PROYECTO ARCAL RLA/7/018
“MEJORA DEL CONOCIMIENTO DE AGUAS SUBTERRÁNEAS PARA
CONTRIBUIR A SU PROTECCIÓN, GESTIÓN INTEGRADA Y
GOBERNANZA”
REPÚBLICA DEL ECUADOR
Monitoreo y muestreo
Lucila Candela. Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental.
Universidad Politécnica de Catalunya, UPC, Barcelona, España
Quito, Ecuador, 4-8 Julio 2016
Información útil para la gestión de acuíferos y / o acciones de
remediación con el fin de garantizar la sostenibilidad de los recursos
hídricos subterráneos.
Establecer la línea de base de calidad de natural
Conocer el sistema de flujo (recarga, direcciones de flujo, tiempo
residencia, balance) e identificar los principales procesos geoquímicos
que tienen lugar
Poder determinar cambios en la calidad de las aguas subterráneas en
función del tiempo
Identificar tendencias en las concentraciones de los componentes de las
aguas subterráneas
Proporcionar una alerta temprana sobre la calidad del agua subterránea
de los impactos antrópicos y de las prácticas de manejo del suelo
Establecer relaciones causa-efecto, de acuerdo a los datos geoquímicos
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Diseño programa de monitoreo: debería!
Los parámetros hidroquímicos y su distribución aportan
información sobre:
• El origen y distribución del agua subterránea.
• Los procesos físico-químicos que afectan al agua.
• Calidad del agua: distintos usos, CONTAMINACIÓN.
Esta información es fundamental para:
• Establecer la evolución del acuífero espacial y temporal
• Evaluar la vulnerabilidad del acuífero
• Detectar afecciones y establecer las medidas correctoras:
contaminación, salinización, pérdida de calidad.
• Gestionar el recurso
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Muestreo del agua subterránea
1. Muestreo del agua subterránea
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La composición química del agua subterránea se determina a
partir del muestreo en campo, con la obtención de algunos
parámetros físico-químicos y posteriormente en el laboratorio.
La toma de muestras requiere la aplicación de
procedimientos existentes en protocolos de muestreo para:
garantizar la validez de la muestra y asegurar la
representatividad del agua del acuífero que está siendo
estudiado.
Pozos/piezómetros de monitoreo
instalación de equipos medida de nivel
toma de muestras registro en campo 5
Toma de muestras
(Páez, CVC, CINARA)
Consideraciones de muestreo de aguas subterráneas
1. Muestras representativas, almacenadas y transportadas
al laboratorio para su análisis con una mínima
perturbación.
2. Los procedimientos para recogida, almacenamiento y
análisis de muestras deben cumplir con los objetivos del
programa de monitoreo.
3. Campañas de muestreo según protocolos
internacionales, pero optimizado a las condiciones
locales.
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Muestreo y análisis de agua
Uso muestreadores (bailer), bombas sumergibles, del caudal
bombeado…
Aspectos de la toma de muestras a considerar
Representatividad muestras
Medidas a tomar para muestreo microbiológico, pesticidas, isótopos, metales, compuestos emergentes
Diferentes tipos botellas (orgánicos, inorgánicos)
Transporte y conservación
Transporte con mayor rapidez
Preservación muestras. Conservación en frío
(congeladas)
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Toma de muestras y representatividad
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Diseño de muestreo-plan de muestreo
Objetivos del muestreo y elementos a analizar.
Caracterización del/ los acuíferos a muestrear.
Localización (x, y) de puntos a muestrear.
Conocer las características constructivas de los pozos a
muestrear. Profundidad de filtros, profundidad total,
diámetros, etc…
Tipo y tamaño de las muestras.
Técnicas e instrumental para las determinaciones in situ.
Técnicas de muestreo.
Cronograma de muestreo.
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Calidad-Contaminación: selección de parámetros
analíticos normalmente estará asociado a:
(a) El uso principal de las aguas subterráneas
(b) La posibilidad que los parámetros definidos se encuentren presentes en
concentraciones problemáticas como resultado del régimen hidrogeoquímico
natural y/o el carácter de cualquier carga contaminante que está siendo
descargada al subsuelo. (Foster, 1989)
Si el interés principal es como fuente de suministro de agua potable, habrá
que basarse en las guías de cada país, OMS o de otras agencias (tales
como la CE, la EPA, etc.)
Selección de los parámetros analíticos
Según OBJETIVOS DEL MONITOREO
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Inspección de la captación.
Purgado de la captación
(Muestreo sin purga)
Recogida de muestras
Filtrado
Descontaminación equipos
Almacenamiento y análisis
Metodología de muestreo
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Pasos a seguir!!!
El agua existente en los pozos entre campañas de muestreo está
sometido a interferencias con el medio y no es representativa del
agua de la formación.
Es necesario su renovación previo al muestreo PURGA
Procedimientos diversos:
Volumen determinado
Mediante obturadores (packers)
De bajo caudal, hasta la estabilización de
parámetros indicadores
Mínima.
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Metodología de muestreo: purga
Purgado pozo
Eliminar el agua estancada en el pozo para obtener agua
representativa del acuífero, sin causar perturbaciones del flujo que
pueden alterar su equilibrio dinámico y físico–químico.
Un bombeo excesivo puede ocasionar:
descensos pronunciados, con flujo turbulento no siendo
muestras representativas (pudiendo originarse volatilización,
oxidación o precipitación de contaminantes).
agua turbia
alterar la dirección del movimiento de los contaminantes
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Metodología de muestreo: purga
Equipos monitoreo ‘in situ’
pH,
Temperatura,
Oxigeno Disuelto (OD),
Condutividad (CE),
Potencial Redox
Carbonatos
Los parámetros indicadores de calidad de agua deben ser
monitoreados durante la purga (gran variedad)
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1. Medidor multi-parámetro
De Collazo, P
Metodología: equipos
bomba eléctrica
bomba peristáltica
(www.ecoenvironmental.com.au) De Collazo, P
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Bailer
(muestreador)
purga con muestreador
Metodología: equipos
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De Collazo, P
Metodología: filtrado de las muestras
Debe ser filtrada cuando el objetivo del muestreo es la
determinación de metales o cuando los contaminantes pueden ser
absorbidos por el material solido en suspensión, como PCBs
Muestreo específico de determinados compuestos (coloides)
La presencia de turbidez en el agua no es motivo para su filtración
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Almacenamiento
y transporte Análisis
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Metodología: registros datos campo
2. Tratamiento de datos químicos
El tratamiento para conocer:
-Distribución espacial
-Evolución temporal
-Relaciones de las características físico-químicas.
Verificacion!!
-Fiabilidad de los datos.
-Consistencia con las interpretaciones geológicas e hidrogeológicas
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Verificación: balance de aniones y cationes
Balance de aniones y cationes
En un análisis químico completo debe verificarse que la suma de meq
de aniones = meq de cationes
r(CO3H- + SO4 2-+Cl- + NO3 -)= r(Ca2+ + Na+ +K+ +Mg2+)
r=meq/l
Error(%)= 100 (2) ∑cationes – ∑aniones
∑cationes + ∑aniones
El error admisible depende de la concentración y el tipo de agua
Conductividad
(uS/cm)
50 200 500 2000 +2000
Error admisible 30 10 8 4 4
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Técnicas gráficas (explotación información)
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Vertical (meq) (Collins)
Circular (meq)
Na Cl
Ca HCO3
SO4 Mg fev
feh
fes
DIAGRAMA DE STIFF MODIFICADO
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(meq)
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0.1
1.0
10.0
100.0
1000.0
meq/l Ca Mg Na Cl SO4 HCO3
meq/l Ca Mg Na Cl SO4 HCO3
Schoeller-Berkaloff
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Mapas distribución iones Diagramas dispersión
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Análisis estadístico
Series temporales
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Referencias
REFERENCIAS
ASTM D 6452:1999. Standard Guide for Purging Methods for Wells Used for Groundwater
Quality Investigations
ASTM D 4448:2001. Standard Guide for Sampling Ground-Water Monitoring Wells
ABNT NBR 15847 (2010). Amostragem de água subterrânea em poços de monitoramento -
Métodos de purga.
Auge, M. 2006. Métodos y técnicas para el monitoreo de acuíferos.
http://tierra.rediris.es/hidrored/ebooks/miguel/Monitoreo.pdf
Custodio, E. & Llamas, R. 1983. Hidrología Subterránea. Ed. Omega. ISBN. 9788428204477
Foster, S. Caminero Gómez, D. 1989. Monitoreo de la calidad de las aguas subterráneas
una evaluación de métodos y costos. CEPIS / OPS / OMS.
Collazo, P. Manual de Agua Subterránea. 2012. Denad Internacional SA, ISBN: 978-9974-
594-09-8
Edmunds, M. & Shnad, P. 2008. Natural Groundwater Quality. Ed. Blackwell Publishing.
ISBN: 978-14051-5675-2
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