CAPÍTULO III EL AGUA REVELA SUS SECRETOS. · PDF filedisueltas o en estado coloidal, orgánicas ó inorgánicas. ... Disolución Sustancias orgánicas Sales Solubilización y Reacciones

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CAPÍTULO III

EL AGUA REVELA SUS SECRETOS.QUÍMICA DE LAS LAGUNAS PAMPEANAS

OSCAR DÍAZ Y VIVIANA COLASURDO

1. Aspectos fisicoquímicos de agua y sedimento

a) Composición química de las aguas naturalesLa composición química de las aguas continentales depende de varios factores,

tanto naturales como antropogénicos. Entre los primeros se pueden considerarpor ejemplo, ocurrencia, intensidad y cantidad de precipitación, área de drenaje,erosión y solubilización del suelo, procesos de evaporación y transpiración,interacción atmósfera-agua. Los vertidos urbanos, industriales y agrícolas, seríanlos principales aportes del hombre a la alteración de la composición química delos recursos acuáticos.

Las aguas naturales interaccionan con la atmósfera por un lado y con el suelopor otro, y finalmente con organismos que representan fuentes y sumideros desustancias específicas. Como consecuencia de estas interacciones es posibleencontrar en las aguas naturales diferentes sustancias, tanto en suspensión,disueltas o en estado coloidal, orgánicas ó inorgánicas. En la tabla III.1 queconsidera la tipología anterior, se representa la naturaleza química y el estado dedispersión de las distintas sustancias presentes con mayor frecuencia en aguassuperficiales (Orozco Barrenetxea et al., 2004).

Fuente En suspensión En dispersión coloidal En solución

Macropartículas Partículas orgánicas Gases. Iones

ATMOSFERA orgánicas e inorgánicas disueltos: HCO3-

e inorgánicas SO4=

LITOSFERA Arenas Sílice Aniones y cationes

Minerales, rocas Arcillas Sustancias húmicas de sales disueltas

y suelo Sustancias húmicas

Algas, otras plantas Macromoléculas Moléculas orgánicas

BIOSFERA y animales acuáticos orgánicas especies inorgánicas

Seres vivos Bacterias Virus provenientes de

descomposición de

materia orgánica

Tabla III.1. Tipos de sustancias presentes en las aguas naturales (adaptado de Orozco Barrenetxea et

al., 2004).

Los gases más abundantes son los provenientes de la disolución de gasesatmosféricos CO

2 (dióxido de carbono), N

2 (nitrógeno) y O

2 (oxígeno), los producidos

por la actividad de los seres vivos (CO2 y O

2) y los originados por la descomposición

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aeróbica o anaerobia de los mismos (CO2, N

2, CH

4 (metano), H

2S (sulfuro de hi-

drógeno).Los iones que se encuentran disueltos, provienen en su mayoría de la disolución

y meteorización de los materiales de la corteza terrestre. Entre los cationes másabundantes se pueden considerar Ca++ (calcio), Na+ (sodio), Mg++ (magnesio);algunos de ellos pueden estar en forma de especies complejas, con ligandosnaturales orgánicos como ácidos húmicos. Entre los aniones mayoritarios sedestacan HCO

3– (bicarbonato), Cl– (cloruro), SO

4= (sulfato).

Otros iones importantes, pero que se encuentran en menor proporción son: F–

(fluoruro), NO2– (nitrito), NO

3– (nitrato), CO

32– (carbonato), NH

4+(amonio), Fe3+ (hierro),

Al3+ (aluminio). Existen también especies inorgánicas que se encuentran ensuspensión y que proceden de la erosión y el ataque químico del agua sobre losmateriales terrestres, tales como la sílice y las arcillas.

En cuanto a la materia orgánica disuelta procedente de fuentes naturales,debe destacarse los compuestos provenientes de seres vivos tales comoaminoácidos, hidratos de carbono, ácidos grasos, alcoholes, terpenos, pigmentosnaturales, etc., y en suspensión o estado coloidal las sustancias húmicas y fúlvicas,que constituyen la materia orgánica de los suelos, junto con las macromoléculasorgánicas de origen natural, como proteínas y polisacáridos.

La posibilidad de incorporar sustancias al agua está supeditada a distintostipos de procesos y reacciones en los que participa el agua misma o algunas delas especies existentes en el seno de ella, los cuales se indican en el siguienteesquema:

GasesDisolución Sustancias orgánicas

Sales

Solubilización y Reacciones de hidrólisis transformación Reacciones ácido-base de sustancias Reacciones redox

Otros procesos Reacciones de complejaciónfisicoquímicos Reacciones de solubilización

-precipitaciónProcesos fotoquímicosFenómenos biológicos

La composición química de un agua natural (superficial o subterránea) varíaen su recorrido, no sólo por los procesos fisicoquímicos mencionadosanteriormente, sino también por una serie de fenómenos que pueden influir enlos mismos, entre los que se pueden destacar:

– Cambio de fases: las aguas en contacto con su cauce, interaccionan consustancias sólidas que tiene la propiedad de cambiar sus iones con los contenidosen el agua, mediante procesos de adsorción. Pueden así fijarse iones en la superficiee incluso en el interior de determinadas sustancias presentes en el terreno ytambién intercambiarse, principalmente cationes fijos del terreno por cationesdisueltos en el agua.

Los minerales arcillosos (caolinita, halloysita, montmorillonita, illita, vermiculita)y algunas sustancias orgánicas (ácidos húmicos y fúlvicos, turba) son especiescapaces de adsorber e intercambiar cationes. Esta capacidad de intercambio iónico

Espejos en la Llanura. Nuestras lagunas de la Región Pampeana, CAPÍTULO III, OSCAR DÍAZ Y VIVIANA COLASURDO, 2008

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depende de la naturaleza de los materiales adsorbentes, de la superficie disponibley de las concentraciones de los iones en el adsorbente y en el agua.

– Concentración por disolución y por evaporación: la concentración pordisolución se produce por influencias litológicas, ya que las sales proceden de losterrenos drenados por el agua. Los factores que influyen son: la temperatura, lapresión (por ejemplo las aguas con un contenido de carbonato de calcio próximoa la saturación precipitarán carbonato de calcio si hay una disminución de presióndel dióxido de carbono), superficie y tiempo de contacto, volumen de agua, etc. Laconcentración por evaporación tiene lugar por causas climáticas, teniendo lugaren zonas de superficie.

b) El proceso de eutroficaciónCuanto menos nutrientes tiene un agua (principalmente compuestos de N y

P), menor es la población de fitoplancton, el agua es clara (descartando turbidezde origen inorgánico) y la luz solar puede penetrar y contribuir al crecimiento dela vegetación acuática sumergida que se nutre de los sedimentos del fondo. Cuandoel contenido de nutrientes aumenta, se produce el fenómeno conocido comoeutroficación o eutrofización. Durante el mismo el fitoplancton prospera, puedeacumularse sobre la superficie, enturbia el agua y absorbe la luz solar, impidiendode esta forma el proceso de fotosíntesis de la flora béntica. Es así que disminuyela cantidad de oxígeno disuelto, los consumidores lo agotan rápidamente y sólosobreviven los organismos anaerobios como por ejemplo algunas bacterias.

El fitoplancton tiene índices de crecimiento, reproducción y muerterelativamente elevados, y sus restos van formando depósitos de detritos en elfondo. Las bacterias que los descomponen crean mayor demanda de oxígeno queconsumen en su respiración, pudiendo llegar de esta forma a su agotamiento.

Los seres humanos han contribuido al enriquecimiento natural de las aguas,produciendo que más nutrientes puedan llegar a los diferentes ambientes acuáticosque se originan por ejemplo en plantas de tratamiento de aguas residuales,escurrimientos urbanos, métodos agrícolo-ganaderos deficientes, etc.

Los sedimentos como arena, limo y arcillas, contribuyen directamente sobreel proceso de eutroficación. Los más livianos que quedan en suspensión impidenel paso de luz y los que sedimentan también obstaculizan la fotosíntesis de lasplantas sumergidas o incluso hasta pueden obstaculizar por acción mecánica lasbranquias de los peces, impidiendo su normal desarrollo.

De acuerdo al grado de eutroficación creciente, un cuerpo de agua puede serconsiderado oligotrófico, mesotrófico, eutrófico o hipereutrófico. La concentraciónde pigmentos como la clorofila-a (indicativo de la biomasa fitoplanctónica), lacantidad de nutrientes y el grado de transparencia que presenta un agua, sonindicadores utilizados para estimar el estado trófico de un recurso.

Las lagunas pampeanas son reservorios de agua que regulan los excesos ydeficiencias hídricas, permiten la carga y descarga del agua subterránea, generanactividades de pesca, caza, recreación y cosecha de vegetales entre otras. En elcaso de las lagunas pampeanas disponen de abundante materia orgánica y elevadasconcentraciones de nutrientes que determinan un nivel de eutrofia avanzado desdesu origen (Dangavs, 2005). La expansión de la actividad agropecuaria de suscuencas de aporte, la tecnificación y el aumento de desechos de diferente origenentre otros, han generado un impacto negativo sobre la calidad de sus aguas, enperjuicio de sus usos actuales o potenciales. La aceleración de los procesos deeutroficación atenta contra la conservación de este tipo de ambientes.

El agua revela sus secretos. Química de las lagunas pampeanas

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c) Los sedimentosEl sedimento esta conformado por las partículas de suelo arrastradas por el

agua, que se depositan en las zonas bajas de las cuencas. Este material sólidoque limita inferiormente la extensión de los ecosistemas acuáticos se puedeconsiderar desde distintos puntos de vista (Margalef, 1983):

a- Representa la acumulación de materiales arrastrados o alóctonos, o bienproducidos en la misma masa de agua o autóctonos (evaporitas, arcillas, fragmentosde rocas o materiales clásticos, minerales formados en el agua) y orgánicos(organismos enteros que mueren en el sedimento, organismos muertos y fragmentosde los mismos, excrementos, materia orgánica floculada, material detrítico alóctono).

b- En todo modelo conceptual de un ambiente acuático, se divide el sistema encompartimentos superpuestos, donde el agua embebida en el sedimento representael compartimento inferior, en inmediato contacto con el hipolimnion. El agua ocupalas cavidades que quedan entre los materiales sólidos, cuyo volumen depende de ladistribución por tamaños de dichos materiales y del grado de compresión; lossedimentos contienen entre el 20 y el 80 % de su volumen en agua.

c- Las capas superficiales del sedimento constituyen lugares habitables dellago o laguna. Aunque se encuentran bacterias vivas enterradas a gran pro-fundidad, los eucariotas se limitan en general a unos pocos cm inmediatos a lasuperficie del sedimento. La interacción entre los organismos vivos y el materialacumulado es evidente, aunque menos intensa que en los suelos emergidos.

Según Dangavs, (2005) en las lagunas pampeanas predomina la acumulaciónde detritos orgánicos de origen endógeno, que elevan el fondo y facilitan el arraiguede las comunidades vegetales acuáticas. Ello ha determinado la paulatinacolmatación de las cubetas, donde el ambiente pasa rápidamente a ser un pantanoo directamente desaparece.

2. Metodología de trabajoSobre las muestras de agua y sedimentos de diversas lagunas pampeanas,

fueron realizadas diferentes determinaciones fisicoquímicas, con el objeto declasificarlas, compararlas, analizar su composición iónica, calidad de las mismas,aptitud para diferentes usos, relaciones entre parámetros, grado de eutroficacióny dar explicación a diferentes fenómenos observados.

Se plantean diferentes aspectos vinculados a la composición química de lasaguas naturales, el proceso de eutrofización y las características de los sedimentos(Nalco Chemical Company, 1993; Nebel y Wrigth, 1999). Ello facilitará la inter-pretación de los resultados logrados.

Teniendo en cuenta el instrumental, métodos de análisis disponible y los objetivosplanteados fueron seleccionados los siguientes parámetros fisicoquímicos para sucuantificación: profundidad del disco de Secchi (transparencia), pH en agua (pHa),conductividad eléctrica (CE) y temperatura del agua (T), realizados in situ. En ellaboratorio se llevaron a cabo determinaciones en agua: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl–,NO

3–, NO

2–, NH

4+, F-, ,SO

42–, CO

32– y HCO

3–, fósforo total (PTa), Clorofila-a, Sólidos

Disueltos (SD), Sólidos Totales (ST), Sólidos Volátiles (SV) y Dureza Total (DT).En sedimentos se determinó: fósforo total (PTs), pH (pHs) y materia orgánica

(MOs). Todos estos análisis fueron realizados según métodos estandarizados (APHA-AWWA-WPCF, 1992).

El período de toma de muestras considerado en este capítulo es desdenoviembre de 2004 a septiembre de 2006. La justificación y caracterización de los


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ambientes seleccionados (Quilla Lauquén, El Paraíso, Del Estado, El Chifle, LaSalada, San Antonio, La Barrancosa, La Brava, La Peregrina y De los Padres) sepresentaron en el capítulo II donde también se referencia la frecuencia de muestreoasí como los casos aislados de lagunas (Segovia, Saavedra, Pigüé, Albez, Tranier yDelgado de la zona SO, Arrillaga y La Salada de Pehuajó, de la región NO y LasFlores del centro de la provincia de Buenos Aires).

3. Resultados y discusiónA partir de los datos obtenidos, las tablas III.2, III.3, III.4 y III.5 presentan a

modo de resumen los resultados, con algunos estadísticos descriptivos de losparámetros fisicoquímicos determinados en aguas y sedimentos de las lagunasconsideradas. Se incluye primera y última fecha de muestreo y número de muestras(N) analizadas de cada una de ellas. La tabla III.2 referencia las lagunas del partidode Laprida (Quilla Lauquén, El Paraíso y Del Estado); la tabla III.3 las lagunas delpartido de Benito Juarez (El Chifle, La Salada, San Antonio y La Barrancosa); latabla III.4 las lagunas del Sudeste bonaerense (La Brava, La Peregrina y De losPadres) y la tabla III.5 diferentes ambientes distribuidos en la región pampeanacon menor cantidad de muestras.

3.1. Salinidad y composición iónicaExisten diferentes sistemas o criterios de clasificación que facilitan la

caracterización de su composición química o de algunos aspectos de la misma.Las clasificaciones geoquímicas han sido objeto de numerosos trabajos einvestigaciones. La que se utilizará en este texto se basa en los iones dominantes:se nombra el agua por el anión o el catión que sobrepasa el 50 % de sus sumasrespectivas. Si ninguno supera al 50% se nombran los dos más abundantes. Si seconsidera conveniente se puede añadir el nombre de algún ion menor de interésy que esté en concentración anormalmente alta.

Asimismo se presentará una clasificación de acuerdo a su salinidad empleandolos valores límites de cada categoría de mayor aceptación: hipohalinos (<0,5 g/L),oligohalinas (0,5-5,0 g/L), mesohalinos (5-16 g/L), hiperhalinas (>40 g/L).

Todas las lagunas muestreadas son alcalinas, con valores de pH concordantescon la presencia de iones carbonato, con una tendencia a disminuir en el inviernopor el aumento de la cantidad de CO

2 disuelto. La mayoría son oligohalinas a

excepción de Las Flores y Saavedra que se caracterizan por ser hipohalinas y

Ca MgNa

K

La Peregrina

La Brava

de los Padres

meq/L

Figura III.1. Composición catiónica, lagunas del

SE bonaerense.

ClSO4

HCO3

La Peregrina

La Brava de los Padres

meq/L

Figura III.2. Composición aniónica, lagunas del

SE bonaerense.


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Tabla

III.

2.

Pa

rám

etr

osfí

sico

-qu

ímic

osd

eter

min

ad

os

ena

gua

ys

edim

ento

de

lag

un

as

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itoJ

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.

53


Tabla

III.

3.

Pa

rám

etr

osfí

sico

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ímic

osd

eter

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en

agu

ay

sed

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eL

ap

rid

a.

54


Tabla

III.4

.P

ará

me

tros

físi

co-q

uím

icos

det

erm

ina

do

se

na

gua

ys

edim

ento

de

lag

un

as

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sud

est

eb

on

aer

en

se.

55


Tabla

III.5

.P

ará

met

ros

fís

ico-

quím

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de

term

ina

dos

en

ag

ua

yse

dim

ento

de

lagu

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de

dif

ere

nte

ub

ica

ción

.

56

Albez y La Salada (Pehuajó) mesohalinas. Arrillaga y La Salada poseen aguas muyduras, siendo el resto algo duras ó duras.

Los figuras III.1 y III.2 muestran la similitud en la composición iónica de laslagunas del SE consideradas en este estudio. Son lagunas muy próximas entre síy las tres son de tipo bicarbonatadas sódicas.

En el caso de las lagunas del centro, las figuras III.3 y III.4 muestran tambiénsu similitud en cuanto a la composición iónica. Al igual que las lagunas del SE elcatión mayoritario es el sodio y el anión que prevalece es el bicarbonato. DelEstado se podría clasificar como de tipo bicarbonatada clorurada sódica.

Figura III.3. Composición catiónica, lagunas del

Centro bonaerense.

Figura III. 4. Composición aniónica, lagunas del

Centro bonaerense.

Figura III.5. Composición catiónica en diferentes

lagunas pampeanas.

Figura III.6. Composición aniónica, diferentes

lagunas pampeanas.

3.2. Aptitud del agua para diferentes usosLa Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Nación (2005) ha establecido los

Niveles Guía Nacionales de Calidad de Agua Ambiente, cuyo objetivo es establecerpautas referenciales de calidad asociadas a la salvaguarda de los componentesbióticos involucrados en los siguientes destinos asignados al agua ambiente:


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1. Fuente de provisión de agua para consumo humano.2. Protección de la biota acuática.3. Irrigación de cultivos.4. Bebida de especies de producción animal.5. Recreación humana.

Considerando los parámetros analizados y comparándolos con los límitesestablecidos para cada uno de los usos considerados, es posible inferir lassiguientes observaciones respecto de la aptitud del agua de las lagunas estudia-das:

– 3.2.1. Fuente de provisión de agua para consumo humano.Todas las lagunas superan el valor de pH establecido, salvo las lagunas de la

región sudeste bonaerense (La Peregrina, La Brava y de Los Padres). Por otraparte, ninguna de las lagunas supera el valor para nitratos y nitritos. Los clorurosson superados en El Chifle y Del Estado y ampliamente superado en Delgado,Arillaga y Salada de Pehuajó. Los fluoruros son superados en todas las lagunasde la región centro, ligeramente en las de la región sudeste y en Saavedra.

Este uso estaría restringido, salvo que sus aguas fueran sometidas a tra-tamiento convencional. Cabe mencionar que no se han monitoreado metales niagroquímicos, que se encuentran reglamentados.

– 3.2.2. Protección de la biota acuáticaDe todos los parámetros considerados para este uso, sólo el amoníaco es

superado por algunas de las lagunas. Las de la región centro y La Peregrina de laregión sudeste superan el límite establecido para esa especie química, en tantoLa Brava y De Los Padres se encuentran en el límite. De las demás lagunasconsideradas sólo La Segovia no supera el límite.

– 3.2.3. Irrigación de cultivosPara evaluar la calidad del agua para este destino se utiliza la clasificación de

Salinity Laboratory Staff (1954) que considera la conductividad específica y la

Figura III.7. Representación de los valores de RAS – Conductividad, para todas las lagunas analizadas.1. Saavedra; 2. De los Padres; 3. La Brava; 4. La Peregrina; 5. Pigüé; 6. Quilla Lauquén; 7. La Salada; 8.

Tranier; 9. El Paraíso; 10. San Antonio; 11. La Barrancosa; 12. La Segovia; 13. El Chifle; 14. Arrillaga.


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relación de adsorción de sodio (RAS). La conductividad específica estádirectamente relacionada con la salinidad del agua, que si es muy elevada, laplanta puede perder agua por sus raíces (por diferencia entre las presionesosmóticas del interior y exterior de la raíz) y no absorberla. Por su parte unaelevada cantidad de sodio en el agua puede incrementar su presión osmótica yafectar a la planta.

En la figura III.7 se presentan los valores de RAS obtenidos para cada ambiente;las lagunas Albez, Don Alfredo, Delgado, Puán, del Estado y La Salada de Pehuajó noaparecen en el gráfico ya que presentan valores de conductividad y/ó RAS mayoresque los considerados en la clasificación de referencia. Son aguas no aptas para riego.

La Segovia, El Chifle, Arrillaga, Tranier, San Antonio, La Barrancosa, ElParaíso y La Salada (cuyos valores se ubican en el extremo superior derecho dela figura) no son aconsejables para el riego en general, por su muy alto contenidode sodio y elevada salinidad. Quilla Lauquén y Pigüé contienen agua con altocontenido de sodio con el peligro de acumulación de este metal en el suelo,especialmente en terrenos arcillosos y poco permeables. Se aconseja utilizarvolúmenes abundantes de este tipo de agua para riego en suelos de buen drenajey cultivos tolerantes a la salinidad.

Las tres lagunas de la región SE bonaerense analizadas presentan uncontenido de sodio algo menor, pero con cierto peligro de acumulación, por loque podría emplearse para riego pero con algunas precauciones referentes a lapermeabilidad del suelo. Saavedra se ubicó en el extremo de mejor calidad deagua.

No se cuenta con valores de conductividad de Las Flores (laguna del DifuntoManuel o del Autódromo) pero sí con el valor de RAS. Considerando su baja cargaiónica se podría inferir que caería en zona de salinización baja y riesgo dealcalinización baja, por lo que se podría considerar, al igual que Saavedra, comoapta para riego en la mayoría de los casos.

– 3.2.4. Bebida de especies de producción animalCon respecto a este uso muy pocos de los parámetros analizados pueden ser

considerados para evaluar la calidad del agua, ya que no han sido monitoreadosArsénico, Cadmio, Cromo, Plomo y agroquímicos, importantes para evaluar laaptitud (Cerana, 1972).

Todas las lagunas excepto Quilla Lauquen, Saavedra, Las Flores, Arrillaga yLa Salada (Pehuajó) superan el límite establecido para fluoruro. Los sulfatos sonsuperados sólo en Albez y La Salada (Pehuajó).

– 3.2.5. Recreación humanaSólo el pH excede ligeramente los valores establecidos para las lagunas de la

región del centro bonaerense así como La Segovia, Las Flores, Albez, Delgado y LaSalada. Cabe acotar que el uso recreativo está ampliamente restringido yreglamentado por la carga bacteriológica y de agroquímicos, aspectos que no fueronconsiderados aquí.

3.3. Estado tróficoLas lagunas pampeanas se sitúan en general en zonas de drenajes fértiles que

naturalmente les aportan grandes cargas de nutrientes. La intensa actividadagrícola ganadera, sumado a la localización de algunos de los cuerpos de agua


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analizados cerca de centros urbanos habría incrementado notoriamente estascargas en muchos de ellos.

Es posible determinar el estado trófico de un ambiente acuático aplicandodiferentes indicadores; la turbidez, dada por presencia de compuestos orgánicos,la concentración de clorofila-a como medida de la densidad algal y la concentraciónde nutrientes (el fósforo total), fueron empleadas como variables por Carlson (1977)para elaborar un índice de estado trófico que categoriza los ambientes en oligotrófico(menos de 40) mesotrófico (40 – 60) y eutrófico (mayor a 60) a partir de la aplicaciónde ecuaciones estandarizadas.

La mayoría de las lagunas analizadas se caracterizan precisamente por suselevados contenidos de fósforo total y clorofila-a, así como escasa transparencia.En base a ello, se clasifican como ambientes con alto grado de eutroficación.

Cuando el valor de fósforo total en agua es mayor que 100 mg/l, puedeconsiderarse que este elemento no es el limitante en el crecimiento algal. Entodos los casos analizados todas superan este valor de PT, a excepto de la lagunaLas Flores, que posee menor concentración de nutrientes, clorofila y mayortransparencia. Es la única laguna que está totalmente cubierta de macrofitassumergidas, emergentes y flotantes.

3.4. Relaciones iónicasPara explicar el origen de la composición química de estas lagunas se puede

analizar el diagrama de Gibbs (figura III.8) donde se representa en forma gráficasólidos disueltos en función Na+/(Na+ + Ca+2). De acuerdo a la ubicación de lospuntos obtenidos, es posible inferir qué tipo de fenómeno es el responsable de lascaracterísticas del agua.

Al no haber puntos en la zona inferior derecha, con valores bajos de SD y altarelación Na+/(Na++Ca2+), se puede inferir que la precipitación atmosférica no influyeen la composición química de estas lagunas.

Al igual de lo que sucede con otras lagunas pampeanas estudiada por otrosautores, ni los procesos de meteorización de rocas de la cuenca de drenaje(predominio del Ca2+ y valores medios de SD), ni los equilibrios de precipitación-evaporación (predominio de sodio y valores elevados de SD) pueden explicar porsí solos el origen de la composición química de estas aguas.

Figura III.8. Distribución de las lagunas en base al diagrama de Gibbs.


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El exceso de sodio puede ser explicado si se tiene en cuenta que los sedimentospampeanos cobran especial importancia en la composición química de estasaguas. Las arcillas ricas en sodio son componentes mayoritarios del loesspampeano. Cuando el agua subterránea (principal fuente de recarga) que contieneiones calcio alcanza las lagunas, se produce un proceso de intercambio iónico,en el cual los iones Ca+2 del agua son intercambiados por los iones Na+ de lasarcillas. Este intercambio catiónico explica las desviaciones observadas al patrónde Gibbs.

3.5. Análisis de sedimentosEn todas las muestras analizadas (tablas III.2, III.3, III.4 y III.5), el pH de los

sedimentos fue siempre alcalino con la excepción de la laguna de Las Flores (pH= 6,63) y una muestra de La Peregrina (pH = 6,49); en el primer caso podríavincularse a la dominancia de macrófitas que inciden en los procesos bio-geoquímicos.

Considerando las 10 lagunas con mayor cantidad de datos, el PT fue abundante,aunque con variaciones que no quedan explicadas por la fecha de toma de lasmuestras.

En cuanto a la materia orgánica en Del estado se obtuvo el mayor valorpromedio, adjudicado al evento de sequía que ocurrió en este cuerpo de agua; sinembargo es llamativo el bajo registro de la primavera de 2005, momento previo ala retracción abrupta del ambiente.

La azarosa variación temporal y espacial de los resultados obtenidos en losanálisis de sedimentos de las lagunas pampeanas, dificulta la elaboración deun patrón de comportamiento de las variables consideradas. Es indudable lapresencia de fenómenos acotados espacialmente de alta influencia en los valoresestablecidos.

4. ConclusionesLa condición naturalmente eutrófica que poseen las lagunas pampeanas, les

brinda particularidades que reducen las posibilidades de comparación con otrosecosistemas acuáticos (Quirós y Drago, 1999; Mireztky et al., 2000).

La composición química de sus aguas es variable, siendo el catiónpredominante en todas ellas el sodio, como consecuencia del intercambio iónicoque realiza el agua subterránea al alcanzar las lagunas en esta zona de loesspampeano.

La aptitud del agua para algunos usos se halla restringida ya que hayparámetros que no cumplen con los límites establecidos por los organismosoficiales nacionales o foráneos de referencia (Canadians Environmental QualityGuidelines, 2003). Se ha podido demostrar por ejemplo la imposibilidad de suutilización como fuente de provisión de agua para consumo humano, sin previotratamiento convencional. Muchas no son aptas para riego y algunas se puedenutilizar con precaución. También se deben tomar recaudos al momento deemplearlas como bebida de especies de producción animal, con las salvedadesplanteadas.

Si bien las determinaciones realizadas han aportado una herramienta máspara ampliar el conocimiento que se tiene de estas lagunas, para realizar undiagnóstico integral de ellas, sería necesario completar el estudio con deter-minaciones de metales pesados y agroquímicos, dado la peligrosidad que representala presencia de estas sustancias en ecosistemas acuáticos.


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Caso 1: Comparación de dos lagunas muy cercanas entre sí: El Chifle y La Salada

Teniendo en cuenta que las lagunas El Chifle y La Salada (ver imagen satelital adjunta), son de

superficie semejante (135 y 150 ha respectivamente) y distan sólo 760 m entre sí, se buscaron

similitudes y diferencias estructurales y funcionales de cada ambiente, a partir de variables

fisicoquímicas. Para ello se contrastaron distintos pares de variables. Se analizaron por un lado

los datos estadísticos descriptivos y por el otro se utilizó la prueba no paramétrica de Kolmogorov-

Smirnov (Gower y Krzanowski, 1999; Krzanowski, 2002) para comparar las distribuciones de cada

variable entre ambas lagunas.

Imagen satelital de las lagunas y tabla con los resultados de la prueba no paramétrica de Kolmogorov-

Smirnov que compara las medias y las medianas para cada lugar. En negrita se presentan las variables que

presentan diferencias estadísticas significativas.

En la tabla se muestran los resultados de la prueba realizada (“1” corresponde a El Chifle y “2” a

La Salada). Las variables resaltadas corresponden a las que presentaron diferencias

estadísticamente significativas entre lagunas.

Las variables Ca2+, Na+, Cl-, HCO3

-, sólidos disueltos, totales, fijos y volátiles, conductividad eléctrica,

clorofila-a y Secchi presentaron diferencias estadísticamente significativas (p<0,05).

Pese a la cercanía física, existe una marcada diferenciación en la composición química del agua

de cada laguna, siendo mayor la concentración iónica en El Chifle que La Salada, pese al nombre

de cada ambiente. De las variables analizadas en los sedimentos, sólo difiere el porcentaje de

materia orgánica.

La densidad algal medida a través de la concentración de clorofila (con picos de hasta 412,9 mg/

m3) explica el menor valor de transparencia en El Chifle y el claro rótulo de laguna “verde”; la

densidad del macrozooplancton y el PT son estadísticamente semejantes en ambos sitios. Los

resultados establecen que la productividad primaria se vincula con la composición química del

agua, pero es independiente de la disponibilidad de nutrientes y el pastoreo por parte del

zooplancton. Las diferencias observadas dificultan la caracterización regional, y avalan la influencia

de procesos locales y endógenos en la definición de la estructura de las lagunas.


Variable Media(1) Media (2) Media nd (1) Media nd (2) p (2 colas)Ca++ 8.58 11.55 8.20 10.40 < 0.05Mg++ 22.38 22.71 22.00 22.25 > 0.20Na+ 550.46 420.71 539.15 413.00 < 0.01K+ 23.81 26.68 24.00 26.50 > 0.20Cl– 300.45 202.41 307.40 196.15 < 0.01NO

3+ 3.01 2.43 2.80 2.40 > 0.20

SO4= 30.17 26.38 29.60 27.60 > 0.20

CO3= 146.17 102.91 139.10 112.80 > 0.20

HCO3– 815.05 637.23 803.95 628.00 < 0.05

F– 2.48 1.88 2.50 1.99 > 0.10NH

4+ 0.94 1.03 0.94 1.09 > 0.20

DT 112.19 119.68 114.80 118.50 > 0.20pH 9.38 9.25 9.36 9.15 > 0.20SD 1547.50 1135.92 1536.00 1144.50 < 0.01ST 1737.83 1225.00 1746.00 1215.00 < 0.01SF 1392.67 966.33 1364.50 953.50 < 0.01SV 361.75 267.00 342.50 228.50 < 0.05CE 2600.33 1967.50 2663.50 1937.00 < 0.01Clorofila a 215.12 143.38 216.30 133.65 < 0.01(mg/m3)T 18.37 18.45 20.35 20.55 > 0.20Secchi 15.83 22.63 16.00 22.50 < 0.01PT agua 0.52 0.38 0.50 0.33 > 0.20P suelo 8.59 9.52 8.58 10.44 > 0.20pH suelo 9.26 8.80 9.30 8.87 > 0.20MO suelo 1.89 2.92 1.26 2.93 < 0.02Zoopl- ind/m3 295544.00 324220.00 142950.00 173810.00 > 0.20

62

Caso 2: Contracción y sequía de la laguna Del Estado

La cuenca de aporte superficial de la laguna Del Estado es endorreica y de área reducida. En ladécada del 60 pasó por un proceso de sequía, pero retornó a su condición de laguna de formamediata. En enero de 2005 poseía 188 ha, pero comenzó una retracción abrupta de su superficie,que resultó en diciembre de ese mismo año en la seca total.Durante este proceso se llevó a cabo un análisis de la progresión de diferentes variablesfísicoquímicas y biológicas en agua y sedimentos, y se las contrastó con las procedentes de lasotras seis lagunas cercanas de la región central bonaerense que no se secaron (La Barrancosa,La Salada, El Chifle, San Antonio, El Paraíso y Quilla Lauquén).Al inicio, en Del Estado los sólidos disueltos fueron mayores (adjudicado a Ca+2, Na+ y Cl-), al igualque amonio, clorofila-a y fósforo total. Si bien las variables medidas fueron aumentando suconcentración durante el proceso, en la primavera de 2005 se acentuaron los cambios, en formaparalela con una reducción abrupta del área de laguna. Entre los más drásticos, la clorofila alcanzó1420 mg/m3, PT = 3,9 mg/L, Secchi = 6 cm, y salinidad = 6 g/l.Si se comparan los datos de superficie de la laguna obtenidos mediante imágenes satelitales, conel registro de precipitaciones de Olavarría (ciudad cercana a la laguna), se observa que no existeuna relación lineal entre precipitaciones y área del ambiente, pero se puede inferir que la presenciade dos años de lluvia menores al promedio regional (2004 - 2005), incidió en la dinámica hidrológicae hidrogeológica del lugar, incluyendo seguramente el comportamiento del agua subterránea.Cabe considerar que esta sucesión entre laguna con agua y laguna seca, aceleraría el proceso decolmatación por depositación de materia orgánica y en consecuencia la frecuencia cíclica delfenómeno de sequía.

Representación de la variación de las precipitaciones anuales en Olavarría respecto el promediohistórico de la serie 1988 – 2005 (919 mm). A la derecha, se tabulan los registros de superficie de la

laguna Del Estado para diferentes fechas.


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Caso 3: Diferenciación de lagunas pampeanas según parámetros químicos y biológicos

CLAUDIA MARINELLI, ROSANA CEPEDA Y MAURO CHAPARRO

3.1. IntroducciónUn conocimiento más exhaustivo del estado real de cada laguna permitiría una planificaciónadecuada del uso de las potencialidades y aptitudes de estos ambientes. Es natural preguntarsecómo definir numéricamente los niveles de turbidez, y en función de ello poder diferenciar laslagunas bonaerenses muestreadas respecto de los parámetros químicos y biológicos quecondicionan su estado trófico. Para alcanzar este objetivo es necesario definir factores declasificación adecuados y contar con una metodología que permita agrupar lagunas concomportamiento similar en cuanto a variables principales.El análisis fue realizado sobre las lagunas de la región centro bonaerense, mencionadas en elpresente capítulo. Las variables explicativas consideradas fueron temperatura y pH del agua, porser condicionantes de las reacciones físico-químicas y biológicas; sólidos totales, sólidos disueltosy sólidos volátiles; el índice de saturación (IS) ya que sintetiza la concentración de iones en agua eindica la tendencia a precipitación o disolución de CaCO

3 en la columna de agua (IS > 0 = agua

sobresaturada de CaCO3 ; IS < 0 = agua infrasaturada; IS = 0 representa un equilibrio con CaCO

3);

asimismo se consideraron los nutrientes (Nitrógeno (NO 13 , NO 1

2 y NH 1

4 ) y fósforo total en agua.

3.2. Definición de factores de clasificaciónPara explicar el comportamiento de las lagunas, grado de similitud o diferencia en función de suscomponentes químicos y biológicos, se definen dos factores de clasificación: el ciclo fitoplanctónicoy la turbidez. En el primer caso, se diferencian 3 estados estacionales: primavera - otoño, veranoe invierno.

Clasificación Turbidez Variables Min- Max Media

1 Baja Sólidos 454-918 602,44Clorofila 51,90-98 67,78Secchi 13-30 18,61

2M Media Sólidos 1102-1648 1309,73Clorofila 32,60-95,70 68,45Secchi 15,50-36 25,32

2V Media Sólidos 561-1529 894,90Clorofila 71,30-260,20 135,44Secchi 11,50- 31 18,98

2MV Media Sólidos 1069-1504 1301,58Clorofila 104,70-230,20 154,81Secchi 14- 34 19,03

3M Alta Sólidos 1842-229 2046,00Clorofila 167,30- 220,20 192,93Secchi 6- 14 9,83

3V Alta Sólidos 1065-1483 1356,73Clorofila 249,90-464,60 353,85Secchi 10- 19 13,32

3MV Alta Sólidos 1592-2296 1899,71Clorofila 206,80-671,20 473,09

Secchi 7-17 10,71

Tabla 1 Caso 3. Categorización de lagunas según turbidez por datos de campo. (Sólidos en ppm; clorofila en mg/m3 y

Secchi en cm).


64

Con los datos de clorofila-a, sólidos fijos y disco de Secchi se realiza una clasificación de laslagunas según su turbidez. Más específicamente, cada una de estas tres variables se categorizaen tres clases de acuerdo a su magnitud, y la combinación de las categorías proporciona la siguienteclasificación, según los valores que se presentan en la tabla:

1 lagunas con turbidez baja;2M lagunas con turbidez media debida a la presencia de sólidos inorgánicos;2V lagunas con turbidez media debida a la presencia de clorofila;2MV lagunas con turbidez media debida a la presencia de clorofila y sólidos inorgánicos;3M lagunas con turbidez alta debida a la presencia de sólidos inorgánicos;3V lagunas con turbidez alta debida a la presencia de clorofila y3MV lagunas con turbidez alta debida a la presencia de clorofila y sólidos inorgánicos.

3.3. Análisis Multifactorial de Distancias entre Lagunas de la Región CentroPara detectar diferencias entre grupos de muestras multivariadas o para relacionar dos grupos devariables habitualmente se utiliza el MANOVA (análisis multivariado de la varianza) y el ACC (análisis decorrelación canónica), respectivamente. Ambas se basan en el uso de la distancia estadística o de ladistancia euclídea y en el cumplimiento de supuestos como normalidad, no singularidad de lasmatrices de covarianza o correlación e igualdad de matrices de covarianzas.Los datos de origen biológico, no cumplen generalmente con los supuestos mencionados, es decir, losdatos presentan “problemas” tales como: más variables que fechas de muestreo, gran cantidad de datosnulos, no hay normalidad multivariante y las matrices de covarianzas no son homogéneas, por lo que esnecesario recurrir a técnicas alternativas como por ejemplo el análisis multivariado basado en distancias.Dado que las técnicas utilizadas no son de uso común, las mismas fueron implementadas en elsoftware GNU R 2.3.1. A partir de la matriz de datos X

nxp (n-lagunas y p-variables) se calculó una

matriz de distancias o disimilaridad apropiada, D. En este caso se utilizó la euclídea sobre los datosestandarizados por rangos. Luego se considera la matriz A= (-1/2d

ij2) , sobre la cual se calcularon las

Coordenadas Principales (Y) de la matriz de distancias A doblemente centrada.El análisis de Coordenadas Principales permitió obtener una representación de las lagunas comopuntos en un plano, interpretando proximidad entre puntos como lagunas con características comunes.Se pudieron detectar diferencias y caracterizar las lagunas a partir de la coordenada principalrealizando el Análisis Multifactorial de Distancias: AMD. Para ello se definió una matriz de distanciasentre los centroides de los grupos considerados (ver tabla) descomponiendo la Distancia Total (T)en Distancia ENTRE grupos (B) y Distancia DENTRO de grupos (W): T = B + W.A partir de la observación del plano de Coordenadas Principales, fue posible plantear diferentes hipótesis,que se ponen a prueba estadísticamente mediante el “Test de Permutación”. Por ejemplo es válidopreguntarse si el nivel de turbidez de una laguna en particular cambia según la estación del año.De esta manera, sobre los datos analizados, se llevó a cabo esta técnica que arrojó los siguientesresultados, que poseen una significancia estadística de al menos el 90%:1. Las lagunas, La Brava y Quilla Lauquen, ambas de turbidez baja presentan valores más bajosen sólidos disueltos y en fósforo total en agua que el resto de las lagunas.2. La laguna El Paraíso presenta mayores valores del Índice de saturación (Agua infrasaturada)que El Chifle, Quilla Lauquen y La Salada.3. La laguna Quilla Lauquen presenta menores valores en sólidos y en fósforo en agua que en ElChifle, San Antonio, La Salada y La Barrancosa.4. Durante el verano las lagunas El Chifle y El Paraíso presentan valores más altos en sólidos, enNH

4+ y en fósforo total en agua que las lagunas La Barrancosa, La Salada, San Antonio y Quilla

Lauquen.


Tabla I. Caso 3.

65

5. Durante el invierno las lagunas La Brava y Quilla Lauquen, ambas de turbidez baja presentanvalores más bajos en sólidos en agua que el resto de las lagunas.A partir de estos resultados es posible considerar que la variación de las lagunas en primavera-otoño e invierno, respecto a su estado de turbidez, está definida fundamentalmente por lapreponderancia de los sólidos disueltos y en suspensión y la presencia de fósforo total en agua.Las condiciones de temperatura y pH y el correspondiente valor del índice de saturación comorepresentativo de la concentración de iones en la columna de agua adquieren mayor relevanciaen verano, como causantes del estado de turbidez de las lagunas.

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