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Boletín de Dinámica de Sistemas

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.

Estudio de la contaminación por metales en el agua

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.

Estudio de la contaminación por metales en el agua

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.

Estudio de la contaminación por metales en el 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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