Estudio de la contaminación por metales en el agua
Basado en un modelo de simulación con Vensim
Carlos Enrique Chirinos Málaga
cchm7@hotmail.com
Esta tesina se inicia con una revisión de información referida al cuerpo de agua en
estudio, así tenemos que el río San Juan es un tributario importante del rió Mantaro
y del lago Chinchaycocha, de acuerdo a los Monitoreos de la calidad de agua
realizados por la Autoridad Nacional del Agua, actualmente muestra evidencia de
contaminación por metales y contaminación, probablemente debido a las fuentes
puntuales procedentes de vertimientos municipales y mineros, también debido a
fuentes difusas como pasivos ambientales mineros y suelos contaminados, que se
vierten o por escorrentías y llegan a impactar las aguas del rio San Juan; estos
datos muestran que las aguas del rio San Juan muestran evidencias de metales
pesados principalmente en la parte media y baja de la sub cuenca del rio San Juan,
siendo el rio Ragra uno de sus tributarios y de los que principalmente aporta la
carga contaminante al rio San Juan.
El presente trabajo toma como modelo de sistema al rio San Juan y sus fuentes
contaminantes que afectan la calidad del agua de este río, el estudio pretende crear
una metodología aplicando la Dinámica de Sistemas, para determinar la
concentración de contaminantes de metales pesados en función a su caudal en el
agua del Río San Juan, como del rio Ragra, así como de los vertimientos de aguas
residuales cerca al punto en estudio; se hace notar que cercano al punto en
estudio RSjua-3, no se detectaron vertimientos autorizados y no autorizados, y con
la finalidad de realizar una simulación más completa de las fuentes contaminantes
que pueden afectar a un rio, se asumió los valores de concentración de plomo y
caudales tanto para vertimientos autorizados que cumplen la norma como a
vertimientos no autorizados.
La sub cuenca del Río San Juan se encuentra a una altitud promedio de 4.200
m.s.n.m. Su extensión es de 1,171 Km2 desde su naciente hasta la represa que
da origen al embalse Upamayo a 4.090 m.s.n.m., se encuentra ubicado en el
departamento de Pasco. En la parte central se desarrolla una actividad agrícolaganadera
de la zona. El principal cuerpo de agua se encuentra en la parte más
baja de la cuenca, denominado Lago Chinchaycocha, que alcanza una extensión
de cerca de 32.000 hectáreas.
El río San Juan presenta un régimen pluvial,
definido por las épocas de lluvia y de estiaje.
En la época de estiaje entre Junio y
Noviembre, el caudal del río san Juan se caracteriza por permanecer
relativamente estable, las aguas cristalinas del San Juan a la altura de la
localidad de Yurajhuanca son captadas como fuente de abastecimiento de agua
de consumo de la ciudad de Cerro de Pasco.
La Quebrada Quiulacocha es
receptora de las aguas industriales de las compañías Volcán Compañía Minera -
Unidad Paragsha y Compañía Minera Aurex S.A., de igual forma es receptora de
las aguas residuales domesticas de estas, todas estas aguas van a formar el rio
Ragra el cual finalmente se vierte en el rio San Juan. Las principales fuentes de
contaminación identificadas son los vertimientos de las actividades mineras que
se encuentran en operación y de los vertimientos de aguas residuales y residuos
sólidos de las principales ciudades ubicadas a lo largo del recorrido del río
Mantaro. La actividad minera ha generado vertimientos de aguas contaminadas,
así como una gran acumulación relaves y de pasivos ambientales. Dentro de los
problemas que presenta esta la contaminación de sus aguas, en las cuales
existe la presencia de metales, microorganismos patógenos, generados
probablemente por la presencia de vertimientos de aguas residuales
poblacionales, mineros y la presencias de pasivos ambientales (Mendoza 2012,
2013).
Sierra (2011) manifiesta que debido a la complejidad de los factores que
determinan la calidad del agua y la gran cantidad de variables utilizadas para
describir el estado de los cuerpos de agua en términos cuantitativos, es difícil dar
una definición simple de “calidad del agua”.
Señalando que los conocimientos
sobre calidad del agua han evolucionado a través del tiempo a medida que ha
aumentado su demanda en diferentes usos y han mejorado los métodos para
analizar e interpretar sus características; así la calidad en un ambiente acuático
se puede definir como una lista de concentraciones, especificaciones y aspectos
físicos de sustancias orgánicas e inorgánicas, la composición y el estado de la
biota acuática presente, la calidad presenta variaciones espaciales y temporales
debido a factores externos e internos al cuerpo de agua.
Simonovic (2002), muestra una tentativa de una modelización mundial de los
recursos hídricos utilizando el enfoque de dinámica de sistemas; basándose en
el modelo WorldWater que se desarrolla sobre la última versión del modelo
world3, el cual intenta representar la continua interacción dinámica entre
población humana y los recursos globales iniciales; el modelo contiene
numerosas relaciones de retroalimentación que representan a los medios tecnoeconómicos
y demográficos para lograr un equilibrio entre el tamaño de la
población y el suministro de recursos. Los autores en su artículo concluye como
resultados de las simulaciones en: Primero que el agua es uno de los factores
limitantes que necesitan ser considerados en el modelamiento del futuro
desarrollo mundial, segundo que la contaminación del agua es el más importante
problema futuro a escala global.
El uso de la dinámica de sistemas como una metodología que sirve para abordar
problemas complejos en la gestión de los recursos hídricos. La dinámica de
sistemas también puede ayudar en los problemas de ordenamiento territorial, la
gestión de las cuencas hidrográficas, la gestión del agua urbana, las
inundaciones e irrigaciones muestran efectos importantes a corto plazo y a largo
plazo, y que son asuntos con alto potencial de conflicto. Se argumenta que la
dinámica de sistemas, combinados con participación de los interesados proporciona una metodología adecuada para abordar estas cuestiones con
eficacia, también la simulación dinámica nos permite observar el comportamiento
de un sistema modelado y su respuesta a intervenciones en el tiempo, que los
modelos de simulación dinámica consisten en ecuaciones que describen el
cambio dinámico.
Si las condiciones de estado del sistema son conocidas en un
momento en el tiempo, el estado del sistema en el siguiente punto en el tiempo
puede ser computado. La repetición de este proceso se puede mover a través
del tiempo paso a paso en cualquier intervalo deseado; la simulación ayuda a
nuestra capacidad de hacer predicciones de estados futuros, el modelo describe
la realidad con una cierta precisión, el proceso de modelado y sus resultados se
pueden utilizar para mejorar nuestra comprensión del problema. (Winz y Brierley
2007)
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