DESAFIOS DE LA APLICACIÓN DE LAS NORMAS DE CALIDAD PARA LA PROTECCION DE LAS AGUAS CONTINENTALES SUPERFICIALES EN CHILE

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1 DESAFIOS DE LA APLICACIÓN DE LAS NORMAS DE CALIDAD PARA LA PROTECCION DE LAS AGUAS CONTINENTALES SUPERFICIALES EN CHILE Ana María Sancha F. (*) Químico, Licenciada en Química. Profesor Asociado de la División de Recursos Hídricos y Medio Ambiente del Departamento de Ingeniería Civil de la. Experta en Calidad y Contaminación de Aguas, Impacto de Contaminantes en el Medio Acuático y Tratamiento de Aguas. Numerosas publicaciones de investigación y docencia en estas áreas. Profesora de Calidad de Aguas, Residuos Industriales Líquidos y Manejo de Aguas Residuales en programas de pre y post grado de la. Directora de proyectos de investigación en los temas Arsénico y Medio Ambiente, Antecedentes para la Regulación de Tóxicos en Chile, Residuos Industriales Líquidos e Impacto Ambiental de Contaminantes. Carlos Espinoza Cristián Núñez Departamento de Ingeniería Civil Casilla 228-3, Santiago, Chile Fono: (56 2) Fax: (56 2) amsancha@ing.uchile.cl RESUMEN Este trabajo presenta un conjunto de ideas que se orientan a la aplicación de las normas de Calidad para la Protección de las Aguas Continentales Superficiales en Chile. Aspectos técnicos tales como Calidad Natural del Agua, Caudal de Dilución, e Indices Integrados de Calidad son presentados en este artículo y se destaca aspectos relevantes de su futura aplicación. Palabras Claves: agua superficial, normas, calidad INTRODUCCION La pronta entrada en vigencia de las Normas de Calidad para la Protección de las Aguas Continentales Superficiales enfrentará al país, en su conjunto, a grandes desafíos. El objetivo de estas Normas de Calidad es proteger, mantener y recuperar la calidad de las aguas continentales superficiales, sean estas corrientes o detenidas, es decir, escurran por cauces o estén acumuladas en depósitos naturales o artificiales, por lo que el país requerirá adquirir los conocimientos y/o tomar las decisiones siguientes: i) Determinar y hacer pública la Calidad Natural de los cursos y cuerpos de agua de los cuales se posea información y el procedimiento empleado en esta determinación. ii) Asignar las Calidades Objetivo, metas de calidad para el recurso agua, que la sociedad desea mantener o alcanzar en un determinado período. iii) Definir las Areas de Vigilancia a objeto de proponer, asignar y gestionar la calidad objetivo asignada al recurso. iv) Definir, para los cuerpos receptores de aguas residuales, la longitud de las Zonas de Dilución y el monto de los caudales de dilución..

2 Cada uno de estos desafíos representa una tarea compleja, algunos son eminentemente técnicos como es el caso de la determinación de la Calidad Natural del agua, las Areas de Vigilancia y las Zonas de Dilución y en otros, como la asignación de Calidad Objetivo, las componentes decisión política y participación ciudadana son marcadamente gravitantes. En este trabajo se presentan algunas ideas sobre el tema Calidad Natural del agua considerando tanto aspectos teóricos de definición de conceptos como prácticos de procesamiento de datos históricos para la determinación de la calidad natural del agua en ríos, que se estima constituye la herramienta básica para enfrentar los desafíos anteriormente identificados. CALIDAD NATURAL/ACTUAL DE AGUAS Cualquier definición de Calidad de Agua debiera integrar varios aspectos diversos, puesto que la calidad del agua es resultado de la interacción de su matriz natural con el ciclo hidrológico natural y los impactos de la actividad antrópica. Esta integración no resulta fácil, más aún si no se tiene claridad respecto a que calidad se desea establecer. Según la Normativa chilena la Calidad Natural del Agua corresponde a la situación original del agua sin intervención antrópica más las situaciones permanentes, irreversibles o inmodificables de origen antrópico. Por la definición de calidad natural que se hace en la normativa chilena, pareciera que en aquellos casos en que la intervención antrópica sobre la situación original del agua es permanente, irreversible o inmodificable la Calidad Actual del agua correspondería a su Calidad Natural. En otros casos en que estas intervenciones antrópicas, con la puesta en marcha de las otras normas de reciente dictación, sean modificables, esta correspondencia pareciera no ser aplicable por lo que deberán adoptarse algunos criterios para responder a esta nueva necesidad. Un criterio para enfrentar este nuevo desafío podría ser el uso de los datos generados en las estaciones de línea base para estos fines. Otro criterio podría ser ubicar en el tiempo el inicio de la intervención antrópica y considerar en la definición de Calidad Natural sólo los datos anteriores a este hito. Las definiciones que se adopten para los conceptos Calidad Natural y Calidad Actual jugarán un rol decisivo en la determinación de Calidad Objetivo, tema que a su propia complejidad deberá agregar lo anteriormente expuesto. FACTORES Y PROCESOS AMBIENTALES QUE INCIDEN EN LA COMPOSICION NATURAL DEL AGUA La composición natural del agua está gobernada, en general, por las tasas de precipitación, escorrentía y evaporación, así como por procesos geológicos que afectan al agua en el proceso de escorrentía. El volumen de agua que lleva un río está constituido por una fracción base constituida por aguas de origen subterráneo y otra fracción complementaria constituida por escorrentía directa que entra al sistema durante la precipitación o después de ella. Por esta razón la concentración de solutos en un río tiende a estar inversamente relacionada con la tasa de flujo. A tasas de flujo muy altas el agua que lleva un río puede ser casi tan diluida como el agua de lluvia. En el caso de Chile, de acuerdo a este factor, las aguas de los ríos del Norte del país presentarán mayor concentración de sales que las aguas de la zona sur. La fracción de flujo base tendrá una concentración de sólidos disueltos mucho mayor que la fracción complementaria (escorrentía). Los elementos disponibles en las rocas y suelos que entran en contacto con el agua estarán presentes en este flujo base. La no disponibilidad de algunos elementos puede estar relacionada con la estructura de las rocas así como con su composición. Procesos biológicos y bioquímicos pueden influenciar estas reacciones químicas. En el caso de Chile, la composición natural del agua superficial resulta condicionada por algunas características particulares del territorio como son: aridez o semi-aridez de una parte importante de éste, escasa extensión transversal del territorio que se traduce en ríos de corto recorrido con escasas excepciones y existencia de una geomorfología orientada en sentido Norte-Sur, por lo que los flujos de agua cortan unidades geológicas similares en gran parte del territorio nacional, atravesando distancias relativamente cortas y con gradientes topográficos relativamente altos. Dado estas características la litología no debiera jugar un rol muy importante en la composición natural del agua en Chile, con excepci6n de las zonas con alteración y mineralización (yacimientos) donde elementos como Arsénico, Boro,

3 Magnesio, Calcio, Sulfato, Fierro, Manganeso, Carbonato, y Cloruro, están en concentraciones anormalmente altas que son transferidas a los sistemas de drenaje y por tanto a los recursos de agua. DETERMINACION DE LA CALIDAD NATURAL DEL AGUA La situación que se enfrenta, en general, al momento de determinar calidad de aguas es encontrarse con una matriz muy compleja de datos sobre múltiples parámetros físico-químicos, tomados en diferentes épocas de muestreo y en muchas estaciones de monitoreo, y con escasa o nula información sobre parámetros microbiológicos y biológicos. Los protocolos de muestreo y análisis han cambiado mucho durante el período de registro y la comparación directa de los datos obtenidos, en tiempos diferentes, puede dar resultados desorientadores a menos que los efectos de estos cambios sean considerados. El primer proceso al que se debe enfrentar esta matriz de datos es establecer su confiabilidad en base a criterios tales como balance iónico, relación de sólidos disueltos a conductividad y comparación entre valor determinado y calculado para sólidos disueltos. A lo anterior es importante agregar la necesidad de definir criterios sobre cifras significativas aceptables y la asignación de valores a los registros con concentración 0 mg/l. A esta situación derivada de la complejidad de la matriz de registros históricos de análisis de datos químicos se agrega, en el caso de ríos, la necesidad de discernir si una variación en las concentraciones medidas del parámetro se debiera atribuir a contaminación (espacial, antrópica) o a cambios naturales (temporal, climáticos) en la hidrología del río. En el caso de los lagos o cuerpos de agua la situación es aún más compleja. Los datos existentes corresponden a estaciones de muestreo que, en general, fueron localizadas en puntos donde la homogeneidad de las concentraciones de macrocomponentes en el río parecía razonablemente asegurada. Para constituyentes menores que pueden estar asociados con materia suspendida los registros o datos existentes pueden ser una pobre representación de todo el río. En concreto se dispone de registros históricos de macrocomponentes y sólo de registros muy recientes sobre microcomponentes. No se dispone de registro de antecedentes biológicos. La variabilidad espacial y temporal de los eventos hidrológicos que inciden en los resultados de los muestreos, datos básicos del proceso de determinación de Calidad Natural del Agua, obligará al establecimiento de criterios para, en un análisis preliminar de los datos, seleccionar aquellos que representen condiciones hidrológicas similares y buscar fórmulas para hacer equivalentes entre si los distintos datos disponibles. La necesidad de seleccionar datos para este proceso, sin llegar a perder información valiosa, exigirá el uso de técnicas multivariadas para evaluar los patrones de variación así como los parámetros que hacen la mayor contribución a los cambios temporales y espaciales, y el uso de funciones discriminantes para caracterizar las variaciones temporales y espaciales en la calidad del agua así como identificar diferentes patrones de variación asociados con variaciones estacionales o fuentes de contaminación. Una parte importante de la tarea de determinar la calidad natural del agua puede ser extrapolar o interpolar ya que los pocos análisis de muestras de agua del río, tomadas a intervalos irregulares deberán ser usadas para estimar un registro continuo o para extender un registro hacia atrás o adelante en el tiempo, correlacionando el análisis con la otra variable medida, la cantidad de agua. Metodologías usadas para estos fines, en países desarrollados, suponen disponer de datos sobre macro y micro componentes del agua, tanto orgánicos como inorgánicos, así como sobre calidad bacteriológica y biodiversidad. En el caso de Chile la situación dista mucho del ideal, porque sólo contamos con un gran número de datos físico químicos sobre macrocomponentes y muy escasos y recientes sobre algunos microcomponentes, lo que obligará a diseñar una metodología preliminar básica que luego se debiera modificar para enriquecerse con nuevos datos obtenidos de programas de monitoreo, especialmente, diseñados para estos efectos. Estudios preliminares desarrollados en Chile muestra la necesidad de utilizar una longitud mínima de datos que se extienda sobre un horizonte de al menos cinco años (Núñez et al., 2002). En aquellos casos en los cuales no se cuente con esta cantidad de datos se debería estudiar el beneficio de completar las estadísticas o determinar calidades preliminares en base a la información disponible y establecer programas de monitoreo para completar los datos necesarios.

4 DESCRIPCION DE LA CALIDAD DEL AGUA MEDIANTE INDICES AGREGADOS Otro de los desafíos que se plantea en la aplicación de las normas de calidad en chile es el uso de Indices Agregados para la evaluación de la calidad del agua para diferentes usos (consumo potable, riego, recreación, ambiental, entre otros). En este contexto se suele utilizar índices de calidad que permiten tomar u conjunto de datos individuales (físicos, químicos, microbiológicos o biológicos) para definir la calidad del agua sobre la base de un esquema e el cual aguas de mala calidad se asocian a un valor cercano a cero (0), mientras que aguas de buena calidad se evalúan con valores cercanos a la unidad (1). En este contexto una serie de índices de calidad han sido propuestos en estos últimos años, los que presentan diversos aspectos positivos y negativos. En el contexto de la aplicación de las normas de calidad en Chile, la utilidad de los índices está determinada por la gran cantidad de parámetros que se han considerado dentro de ellas y la necesidad de evaluar en forma eficiente y rápida grandes cantidades de datos para establecer las calidades naturales/actuales de un gran número de cursos de agua. Una revisión de métodos para el diseño de índices de calidad (Swamee and Tyagi, 2000) muestra que un gran número de ellos sufre de dos problemas característicos: ambigüedad y eclipisidad. El primero de estos problemas, ambiguedad, se refiere a que en el caso de una muestra de agua en la cual todos los parámetros están dentro de rangos aceptables el índice determina que la muestra es de deficiente calidad. En lo que respecta a los problemas de eclipisidad éstos se refieren a que si en una muestra de agua uno de los parámetros es de muy mala calidad ciertos índices (por ejemplo aquellos de tipo aditivos) ocultan esta característica definiendo el agua de una calidad aceptable. Lo anterior muestra la necesidad de estudiar en gran detalle el diseño del índice o los índices de calidad que se utilicen para diversas actividades. Estos índices pueden ayudar y apoyar en forma destacada el proceso de implementación de las normas, pero se requiere de un diseño bien estudiado para evitar los problemas indicados anteriormente. CONSIDERACIONES FINALES Los antecedentes anteriormente expuestos muestran la magnitud del desafío que el país ha comenzado a enfrentar. Ya se están desarrollando algunos esfuerzos por parte de algunas de las instituciones y el mundo académico en algunas cuencas seleccionadas. Este trabajo piloto debiera llevar al establecimiento de una metodología estándar que pase luego a constituir parte del reglamento de aplicación de la Norma de Calidad. Una metodología así diseñada permitirá adaptar la experiencia internacional a nuestra realidad, tanto en el contexto técnico como económico, lo que asegurará que la norma finalmente cumpla su objetivo primario de proteger la calidad de las aguas continentales superficiales, asegurando así la calidad del recurso para futuras generaciones. REFERENCIAS Comisión Nacional del Medio Ambiente CONAMA-CHILE. Proyecto Definitivo de Norma de Calidad para la Protección de las Aguas Continentales Superficiales República de Chile. Ley Nº19300 de Bases Generales del Medio Ambiente. Diario Oficial 09 de Marzo de Comisión Nacional del Medio Ambiente CONAMA-CHILE. Normas de la Confederación Suiza para su utilización dentro del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental. Núñez, C., A.M Sancha, y C. Espinoza. Calidad del Agua en la Cuenca del Río Aconcagua. Tesis para optar al grado de Magíster en Ingeneiría Civil. Trabajo en preparación Sancha, A.M. y C. Espinoza. Determinación de Contenido Natural e Indices de Calidad. Presente y Futuro de Calidad de Aguas?. XIV Congreso Chileno de Ingeniería Sanitaria y Ambiental. Santiago Sancha, A.M. y C. Espinoza. Desarrollo de un Marco Regulatorio de Calidad de Aguas Adecuado a Países en Vías de Desarrollo: Caso Chileno. XXVII Congreso Latinoamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental. Brasil Sancha A.M.; Pérez O., Alfaro R. El Desafío de Abastecer con Agua Potable de Buena Calidad a la Población en el Siglo 21. XIII Congreso Chileno de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Antofagasta, Chile 1999.

5 Sancha A.M.; Espinoza C.; Castillo J.; Pardo M. Control y Monitoreo de Calidad de Aguas. XIII Congreso Chileno de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Antofagasta, Chile Sancha A.M.; Espinoza C.; Castillo J.; Pardo M. Definición y Alcances de la Calidad Natural del Agua. VI Jornadas de Comité Chileno para el Programa Hidrológico Internacional (PHI). Santiago, Chile, Swamee, P., and A. Tyagi. Describing Water Quality with Aggregate Index. Journal of Environmental Engineering. Vol. 126, Nº 5, 2000.