Para calcular el índice de Brown se utiliza una suma lineal ponderada de los subíndices ICA. Esta se expresa matemáticamente así.
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- Bernardo Olivares Gómez
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1 Para el cálculo de la calidad de agua, se usó el método propuesto por Brown (1970), que es una versión modificada del WQI (Water Qualiti Index) que en español se conoce como: INDICE DE LA CALIDAD DEL AGUA (ICA) y fue desarrollado por la Fundación de Sanidad Nacional de EEUU (NSF). El ICA, como forma de agrupación simplificada de algunos parámetros indicadores de un deterioro de la calidad del agua, es una manera de comunicar y evaluar la calidad de los cuerpos de agua. Sin embargo, para que dicho índice sea practico debe reducir la enorme cantidad de parámetros a una forma más simple, y durante el proceso de simplificación algo de información se sacrifica. Por otro lado si el cálculo del ICA es adecuado, el valor arrojado puede ser representativo e indicativo del nivel de la contaminación y comparable con otros para enmarcar rangos y detectar tendencias. Para la determinación del ICA intervienen 9 parámetros que son: Coliformes Fecales (NMP/100ml) ph (unidades de ph) Demanda Bioquímica de Oxígeno a los 5 días (DBO5 ) Nitratos (NO 3 ) Fosfatos (PO 4 ) Cambio de temperatura () Turbidez (FAU) Sólidos disueltos totales () Oxígeno disuelto ( % saturación) Para calcular el índice de Brown se utiliza una suma lineal ponderada de los subíndices ICA. Esta se expresa matemáticamente así. ICA a = 9 i=1 (sub i x W i ) Donde: Sub i = Subíndice del parámetro i W i = Pesos relativos asignados a cada parámetro Sub i y ponderados entre 0 y 1, de tal forma que la sumatoria sea igual a 1. Los pesos relativos de los parámetros W i son: Tabla1. Pesos relativos de cada parámetro ICA i Sub i W i 1 Coliformes Fecales ph DBO Nitratos Fosfatos temperatura Turbidez Sólidos disueltos totales Oxígeno disuelto 0.17 Luego para la determinación de los subíndices (Sub i ) los pasos a seguir son:
2 Coliformes fecales: Si los coliformes fecales son mayores de 100,000 Bact/100 ml el (Sub 1 ) es igual a 3. Si el valor de coliformes fecales es menor de 100,000 Bact/100 ml, se busca el valor en el eje X de la figura 1 y se procede a interpolar el valor en el eje Y. el valor encontrado es Sub 1 de coliformes fecales y se procede a multiplicarlo por el peso W i. Sub1 Nota: Si CF > 10 5 Sub 1 =3 Figura 1. Valoración de la calidad del agua en función de Coliformes fecales ph: Si el valor de ph es menor o igual a 2 unidades el (Sub 2 ) es igual a 2, si el valor de ph es mayor o igual a 10 unidades el (Sub 2 ) es igual a 3. Si el valor está entre 2 y 10 se busca el valor en el eje X de la figura 2 y se procede a interpolar en el eje Y. el valor encontrado corresponde al (Sub 2 ) y se procede a multiplicarlo por el peso W 2 Sub2 Nota: Si ph < 2, Sub 2 =2 y si ph>12 Sub 2 =3 Figura 2. Valoración de la calidad del agua en función del ph
3 DBO 5 : Si la DBO 5 es mayor de 30 el (Sub 3 ) es igual a 2. Si la DBO 5 es menor de 30 se busca el valor en el eje X de la figura 3 y se procede a interpolar el valor en el eje Y. el valor encontrado es el (Sub 3 ) de DBO 5 y se procede a multiplicarlo por el peso W 3. Sub3 Nota: Si DBO 5 > 30, Sub 3 = 2 Figura 3. Valoración de la calidad del agua en función de la DBO 5 Nitratos: Si nitrógeno de nitratos es mayor de 100 el (Sub 4 ) es igual a 2. Si el nitrógeno de nitratos es menor de 100 se busca el valor en el eje X de la figura 4 y se interpola al valor del eje Y. el valor encontrado es el (Sub 4 ) y se procede a multiplicarlo por el peso W 4. Sub4 Nota: Si NT>100, Sub 4 =2 Figura 4. Valoración de la calidad del agua en función de los nitratos
4 Fosfatos: Si los el valor de los fosfatos es mayor de 10 el (Sub 5 ) es igual a 5. Si el valor de los fosfatos es menor de 10 se busca el valor en el eje X de la figura 5 y se interpola al valor del eje Y. el valor encontrado es el (Sub 5 ) y se procede a multiplicarlo por el peso W 4. Sub5 Nota: Si PO 4 = >10, Sub 5 =5 Figura 5. Valoración de la calidad del agua en función del fosforo : Para el parámetro de temperatura (Sub 6 ) primero se debe calcular la diferencia entre la temperatura ambiente y la temperatura de la muestra y con el valor obtenido se procede de la siguiente manera, si el valor de la diferencia en mayor de 15 el (Sub 6 ) es igual 9. Si la diferencia en menor de 15, se busca el valor en el eje X de la gráfica 6 y se procede a interpolar el valor en el eje Y. el valor encontrado corresponde a Sub 6 y se procede a multiplicarlo por el peso W 6. Sub6 Sub6 Nota: Si ΔT>15 Sub 6 =9 Figura 6. Valoración de la calidad del agua en función de la temperatura
5 Turbidez: Si la turbidez es mayor de 100 NTU el (Sub 7 ) es igual a 5, si la turbidez es menor de 100 NTU se busca el valor en el eje X de la figura 7 y se procede a interpolar en el eje de la Y. el valor encontrado corresponde a (Sub 7 ) y se procede a multiplicarlo por el peso W 7. Sub7 Nota: Si turbidez >100, Sub 7 = 5 Figura 7. Valoración de la calidad del agua en función de la turbidez Sólidos Totales: Si los sólidos totales son mayores de 500 el (Sub 8 ) es igual a 3, si es menor de 500, se busca el valor en el eje X de la figura 8 y se procede a interpolar el valor en el eje Y, el valor encontrado es el (Sub 8 ) y se procede a multiplicarlo por el peso W 8. Sub8 Nota: Si ST >500, Sub 8 = 3 Figura 8. Valoración de la calidad del agua en función de los sólidos disueltos totales
6 Oxígeno disuelto: Para este parámetro primero se debe calcular el porcentaje de saturación del en el agua, para esto se debe identificar el valor de saturación según la temperatura (Tabla 2). Tabla 2. Solubilidad del oxígeno en agua dulce. Perry, manual del ingeniero químico Si el porcentaje de saturación de es mayor de 140% el (Sub 9 ) es igual a 47, si el valor obtenido es menor de 140% de saturación de se debe buscar el valor en el eje X de la figura 9 y se procede a interpolar en el eje Y, el resultado encontrado corresponde a (Sub 9 ) de oxígeno disuelto y se procede a multiplicarlo por el peso W 9. Sub9 Nota: Si O.D % saturación >140, Sub 9 = 47 Figura 9. Valoración de la calidad del agua en función del oxígeno disuelto Los datos obtenidos se reemplazan en la ecuación para obtener el valor del índice en el punto de muestreo evaluado. El valor ICA que arroja la ecuación es un número entre 0 y 100 que califica la calidad, adoptando para condiciones óptimas un valor máximo determinado de 100, que va disminuyendo en el aumento de la contaminación del curso de agua en estudio. Valor INSF Calificación del agua Excelente Buena Regular Mala 0 25 Muy mala
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