barreras estructurales o
físicas
• - incremento de la porosidad
mediante la preparación de tierras
Almacenamiento
Escorrentía y Drenajes
Desborde de drenajes combinados
(DDC)
Comúnmente en las principales
ciudades de México se trata toda
el agua residual antes de
verterla, pero las lluvias intensas
pueden anegar el sistema,
enviando un cóctel de
organismos patógenos, de
ingredientes farmacéuticos
activos, sustancias químicas para
el hogar, aceite, plaguicidas,
excesos de nutrientes y otros
contaminantes directamente a
las aguas receptoras locales: una
situación conocida como
desbordes de drenajes
combinados (DDC).
Los ciclos Biogeoquímicos vs. la Industria
(Oxígeno – Carbono – Nitrógeno – Mercurio – Azufre – Fósforo - etc)
Existe una simbiosis entre los reinos de la naturaleza (protista, fungi, animales y
plantas) que permite cerrar los ciclos biogeoquímicos y que en los últimos dos
siglos están siendo fuertemente desequilibrados por la industria humana (mayor
cantidad de algunos elementos químicos libres en el medioambiente contra una
menor cantidad real de biorremediadores naturales que permiten equilibrar y
cerrar los ciclos .
El efecto del amoniaco en el agua
Un aumento de los niveles de amoniaco
por ejemplo por un DDC de una ciudad
densamente poblada o de una región con
gran producción ganadera o un vertido por
derrames industriales incrementa la
demanda bioquímica de oxigeno para
nitrificarlo y reduciendo la disponibilidad
del oxigeno disuelto lo que afixia a peces y
otros animales acuáticos que al morir
aumentan aun mas la cantidad de
amoniaco en el agua haciendo que sus
aguas sean intolerables e insalubres para
la mayoría de formas de vida aeróbicas. Al
eliminar a prácticamente todos los
animales y romper la cadena alimenticia
original en todo el corredor biológico las
aguas contaminadas se saturan con
bacterias, algas y algunas plantas que con
el tiempo vuelven a restaurar el oxigeno
disuelto en el agua para que vuelvan a
colonizarlas nuevas especies animales
pero en el proceso algunas especies
endémicas o nativas pueden perderse o
incluso extinguirse.
La industria del amoniaco es la mas grande a
nivel mundial, el volumen de amoniaco
producido por la industria es prácticamente el
mismo que el planeta produce por medios
naturales en todo el mundo lo que significa
que el volumen de amoniaco disponible se ha
duplicado en tiempo real. La producción
industrial del amoníaco del 2012 fue de
198,000,000 toneladas, lo que equivale a un
35 % de incremento con respecto al año 2006,
con 146,500,000 toneladas.
Importancia de la buena calidad del agua
• El agua es esencial para la vida y su escasez
afecta negativa y profundamente las
posibilidades de desarrollo, progreso
económico y bienestar
• El agua es vital para la producción animal y
vegetal, los seres vivos están mas adaptados
para sobrevivir ante una escasez de alimentos
que con la falta de agua de buena calidad.
Bioremediación de aguas libres
Nota: Los efectos de la Fitorremediación (plantas) en el suelo y el agua esta limitada por la
profundidad de sus raíces y la necesaria exposición a la luz solar o equivalente (fotosíntesis),
todos los organismos vivos bioremediadores están limitados a actuar dentro de un rango de
temperatura definido en el que suelen sobrevivir, crecer y multiplicarse.
Fitorremediación
Se conocen alrededor de 400
especies de plantas con
capacidad para hiperacumular
selectivamente alguna
sustancia. En la mayoría de los
casos, no se trata de especies
raras, sino de cultivos
conocidos. Así, el girasol
(Heliantus anuus) es capaz de
absorber en grandes
cantidades el uranio
depositado en el suelo. Los
álamos (género Populus)
absorben selectivamente
níquel, cadmio y zinc.
También la pequeña planta
Arabidopsis thaliana de gran
utilidad para los biólogos es
capaz de hiperacumular cobre
y zinc.
No todas las especies exóticas introducidas en un ecosistema son negativas para la flora y fauna nativa, muchas
permiten restaurar las condiciones necesarias absorviendo contaminantes o integrandose a la cadena alimenticia
para que las especies nativas puedan adaptarse ante un desequilibrio ambiental y volver a desarrollarse.
Indicadores de la calidad del agua
El agua limpia
debe ser:
Incolora
Inodora
Insípida
(No tiene color, ni
olor ni sabor )
• Se congela a 0°C (cristaliza en el sistema hexagonal y
expande su volumen por lo que su estado solido es
menos denso que el liquido y en forma de hielo
flota)
• El agua hierve a 100°C al nivel del mar
• Un litro de agua pesa 1 kg. (1m3 (liquido) = 1000 kg)
• El agua pura es neutral ( No es ni acida ni alcalina)
• La forma química del agua es H2O
• El agua se conoce como el solvente universal porque
disuelve mas sustancias que cualquier otro liquido
conocido, por eso es el principal vehículo para
transportar sustancias disueltas en la sangre, orina,
sudor, etc.
• El agua puede absorber mucho calor antes de
calentarse amortiguando los cambios de
temperaturas demasiado bruscos y el clima.
6 indicadores fundamentales para
medir la salud de los ríos y arroyos
• Oxígeno disuelto – Mide el nivel de
oxígeno disuelto en el agua, un
indicador muy importante ya que la
vida acuática depende de ello.
• Temperatura – Los cambios de
temperatura del agua pueden afectar
la vida acuática, causando una mayor
demanda de oxigeno o limitando la
supervivencia de muchos
organismos.
• Turbidez – Mide la claridad del agua,
incluyendo el efecto de las partículas
en el agua y su color
• Caudal – La cantidad de agua que
fluye por un punto del arroyo en un
periodo de tiempo
• Hábitat – Medir la vegetación, dentro
del agua, en las islas que se forman y
en las orillas del río pueden
indicarnos si existe suficiente refugio
y hábitat para organismos vivos.
• Macroinvertebrados – Insectos,
gusanos, crustáceos, moluscos y
otros organismos que pueden verse
sin necesidad de microscopio se usan
para medir el nivel de calidad del
agua basado en la tolerancia de los
organismos a distintos niveles de
contaminación y oxígeno disuelto.
Oxígeno disuelto
El (DO), es el oxígeno que esta disuelto en el agua. Esto se logra por difusión del aire del entorno, la aireación del
agua que ha caído sobre saltos o rápidos; y como un producto de desecho de la fotosíntesis.
El oxígeno disuelto es absolutamente esencial para la supervivencia de todos los organismos acuáticos (no sólo
peces también invertebrados como cangrejos, almejas, zooplacton,etc). Además el oxígeno afecta a un vasto
numero de indicadores, no solo bioquímicos, también estéticos como el olor, claridad del agua, y sabor.
Consecuentemente, el oxígeno es quizás el mas estabilizado de los indicadores de calidad de agua
Un alto nivel de oxígeno disuelto en una comunidad de suministro de agua es bueno porque esto hace que el gusto
del agua sea mejor. Sin embargo, los niveles altos de oxígeno disuelto aumentan la velocidad de corrosión en las
tuberías de agua. Por esta razón, las industrias usan agua con la mínima cantidad posible de oxígeno disuelto.
Temperatura
Las temperaturas más cálidas causan un
menor contenido de oxígeno disuelto,
también hace que los organismos
acuáticos aumenten su tasa de respiración
y consuman más oxígeno, aumentando su
susceptibilidad a enfermedades, parásitos
y productos químicos tóxicos.
· Efectos biológicos: pueden matar la fauna
acuática ó producir efectos en su metabolismo
como la reproducción y crecimiento.
· Efectos físicos: cambio en su densidad y
viscosidad, provoca estratificación que también
depende de la profundidad y del movimiento
del agua.
· Efectos químicos: se producen reacciones con
los cambios de temperatura y con otras
condiciones tales como las concentraciones
iníciales de los reactivos, es decir la constante
de equilibrio se ve afectada.
Turbidez
La turbidez mide el efecto de dispersión
que los sólidos suspendidos tienen sobre
la luz: cuanto mayor sea la intensidad de la
luz dispersada, mayor será la turbidez.
Los materiales que causan que el agua sea
turbia son, entre otros: arcilla, limo,
materia orgánica e inorgánica finamente
dividida, compuestos orgánicos coloreados
solubles, plancton y organismos
microscópicos.
La turbidez puede proporcionar alimento y
refugio a los patógenos y puede promover
el rebrote de patógenos en el sistema de
distribución, llevando a la posibilidad de
brotes de enfermedades .
Aunque la turbidez no es un indicador
directo del riesgo para la salud,
numerosos estudios demuestran una
fuerte relación entre la eliminación de
la turbidez y la eliminación de
protozoos.
Un agua transparente facilita el paso
de luz UV (desinfección) y de luz solar
a capas mas profundas. (fotosíntesis)
Caudal
• La determinación del caudal
ecológico de un río o arroyo se
hace con base en un cuidadoso
análisis de las necesidades mínimas
de los ecosistemas existentes en el
área de influencia de la
infraestructura que en alguna
forma modifica el caudal natural
del río o arroyo.
• En cualquier obra de
infraestructura que considere el
cierre ó desvío provisional del río,
el flujo aguas debajo debe
mantenerse, garantizando el caudal
ecológico durante todo el periodo.
La forma de garantizar este caudal
mínimo varía de caso a caso, y debe
ser previsto en el diseño de
cualquier obra pública o privada.
Caudal ecológico: Se define como “El
agua necesaria para preservar valores
ecológicos” tales como:
• los hábitat naturales que cobijan una riqueza
de flora y fauna
• las funciones ambientales como dilución de
poluentes y contaminantes
• amortiguación de los extremos
climatológicos e hidrológicos
• preservación del paisaje
Hábitat
• El hábitat puede ser
definido a partir del
conjunto de especies
estructuradoras o
poblamientos.
• El biotopo (del griego
βíος bios, "vida" y τόπος
topos, "lugar") es casi
sinónimo del término
hábitat con la diferencia
de que hábitat se refiere
a las especies o
poblaciones mientras que
biotopo se refiere a las
comunidades biológicas.
Macroinvertebrados
Cualquier persona puede
darse una idea de la calidad
del agua si conoce y observa
algunos organismos
acuáticos .
Algunos organismos son
muy sensibles y solo
sobreviven si encuentran un
tipo particular de alimento,
una alta disponibilidad de
oxigeno o un agua libre de
toxinas, y encontrarlos vivos
puede ser muy buena
noticia.
Gracias a los Voluntarios podemos :
Familiarizarnos con la calidad del agua
y la vida acuática de los ríos y arroyos
locales: La calidad del agua se afecta por
las actividades humanas y el uso de la tierra,
está calidad de las fuentes de agua
superficial son indispensable para mantener
la biodiversidad y vida silvestre de tu
localidad, los ríos son corredores biológicos
por excelencia que unen diversas áreas
naturales a lo largo del estado y del país, el
monitorear los arroyos y ríos permite
aprender acerca de la calidad del agua real
en tus fuentes de agua naturales locales y
medir como las acciones pueden ayudar a
mejorarlas.
Recolectar información importante:
La falta de información o tener
información incompleta a menudo
representa el mayor problema y dificultad
para tomar decisiones adecuadas y
proteger los recursos naturales locales.
Los voluntarios que monitorean los
arroyos en su localidad proveen una
importante base y soporte que puede ser
la única información disponible para un
cuerpo de agua en particular.
Conectarnos gracias a la naturaleza:
Los individuos, las familias y los grupos
pueden crear una relación más profunda
y duradera con otras personas y con ellos
mismos mediante el estudio de la
naturaleza y el entorno que rodea un
cauce especial de agua.
Indice de Calidad del Agua (ciudadano)
ó WQI (Water Quality Index)
Además de los 6 indicadores
básicos, existen otros 6
indicadores que requieren
utilizar equipo y procesos
para análisis químicos y
físicos más especializados
pero que son posibles de
adquirir, aprender a utilizar y
realizar por casi cualquier
persona y que pueden
resultar de mucho interés
para aficionados y
ciudadanos que quieran ir
más allá con el monitoreo:
• Coliformes fecales
• PH
• Demanda bioquímica de
Oxígeno
• Fósforo Total
• Nitratos
• Solidos Totales
Estos 6 indicadores adicionales junto con los
resultados de oxigeno disuelto, la temperatura y
turbidez que se miden en los 6 indicadores
básicos dan un Indice de Calidad del Agua
estandarizado por muchas asociaciones civiles
conocido como (WQI) (Water Quality Index)
Coliformes fecales
El grupo coliforme es constante,
abundante y casi exclusivo de la
materia fecal, sin embargo, las
características de sobrevivencia y
la capacidad para multiplicarse
fuera del intestino también se
observan en aguas potables, por
lo que el grupo coliforme se
utiliza como indicador de
contaminación fecal en agua;
conforme mayor sea el número
de coliformes en agua, mayor
será la probabilidad de estar
frente a una contaminación
reciente.
pH ( Potencial de Hidrógeno )
La determinación del pH es
uno de los procedimientos
analíticos más importantes
y más utilizados en química
y bioquímica. El pH
determina muchas
características notables de
la estructura y de la
actividad de las moléculas,
por lo tanto, del
comportamiento de células
y organismos.
Demanda bioquímica de oxígeno
Fósforo total
• El fósforo es un nutriente esencial
para el crecimiento de organismos,
por lo que la descarga de fosfatos
en cuerpos de aguas puede
estimular el crecimiento de macro y
microorganismos fotosintéticos en
cantidades nocivas.
• El fósforo generalmente se
encuentra en tres formas: como
ortofosfatos, fosfatos condensados
y compuestos órganofosfatados.
Estas formas de fosfatos provienen
de una gran cantidad de fuentes,
tales como productos de limpieza,
fertilizantes, procesos biológicos,
etc.
• El agua residual domestica contiene
entre 5 – 15 mg/lt. de fósforo total.
Una descarga de agua residual rica en
fosfatos puede favorecer la proliferación
súbita de algas y otros organismos,
provocando un aumento en el consumo
de oxígeno que mate a la fauna
acuática.
Nitratos
• El Nitrógeno se estabiliza por
oxidación bacteriana en medio
aerobio generando nitritos y
posteriormente nitratos.
• La presencia predominante de
nitrógeno en su forma de nitrato
indica que ya esta estabilizado
con respecto a la demanda de
oxígeno.
• El Nitrógeno total es la suma de
nitrógeno orgánico, amonio,
nitritro y nitrato.
• El agua residual domestica suele
contener 20-50 mg/lt. de
nitrógeno total del cual 12-40
mg/lt esta en forma de amonio
(proveniente principalmente de
la urea contenida en la orina
humana)
Sólidos totales
CLASIFICACION SEGÚN LA SEDIMENTABILIDAD:
• Sólidos en suspensión o suspendidos (SS): (33 %)
Son retenidos por filtros y se clasifican en Sólidos
Sedimentables o Coloidales.
• Sólidos Sedimentables: Son capaces de flotar o
decantar con el agua en reposo, son eliminados
fácilmente mediante procesos físicos o mecánicos
• Sólidos Coloidales: No sedimentan ni flotan
cuando el agua está parada, o por lo menos en un
tiempo computable. Tampoco son eliminados por
métodos físicos o mecánicos, siendo necesario un
proceso de coagulación y floculación
• Sólidos Disueltos: (90 %) No son efectivas ninguna
de las técnicas anteriores para eliminarlos, sino
bien mediante cambios de temperatura, pH,
efectos quelantes, etc. O por sistema de
membranas, ósmosis inversa, nanofiltración,
ultrafiltración.
Analíticamente, se define el contenido de sólidos totales como la materia que se
obtiene como residuo después de someter al agua a un proceso de evaporación a entre
103°C y 105°C.
Cálculo del ICA (ciudadano)
Nombre de la Prueba Resultado Q- Valor Factor Total
Oxigeno disuelto % saturación 0.17
Coliformes fecales Colonias/100ml. 0.16
pH unidades 0.11
Demanda bioquímica de
oxigeno
Mg/l 0.11
Temperatura °C 0.10
Fosforo Total Mg/l 0.10
Nitratos Mg/l 0.10
Turbidez /cm 0.08
Solidos totales Mg/l 0.07
ICA TOTAL
Fecha ___________________ Hora _________
Lugar de muestreo ______________________
Condiciones climáticas ___________________
ICA (Indice de Calidad del Agua)
Oficial en México
• El ICA se define como el grado de
contaminación existente en el agua a
la fecha de un muestreo, expresado
como un porcentaje de agua pura. Así,
agua altamente contaminada tendrá
un ICA cercano o igual a 0% y de 100%
para el agua en excelentes
condiciones.
• Éste índice consideró 18 parámetros
para su cálculo con distintos pesos
relativos (Wi), según la importancia
que se le concedía a cada uno de ellos
en la evaluación total
Los 6 parámetros adicionales que se
miden en el ICA oficial en México son:
• Sustancias activas al azul de metileno
(Detergentes)
• Conductividad eléctrica
• Grasas y aceites
• Dureza total
• Cloruros
• Color
Sin embargo la norma oficial no evalúa
algunos indicadores fundamentales para
la salud del biotopo ó corredor biológico
como es el Hábitat, el Caudal y los
Macroinvertebrados y los sustituye por
variantes químicas como alcalinidad,
nitrógeno amoniacal y solidos disueltos.
Instituciones y Asociaciones
México
• Comisión Nacional del Agua (CNA _ CONAGUA)
• Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales
(SEMARNAT)
• Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA)
• Asociación Nacional de Empresas de Agua y
Saneamiento de México
• Asociación Nacional de Productores y Distribuidores
de Agua Purificada
• Asociación Nacional de Cultura del Agua
• Asociación Mexicana de Hidráulica
• Cambio climático en México
Internacional
• Global Water Partnership
• Consejo Mundial del Agua
• World Ocean Observatory
• Women for Water Partnership
• UNESCO – Programa de Evaluación de Recursos
hidricos
• ONU-Agua
• FAO – Food and Agriculture Organization
• Foro Mundial del Agua
• AIDA – Asociacion Internacional de Derechos del Agua
Estados Unidos y Canadá
• Association of Water Technologies
• National Rural Water Association
• American Water Works Association
• American Water Resources Association
• Association of State Drinking Water
Administrators
• Association of State and Interstate Water
Pollution Control Administrators
• Conservation International
• Irrigation Association
• Natural Ground Water Association
• National Water Resources Association
• National Water Research Institute
España
• Asociación Española de Abastecimiento de
Agua y Saneamiento-AEAS
• Fundación para el Fomento de la Ingeniería
del Agua
• MAPAMA – Ministerio de Agricultura,
Pesca, Alimentación y Medio Ambiente
Otros Organismos no Gubernamentales
• Asociación Internacional del Agua (IWA)
• Asociación Internacional de Distribución de Agua (IWSA)
• Asociación Internacional de Hidrogeólogos (AIH)
• Asociación Internacional de Recursos Hídricos (AIRE)
• Asociación Internacional de Ciencias Hidrológicas (AISH)
• Asociación Internacional de Hidro-electricidad (IHA)
• Asociación Internacional de Ingeniería e Investigaciones
Hidro-ambientales (AIRH)
• Asociación Internacional de Derecho de Aguas (AIDA)
• Asociación Internacional de Historia del Agua (IWHA)
• Asociación de Hidrólogos Africanos (AAH)
• Asociación de Agricultura Tropical (TAA)
• Sociedad Hidrológica Británica (BHS)
• Centro Internacional de Agua Potable y Saneamiento
(IRC)
• Comité Internacional de Coordinación de los Trabajos
sobre la Sedimentación en los Embalses (ICCORES)
• Comité Científico de Investigaciones Hídricas (SCOWAR)
• Comisión Internacional de Grandes Presas (ICOLD)
• Comisión Internacional de Riegos y Drenajes (ICID)
• Consejo Internacional de Ingeniería y Tecnología (ICET)
• Consejo Internacional para la Ciencia (ICSU)
• Unión Internacional de Espeleología (UIS)
• Unión Internacional de Asociaciones y Organismos
Técnicos (UATI)
• Consejo Mundial del Agua (CMA)
• Consorcio Internacional sobre Desprendimiento de
Tierras (ICL)
• Federación Mundial de Organizaciones de
Ingenieros (FMOI)
• Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF)
• Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD)
• Instituto Internacional de Análisis Aplicados de
Sistemas (IIAAS)
• Comisión Internacional de Nieve y Hielo (ICSI)
• Federación Internacional de Información y
Documentación (IFID)
• Oficina Internacional del Agua (O.I.EAU)
• Asociación Mundial para el Agua (GWP)
• Programa Internacional sobre la Geosfera y la
Biosfera - Aspectos Biosféricos del Ciclo Hidrológico
(IGBP-BAHC)
• Instituto de Investigación de Obras Públicas de
Japón (Public Works Research Institute of Japan-
PWRI)
• Asociación Internacional de Limnología (SIL)
• Sistema Euro-mediterráneo de Información sobre el
Agua (SEMIDE)
• Tecnología para los recursos hídricos (TECHWARE)
• Unión Africana de Distribuidores de Agua (UADE)
Bibliografía
• Stream quality monitoring: a citizen
action program ; Kopec, J. and S. lewis
• National Directory of Citizen Volunteer
Environmental Monitoring Programs ;
United States Environmental
Protection Agency
• Guide to macroinvertebrate sambpling
for White River Headwaters Citizens
Monitoring Group. River Watch
Network
• Adopting a Stream: a northwest
handbook. Adopt-a –Stream
Foundation
• Field Manual for Water Quality
Monitoring; Mitchell, Mark K. and
William B. Stapp
• Guía rápida para calcular el caudal
ecológico
http://www.conagua.gob.mx/CONAG
UA07/Contenido/Documentos/GUIA.
pdf
• Seminario de Voluntariado para la
conservacion de Ríos y Riveras
http://www.mapama.gob.es/es/cene
am/grupos-de-trabajo-y-
seminarios/voluntariado-para-la-
conservacion-de-la-
biodiversidad/voluntariado_rios1.asp
x
• Ecological Sanititation
http://www.ecosanres.org/pdf_files/
Ecological_Sanitation.pdf
• Aguas Residuales el Recurso
Desaprovechado
http://unesdoc.unesco.org/images/0
024/002476/247647S.pdf
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Programa de Voluntarios para la Protección de fuentes de agua naturales

  • 1. Programa de Voluntarios para la Protección de fuentes de agua naturales Facilitador: Federico de Palma Medrano @depalmamedrano federicodepalmamedrano@gmail.com Proyecto de Monitoreo del Río la Silla Cd. de Monterrey, México
  • 2. Objetivos – Visualizar y comprender los distintos conceptos, roles, destinos y comportamiento del agua en la región – Identificar y cuantificar el déficit hídrico – Analizar estrategias y posibilidades para mejorar la disponibilidad de agua – Orientar en la selección, diseño, construcción, operación, mantenimiento y aplicación de técnicas y obras para mejorar la captación y oferta de agua – Dar referencias sobre fuentes de información y complementos técnico-científicos a los temas tratados
  • 5. Evaporación • La solución más efectiva para las altas pérdidas por evaporación del agua del suelo es una cobertura de residuos de plantas sobre la superficie. Las prácticas que aumentan la sombra sobre la superficie del suelo y las estructuras físicas que concentran el agua de lluvia favoreciendo la percolación hacia las capas más profundas, también reducen las pérdidas por evaporación.
  • 6. Precipitación Poco se puede hacer para incrementar la lluvia o el número de eventos de lluvia, por lo tanto, los esfuerzos deben ser concentrados en el incremento de la proporción de agua que entra en el suelo (infiltración), minimizando la pérdida de humedad por escorrentía y evaporación y mejorando la disponibilidad de agua del suelo y la eficiencia del uso . (FAO)
  • 7. Infiltración En la mayoría de las áreas donde hay escasez de agua, es fundamental maximizar la infiltración del agua de lluvia dentro del suelo para lograr seguridad alimentaria e hídrica. (FAO) Los enfoques para incrementar la infiltración de agua pueden ser agrupados en cuatro categorías: • - protección de la porosidad de la superficie del suelo del impacto directo de las gotas de lluvia • - mejoramiento de la estructura del suelo mediante procesos biológicos • - detención de la escorrentía por medio de barreras estructurales o físicas • - incremento de la porosidad mediante la preparación de tierras
  • 10. Desborde de drenajes combinados (DDC) Comúnmente en las principales ciudades de México se trata toda el agua residual antes de verterla, pero las lluvias intensas pueden anegar el sistema, enviando un cóctel de organismos patógenos, de ingredientes farmacéuticos activos, sustancias químicas para el hogar, aceite, plaguicidas, excesos de nutrientes y otros contaminantes directamente a las aguas receptoras locales: una situación conocida como desbordes de drenajes combinados (DDC).
  • 11. Los ciclos Biogeoquímicos vs. la Industria (Oxígeno – Carbono – Nitrógeno – Mercurio – Azufre – Fósforo - etc) Existe una simbiosis entre los reinos de la naturaleza (protista, fungi, animales y plantas) que permite cerrar los ciclos biogeoquímicos y que en los últimos dos siglos están siendo fuertemente desequilibrados por la industria humana (mayor cantidad de algunos elementos químicos libres en el medioambiente contra una menor cantidad real de biorremediadores naturales que permiten equilibrar y cerrar los ciclos .
  • 12. El efecto del amoniaco en el agua Un aumento de los niveles de amoniaco por ejemplo por un DDC de una ciudad densamente poblada o de una región con gran producción ganadera o un vertido por derrames industriales incrementa la demanda bioquímica de oxigeno para nitrificarlo y reduciendo la disponibilidad del oxigeno disuelto lo que afixia a peces y otros animales acuáticos que al morir aumentan aun mas la cantidad de amoniaco en el agua haciendo que sus aguas sean intolerables e insalubres para la mayoría de formas de vida aeróbicas. Al eliminar a prácticamente todos los animales y romper la cadena alimenticia original en todo el corredor biológico las aguas contaminadas se saturan con bacterias, algas y algunas plantas que con el tiempo vuelven a restaurar el oxigeno disuelto en el agua para que vuelvan a colonizarlas nuevas especies animales pero en el proceso algunas especies endémicas o nativas pueden perderse o incluso extinguirse. La industria del amoniaco es la mas grande a nivel mundial, el volumen de amoniaco producido por la industria es prácticamente el mismo que el planeta produce por medios naturales en todo el mundo lo que significa que el volumen de amoniaco disponible se ha duplicado en tiempo real. La producción industrial del amoníaco del 2012 fue de 198,000,000 toneladas, lo que equivale a un 35 % de incremento con respecto al año 2006, con 146,500,000 toneladas.
  • 13. Importancia de la buena calidad del agua • El agua es esencial para la vida y su escasez afecta negativa y profundamente las posibilidades de desarrollo, progreso económico y bienestar • El agua es vital para la producción animal y vegetal, los seres vivos están mas adaptados para sobrevivir ante una escasez de alimentos que con la falta de agua de buena calidad.
  • 14. Bioremediación de aguas libres Nota: Los efectos de la Fitorremediación (plantas) en el suelo y el agua esta limitada por la profundidad de sus raíces y la necesaria exposición a la luz solar o equivalente (fotosíntesis), todos los organismos vivos bioremediadores están limitados a actuar dentro de un rango de temperatura definido en el que suelen sobrevivir, crecer y multiplicarse.
  • 15. Fitorremediación Se conocen alrededor de 400 especies de plantas con capacidad para hiperacumular selectivamente alguna sustancia. En la mayoría de los casos, no se trata de especies raras, sino de cultivos conocidos. Así, el girasol (Heliantus anuus) es capaz de absorber en grandes cantidades el uranio depositado en el suelo. Los álamos (género Populus) absorben selectivamente níquel, cadmio y zinc. También la pequeña planta Arabidopsis thaliana de gran utilidad para los biólogos es capaz de hiperacumular cobre y zinc. No todas las especies exóticas introducidas en un ecosistema son negativas para la flora y fauna nativa, muchas permiten restaurar las condiciones necesarias absorviendo contaminantes o integrandose a la cadena alimenticia para que las especies nativas puedan adaptarse ante un desequilibrio ambiental y volver a desarrollarse.
  • 16. Indicadores de la calidad del agua El agua limpia debe ser: Incolora Inodora Insípida (No tiene color, ni olor ni sabor ) • Se congela a 0°C (cristaliza en el sistema hexagonal y expande su volumen por lo que su estado solido es menos denso que el liquido y en forma de hielo flota) • El agua hierve a 100°C al nivel del mar • Un litro de agua pesa 1 kg. (1m3 (liquido) = 1000 kg) • El agua pura es neutral ( No es ni acida ni alcalina) • La forma química del agua es H2O • El agua se conoce como el solvente universal porque disuelve mas sustancias que cualquier otro liquido conocido, por eso es el principal vehículo para transportar sustancias disueltas en la sangre, orina, sudor, etc. • El agua puede absorber mucho calor antes de calentarse amortiguando los cambios de temperaturas demasiado bruscos y el clima.
  • 17. 6 indicadores fundamentales para medir la salud de los ríos y arroyos • Oxígeno disuelto – Mide el nivel de oxígeno disuelto en el agua, un indicador muy importante ya que la vida acuática depende de ello. • Temperatura – Los cambios de temperatura del agua pueden afectar la vida acuática, causando una mayor demanda de oxigeno o limitando la supervivencia de muchos organismos. • Turbidez – Mide la claridad del agua, incluyendo el efecto de las partículas en el agua y su color • Caudal – La cantidad de agua que fluye por un punto del arroyo en un periodo de tiempo • Hábitat – Medir la vegetación, dentro del agua, en las islas que se forman y en las orillas del río pueden indicarnos si existe suficiente refugio y hábitat para organismos vivos. • Macroinvertebrados – Insectos, gusanos, crustáceos, moluscos y otros organismos que pueden verse sin necesidad de microscopio se usan para medir el nivel de calidad del agua basado en la tolerancia de los organismos a distintos niveles de contaminación y oxígeno disuelto.
  • 18. Oxígeno disuelto El (DO), es el oxígeno que esta disuelto en el agua. Esto se logra por difusión del aire del entorno, la aireación del agua que ha caído sobre saltos o rápidos; y como un producto de desecho de la fotosíntesis. El oxígeno disuelto es absolutamente esencial para la supervivencia de todos los organismos acuáticos (no sólo peces también invertebrados como cangrejos, almejas, zooplacton,etc). Además el oxígeno afecta a un vasto numero de indicadores, no solo bioquímicos, también estéticos como el olor, claridad del agua, y sabor. Consecuentemente, el oxígeno es quizás el mas estabilizado de los indicadores de calidad de agua Un alto nivel de oxígeno disuelto en una comunidad de suministro de agua es bueno porque esto hace que el gusto del agua sea mejor. Sin embargo, los niveles altos de oxígeno disuelto aumentan la velocidad de corrosión en las tuberías de agua. Por esta razón, las industrias usan agua con la mínima cantidad posible de oxígeno disuelto.
  • 19. Temperatura Las temperaturas más cálidas causan un menor contenido de oxígeno disuelto, también hace que los organismos acuáticos aumenten su tasa de respiración y consuman más oxígeno, aumentando su susceptibilidad a enfermedades, parásitos y productos químicos tóxicos. · Efectos biológicos: pueden matar la fauna acuática ó producir efectos en su metabolismo como la reproducción y crecimiento. · Efectos físicos: cambio en su densidad y viscosidad, provoca estratificación que también depende de la profundidad y del movimiento del agua. · Efectos químicos: se producen reacciones con los cambios de temperatura y con otras condiciones tales como las concentraciones iníciales de los reactivos, es decir la constante de equilibrio se ve afectada.
  • 20. Turbidez La turbidez mide el efecto de dispersión que los sólidos suspendidos tienen sobre la luz: cuanto mayor sea la intensidad de la luz dispersada, mayor será la turbidez. Los materiales que causan que el agua sea turbia son, entre otros: arcilla, limo, materia orgánica e inorgánica finamente dividida, compuestos orgánicos coloreados solubles, plancton y organismos microscópicos. La turbidez puede proporcionar alimento y refugio a los patógenos y puede promover el rebrote de patógenos en el sistema de distribución, llevando a la posibilidad de brotes de enfermedades . Aunque la turbidez no es un indicador directo del riesgo para la salud, numerosos estudios demuestran una fuerte relación entre la eliminación de la turbidez y la eliminación de protozoos. Un agua transparente facilita el paso de luz UV (desinfección) y de luz solar a capas mas profundas. (fotosíntesis)
  • 21. Caudal • La determinación del caudal ecológico de un río o arroyo se hace con base en un cuidadoso análisis de las necesidades mínimas de los ecosistemas existentes en el área de influencia de la infraestructura que en alguna forma modifica el caudal natural del río o arroyo. • En cualquier obra de infraestructura que considere el cierre ó desvío provisional del río, el flujo aguas debajo debe mantenerse, garantizando el caudal ecológico durante todo el periodo. La forma de garantizar este caudal mínimo varía de caso a caso, y debe ser previsto en el diseño de cualquier obra pública o privada. Caudal ecológico: Se define como “El agua necesaria para preservar valores ecológicos” tales como: • los hábitat naturales que cobijan una riqueza de flora y fauna • las funciones ambientales como dilución de poluentes y contaminantes • amortiguación de los extremos climatológicos e hidrológicos • preservación del paisaje
  • 22. Hábitat • El hábitat puede ser definido a partir del conjunto de especies estructuradoras o poblamientos. • El biotopo (del griego βíος bios, "vida" y τόπος topos, "lugar") es casi sinónimo del término hábitat con la diferencia de que hábitat se refiere a las especies o poblaciones mientras que biotopo se refiere a las comunidades biológicas.
  • 23. Macroinvertebrados Cualquier persona puede darse una idea de la calidad del agua si conoce y observa algunos organismos acuáticos . Algunos organismos son muy sensibles y solo sobreviven si encuentran un tipo particular de alimento, una alta disponibilidad de oxigeno o un agua libre de toxinas, y encontrarlos vivos puede ser muy buena noticia.
  • 24. Gracias a los Voluntarios podemos : Familiarizarnos con la calidad del agua y la vida acuática de los ríos y arroyos locales: La calidad del agua se afecta por las actividades humanas y el uso de la tierra, está calidad de las fuentes de agua superficial son indispensable para mantener la biodiversidad y vida silvestre de tu localidad, los ríos son corredores biológicos por excelencia que unen diversas áreas naturales a lo largo del estado y del país, el monitorear los arroyos y ríos permite aprender acerca de la calidad del agua real en tus fuentes de agua naturales locales y medir como las acciones pueden ayudar a mejorarlas. Recolectar información importante: La falta de información o tener información incompleta a menudo representa el mayor problema y dificultad para tomar decisiones adecuadas y proteger los recursos naturales locales. Los voluntarios que monitorean los arroyos en su localidad proveen una importante base y soporte que puede ser la única información disponible para un cuerpo de agua en particular. Conectarnos gracias a la naturaleza: Los individuos, las familias y los grupos pueden crear una relación más profunda y duradera con otras personas y con ellos mismos mediante el estudio de la naturaleza y el entorno que rodea un cauce especial de agua.
  • 25. Indice de Calidad del Agua (ciudadano) ó WQI (Water Quality Index) Además de los 6 indicadores básicos, existen otros 6 indicadores que requieren utilizar equipo y procesos para análisis químicos y físicos más especializados pero que son posibles de adquirir, aprender a utilizar y realizar por casi cualquier persona y que pueden resultar de mucho interés para aficionados y ciudadanos que quieran ir más allá con el monitoreo: • Coliformes fecales • PH • Demanda bioquímica de Oxígeno • Fósforo Total • Nitratos • Solidos Totales Estos 6 indicadores adicionales junto con los resultados de oxigeno disuelto, la temperatura y turbidez que se miden en los 6 indicadores básicos dan un Indice de Calidad del Agua estandarizado por muchas asociaciones civiles conocido como (WQI) (Water Quality Index)
  • 26. Coliformes fecales El grupo coliforme es constante, abundante y casi exclusivo de la materia fecal, sin embargo, las características de sobrevivencia y la capacidad para multiplicarse fuera del intestino también se observan en aguas potables, por lo que el grupo coliforme se utiliza como indicador de contaminación fecal en agua; conforme mayor sea el número de coliformes en agua, mayor será la probabilidad de estar frente a una contaminación reciente.
  • 27. pH ( Potencial de Hidrógeno ) La determinación del pH es uno de los procedimientos analíticos más importantes y más utilizados en química y bioquímica. El pH determina muchas características notables de la estructura y de la actividad de las moléculas, por lo tanto, del comportamiento de células y organismos.
  • 29. Fósforo total • El fósforo es un nutriente esencial para el crecimiento de organismos, por lo que la descarga de fosfatos en cuerpos de aguas puede estimular el crecimiento de macro y microorganismos fotosintéticos en cantidades nocivas. • El fósforo generalmente se encuentra en tres formas: como ortofosfatos, fosfatos condensados y compuestos órganofosfatados. Estas formas de fosfatos provienen de una gran cantidad de fuentes, tales como productos de limpieza, fertilizantes, procesos biológicos, etc. • El agua residual domestica contiene entre 5 – 15 mg/lt. de fósforo total. Una descarga de agua residual rica en fosfatos puede favorecer la proliferación súbita de algas y otros organismos, provocando un aumento en el consumo de oxígeno que mate a la fauna acuática.
  • 30. Nitratos • El Nitrógeno se estabiliza por oxidación bacteriana en medio aerobio generando nitritos y posteriormente nitratos. • La presencia predominante de nitrógeno en su forma de nitrato indica que ya esta estabilizado con respecto a la demanda de oxígeno. • El Nitrógeno total es la suma de nitrógeno orgánico, amonio, nitritro y nitrato. • El agua residual domestica suele contener 20-50 mg/lt. de nitrógeno total del cual 12-40 mg/lt esta en forma de amonio (proveniente principalmente de la urea contenida en la orina humana)
  • 31. Sólidos totales CLASIFICACION SEGÚN LA SEDIMENTABILIDAD: • Sólidos en suspensión o suspendidos (SS): (33 %) Son retenidos por filtros y se clasifican en Sólidos Sedimentables o Coloidales. • Sólidos Sedimentables: Son capaces de flotar o decantar con el agua en reposo, son eliminados fácilmente mediante procesos físicos o mecánicos • Sólidos Coloidales: No sedimentan ni flotan cuando el agua está parada, o por lo menos en un tiempo computable. Tampoco son eliminados por métodos físicos o mecánicos, siendo necesario un proceso de coagulación y floculación • Sólidos Disueltos: (90 %) No son efectivas ninguna de las técnicas anteriores para eliminarlos, sino bien mediante cambios de temperatura, pH, efectos quelantes, etc. O por sistema de membranas, ósmosis inversa, nanofiltración, ultrafiltración. Analíticamente, se define el contenido de sólidos totales como la materia que se obtiene como residuo después de someter al agua a un proceso de evaporación a entre 103°C y 105°C.
  • 32. Cálculo del ICA (ciudadano) Nombre de la Prueba Resultado Q- Valor Factor Total Oxigeno disuelto % saturación 0.17 Coliformes fecales Colonias/100ml. 0.16 pH unidades 0.11 Demanda bioquímica de oxigeno Mg/l 0.11 Temperatura °C 0.10 Fosforo Total Mg/l 0.10 Nitratos Mg/l 0.10 Turbidez /cm 0.08 Solidos totales Mg/l 0.07 ICA TOTAL Fecha ___________________ Hora _________ Lugar de muestreo ______________________ Condiciones climáticas ___________________
  • 33. ICA (Indice de Calidad del Agua) Oficial en México • El ICA se define como el grado de contaminación existente en el agua a la fecha de un muestreo, expresado como un porcentaje de agua pura. Así, agua altamente contaminada tendrá un ICA cercano o igual a 0% y de 100% para el agua en excelentes condiciones. • Éste índice consideró 18 parámetros para su cálculo con distintos pesos relativos (Wi), según la importancia que se le concedía a cada uno de ellos en la evaluación total Los 6 parámetros adicionales que se miden en el ICA oficial en México son: • Sustancias activas al azul de metileno (Detergentes) • Conductividad eléctrica • Grasas y aceites • Dureza total • Cloruros • Color Sin embargo la norma oficial no evalúa algunos indicadores fundamentales para la salud del biotopo ó corredor biológico como es el Hábitat, el Caudal y los Macroinvertebrados y los sustituye por variantes químicas como alcalinidad, nitrógeno amoniacal y solidos disueltos.
  • 34. Instituciones y Asociaciones México • Comisión Nacional del Agua (CNA _ CONAGUA) • Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) • Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA) • Asociación Nacional de Empresas de Agua y Saneamiento de México • Asociación Nacional de Productores y Distribuidores de Agua Purificada • Asociación Nacional de Cultura del Agua • Asociación Mexicana de Hidráulica • Cambio climático en México Internacional • Global Water Partnership • Consejo Mundial del Agua • World Ocean Observatory • Women for Water Partnership • UNESCO – Programa de Evaluación de Recursos hidricos • ONU-Agua • FAO – Food and Agriculture Organization • Foro Mundial del Agua • AIDA – Asociacion Internacional de Derechos del Agua Estados Unidos y Canadá • Association of Water Technologies • National Rural Water Association • American Water Works Association • American Water Resources Association • Association of State Drinking Water Administrators • Association of State and Interstate Water Pollution Control Administrators • Conservation International • Irrigation Association • Natural Ground Water Association • National Water Resources Association • National Water Research Institute España • Asociación Española de Abastecimiento de Agua y Saneamiento-AEAS • Fundación para el Fomento de la Ingeniería del Agua • MAPAMA – Ministerio de Agricultura, Pesca, Alimentación y Medio Ambiente
  • 35. Otros Organismos no Gubernamentales • Asociación Internacional del Agua (IWA) • Asociación Internacional de Distribución de Agua (IWSA) • Asociación Internacional de Hidrogeólogos (AIH) • Asociación Internacional de Recursos Hídricos (AIRE) • Asociación Internacional de Ciencias Hidrológicas (AISH) • Asociación Internacional de Hidro-electricidad (IHA) • Asociación Internacional de Ingeniería e Investigaciones Hidro-ambientales (AIRH) • Asociación Internacional de Derecho de Aguas (AIDA) • Asociación Internacional de Historia del Agua (IWHA) • Asociación de Hidrólogos Africanos (AAH) • Asociación de Agricultura Tropical (TAA) • Sociedad Hidrológica Británica (BHS) • Centro Internacional de Agua Potable y Saneamiento (IRC) • Comité Internacional de Coordinación de los Trabajos sobre la Sedimentación en los Embalses (ICCORES) • Comité Científico de Investigaciones Hídricas (SCOWAR) • Comisión Internacional de Grandes Presas (ICOLD) • Comisión Internacional de Riegos y Drenajes (ICID) • Consejo Internacional de Ingeniería y Tecnología (ICET) • Consejo Internacional para la Ciencia (ICSU) • Unión Internacional de Espeleología (UIS) • Unión Internacional de Asociaciones y Organismos Técnicos (UATI) • Consejo Mundial del Agua (CMA) • Consorcio Internacional sobre Desprendimiento de Tierras (ICL) • Federación Mundial de Organizaciones de Ingenieros (FMOI) • Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF) • Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD) • Instituto Internacional de Análisis Aplicados de Sistemas (IIAAS) • Comisión Internacional de Nieve y Hielo (ICSI) • Federación Internacional de Información y Documentación (IFID) • Oficina Internacional del Agua (O.I.EAU) • Asociación Mundial para el Agua (GWP) • Programa Internacional sobre la Geosfera y la Biosfera - Aspectos Biosféricos del Ciclo Hidrológico (IGBP-BAHC) • Instituto de Investigación de Obras Públicas de Japón (Public Works Research Institute of Japan- PWRI) • Asociación Internacional de Limnología (SIL) • Sistema Euro-mediterráneo de Información sobre el Agua (SEMIDE) • Tecnología para los recursos hídricos (TECHWARE) • Unión Africana de Distribuidores de Agua (UADE)
  • 36. Bibliografía • Stream quality monitoring: a citizen action program ; Kopec, J. and S. lewis • National Directory of Citizen Volunteer Environmental Monitoring Programs ; United States Environmental Protection Agency • Guide to macroinvertebrate sambpling for White River Headwaters Citizens Monitoring Group. River Watch Network • Adopting a Stream: a northwest handbook. Adopt-a –Stream Foundation • Field Manual for Water Quality Monitoring; Mitchell, Mark K. and William B. Stapp • Guía rápida para calcular el caudal ecológico http://www.conagua.gob.mx/CONAG UA07/Contenido/Documentos/GUIA. pdf • Seminario de Voluntariado para la conservacion de Ríos y Riveras http://www.mapama.gob.es/es/cene am/grupos-de-trabajo-y- seminarios/voluntariado-para-la- conservacion-de-la- biodiversidad/voluntariado_rios1.asp x • Ecological Sanititation http://www.ecosanres.org/pdf_files/ Ecological_Sanitation.pdf • Aguas Residuales el Recurso Desaprovechado http://unesdoc.unesco.org/images/0 024/002476/247647S.pdf
  • 37. Contacto Federico de Palma Medrano federicodepalmamedrano@gmail.com Twitter: @depalmamedrano Facebook: /depalmamedrano Community Manager @riopesqueria @guiademonterrey @santuariosnaturales @viverosnativos @manglaresyhumedales @pastomarino @vidaybiodiversidad @tortugasdemexico @comunidadesmagicas @arteyurbe @oceanosymares @guiademalaga @1reforestar @promotoresculturalesnl