EVALUACIÓN DE LA DEGRADACIÓN NATURAL DE LA ESPECIE

EVALUACIÓN DE LA DEGRADACIÓN NATURAL DE LA ESPECIE Eichhornia

craissipes (Buchón) PARA EL EMBALSE DEL MUÑA

SANDRA MARCELA RAMÍREZ UBATÉ

Proyecto de grado presentado como

requisito para obtener el titulo de

Ingeniera Ambiental

Asesor

Manuel Salvador Rodríguez Susa PhD.

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL

BOGOTÁ D. C.

2005

ii

A las personas que más amo….

MI FAMILIA Amanda, José Luis,

Mauro y Javi.

iii

AGRADECIMIENTOS

Quiero agradecer especialmente a mi director M anuel Rodríguez por su

colaboración, paciencia y ánimo para el desarrollo de este proyecto.

También al Ingeniero Sergio Barrera por su apoyo desinteresado y sus

enseñanzas de vida.

Igualmente agradezco al Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental por su

colaboración en la realización de este proyecto. Al CITEC por prestarme sus

instalaciones y elementos para el desarrollo del proyecto, a las coordinadoras

del CIIA Edna Delgado y Olga Gómez por su cooperación y sus enseñanzas; al

igual que los analistas Jhon Cardeñoza, Nancy Henao y M ariela Quintero

quienes siempre estuvieron dispuestos a brindarme una mano.

A los amigos que siempre estuvieron pendientes de mi proyecto, por su ánimo

y sus aportes en este largo proceso. A Steven Leon por su apoyo incondicional.

Finalmente a mi familia, por apoyarme en todo momento y comprender la

importancia que tiene para mí este proyecto, por sus enseñanzas y sabios

consejos, por su paciencia y disposición y por ayudarme a encontrar

soluciones a los inconvenientes.

iv

TTAABBLLAA DDEE CCOONNTTEENNIIDDOO

1. INTRODUCCIÓ N 1 1.1. Aspectos generales 1

1.2. Objetivo general 2

1.3. Objetivos específicos 2

1.4. Descripción del problema 3

1.5. M etodología 4

1.6. Resumen del contenido 5

2. DESC RIPCIÓN DE LA ESPEC IE Eichhornia crassipes 6 2.1. M acrófitas acuáticas: Eichhornia crassipes 6

2.2. M orfología 6

2.3. Hábitat 8

2.4. Crecimiento y producción de biomasa 8

3. EU TROFICACIÓN CO N MACROFITAS ACUÁTICAS 11 3.1. Eutroficación 11

3.2. Control de zonas cubiert as con M acrófitas acuáticas 13

3.3. Control Biológico 13

3.4. Control Químico 15

3.5. Extracción física 16

3.6. M anejo integrado de cuencas 17

3.7. Degradación biológica de la materia orgánica 18

3.8. Aprovechamiento 20

4. EMBALS E DEL MUÑA 25 4.1. Características generales 25

4.2. Condiciones ambientales 27

4.2.1. Calidad del agua 29

v

4.2.2. Sedimentos 32 4.2.3. Buchón 32 4.2.4. Eutroficación 33

5. METO DOLOGÍA EXP ERIMENTAL 34 5.1. Datos de Campo y M uestreo 34

5.2. M ontaje de reactores 35

5.3. Plantas y condiciones iniciales de degradación 36

5.4. Aplicación del Agente de control 37

5.5. Control de la degradación 38

6. RESULTADOS Y DISC USIÓN 41 6.1. Calidad del agua en el embalse 41

6.2. Tamaño de Plantas 42

6.3. Humedad 44

6.4. Seguimiento 47 6.4.1. Balance hídrico 49 6.4.2. Temperatura 50 6.4.3. pH 53 6.4.4. Conductividad 55 6.4.5. Oxígeno dis uelto 58 6.4.6. Demanda Bioquímica de Oxígeno 61 6.4.7. Sólidos Suspendidos Totales 64 6.4.8. Nitrógeno Total 66 6.4.9. Fosfatos 68 6.4.10. Sólidos Totales Volátiles 70 6.4.11. Lignina 71 6.4.12. Análisis del sistema experimental 72 6.4.13. Evaluación de los mecanis mos de remoción del buchón 72

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIO NES 74

REFER ENCIAS BIB LIOGRÁFIC AS 77

AANN EEXXOO AA 80

AANN EEXXOO BB 83

AANN EEXXOO CC 86

AANN EEXXOO DD 93

vi

ÍÍNNDDIICCEE DDEE TTAABBLLAASS

Tabla 1. Agent es select ivos ut ilizados para el control de E. crassipes 14 Tabla 2. Calidad del agua del Em balse del M uña en 1998 29 Tabla 3. Caract er ización inicial del lodo deposit ado en los reactores 35 Tabla 4. Caract er íst icas del Buchón en el Em balse para el m es de J ulio de 2005 36 Tabla 5. Cont rol de parám etros en el exper im ent o 39 Tabla 6. Parám etros de m uestreo en el Embalse del Muña 41 Tabla 7. Condiciones iniciales en el sit io de m uest reo en el Embals e del Muña 42 Tabla 8. Tamaño de plant as 43 Tabla 9. Res ult ados est adísticos para la pr ueba de Hipót esis de Humedad 47 Tabla 10. Pérdidas obt enidas a part ir del balance hídrico 50 Tabla 11. Hum edad inicial del Buchón 87 Tabla 12. Humedad del Buchón des pués de cort ado y presionado 87 Tabla 13. Parámetros de cont rol columna A 88 Tabla 14. Parámetros de cont rol columna B 89 Tabla 15. Demanda bioquímica de oxígeno 90 Tabla 16. Sólidos s uspendidos t ot ales 90 Tabla 17. Nitrógeno Tot al 91 Tabla 18. Fosfat os 91 Tabla 19. Sólidos Totales Volát iles 92 Tabla 20. Lignina 92

vii

ÍÍNNDDIICCEE DDEE FFIIGGUURRAASS

Figura 1. Eichhornia crassipes 7 Figura 2. Eichhornia crassipes unida por estolones 9 Figura 3. Flora bént ica ar raigada en el fondo 11 Figura 4. Uso y Manejo de las t ierras de la cuenca del Embalse del Muña 28 Figura 5. Zonas ident ificadas en el est udio de EM GESA-Universidad de los Andes, 1998.

31 Figura 6. Ident ificación de zonas de muestreo 34 Figura 7. Colum nas de descomposición del Buchón, CITEC, 2005. 35 Figura 8. Punt os de medición de parámetros en el agua para las colum nas A y B 38 Figura 9. Humedad de la raíz ant es y des pués de usar la t écnica de remoción 44 Figura 10. Hum edad de Tallo-Hoja antes y después de la t écnica de remoción 44 Figura 11. Fenómeno de inmersión en los reactores 48 Figura 12. Seguimient o de la t emperatura en la columna A: buchón cortado 51 Figura 13. Seguimient o de la t emperatura en la columna B: buchón presionado 51 Figura 14. Seguimient o de pH en la columna A: buchón cor tado 53 Figura 15. Seguimient o de pH en la columna B: buchón presionado 54 Figura 16. Seguimient o de la conduct ividad en la colum na A: buchón cort ado 56 Figura 17. Seguimient o de la conduct ividad en la colum na B: buchón presionado 56 Figura 18. Seguimient o del Oxígeno Disuelto en la colum na A: buchón cort ado 58 Figura 19. Seguimient o del Oxígeno Disuelto en la colum na B: Buchón Presionado 59 Figura 20. Seguimient o de la DBO5 en la columna A: buchón cortado 61 Figura 21. Seguimient o de la DBO5 en la columna B: buchón presionado 62 Figura 22. Seguimiento de los Sólidos Suspendidos Tot ales en la colum na A: buchón

cort ado 64 Figura 23. Seguimiento de los Sólidos Suspendidos Tot ales en la colum na B: buchón

presionado 65 Figura 24. Seguimient o del Nit rógeno Tot al en la Columna A: Buchón Cort ado 66 Figura 25. Seguimient o del Nit rógeno Tot al en la Colum na B: Buchón Cort ado 67 Figura 26. Seguimient o de Fosfat os para la columna A: buchón cor tado 69 Figura 27. Seguimient o de Fosfat os para la columna B: buchón cort ado 69 Figura 28. Sólidos Totales Volát iles 70 Figura 29. Seguimient o de la Lignina en el Buchón 71 Figura 30. Toma de Buchón Zona 1 81

viii

Figura 31. Zona 2 81 Figura 32. Zona 3 82 Figura 33. Agua del Embalse en las columnas de agua 84 Figura 34. Aspect o inicial del Buchón traído del Embalse del Muña 84 Figura 35. Columna A: Buchón Picado 84 Figura 36. Buchón Presionado 85 Figura 37. Columna B: Buchón Presionado 85

ix

GGLLOOSSAARRIIOO

AAggeenntteess sseelleeccttiivvooss:: Organismos que consumen o dañan la especie que se

quiere controlar; entre ellos se encuentran los insectos, aves, crustáceos,

hongos patógenos o plantas alelopáticas.

OOrrggaanniissmmooss ppoollííffaaggooss: Organismos que consumen tanto la especie objetivo

como las otras; pueden ser especies de peces herbívoros, caracoles, tortugas

o manatíes.

RReessppiirraacciióónn aannaaeerroobbiiaa: una forma de metabolismo celular que no requiere

oxígeno.

ZZoonnaa eeuuffóóttiiccaa:: La profundidad hasta la que puede penetrar suficiente luz para

que se produzca la fotosíntesis.

IAM B – 200520-16 1. INTRODUCCIÓN

1

1. INTRODUCCIÓN

1.1. Aspectos generales

Eichhornia crassipes comúnmente llamado Buchón o Lirio de agua en

Colombia, es una planta acuática flotante originaria del Brasil. Tiene la

capacidad de propagarse en amplias masas de agua a causa de la

eutrofización en los habitats donde ha sido localizada.

La eutroficación se presenta cuando existen descargas de nutrientes sobre

lagos, ríos y estuarios que favorecen el crecimiento excesivo de plantas

generando serios problemas en la calidad del agua. Esta terminología

describe el proceso natural de envejecimiento en el que un lago es

transformado en pantano y luego en pradera. (Chapra, 1997).

El Embalse del M uña presenta problemas de eutroficación con macrófitas

acuáticas. El estado trófico actual del Embalse del M uña con la especie

Eichhornia crassipes hace que no se de reaireación en el agua y ocasiona una

reducción al acceso de luz solar, lo cual minimiza el potencial de presencia de

algas las cuales naturalmente oxigenan los lagos. El oxígeno disuelto se

consume por el grado de contaminación que trae el río Bogotá, hasta quedar

en un estado anaerobio propicio para la generación de ácido sulfhídrico y la

proliferación de zancudos (EM GESA - Universidad de los Andes, 1998). M ás aún,

el oxígeno es consumido por la materia orgánica en descomposición y la

proliferación de macrófitas hace que haya una acumulación de la materia

orgánica por la muerte de las plantas.

La población de Sibaté (aledaña al M uña) presenta un grave problema de

invasión de zancudos debido entre otros factores a la propagación de

macrófitas en el embalse. Por ello es necesario remover el Buchón en su

totalidad tanto para el mejoramiento de la calidad de agua como para

ofrecer mejores condiciones de salubridad a dicha población. Sin embargo


2

esta remoción debe llevarse a cabo con precauciones evitando la dispersión

de fragmentos y haciendo un manejo integrado de la cuenca.

Evaluando las alternativas de remoción se escogieron para el presente estudio

dos métodos de extracción física por ser una alternativa a corto plazo debido

a la gravedad del problema ambiental y de salud pública en el Embalse del

M uña. Estos dos métodos consisten en corte manual o con guadañas o

cortadoras de plantas flotantes especializadas y la utilización de sistemas tipo

trapiches o cilindros de presión. Esto debe garantizar la muerte de las plantas

de tal manera que se evite la dispersión de fragmentos. Para ello, es necesario

estudiar la degradación biológica del Buchón, ya que para minimizar costos la

aplicación de estas alternativas implica dejarlas en el embalse para su

descomposición. El presente estudio pretende evaluar medidas de control

eficiente partiendo de modelos que permitan predecir el comportamiento del

oxígeno disuelto y la DBO (Demanda bioquímica de oxígeno) momentos

después de que la planta se muera para predecir cual será la calidad del

agua como reacción ante la aplicación de dichas medidas de control del

Buchón.

1.2. Objetivo general

El presente estudio pretende evaluar la degradación biológica de la especie

Eichhornia crassipes después de usar dos agentes de control mecánico: corte

y presión, para determinar los cambios en la calidad del agua durante la

descomposición biológica de la especie para el embalse del M uña

(Cundinamarca), a través de una caracterización fisicoquímica del agua en el

hábitat piloto de la planta.

1.3. Objetivos específicos

→ Hacer una descripción biológica de la especie Eichhornia crassipes en

ecosistemas acuáticos y su importancia en los problemas de

eutrofización en embalses.


3

→ Exponer la situación actual del Embalse del M uña, de las actividades

que allí se realizan y de la calidad del agua.

→ Obtener los cambios representativos en la Demanda Bioquímica de

Oxígeno en condiciones aerobias y anaerobias de descomposición del

Jacinto de agua.

→ Observar el comportamiento de la calidad del agua después de aplicar

medidas de control mecánico: cortado y presión.

→ Proponer medidas de control efectivas para aplicar en el Embalse del

M uña.

1.4. Descripción del problema

El buchón de agua (Eichhornia crassipes) ha sido considerado como una

maleza acuática para el medio ambiente en lagos y lagunas, ya que

representa un problema por su masiva propagación. El crecimiento

desmesurado y su alta reproducción interfieren con las actividades de pesca,

reduce notablemente la velocidad del agua en los canales y sirve como

medio para la reproducción de mosquitos (Cronk y Fennessy, 2001).

El Buchón de agua como es conocido comúnmente, disminuye el oxígeno en

ecosistemas acuáticos, reduce el paso de luz, aporta grandes cantidades de

materia orgánica que se sedimenta y hace que se generen malos olores por la

descomposición anaerobia (Cronk, Fennessy, 2001).

Colombia y principalmente la Sabana de Bogotá se ha visto afectada por la

alta producción de biomasa de Buchón en ecosistemas acuáticos. Entre las

zonas más afectadas por este problema se encuentra El Embalse del M uña,

donde la alta concentración de nutrientes ha favorecido el desarrollo del

buchón (Eichhornia crassipes) que cubre aproximadamente el 70% del área de

la superficie del Embalse (711 ha. Aproximadamente). Otros sitios afectados

han sido el embalse de Tominé en el departamento de Cundinamarca, la

Laguna de Sonso, una de las más grandes masas de agua del sur occidente

colombiano, ubicada a aproximadamente una hora de Cali, la laguna de


4

Fúquene en el departamento de Boyacá, y los humedales Jabóque y

Córdoba en Bogotá entre otros.

Actualmente el Embalse del M uña presenta un problema de eutroficación

bastante complejo y la propagación del Jacinto de agua o Buchón ha

facilitado la proliferación de zancudos, ya que la planta sirve de alimento y

hábitat para los insectos, poniendo en riesgo la salud de los habitantes de los

sectores aledaños a este ecosistema por la transmisión de enfermedades y

malos olores entre otros problemas. Ante ello, es necesario establecer

soluciones que permitan recuperar la calidad del agua del embalse y aportar

alternativas de manejo del residuo después de la remoción del Buchón de

agua.

1.5. Metodología

El desarrollo de este trabajo se dividió en dos partes: una teórica y otra

experimental.

En la primera parte se hizo una descripción biológica del Buchón Eichhornia

crassipes, su importancia en los problemas de eutrofización en embalses,

alternativas de control, degradación y aprovechamiento. Así mismo contiene

una breve investigación de la situación del Embalse del M uña, de las

actividades que allí se realizan, usos y calidad del agua históricos.

La segunda parte consiste en la explicación y análisis del montaje

experimental de 2 columnas de agua en condiciones anaerobias que

contienen las plantas presionadas y cortadas para evaluar su degradación

biológica. Esta evaluación se hizo mediante el análisis de la calidad del agua

en el tiempo (DBO, Sólidos Suspendidos Totales, Fosfatos y Nitrógeno Total) y

del contenido de lignina y sólidos volátiles del Buchón durante el periodo de

degradación.


5

1.6. Resumen del contenido

En el Capitulo 1 se muestran los objetivos y fundamentos de la investigación,

partiendo del problema de eutroficación con macrófitas acuáticas en el

Embalse del M uña.

El Capit ulo 2 presenta una descripción biológica la especie Eichhornia

crassipes.

El Capitulo 3 es una explicación de la importancia del manejo de ambientes

eutróficos, en especial aquellos cubiertos con macrófitas acuáticas.

En el Capitulo 4 se exponen las características generales del Embalse del M uña

y de las condiciones ambientales encontradas.

El Capit ulo 5 establece las condiciones del desarrollo experimental de la

investigación, partiendo desde el montaje hasta los análisis fisicoquímicos

realizados al agua y a las plantas.

El Capitulo 6 presenta los resultados encontrados durante el experimento y la

discusión de la evaluación del comportamiento de los parámetros y de la

degradación biológica de la especie Eichhornia crassipes, así como el

aprovechamiento del residuo después de su remoción.

En el Capitulo 7 se concluyen los principales resultados encontrados durante la

investigación y se sugieren unas recomendaciones generales para el manejo

adecuado del Buchón después de aplicar un agente de control mecánico;

por corte y presionado.

IAM B – 200520-16 2. DESCRIPCIÓN DE LA ESPECIE Eichhornia crassipes

6

2. DESCRIPCIÓN DE LA ESPECIE Eichhornia crassipes

2.1. Macrófitas acuáticas: Eichhornia crassipes Las macrófitas acuáticas están representadas por todo aquel tipo de

vegetación que crece en la zona de la interfase agua tierra, sobre la superficie

de agua o totalmente sumergida (Rodríguez, 2004).

Eichhornia crassipes es una planta acuática flotante, comúnmente llamada

Jacinto o Lirio de agua y en Colombia conocida como Buchón o Tarulla.

Debido a la habilidad competitiva y al movimiento de las plantas, esta

presenta alta intensidad de crecimiento y reproducción.

Según su posición taxonómica el Jacinto de agua es clasificado de la siguiente

manera:

PPhhyylluumm:: Angioesperma

CCllaassee:: M onocotiloedae

OOrrddeenn:: Liliiflorae (Liliares)

FFaammiilliiaa:: Pontederiacea

GGéénneerroo:: Eichhornia

EEssppeecciiee:: Eichhornia crassipes

2.2. Morfología

Eichhornia crassipes es una hierba acuática flotante, enraizada o emergente

con rizomas o estolones.

El sistema de planta consiste en brotes de coronas individuales separadas por

nodos cortos (ver Figura 1).


7

Figura 1. Eichhornia crassipes (Tomado de: Guide to flowering plant families, W endy B.

Zomlefer,1994).

La planta es variable en tamaño, puede ser liberada a la superficie midiendo

unos pocos centímetros y en buenas condiciones de nutrientes puede llegar a

medir hasta 1 metro de alto.1

Las hojas del Buchón son simples, enteras, opuestas, dispuestas en rosetas

basales y son de un color verde muy intenso. Esta planta presenta

inflorescencias en forma de espiga, usualmente de 50 cm de alto, con flores

vistosas de colores azules claros que tienen una mancha amarilla en el lóbulo

superior del perianto. Estas a su vez son hermafroditas y pueden ser

actinomorfas: de pétalos iguales o zigomorfas: pétalos desiguales (Zomlefer,

1994).

El tallo es usualmente esponjoso, corto y erguido, envuelto por las bases de las

hojas, y presenta inflorescencias aparentemente racimosas, espigadas o

panículas (racimos que dan lateralmente racimos de segundo orden),

normalmente sostenidas por hojas modificadas terminales (Zomlefer, 1994).

1 Eichhornia crassipes, Pest W ebCab, Organisat ion dealing with weed science and Pest management . Recuperado el 24 de febrero de 2005, de ht tp://pest .cabweb.org/Archive/Pestofmonth/1


8

Las raíces son fibrosas y se desarrollan bajo la hoja como su base formando

masas muy densas: usualmente 20 a 60 cm. de largo y se pueden extender a

300 cm., la raíz constituye el 50% de la masa, son blancas cuando se forman en

la oscuridad y púrpura si se forman bajo la luz 2.

El fruto es una cápsula en la cual cada uno de sus carpelos se abre por su

sutura dorsal. Tiene semillas pequeñas, ovoides, rodeadas por endoesperma

(Zomlefer, 1994).

2.3. Hábitat

Eichhornia crassipes es considerada una mala hierba flotante de lagos,

humedales y ríos de agua dulce tropicales y subtropicales, especialmente

aquellos enriquecidos con nutrientes como en lugares donde las corrientes de

agua están contaminadas con altos contenidos de fósforo, nitrógeno y

potasio. A su vez esta planta se da como una mala hierba en arroz inundado3.

A Eichhornia crassipes y todos los organismos que se encuentran en la interfase

aire-agua, se le conoce como Pleuston y se puede apreciar en los caños

donde la corriente es mínima, ya que la vida se distribuye muy parecida a la

de los lagos y lagunas.

2.4. Crecimiento y producción de biomasa

Eichhornia crassipes se reproduce sexualmente mediante la propagación de

semillas o por regeneración vegetativa. La reproducción sexual se da por el

desarrollo de estolones en la base de la roseta (ver figura 2), estos pueden

crecer hasta 30 cm. de longitud antes de desarrollar una roseta hija; la

intensidad de la propagación por este medio puede resultar en la duplicación

del área infestada entre 6 a 15 días (Labrada y Casely, 1996).

2 Eichhornia crassipes, Ficha realizada por Jorge las Heras. Recuperado el 16 de marzo de 2005, de ht tp://at las.drpez.org/Eichhornia-crassipes 3 Idem


9

La reproducción asexual surge de una propagación en el brote de las coronas

o con el movimiento de las raíces o a través de la separación y dispersión de

fragmentos de la planta o de capullos de hoja modificados (Cronk y Fennessy,

2001).

El crecimiento del Buchón Eichhornia crassipes se da a una temperatura

optima de 25-30 ºC, éste finaliza cuado la temperatura del agua se encuentra

por encima de 40 ºC o por debajo de 10 ºC (PestWebCab, 2003). Éste

crecimiento se da cuando el agua contiene nutrientes como fósforo y

nitrógeno; generalmente altas tasas de crecimiento se ven asociadas a

condiciones de eutroficación. El pH óptimo se encuentra entre 6 y 8 en un

rango de 4.5 a 10. Las concentraciones de calcio también son importantes

bajo un umbral de concentración observado de 5 mg/l, bajo el cual el

crecimiento del buchón cesa (Cronk y Fennessy, 2001).

M uchos estudios sugieren que el Buchón incrementa su biomasa hasta un 12%

por día. La tasa de acumulación de biomasa puede ser tan alta como 60 g de

peso seco por m2 por día (Cronk y Fennessy, 2001).

En aguas continentales esta planta ha sido de mucho interés por su

abundancia, ya que ha invadido con alarmante productividad (1.2 – 6.8

g/cm2 día) las cuencas de casi todos los ríos tropicales y subtropicales (Álvarez,

198-).

Figura 2. Eichhornia crassipes unida por estolones (Tomado de: Guide to flowering plant families,

W endy B. Zomlefer.1994)


10

El florecimiento de E. crassipes empieza 10 a 15 semanas después de la

germinación y una inflorescencia con 20 flores puede producir 3000 semillas.

M ás de cuatro inflorescencias pueden ser producidas en un periodo de 21

días en zonas tropicales y subtropicales (Cronk y Fennessy, 2001).

Se calcula que las semillas son liberadas en capsulas de 40 a 300 que pueden

a su vez ser liberadas o acumularse en la planta flotante (Cronk y Fennessy

2001). La germinación de las semillas en los sedimentos no se da si existen bajas

temperaturas en ellos. E. crassipes crece y genera nuevas rosetas rápidamente

formando poblaciones densas de plantas flotantes.

IAM B – 200520-16 3. EUTROFICACIÓN CON M ACROFITAS ACUÁTICAS

11

3. EUTROFICACIÓN CON MACROFITAS ACUÁTICAS

3.1. Eutroficación

La flora béntica (bhent os, profundidad) está compuesta de plantas acuáticas

aferradas o enraizadas en el fondo. Como se aprecia en la Figura 3 la flora

béntica se divide en dos categorías: vegetación acuática sumergida, que se

encuentra por completo bajo el agua, y la vegetación emergente, cuyo pie se

encuentra bajo el agua pero las partes superiores sobresalen (Nebel y Wrigth,

1999).

Figura 3. Flora bént ica arraigada en el fondo. Tomado de: Nebel y W rigth, 1999.

La vegetación acuática sumergida requiere que el agua sea lo bastante

clara, que deje pasar la luz adecuada para la fotosíntesis. Si las aguas se

enturbian la zzoonnaa eeuuffóóttiiccaa se reduce, por lo que un gran aumento de la

turbiedad disminuye la profundidad a la que la vegetación acuática

sumergida llega a sobrevivir. Esta vegetación es aún más importante porque

absorbe mediante las raíces los minerales de los sedimentos del fondo, al igual

que las plantas terrestres (Nebel y Wrigth, 1999).

Por su parte, el fitoplancton está compuesto por numerosas especies como

algas y cianobacterias (bacterias con clorofila, antes conocidas como algas

verdeazules) que prosperan como células aisladas microscópicas. Dicho


12

fitoplancton vive suspendido en la superficie o cerca de ella y su crecimiento

es incentivado por la presencia de nutrientes en el agua.

El equilibrio entre el fitoplancton y la vegetación acuática sumergida se altera

cuando se modifica la concentración de los nutrientes en el agua. Esto

produce cambios en el agua favoreciendo el crecimiento desmesurado de

plancton.

El fitoplancton crece y se reproduce rápidamente, pero se caracteriza porque

alcanza pronto su máxima densidad poblacional y el crecimiento y la

reproducción subsecuentes se compensan con la muerte. El fitoplancton

muerto se asienta y produce el fondo depósitos de detritos. A su vez la

abundancia de detritos genera abundancia de descomponedores, casi todos

bacterias, que generan una demanda nueva de oxígeno disuelto, que

consumen en la respiración. Aún cuando el resultado es el agotamiento del

recurso por la desaparición de peces y crustáceos, las bacterias no mueren

porque muchas de ellas tienen la capacidad de utilizar la rreessppiirraacciióónn

aannaaeerroobbiiaa para su metabolismo. Así, las bacterias prosperan y aprovechan el

oxígeno cada vez que está disponible, por lo que mantienen el agua sin

oxígeno disuelto mientras haya detritos que las alimenten.

La eutroficación se refiere a la “sobrefertilización” que reciben lagos, ríos y

estuarios por adición de nutrientes que fomenta el crecimiento de las plantas.

La entrada de nutrientes orgánicos e inorgánicos en un cuerpo de agua

estimula el crecimiento de las plantas flotantes como el Buchón. La

desmesurada propagación de esta planta flotante, hace que cubra mantos

de agua que pueden extenderse en grandes cantidades y cubrir ríos, represas,

canales, sistemas de drenaje y otras áreas húmedas. La reducción del flujo de

agua aumenta la sedimentación causando una reducción de la profundidad

y convierte cuerpos de agua abiertos al aire en pantanos poco profundos.


13

La propagación de E. crassipes puede generar mantos muy densos

reduciendo el oxígeno disuelto en el agua, lo que da origen a la mortandad

de peces. Esta propagación hace que se aporte materia orgánica a los

sedimentos, se reduzca el paso de la luz y se inhiba el crecimiento del

fitoplancton. Además puede ser perjudicial para la salud de poblaciones que

vivan en zonas aledañas a embalses u otros cuerpos de agua donde se

presente alta cobertura de Buchón, por la proliferación de roedores y

zancudos que sirven como vectores de enfermedades y por los malos olores

generados por la descomposición anaerobia.

3.2. Control de zonas cubiertas con Macrófitas acuáticas

Ante la masiva propagación del Buchón es necesario utilizar agentes que

permitan hacer una remoción total de la planta en los casos más extremos o

mantener la cobertura a niveles tolerables. Los agentes más utilizados para la

control de Eichhornia crassipes son el control biológico, químico y la extracción

física.

3.3. Control Biológico

El control biológico se hace con enemigos naturales de la planta, usualmente

con herbívoros o patógenos que impidan su crecimiento. Este control se puede

hacer con oorrggaanniissmmooss ppoollííffaaggooss o con aaggeenntteess sseelleeccttiivvooss, siendo los agentes

selectivos mas reconocidos a nivel mundial.

M uchos insectos y hongos han sido identificados como agentes de control del

Buchón. La tabla 1 muestra algunos de ellos a continuación.


14

Tabla 1. Agentes selectivos utilizados para el control de E. crassipes

A gente T ipo de daño

INSECTOS

CURCULIONIDAE

Neochettina bruchi Los adultos se alimentan del follage y los pecíolos, las

larvas perforan los pecíolos y corolas.

Neochettina. eichhorniae Similar a N. bruchi

PYRALIDAE

Acigona infusella Las larvas perforan en las láminas y pecíolos.

Sameodes albiguttalis Las larvas perforan en los pecíolos y yemas.

NOCTUIDAE

Bellura densa Las larvas perforan en los pecíolos y corolas.

A CA ROS

GALUMNIDAE

Orthogalumna terebrantis Los inmaduros perforan en las láminas.

PATOGENOS

FUNGOSOSOS HIFOMICETOS

Acremonium zonatum Manchas zonales sobre las láminas

Cercospora piaropi Manchas puntuales y clorosis sobre las láminas;

necrósis de las láminas.

C rodmanii Similar a C . piaropi

Tomado de: Labrada et. al., 1996.

La investigación sobre el control biológico del Jacinto de agua se inició en

1961 y los primeros agentes fueron liberados en Estados Unidos diez años

después (Labrada et. al., 1996). Las especies de insectos que han resultados

más exitosas son Neochetina bruchi y Neochetina echhorniae y la polilla

Sameodes albigutt alis. Juntos los tres agentes han logrado reducciones a gran

escala y han eliminado a E. crassipes en diferentes sitios (Cronk y Fennessy,

2001). Sin embargo antes de utilizar agentes como estos, es necesario

asegurarse de su selectividad y de las consecuencias ecológicas que esta

aplicación conlleva sobre el medio.


15

Los micoherbicidas u hogos patógenos pueden causar un rompimiento de las

raíces y/o putrefacción de las hojas y otras partes de la planta (Cronk y

Fennessy 2001). En un reservorio de Florida para atenuar el crecimiento de

Eichhornia crassipes se utilizó como prueba una especie de hongo natural

Cercosport a rodmanni que se encontraba como anfitrión y después de un

periodo de infestación este causó la muerte de la planta.

Este control puede resultar siendo uno de los más efectivos, sin embargo, pese

a que no contribuye a la contaminación del agua, puede acarrear

consecuencias ambientales de adaptación al medio y en sus relaciones

ecológicas, por lo que es necesario hacer pruebas de estabilización que

tardarían mucho tiempo por lo que se le considera como una medida a largo

plazo.

3.4. Control Químico

La especie Eichhornia crassipes es susceptible a varios herbicidas químicos con

excelentes resultados, entre ellos 2,4-D dimetilamina (ácido

diclorofenoxiacético - amino) y glifosato (Cronk y Fennessy, 2001).

El control mediante herbicidas requiere mano de obra especializada en el

manejo y equipos mecánicos, por lo que puede resultar costoso. Existe

también un costo ambiental en el uso de estos herbicidas. El depósito de

residuos en el agua y los sedimentos pueden afectar el ambiente acuático,

aniquilando a los peces y puede reducir el oxígeno disuelto por la

descomposición biológica.

Los mejores resultados encontrados con el uso de 2,4-D dimetilamina se han

dado bajo condiciones de rápido crecimiento, alta temperatura y humedad

cuando la mayoría de las plantas de cualquier edad se mueren o se hunden


16

en un tiempo aproximado de 2 a 4 semanas4. Bajo condiciones favorables las

plantas vuelven a crecer y es necesario repetir el tratamiento. Las ventajas que

trae el uso de este herbicida es que no causa contaminación en el agua para

su consumo y que se tarda poco tiempo en eliminar la planta.

Otros herbicidas utilizados son el Paraquat y el Diquat, pero ellos tienen alta

incidencia en los casos de toxicidad M amalia5. El Aminotriazol, ametryn y

terbutryn pueden ser efectivos pero es necesario mezclarlos con 2,4-D

dimetilamina.

Los herbicidas no suelen ser efectivos si no se repite el tratamiento durante

largos periodos de tiempo bajo el manejo adecuado y organización.

3.5. Extracción física

La extracción física del Jacinto de agua resulta ser un método ampliamente

utilizado porque es seguro, de fácil manejo y útil para reducir infestaciones en

áreas pequeñas, sin embargo para lugares con extensas coberturas, como

embalses o ríos, resulta costoso por la mano de obra y la maquinaria utilizada.

Además este método no garantiza la erradicación total ya que la planta se

puede reproducir con fragmentos (estolones) o partes que queden en las

corrientes de agua.

Esta extracción, puede hacerse mecánicamente o de forma manual. Los

métodos presentados a continuación han sido utilizados en Estados Unidos y

Nueva Zelanda para el control de macrófitas acuáticos (Cronk y Fennessy,

2001).

La remoción manual se usa para lugares de baja cobertura de la planta o

donde la labor no representa un gran costo. Esta remoción es efectiva si se 4 Eichhornia crassipes, Pest W ebCab, Organisat ion dealing with weed science and Pest management . Recuperado el 24 de febrero de 2005, de http://pest.cabweb.org/Archive/Pestofmonth/1 5 Idem


17

remueve la planta entera incluyendo las raíces y se repite varias veces en

periodos de crecimiento.

Corte manual con guadañas o cortadoras de plantas flotantes especializadas,

lo que reduce la biomasa de las plantas, pero no remueve completamente su

cobertura.

Vallas flot ant es son localizadas perpendiculares a la corriente de agua o en

ángulos que la crucen para colectar hierbas flotantes en masa y concentrarlas

en un sitio o almacenarlas para su remoción.

Máquinas cosechadoras que cortan y recolectan plantas emergentes y

flotantes. Pueden cortar hasta 3 m bajo la superficie de agua en una extensión

de 1.8 a 6 m de ancho. Estas pueden afectar poblaciones de peces o

invertebrados.

Cilindros de presión de plant as son utilizados para comprimir plantas y

compactar suelos, son anclados en el cuerpo de agua y pueden medir hasta

30 pies de largo. Este puede inhibir el crecimiento de la planta si se usa

continuamente, puede ser liberado en el lugar requiriendo el mínimo esfuerzo.

Sin embargo puede ocasionar disturbios en organismos bénticos y peces.

3.6. Manejo integrado de cuencas

La propagación de E. crassipes está determinada por el suministro de

nutrientes y la ausencia de enemigos naturales en un cuerpo de agua. Para

maximizar la eficiencia de los agentes de control es necesario hacer un

manejo integrado de la cuenca de agua.

Es muy importante formular políticas de gobierno que contengan estrategias

de manejo de Eichhornia crassipes, entre las que se incluya un control de

vertimientos en zonas vulnerables a la reproducción de esta planta. M ás aún,

es recomendable realizar estudios en Colombia sobre el control biológico, ya


18

que este representa menor costo. Esta estrategia debe estar acompañada de

una reducción en el contenido de nutrientes que llega al cuerpo de agua,

acompañado de la extracción física o drenaje.

3.7. Degradación biológica de la materia orgánica

Una vez el Buchón cumple su ciclo de vida por alguna u otra razón, este es

considerado como un residuo o como desecho orgánico, ya que se presta

para la degradación de los microorganismos, es decir se convierte en materia

orgánica en descomposición en cualquier medio en que se encuentre.

La descomposición de macrófitas acuáticas involucra tres pasos

fundamentales los cuales pueden ocurrir simultáneamente o después de

periodos de aislamiento; ellos son físico, autolítico y lix iviación microbiológica

(Godshalk y Wetzel, 1978). La lix iviación de la materia orgánica e inorgánica a

través de descomposición abiótica facilita la colonización microbiológica y el

catabolismo de los residuos orgánicos que se descomponen. Como los

microorganismos depolimerizan los materiales estructurales (celulosa,

hemicelulosa y lignina), las tasas y la contribución relativa de diferentes

procesos de descomposición pueden proporcionar una mejora en el flujo de

energía entre la descomposición de la lignocelulosa en los desechos orgánicos

como residuos de plantas y organismos de la red alimenticia de los detritos en

ambientes acuáticos (P. K. Singhal et al. 1992).

Los desechos6 orgánicos comúnmente llamados biodegradables, se

convierten en materia orgánica en descomposición. Su degradación biológica

en condiciones naturales es producida por un grupo diverso de organismos

que llevan la oxidación hasta la final, o sea casi completamente hasta CO2 y

agua o en condiciones anaerobias hasta CH4, CO2 y amoniaco.

Existe una relación cuantitativa entre la cantidad de oxígeno necesaria para

convertir una cantidad definida de un compuesto orgánico dado a dióxido de

6 Cosas que por alguna u ot ra razón se consideran inservibles.


19

carbono, agua y amoniaco (Sawyer et al., 2001), esto se representa de la

siguiente manera:

Ec. 3.3.1

Igualmente existe una relación cuantitativa que permite obtener la cantidad

de materia orgánica y agua presente durante la degradación anaerobia:

Ec. 3.3.2

Con base a la ecuación 3.31, se pueden interpretar los datos de DBO en

términos de la materia orgánica.

Los estudios de la cinética de las reacciones de la DBO han establecido que,

para la mayoría de los fines prácticos, son reacciones de primer orden, es decir

la velocidad de la reacción es proporcional a la cantidad de la materia

oxidable restante en cualquier momento, a medida que es modificada por la

población de organismos activos (Sawyer et al., 2001). Esto significa que una

vez la población de organismos degradantes ha alcanzado un nivel en el que

solo ocurren ligeras variaciones, la velocidad de la reacción está controlada

por el alimento disponible en el medio. La siguiente expresión representa la

reacción:

Ec. 3.3.3

Donde L corresponde a la DBO (mg/l) y kr corresponde a la tasa total de

remoción (d-1). Por lo general para casos de lagos o embalses se utilizan

balances de masa aplicados a sistemas de rreeaaccttoorreess BBaattcchh,, ya que no se

tienen en cuenta efectos de advección y dispersión.

Ec. 3.3.4

LkdtdL

r−=−

VLkdtdLV r−=−

3222 23

243

24cNHOHcanCOOcbanNOHC cban +⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ++→⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −−++

3242 8324

8324

4324 dNHCOdcbaCHccbaOHdcbaNOHC dcba +⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ++−+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −−+→⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +−−+


20

tk reLL −= 0

Donde:

Ec. 3.3.5

dk = tasa de descomposición en el lago (d-1) y sk = tasa de remoción por

sedimentación (d-1). Esta última esta relacionada a parámetros más

fundamentales así:

Ec. 3.3.6

Donde sv corresponde a la velocidad de sedimentación (m/d-1) y H a la

profundidad de agua (m). Si el nivel inicial es 0L entonces la solución de la

ecuación 3.3.3 es:

Ec. 3.3.7

3.8. Aprovechamiento

Debido a que el Jacinto de agua representa una maleza acuática en muchos

países del mundo, se han buscado alternativas de manejo y aprovechamiento

del residuo después de su remoción.

“The M ennonite Central Committe” en Bangladesh ha estado experimentando

la producción de papel a partir del Buchón por varios años; ellos desarrollaron

dos proyectos que permitieron utilizar los tallos de Buchón. El primero involucró

120 productores en la manufactura de papel utilizaron maquinaria sofisticadas

obteniendo un papel de muy buena calidád. El segundo proyecto involucró

25-30 personas y la utilización de un molino de arroz para la obtención de la

pulpa, la calidad del papel fue menor y se uso para hacer fólderes y cajas. La

fibra del buchón por si sola no proporciona papel de buena calidad ya que no

contiene celulosa, pero cuando se mezcla con papel residual se obtiene un

sdr kkk +=

Hv

k ss =


21

buen papel. La pulpa es dosificada con polvo decolorante, carbonato de

calcio y carbonato de sodio antes de ser utilizada para la producción7.

Otra alternativa que existe para el aprovechamiento del Buchón es utilizarlo

para la fabricación de conglomerados. El Instituto de la Casa y Construcción

(The House and Building Institute) en Dakha, Bangladesh, ha desarrollado un

conglomerado para usos generales en la construcción y para tablas de bajo

costo para apoyar techos. Los tallos del buchón de agua son hervidos para

luego lavarlos y almacenarlos, posteriormente la pulpa es decolorada y

mezclada con pulpa de papel residual y un agente filtrante como arcilla de

porcelana. Los conglomerados se ponen a flotar en una tina sobre el agua y

luego terminan en una prensa manual. Posteriormente son colgadas para el

secado.

Por otra parte, del tallo del Buchón se pueden extraer fibras para la

producción de cuerdas. Para ello, se trituran los tallos a lo largo para exponer

las fibras y luego estas son secadas al aire libre por varios días. Luego las fibras

son tratadas con metabisulfato de sodio para fortalecerlas y prevenir su

rompimiento. En Bangladesh, estas fibras son usadas en la manufactura de

muebles, tejiéndolas alrededor de un marco de caña para obtener elegantes

productos8. Así mismo, en Filipinas el buchón es utilizado para fabricar canastos

de uso domestico y en India el buchón de agua es utilizado para producir

artículos similares para los turistas.

En Kenya debido a la rápida expansión de buchón en el Lago Victoria, se

propuso obtener de la planta briquetas con el desarrollo de una tecnología

adecuada mediante un proceso de pirólisis. Para ello se han identificado 7

etapas en el proceso:

7 I ntermediate Technolgy Development Group ( I TDG). W ater hyacinth cont rol and possible uses,

Bourton Hall. Recuperado el 25 de febrero de 2005, de

http://www.itdg.org/docs/technical_information_service/water_hyacinth_cont rol.pdf


22

1) cosecha y colección de la planta

2) secado

3) colección y transporte al horno

4) pirólisis

5) mezcla del polvo resultante con un unificante

6) obtención de briquetas (conglomerado)

7) mercado de briquetas

El buchón puede ser también aprovechado para la producción de biogás. En

China e India, se ha venido utilizando desechos humanos y de animales para

la obtención de gas metano mediante digestores anaerobios. Éste es

aprovechado como combustible de cocina, lámparas o para proporcionar la

fuerza en algunos motores de un solo eje. El residuo del proceso de digestión

provee fertilizantes ricos en nutrientes. Sin embargo el uso del buchón en

digestores presenta algunos problemas por su alto contenido de agua ya que

la obtención de biogás es un proceso más lento y se requiere un mayor

esfuerzo para la conversión de la materia orgánica. Además se necesitan

digestores más grandes que los tradicionales por su baja relación de volumen

con respecto a la conversión a biogás. El buchón tiene que ser pretratado

antes de ser introducido a los digestores; debe ser cortado, macerado o

molido para promover la digestión y evitar condiciones aeróbicas.

Con el objetivo de reducir volúmenes grandes en los digestores, un equipo de

la universidad de Warw ick, UK y el Instituto de investigación de vivienda y

construcción (Housing and Building Research Institute) Dhaka, Bangladesh han

realizado pruebas aumentando la tasa de digestión. Ellos utilizaron un reactor

de 8.3 m3 que alimentaron con jugo de buchón con estiércol y rumen de

vaca para promover la digestión, de lo que se obtuvo un flujo transversal de

1.2 m3/dia. El gas se obtuvo en grandes cantidades pero hubo problemas con

el flujo transversal en los reactores.

El Buchón ha sido ampliamente utilizado en sistemas de tratamiento de agua

potable como purificador en la etapa de pretratamiento. Estas plantas han


23

sido incorporadas en clarificadores de agua y ayudan en la remoción de

pequeños flocs que quedan después de las operaciones iniciales de

coagulación, floculación o sedimentación. Esto hace más eficiente el proceso

de potabilización ya que se remueve la turbidez inicial y se reduce la

cantidad de materia orgánica en el tratamiento.

El Buchón también es utilizado en tratamiento de aguas para la remoción de

nutrientes (fósforo y nitrógeno), metales pesados, compuestos orgánicos y

patógenos del agua (Gopal, 1987) 9.

Por otra parte, ciertos estudios han demostrado que el Buchón puede servir

como alimento para rumiantes. De hecho, en el Suroeste asiático, algunos de

los animales son alimentados con raciones que contienen Buchón de agua. En

China se hierve el Buchón (cortado) con residuos vegetales, salvado de arroz,

pastel de médula de coco y sal, en las granjas de cerdos. En M alasia el Jacinto

de agua fresco es cocinado con salvado de arroz y comida de peces, sirve

como ingrediente en concentrado para cerdos, o para alimentar patos y

peces de estanque. Prácticas similares se realizan en Filipinas, Tailandia e

Indonesia, sin embargo el alto contenido mineral y de agua hacen que no

todos los animales lo puedan consumir.

Además, debido a los contenidos de fósforo, nitrógeno y potasio en el buchón

de agua, esta planta puede ser aprovechada para la producción de abonos

orgánicos. El compostaje es un proceso de transformación biológica mediante

el cual los microorganismos utilizan la materia orgánica rápidamente

biodegradable para su metabolismo y se logra la obtención de compost para

la agricultura.

La Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira inició hace cuatro años

investigaciones sobre el potencial de utilización del buchón de agua10. Su

9 ( I TDG). 10 ht tp://www.portafolio.com.co/port_secc_online/porta_ana_online/noticiasanalis is/ARTICU LO-W EB-NOTA_INTERIOR_PORTA-1515794.html; Recuperado: 16 de marzo de 2005.


24

trabajo consistió en recolectar muestras de Eichhornia crassipes en cuatro

localidades del Valle del Cauca para analizar químicamente su contenido de

nitrógeno, fósforo y potasio. La suma de los tres componentes dio como

resultado casi el 7 % de la concentración total, lo que significa que se puede

considerar como abono orgánico. Debido a la humedad del material, se

realizaron varias pruebas de descomposición para saber cual era su proceso

de transformación. Se encontró que era necesario una capa vegetal de

material fibroso: aserrín o viruta de madera y sobre ella amontonar material de

buchón con una altura de 1.5 m.

A su vez investigadores del grupo de Biotecnología de la Corporación

Universitaria Autónoma de Occidente, CUAO, de Cali, experimentan con el

cultivo de hongos comestibles en Buchón de agua. Los trabajos realizados por

los investigadores han sido realizados con un hongo de especie conocida

como Volvariella esculenta que crece en algunos países asiáticos11.

1 1 Hongos: Riqueza de la naturaleza poco explotada. Agencia U niversitaria de Periodismo Cient ífico (U niversidad del valle). Revista Ciencia al día. Recuperado el 28 de marzo de 2005, de http://aupec.univalle.edu.co/informes/abril97/boletin34/hongos.html

IAM B – 200520-16 4. EM BALSE DEL M UÑA

25

4. EMBALSE DEL MUÑA

4.1. Características generales En la época de los 60’s en la cuenca del Embalse del M uña crecía la

explotación de las canteras para la obtención de arena, piedra y otros

materiales de construcción, el embalse constituía un polo de atracción turística

por la belleza escénica del paisaje y por los deportes náuticos que allí se

practicaban. En esa misma época, el río M uña, que atraviesa la cuenca en

sentido sureste-noreste luego de su nacimiento en el alto de San M iguel, sobre

los 3200 m.s.n.m., mantenía un caudal permanente y abundante con el que se

alimentaba el embalse, al igual que del río Bogotá. Sin embargo el crecimiento

desmesurado de la ciudad de Bogotá aumentó el vertimiento de aguas

negras, así como el requerimiento de la utilización del embalse para la

obtención de energía. A su vez se produjo un crecimiento de las industrias, lo

que ocasionó un alto deterioro del ambiente acuático notándose sobre todo

en el extremo norte del embalse porque allí se ubicaron una serie de industrias

que vierten residuos líquidos al cuerpo de agua y emisiones de gases

contaminantes.

Actualmente el embalse es uno de los cuerpos de agua más contaminados de

Colombia porque es alimentado mediante bombeo, con las aguas del río

Bogotá ante la disminución drástica del caudal del río M uña (Cortés, 1997).

El embalse del M uña es un lago artificial que se encuentra ubicado en el

municipio de Sibaté a 20 Km de distancia de la ciudad de Bogotá.

Inicialmente poseía una extensión de 950 Ha, pero con el objetivo de mitigar el

impacto sobre el casco urbano, se llevó a cabo una acción de secamiento y

reforestación de las colas del embalse, es por ello que actualmente tiene una

extensión aproximada de 700 Ha (Rodríguez, 2005). A su vez tiene una

capacidad de almacenamiento cercana a los 120 millones de metros cúbicos,

esta cubierto en su mayoría por Buchón (Eichhornia crassipes) y otras plantas


26

acuáticas lo cual por una parte oculta casi completamente el espejo de agua

y refleja la eutroficación existente.

Este embalse sirve para el almacenamiento de agua y para la

hidrogeneración eléctrica de las cadenas Pasco y Cogua. Los afluentes son el

río M uña por el costado Sur y el río Aguas Claras por el costado oriental, pero

principalmente recibe el bombeo de las aguas del río Bogotá por el costado

norte. Tiene un nivel máximo de operación de 2569 m.s.n.m. y un nivel mínimo

de 2555.6 m.s.n.m., una longitud máxima de 6.5 Km NS y 2.2 Km WE

(Universidad de los Andes – EM GESA, 1998).

Limita al Este con la cota 2900 paralela al Río Soacha hasta el lím ite de la

Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR); al sur de dicho

punto en las cordilleras, se encuentra próximo de las fuentes de las quebradas

Las M inas y el Zorro, por el sitio de San M iguel. Al Noroeste de dicha costa lim ita

con las cordilleras del Tequendama y al Norte con la carretera Bogotá-

Soacha.

Los factores que inciden en la ecología de la población son:

- Urbanización: Sibaté es el único asentamiento urbano cercano al

embalse; cuenta con 23.105 habitantes en su cabecera municipal12. Se

presentan pequeñas poblaciones aledañas por la carretera que

conduce a Fusagasuga.

- Industrialización: Las principales industrias están ubicadas junto al

extremo norte del embalse, siendo las más importantes las de artículos

de caucho y productos metálicos.

- Vías: Las principales vías son la envolvente del embalse, la carretera a

Fusagasuga y la Autopista del Sur.

- Agricultura y ganadería: Se practica con mediana intensidad en las

laderas de los cerros que bordean el embalse.

1 2 Departamento Administ rat ivo Nacional de Estadíst ica - DANE


27

4.2. Condiciones ambientales

El embalse del M uña recibe por bombeo un alto porcentaje de las aguas

combinadas residuales de la ciudad de Bogotá, por lo cual presenta un alto

contenido de nutrientes aportado por los efluentes domésticos del río Bogotá y

de zonas aledañas, y por el lavado de fertilizantes usados en la agricultura.

Además, la lenta descomposición de la materia orgánica decantable en el

fondo del embalse al norte del mismo (donde recibe la descarga del río

Bogotá) y la migración iónica resultante del gradiente de concentración hace

que todo el embalse tenga un alto valor de nutrientes tales como nitratos y

fosfatos (Sanchez, 1975).

La hidrografía se caracteriza por tener dos vías principales: el río M uña y la

quebrada de Aguas Claras. A este también realizan aporte de agua un buen

número de pequeñas quebradas como la de las Rosas y la del Zorro que

suministran caudal al embalse.

Cortés (1997), argumenta que las tierras de la cuenca del embalse del M uña,

particularmente aquellas ubicadas por debajo de los 3200 m.s.n.m., tienen en

general uso agropecuario (Ver Figura 4), sin embargo hay factores que

amenazan su utilización en futuro, especialmente la disminución y/o

desaparición de las fuentes de agua y la erosión. La explotación de canteras

sin aplicación de normas mínimas para mitigar el impacto que producen en el

entorno ha destruido en sectores importantes el paisaje y ha contribuido a

aumentar la erosión. Pero el fenómeno más grave que ha ocurrido en la región

en los últimos 36 años, es la destrucción de la franja de páramo de la cuenca

por los cultivadores de papa y algunos ganaderos, porque el efecto inmediato

de los conflictos de uso del suelo ha sido la disminución drástica de los

caudales de los ríos y quebradas cuyas aguas alimentan el acueducto de

Sibaté y desembocan en el embalse.


28

El agua presenta altos índices de contaminación debido en parte al

incremento de la población en la zona que ha desarrollado varios barrios

aledaños, los cuales han construido sus sistemas de alcantarillado que

desembocan en el embalse.

Figura 4. Uso y M anejo de las t ierras de la cuenca del Embalse del Muña. Cortés, 1997.

En un estudio elaborado por el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental

de Universidad de los Andes en 1998, se realizó una caracterización físico

química del Embalse en el cual se definieron 3 matrices para la evaluación de

la contaminación en el embalse; estas corresponden a agua, sedimento y

Buchón.

En el estudio mencionado, para el análisis de calidad de agua se identificaron

4 zonas:

• Norte: Incluye la zona de bombeo y descarga del Río Bogotá, el

rebosadero y colector. Corresponde a la zona norte del embalse a

partir de la cota 993.000 hacia el norte.

• Sur: Incluye los brazos del sur del embalse y corresponde a la cota

990.000 hacia el sur.

• Central- oriental: Incluye la zona profunda localizada en la margen

derecha del embalse entre las zonas Norte y Sur, limitada por la línea

que une las cotas (981000 E, 993000 N) y (980000 E, 990000 N).


29

LugarCond uctancia

específica DBO 5Fósforo Total

Nit rógeno Total

Oxígeno Disuelto pH

Sólidos suspendidos

Sólidos tot ales

Sólidos suspendidos

volátiles Tempera tura Turbied admicrom HOS/cm-25 mg/l-O2 mg/l-P mg/l-N mg/l-O 2 mg/l-SS mg/l-ST mg/l-SSV ºC N.T.U

NORTEMínimo 46 36 1 ,8 7,3 <0,1 6,3 50 249 27 16,7 2 5M áximo 62 0 165 10,2 34,1 1,15 6,7 93 1 1330 654 2 1 440Promedio 33 5 85,4 4,29 20,14 0,7 6,54 243,6 498 ,6 1 60,4 18,16 122,8

SURMínimo 54 0 85 4 ,2 20,4 <0,1 6,3 81 422 39 15,5 340M áximo 79 0 650 16,6 39,2 0,85 6,7 77 5 1298 410 20,4 3 1Promedio 61 5 277,5 9,85 36,55 0,56 6,5 2 63,17 614,6 7 147 17,8 98,67

CENTRAL ORIENTALMínimo 46 0 25 1 ,2 16,2 <0,1 6,4 13 3 8 10,2 4,6M áximo 64 0 186 17,1 32,1 0,85 6,7 11 6 346 42 20,2 3 9Promedio 5 38,89 85 5,31 22,47 0,7 6,56 42,44 248,1 1 1 9,89 17,73 23,29

CENTRAL OCCIDENTALMínimo 55 0 6 1,61 <0,5 <0,1 6,3 25 316 12 1 6 2 5M áximo 68 0 156 4 ,8 69,4 2 6,7 55 0 1472 225 2 1 460Promedio 6 11,11 112,89 3,54 34,54 0,95 6,57 2 24,33 531,7 8 7 9,44 19,12 9 9

• Central – Occidental: Incluye la zona poca profunda localizada en la

margen izquierda del embalse entre las zonas Norte y Sur, lim itada por la

línea que une las cotas (981000 E, 993000 N) y (980000 E, 990000 N).

4.2.1. Calidad del agua

Los resultados máximos y mínimos fueron seleccionados del análisis

mencionado, indicando los valores de importancia para la presente

evaluación, de acuerdo a las zonas identificadas en el estudio realizado por

EM GESA y la Universidad de los Andes (ver Figura 5) y se muestran en la Tabla

2.

Tabla 2. Calidad del agua del Embalse del Muña en 1998

Recopilado de: Caracterización físico-química del Embalse del Muña. EM GESA-

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

En este estudio se encontró que la calidad del agua en la zona sur del

embalse, es mala; en particular las concentraciones de DBO y DQO fueron

superiores en esta zona que en el resto del embalse. Además las

concentraciones de fósforo en las aguas fueron extraordinariamente altas

para un cuerpo de agua de este tipo.

En cuanto a los usos posibles del agua del embalse del M uña según el

Acuerdo 58 de la CAR, se concluyó que el agua no puede ser usada para


30

fines agrícolas o agrícolas restringidos, ni para recreación primaria o

secundaria, ni para preservación de flora y fauna, ni para fuente de consumo.

En cuanto al contenido de materia orgánica, aunque se esperaba una mayor

DBO en la columna de agua en la zona Norte donde llega el afluente del río

Bogotá, se encontró que las mayores concentraciones de materia orgánica se

dieron en la zona sur del embalse lo que se debe a los aportes generados por

la descomposición del buchón al morirse. Las densidades de buchón que se

observaron en el embalse son muy altas, hasta 60 Kg/m2.


31

Figura 5. Zonas identificadas en el estudio de EM GESA-Universidad de los Andes, 1998.

Para esa época, comentan los investigadores que si se desea un mejoramiento

de la calidad del agua en el embalse es necesario remover buchón para

disminuir su densidad valores entre 35 Kg/m2, concentración a la cual se tiene

la máxima productividad.


32

4.2.2. Sedimentos

Para el embase del M uña, los sedimentos tienen origen no solo en los sólidos

aportados por el Río Bogotá y demás afluentes, se debe en gran parte al

volumen de material orgánico proveniente de la descomposición del buchón

que cubre la mayor parte del embalse.

En el estudio realizado por EM GESA y la Universidad de los Andes en 1998, se

tomaron muestras para análisis de materia orgánica, demanda béntica de

oxígeno, NTK, entre otros. De allí, se encontró que los sedimentos son ricos en

materia orgánica, con una alta actividad metanogénica y una alta demanda

béntica de oxígeno potencial (debido a que predomina la metanogénesis por

la falta de oxígeno). Se pudo observar también que los sedimentos tienen altos

contenidos de fósforo, lo que indica que el embalse sirve como reservorio de

este nutriente en su profundidad.

4.2.3. Buchón En el mismo estudio, se pudo establecer que el buchón cubre más del 90% de

la superficie del Embalse en esa época, llegando a tener una densidad de 175

plantas por metro cuadrado. La morfología encontrada en el lugar muestra

que sus hojas tienen un tamaño que varía de 10 a 14 centímetros de largo por

4 a 7.5 centímetros de ancho, su tallo modificado tiene una longitud que

puede variar entre los 8 a 34 centímetros, y un peso por metro cuadrado de 18

a 72 Kg, dependiendo del grado de desarrollo de la planta y del grado de

compactación al que este sometido por las agrupaciones que se forman por

efectos del viento y la geometría del embalse.

Por su parte la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR)

argumenta que actualmente el Buchón cubre aproximadamente 711

hectáreas, siendo este el hábitat ideal para los zancudos porque proporciona

refugio y reposo propicios para su ciclo reproductivo, para lo cual en las

condiciones actuales de cobertura de la planta la situación de los insectos

resulta bastante difícil de manejar.


33

4.2.4. Eutroficación Según el estudio mencionado anteriormente, el embalse en esa época se

encontraba en un estado entre eutrófico e hipereutrófico. M ediante un

modelo llamado LACAT, la Universidad de los Andes y EM GESA pudieron

determinar con las mediciones de profundidad promedio, carga promedio

afluentes de fósforo (g/m2/año), carga promedio río Bogotá de fósforo

(g/m2/año) y el tiempo de retención hidráulica (años) que el Embalse del

M uña tiene una probabilidad de ocurrencia del estado hipereutrófico de 97.15

% y de eutrófico de 2.84%.

IAM B – 200520-16 5. M ETODOLOGÍA EXPERIM ENTAL

34

5. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL

5.1. Datos de Campo y Muestreo

El 28 de Septiembre de 2005, se realizó la toma de muestras en 3 zonas del

embalse (Anexo A). El agua recolectada para la realización del montaje fue

tomada de la zona 2 y en la zona 1 y 3 se tomó Buchón. Las zonas

identificadas dentro del embalse se presentan en la (figura 6).

Figura 6. Identificación de zonas de muestreo

Para cada punto de muestreo se tomaron como mínimo 50 Kg de buchón

entre la zona 1 y la zona 3 y 1000 litros de agua en la zona 2 extraída con

motobomba.


35

5.2. Montaje de reactores

El montaje del experimento (reactores) se realizó el 4 de octubre de 2005

dentro de las instalaciones del Centro de Investigación, Innovación y

Tecnología de la Universidad de los Andes (CITEC).

Los reactores consistieron en dos columnas de agua de 2.17 m de alto y 37 cm

de diámetro (Figura 7) dentro de las cuales se ubicaron las plantas. Las

columnas de agua tienen una capacidad de 933 litros de agua, para este

caso se llenaron hasta una altura de 1.92 m, lo que completa 826 litros

aproximadamente, con agua proveniente del embalse. Adicionalmente al

agua, se depositaron entre 20 y 24 litros de lodo en cada una de las columnas.

Figura 7. Columnas de descomposición del Buchón, CITEC, 2005.

El lodo depositado presentó las características mostradas en la siguiente tabla:

Tabla 3. Caracterización inicial del lodo depositado en los reactores

PARAMETRO UNIDADES RESULTADO ARSENICO mg/Kg-Bs 0,03 CADMIO mg/Kg-Bs 1,4 CINC mg/Kg-Bs 85


36

CROMO TOTAL mg/Kg-Bs 9,9 DB05 % 1,3 DQO % 4,2 FOSFORO %-Bs 0,24 HUMEDAD % 47,1 MATERIA ORGANICA % 2,4 MERCURIO mg/Kg-Bs 0,07 NITROGENO TOTAL NTK %-Bs 0,56 PLATA mg/Kg-Bs 5,6 PLOMO mg/Kg-Bs 27 SELENIO mg/Kg-Bs 0,04

5.3. Plantas y condiciones iniciales de degradación

En julio 14 y 16 del año 2005 EM GESA y la Universidad de los Andes realizaron

una caracterización general del Buchón en el Embalse del M uña, los resultados

se presentan en la tabla 4.

Tabla 4. Características del Buchón en el Embalse para el mes de Julio de 200513

Parámetro Unidades Raíz Tallo-Hoja

Sólidos volátiles % bs14 71,5 77,7 Nitrógeno % bs 2,2 3 Fósf oro % bs 0,49 0,66 Potasio % bs 1,2 5,5

Esta caracterización fue tomada en cuenta para saber las condiciones

iniciales que presenta el Buchón en el experimento.

Para cada columna se escogieron 5 plantas de varios tamaños a las que

posteriormente se le aplicó el corte y presionado, dichos métodos buscaban

simular la remoción mecánica con guadañadora y el aplastamiento de las

plantas con cilindros de presión.

Las condiciones de degradación se establecieron dentro de los reactores bajo

un escenario estático, con agua proveniente del embalse. El buchón después

1 3 Recopilado de: Informe de Caracterización Fisicoquímica de Buchón en el embalse del Muña 1 4 Porcentaje en base seca


37

de ser cortado y presionado se depositó en las columnas con el agua

proveniente del embalse (ver Anexo B).

A la columna con las plantas cortadas se le denominó columna A y la de las

plantas presionadas se le denominó columna B (ver Figura 36 y Figura 37 en

Anexo B).

Las plantas al ser depositadas dentro de las columnas con el agua del

embalse en condiciones anaerobias se convierten en materia orgánica en

descomposición, es decir son degradadas por los microorganismos, lo que se

denomina lix iviación de la materia orgánica por descomposición abiótica

según Godshalk y Wetzel (1978).

5.4. Aplicación del Agente de control

Uno de los mecanismos más utilizados para la remoción de E. crassipes es la

extracción física, ya que es el más barato y viable. Para que este agente de

control sea más efectivo hay que garantizar que las plantas que quedan en el

embalse no puedan reproducirse rápidamente en el agua.

Para ello se pueden aplicar cortes con guadañadora garantizando que la

planta quede convertida en partes pequeñas para evitar su posible

fragmentación. A las plantas de la columna A se les efectuó un corte que dejó

la planta en pedazos de 2 a 4 cm, que es lo que se esperaría hiciera la

guadañadora.

El otro mecanismo es el de cilindros de presión que permite reducir su tamaño

y garantiza la muerte de las plantas. El Buchón depositado en la columna B fue

presionado con un cilindro que permitió simular el efecto de la obtención de la

planta después de haber sido presionada en el Embalse en condiciones

naturales.


38

5.5. Control de la degradación

La prueba de la DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno) se puede considerar

como un procedimiento de oxidación húmeda en el que los organismos vivos

son el medio para la oxidación de la materia orgánica a dióxido de carbono y

agua (Saw yer et al., 2001).

Para analizar la degradación del Buchón en cada una de las columnas a

través del tiempo, se midieron diferentes parámetros en el agua en tres puntos

de la columna: en la superficie (punto 3), a 1m de altura (punto 2) y a 10 cm

de altura (punto 1) (ver Figura 8).

Columna A Columna B

Figura 8. Puntos de medición de parámetros en el agua para las columnas A y B

Las fechas establecidas para la medición, los parámetros medidos en el agua

y en el buchón, y los métodos utilizados se presentan en la Tabla 5.


39

Tabla 5. Control de parámetros en el experimento Fecha matriz Parámetro Método utilizado

Aguas DBO Standard 5210 B Aguas Nitrógeno Total NTK Standard 4500-N-C

Aguas Sólidos Suspendidos Totales Standard 2540 D

Aguas Fosfatos (soluble mineral) Standard 4500-P

Buchón Sólidos Totales Volátiles Standard 2540 E

05/10/2005

Buchón Lignina FDA, FDL Aguas DBO Standard 5210 B Aguas Nitrógeno Total NTK Standard 4500-N-C


19/10/2005


Buchón Sólidos Totales Volátiles Standard 2540 E 27/10/2005 Buchón Lignina FDA, FDL Aguas DBO Standard 5210 B Aguas Nitrógeno Total NTK Standard 4500-N-C

Aguas Sólidos Suspendidos Totales Standard 2540 D 02/11/2005




02/11/2005




16/11/2005




30/11/2005



Aguas Sólidos Suspendidos Totales Standard 2540 D 14/12/2005



40

Así mismo, se estableció un control periódico de aproximadamente cada tres

días para los siguientes parámetros: Temperatura, Oxígeno disuelto (medición

con oxímetro), pH y conductividad, esto en cada uno de los puntos

identificados anteriormente.

IAM B – 200520-16 6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

41

6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

6.1. Calidad del agua en el embalse

En la toma de muestras se pudo comprobar que el embalse presenta altos

problemas de eutroficación. A pesar de que se han aplicado medidas para

remover el buchón, como vallas y remoción en algunos sectores, este aún

cubre gran parte de la superficie del embalse.

El agua tiene una coloración negra como se observa en la zona 2 (Figura 31

en Anexo A), lo que puede indicar que se encuentra en condiciones

altamente reductoras.

En cada zona se midieron parámetros de calidad del agua: conductividad,

oxígeno disuelto, pH y temperatura (Tabla 6).

Tabla 6. Parámetros de muestreo en el Embalse del M uña

Zona Matriz Coordenadas OD (mg/l) pH Temp. (ºC) Cond.

(µS/cm) Agua M uña 4º 30' 46,0'' N 1 Agua M uña 74º 15' 42,4'' W 0,7 6,9 15 520

Agua M uña 4º 30'' 31,5 N 2 Agua M uña 74º 16' 8,1'' W 0,9 6,9 15 520 Agua M uña 4º 32' 5,8'' N

3 Agua M uña 74º 14' 59,5'' W 0,5 6,7 15 570

Para analizar la calidad del agua en el embalse, se realizaron análisis de

Demanda Química de Oxígeno (DQO), Nitrógeno Total (NTK), Sólidos

Suspendidos Totales (SST), Fósforo y Fosfatos (Tabla 7).


42

Tabla 7. Condiciones iniciales en el sitio de muestreo en el Embalse del M uña

ANÁLISIS UNIDADES RESULTADODQO mg/l 106,00NTK mg/l 18,85SST mg/l 13,00FÓSFORO mg/l 6,10FOSFATOS mg/l 8,72

Se puede observar de los resultados que la Demanda Química de Oxígeno

inicial presente en el agua del embalse en la zona de muestreo es

relativamente alta, sin embargo se debe tener en cuenta que el agua

muestreada corresponde a la superficie y este parámetro varía dependiendo

de la altura. Las mediciones de oxígeno disuelto indican que en la zona 2 el

oxígeno disuelto es de 0.9 mg/l. Este hecho corrobora la medición de la DQO

debido a que en esta zona el agua presenta un nivel alto de contaminación y

el oxígeno presente es muy bajo, se podría decir que es casi nulo, lo cual se

puede observar en todo el embalse por la generación de malos olores y la

turbiedad del agua. Esto también indica que el agua proveniente del

embalse viene en condiciones anaerobias, lo cual se debe tener en cuenta en

la realización del experimento.

Los contenidos de fósforo y nitrógeno fueron bastante altos: 6.1 y 18.85 mg/l, lo

que comprueba que el embalse presenta altos niveles de eutroficación en las

zona muestreada.

El contenido de sólidos es bajo debido a que la muestra proviene de la

superficie, además 20 mg/l resulta ser bastante bajo comparado con el

contenido de sólidos encontrado en el estudio realizado por la Universidad de

los Andes y EM GESA en 1998.

6.2. Tamaño de Plantas

Durante la toma de muestras se recolectaron 100 Kg. de buchón y para la

realización del experimento se seleccionaron 50 Kg. que contenían plantas

pequeñas y maduras, a las que se le midió la longitud desde la raíz hasta la

punta de la hoja más alta, para lo cual se obtuvieron los siguientes resultados:


43

- Promedio plantas grandes: 36.5 cm

- Promedio plantas pequeñas: 15.5 cm

Así mismo para cada una de las columnas fueron seleccionadas de este

mismo grupo un número de plantas grandes y pequeñas, los resultados se

muestran en la tabla 8.

Tabla 8. Tamaño de plantas

Plantas grandes

Plantas pequeñas

Columna Longitud de la Planta (cm) 49 16 39 17 55 12 27 12

A

35 PROMEDIO 41 14

29 16 22 17 29 13 28 29 22 45 38 30 52 43

B

42 PROMEDIO 34,1 15,3

En el montaje del experimento se introdujeron en la columna A plantas con un

tamaño promedio de 14 a 41 cm y en la columna B de 15.3 a 34.1 cm entre

grandes y pequeñas, cortadas y presionadas respectivamente. Sin embargo

aún cuando la columna B tiene un mayor número de plantas introducidas,

estas se fueron más rápido al fondo ya que al ser presionadas el efecto

flotante de su tallo espumoso se disminuyo notoriamente (ver Figura 36 en

Anexo B).

Según el Informe de Caracterización Fisicoquímica del Buchón en el Embalse

del M uña, el Jacinto de agua presenta una longitud promedio de 10 cm en su

raíz y 49 cm entre el tallo y la hoja. Esto indica que las plantas tomadas para el


44

experimento tienen un tamaño menor al promedio en las plantas grandes en

la columna B y superior en la columna A.

6.3. Humedad

La Figura 9 y la Figura 10 muestran el porcentaje de humedad del Buchón

antes y después de que este ha sido cortado o presionado, tanto en la raíz

como en la fracción Tallo-Hoja.

80828486889092949698

100

% H

umed

ad

HUMEDAD DE LA RAIZ

Raiz in icia lRaiz cortadaRaiz presionada

Figura 9. Humedad de la raíz antes y después de usar la técnica de remoción

8082

84

8688

9092

94

9698

100

% H

umed

ad

HUMEDAD TALLO-HOJA

Tallo-Hoja inicial

Tallo-Hoja co rtadoTallo-Hoja presionado

Figura 10. Humedad de Tallo-Hoja antes y después de la técnica de remoción


45

Allí se puede observar que el porcentaje de humedad es mayor tanto en la

raíz como en la fracción Hoja-Tallo después de ser cortado o presionado. Esto

se debe a que las técnicas de remoción utilizadas no permiten una extracción

de agua y convierten a la extracción de agua mecánicamente no extraíble

del Buchón presente en el M uña.

M ás aún, se debe considerar que el porcentaje de humedad puede variar de

acuerdo a un error ocasionado en el momento de hacer el ensayo o en el

almacenamiento de la muestra, ya que el porcentaje de humedad no puede

ser mayor después de cortar o presionar el buchón, este debe ser menor o

igual. Para comprobar esta afirmación se decidió utilizar el modelo estadístico

“Prueba de hipótesis para dos medias con muestras pequeñas” utilizando la

metodología sugerida por Webster, 2000.

La humedad fue obtenida después de tomar el Buchón separlo en raíz, tallo-

hoja, picarlo y disponerlo en bandejas de aluminio para someterlo a un

secado en horno a una temperatura de 80 ºC por un tiempo entre 2 a 3 días

hasta obtener un peso constante. De allí se obtuvo una humedad por secado

a 80 ªC, posteriormente las muestras fueron molidas en un molino de motor,

para luego determinar una humedad residual de las muestras por secado

durante 24 horas a 103 ºC (ver Tabla 11y Tabla 12 en Anexo C). Las relaciones

utilizadas son las siguientes:

WlataWwWlataWdST CT −

−=)(º

100**% º103º80 CC STSTST =

STw −=100%

Donde:

STT(ºC): Fracción de Sólidos Totales a la temperatura indicada

Wd: Peso de la muestra seco

Ww : Peso de la muestra húmeda

Wlata: Peso de la lata


46

%w : Porcentaje de humedad

Se puede observar del Anexo C (Tabla 11 y 12) en la fracción de sólidos totales

inicial a 103 ºC es mayor que la fracción de sólidos totales a 103 ºC después de

aplicar el corte o el presionado, lo que indica que el contenido de agua es

mayor en la muestra secada a 103 ºC en el buchón inicial.

De otro lado, el contenido de sólidos después de cortado o presionado varía

muy poco del contenido de sólidos inicial, para lo cual se aplica una prueba

de hipótesis estadística para reducir la incertidumbre encontrada. La prueba

utilizada para poblaciones pequeñas como en este caso se fundamenta en la

distribución t de student. El procedimiento fue el siguiente:

1. Se formuló la hipótesis que las medias muestrales eran iguales; es decir

021 =− μμ en este caso la diferencia el promedio de los sólidos encontrados

por secado a 80 ºC es cero.

2. Se establecieron los grados de libertad para el caso en que las varianzas

poblacionales no son iguales.

3. Con un nivel de confianza de 98% y con los grados de libertad calculados

en el numeral anterior se determinó el valor crítico de t, el cual define la zona

de aceptación y la zona de rechazo.

4. Con base en los valores de la muestra se calculó el error estándar de la

diferencia entre medias muestrales.

5. Se determinó el valor de t con base en los valores de la muestra con los

cálculos descritos anteriormente.

6. Se comprobó si la t encontrada se halla dentro de la zona de rechazo o la

zona de aceptación en la gráfica de 2 colas para la prueba de hipótesis de la

t de student.

Los resultados se muestran a continuación en la Tabla 9.


47

Tabla 9. Resultados estadísticos para la prueba de Hipótesis de Humedad RESULTADO

SIMBOLO SIGNIFICADO FORMULA Raíz

inicial Raíz

A Raíz B Tallo-Hoja

Tallo-Hoja A

Tallo-Hoja

B

is Des viación est ándar

0,0068 -

2E-04

0,0011

0,0048

0,0110

21 xx

s−

Error es tándar de la diferencia entre medias 2

22

1

21

21 ns

nss xx +=−

0,004

0,0028

0,0055

lg. Grados de

libertad )1/()/()1/()/()//(

.2

22

221

21

21

2221

21

−+−+

=nnsnns

nsnslg

2

2,1565

3,0602

t t de s t udent 2

22

1

21

2121 )()(

ns

ns

xxt

+

−−−=

μμ

3,819

3,7105

0,4097

Para un nivel de confianza de 98% se tiene que todas los valores calculados de

t se encuentran en zona de aceptación. Esto implica que se comprueba la

hipótesis de que el promedio de los sólidos hallados por secado a 80ºC son

iguales para las muestras iniciales de buchón y las muestras de buchón

cortado al igual que para las muestras iniciales de buchón y las muestras de

buchón presionado.

6.4. Seguimiento

Durante los 3 meses se hizo un seguimiento periódico del comportamiento de

la temperatura, pH, oxígeno disuelto y conductividad en cada una de las

columnas, lo que permitió establecer los cambios de la calidad agua debida a

la degradación del Buchón, según la técnica de remoción utilizada. A

continuación se encuentran registrados los datos mencionados y los resultados

obtenidos de los ensayos de DBO, NTK, fosfatos y Sólidos Suspendidos Totales

(SST) según las fechas establecidas, al igual que los resultados de sólidos

volátiles y lignina en el buchón en el tiempo de evaluación.

A su vez, se realizó un registro fotográfico (Anexo D) que indica el

comportamiento del Buchón, su pérdida de coloración a medida que este se

degrada y su inmersión a través del tiempo. De allí se puede observar que el


48

Buchón va perdiendo su coloración verdosa y va soltando una sustancia que

aporta sólidos al agua, además toma una coloración café que indica el

estado de putrefacción, el estado de degradación es más evidente en la

columna A que en la columna B pasado un mes después del montaje.

Por otra parte se puede observar también en este registro que el Buchón se va

al fondo entre el 16 y el 28 de noviembre para las dos columnas, aunque la

inmersión se hace más evidente durante el primer mes para la columna B.

Además se debe tener en cuenta que el 27 de Octubre se hizo una toma de

muestras que disminuye el volumen de buchón en los reactores, sin embargo la

cantidad restante es suficiente como para observar el momento de la

inmersión total. La Figura 11 ilustra el fenómeno de inmersión ocurrido en las

dos columnas.

Día 0 Día 43 Figura 11. Fenómeno de inmersión en los reactores

El registro fotográfico a su vez contiene las condiciones finales observadas

durante la realización del desmonte de los reactores, donde se aprecia que ni

el agua, ni el lodo en el momento de desocupar las columnas contiene

residuos de buchón alguno. Esto indica que el buchón logra desintegrarse.

Igualmente el seguimiento incluyó un balance hídrico que esclarece las

pérdidas de agua en los reactores mediante una medición de alturas que se

realizó periódicamente. De allí cabe resaltar que durante el experimento se

presentó una filtración en la columna B, que provocó una disminución de


49

agua bastante notoria en el último mes, hecho que afecto la toma de

muestras el último día ya que el nivel de agua disminuyo hasta alcanzar el

punto 2B.

Por otra parte en el experimento se presentó el fenómeno de la generación de

zancudos aún cuando el buchón estuvo picado y presionado, pero las larvas

se generaron en el agua y proliferaron en la columna B debido a que el

buchón presionado tuvo una inmersión más rápida y su dilución en el agua fue

más lenta.

6.4.1. Balance hídrico Para realizar el balance hídrico se midió la altura del agua dentro de las

columnas cada diez días aproximadamente. Esto permitió medir las perdidas

en la altura del nivel de agua. A partir de los datos registrados se calcularon los

volúmenes de agua correspondientes a cada altura y con ellos la diferencia

de volúmenes. Esta diferencia corresponde a los litros de agua perdidos.

El balance hídrico se plantea de la siguiente manera:

)()( tOtIdtdV

−=

Donde:

)(tI : Entradas de agua en el tiempo

)(tO : Salidas de agua en el tiempo

Se asume que:

)(tI = Precipitación

)(tO : M uestras de laboratorio + pérdidas por filtración + evaporación

Entonces a la diferencia mencionada anteriormente se le descontó los

volúmenes de muestra extraídos para el análisis y así se obtuvieron las pérdidas

reales por filtración y evaporación (ver Tabla 10).


50

Tabla 10. Pérdidas obtenidas a partir del balance hídrico

Fecha Día Columna A Columna B Columna A Columna B Columna A Columna B Columna A Columna B217 217 933 933

04/10/2005 0 192 192 826 82607/10/2005 3 189 189 813 813 12,9 12,9 4,5 8,4 8,414/10/2005 10 188 184 809 791 4,3 21,5 4,3 21,525/10/2005 21 184 183 791 787 17,2 4,3 2 15,2 2,301/11/2005 28 181,5 182 781 783 10,8 4,3 10,8 4,310/11/2005 37 176,5 178 759 766 21,5 17,2 1,5 20,0 15,714/11/2005 41 175 178 753 766 6,5 0,0 6,5 0,025/11/2005 52 170 174 731 748 21,5 17,2 1,5 20,0 15,730/11/2005 57 165 155 710 667 21,5 81,7 1,5 20,0 80,209/12/2005 66 165 145 710 624 0,0 43,0 0,0 43,012/12/2005 69 165 134 710 576 0,0 47,3 0,0 47,316/12/2005 73 165 127 710 546 0,0 30,1 1,5 - 1,5 28,623/12/2005 80 163 110 701 473 8,6 73,1 8,6 73,128/12/2005 85 162 100 697 430 4,3 43,0 1,5 2,8 41,5

Pérdidas reales (l itros)Altura (cm) Volumen (litros) Pérdida de agua (litros) Muestras de laboratorio( l)

De allí se puede inferir que existieron pérdidas de agua bastante grandes en la

columna A entre los días 21 y 57, posiblemente ocasionadas por filtraciones. Sin

embargo el día 43 ocurrió la inmersión total del Buchón, lo que pudo haber

dado paso a la evaporación del agua expuesta en la superficie gracias a esta

inmersión. Así mismo se pueden observar pérdidas negativas en el día 73, lo

que indica que hay un aporte de agua por precipitación en este día, ya que a

pesar de que se hizo una toma de muestra el 15 de diciembre, se presentó un

evento de lluvia que compensó el agua muestreada.

De otro lado, en la columna B, es evidente que hubo una filtración no

controlada de forma continua, lo que ocasionó una reducción de agua

constante hasta alcanzar un nivel de 1 m dentro de la columna en el último

día.

6.4.2. Temperatura La Figura 12 y la Figura 13 muestran el seguimiento de la temperatura a través

del tiempo para la columna A y B.


51

COLUMNA A

0

5

10

15

20

25

0 1 0 20 30 40 50 60 70 80 90

Tiempo (días )

Tem

pera

tura

(ºC

)

1A2A3A

Figura 12. Seguimiento de la temperatura en la columna A: buchón cortado

COLUMNA B

0

5

10

15

20

25

0 1 0 20 30 40 50 60 70 80 90

Tiempo (días )

Tem

pera

tura

(ºC

)

1B2B3B

Figura 13. Seguimiento de la temperatura en la columna B: buchón presionado En la Figura 12 y en la Figura 13 se puede apreciar que la temperatura se

mantiene en las dos columnas entre 15 y 20 ºC aproximadamente, los valores

en los puntos más bajos en algunas ocasiones son menores, evidenciados con


52

un aumento en la temperatura en la superficie de las columnas en los días

soleados y en los dos casos la temperatura disminuye a partir del día 57 y

continúa disminuyendo.

En la Figura 12 se observa que la mayor temperatura se presentó durante los

primeros días, el valor más alto de la temperatura es de 22 ºC el día 15.

Posteriormente los valores continúan en el mismo rango (entre 16 – 19 ºC)

hasta el día 57 donde la temperatura disminuye de 17 a 15 ºC alcanzando los

14 ºC en el último día. Esto fue un producto de los grandes eventos de lluvia

ocurridos y de la inmersión del buchón ocurrida durante los primeros días de

noviembre (a partir del día 43). Este hecho afecta la temperatura del agua

debido a que la degradación de la materia orgánica requiere de ciertas

temperaturas para que actúen los microorganismos. Así es posible justificar

esta disminución a partir de dicha inmersión, ya que hubo buchón en la

superficie para descomponer. De igual manera esta inmersión pudo ser

causada debido a la muerte de los microorganismos que degradan el

buchón, por lo que esta ausencia de descomponedores puede producir una

disminución en la temperatura del agua debido a que ya no se dan procesos

metabólicos.

La Figura 13 muestra una disminución de la temperatura a partir del día 50, en

este caso también se presentan los valores más altos en el día 15 con 22 ºC y el

mínimo valor ocurre en el último día: 14ºC. En esta columna la inmersión ocurre

entre el día 43 y el día 50, de hecho después de una semana del montaje se

evidenció la caída del buchón hacia el fondo de la columna. Esta disminución

de la temperatura permite confirmar la hipótesis antes sugerida para la otra

columna, se obtiene una disminución en la temperatura cuando se presenta la

inmersión. Sin embargo se puede observar en esta columna que los valores en

el punto 2B son mas altos que en los demás puntos durante el día 39 y el 43,

posiblemente este incremento se debe a que la inmersión del buchón

presionado ocurrió lentamente y pudo haber quedado por un tiempo

suspendido en este punto.


53

La diferencia entre el comportamiento de la temperatura en los dos casos no

es mucha, sin embargo la disminución antes mencionada ocurre más

rápidamente en la columna B que contiene el buchón presionado.

6.4.3. pH

La Figura 14 y la Figura 15 exponen el comportamiento del pH en el agua en

las columnas A y B para el buchón cortado y presionado.

COLUMNA A

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Tiemp o (días)

pH

1A2A3A

Figura 14. Seguimiento de pH en la columna A: buchón cortado


54

COLUMNA B

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Tiempo (días)

pH

1B2B3B

Figura 15. Seguimiento de pH en la columna B: buchón presionado

En las figuras 14 y 15 se observa que hubo un aumento del pH a través el

tiempo en las dos columnas.

La Figura 14 que corresponde a la columna que contiene el buchón cortado,

presenta valores de pH más bajos en el punto más bajo (1A) en la mayoría de

los días evaluados, con excepción del día 9 en el que el punto 3A registró un

pH de 6.0 unidades inferior a los otros puntos 1A y 2A con 6.8 y 6.9 unidades

respectivamente. Este comportamiento se podría explicar con la generación

de ácidos grasos volátiles en condiciones de degradación anaerobia, más

que todo evidenciado en el fondo de la columna, es decir hubo presencia de

bacterias acidogénicas en ese punto. No obstante se mantuvo un balance

entre las bacterias acidogénicas y las metanogénicas, ya que el pH no bajo

de 6.5 sino en una ocasión. Por otra parte, se puede observar que el pH se

mantuvo ligeramente básico durante los días 20 al 60 con valores entre 6.5 y

7.0 unidades y hubo un estado básico del agua a partir del día 60, que

corresponde al los primeros días de diciembre, días durante los cuales hubo

eventos de lluvia bastante fuertes. M as aún, este aumento también pudo


55

haber sido ocasionado por la inmersión del buchón el día 57, que impidió la

barrera de oxigenación entre la fase agua-aire permitiendo así una

oxigenación en la superficie, cuya reacción produce un aumento del pH por

la evacuación de dióxido de carbono.

La Figura 15 representa el comportamiento en la columna B que contiene el

buchón cortado. Esta exhibe valores mucho menores a los de la columna A

durante los primeros días, pero el aumento del pH es más acelerado y los

picos son mucho más altos durante los últimos días alcanzando valores desde

7.7 hasta 7.8 en la superficie. No obstante, al igual que la otra columna, el

aumento ocurre a partir del día 60, lo que pudo haber sido ocasionado

también por los eventos de precipitación. Además esta columna presentó una

disminución en la altura, lo que ocasionó también oxigenación por el aumento

del intercambio de oxígeno entre las fases agua-aire. Esto ocasiona también

un aumento en el pH debido a la evacuación de dióxido de carbono, ya que

la degradación anaerobia es impedida por esta oxigenación y los ácidos

producidos por dicha degradación se inhiben.

Por lo tanto, pudieron haber existido dos factores importantes que produjeron

un aumento en el pH en las dos columnas: los eventos de lluvia durante los

primeros días de diciembre y la evacuación de dióxido de carbono debida a

la oxigenación por sucesos de lluvia y la inmersión del Buchón.

6.4.4. Conductividad La Figura 16 y la Figura 17 representan el comportamiento de la conductividad

durante el tiempo de evaluación para las columnas A y B.


56

COLUMNA A

4 00

4 50

5 00

5 50

6 00

6 50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Tie mpo (día s)

Con

duct

ivid

ad (

mic

roS

/cm

)

1A2A3A

Figura 16. Seguimiento de la conductividad en la columna A: buchón cortado

COLUMNA B

4 00

4 50

5 00

5 50

6 00

6 50

7 00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Tie mpo (día s)

Con

duct

ivid

ad (m

icro

S/c

m)

1B2B3B

Figura 17. Seguimiento de la conductividad en la columna B: buchón presionado


57

En las figuras 16 y 17 se observa que existe una disminución de la

conductividad en las dos columnas a través del tiempo. No obstante, el

comportamiento de cada una es bastante particular y no presenta similitud.

La Figura 16 muestra los valores de conductividad para la columna A: Buchón

cortado; los más altos se registraron en el fondo de la columna, lo que quiere

decir que allí hubo una mayor cantidad de sólidos disueltos. El valor más alto se

evidenció en la superficie de la columna el día 22, que reportó 640 μS/cm.

Durante el día 15 y 22 se observó en dicha columna gran cantidad de sólidos

sobre la superficie producidos por la disolución de la parte externa de los trozos

de buchón. Esto fue más evidente en esta columna que en la columna que

contenía el buchón presionado (Anexo B). Durante los 10 primeros días la

conductividad presentó valores relativamente bajos, entre 500 y 550 μS/cm,

entre los días 29 y 60 la conductividad se mantuvo en un rango de 490 a 620

μS/cm y a partir del día 62 hubo una disminución de estos valores llegando a

un valor de 520 μS/cm en las superficie de la columna. La conductividad pudo

verse afectada por la disolución total de sólidos o compuestos iónicos debido

a los eventos de lluvia en el último mes.

Por otra parte se puede observar de esta misma figura que en muchas

ocasiones los valores de conductividad en el punto 2A son mayores que en

punto 3A. Se debe considerar el hecho de que desde un principio el agua

proveniente del embalse reportó valores altos de conductividad, por lo que en

el punto medio se mantuvo relativamente en esas condiciones hasta el

momento en que empezó la inmersión del buchón, lo que implica que en este

caso, dicha inmersión afectó las sustancias disueltas ionizadas presentes en el

agua provocando un aumento en los valores de conductividad el día 59 en el

punto medio y disminuyendo así los valores durante los días siguientes en toda

la columna. Este hecho se puede explicar también por la inhibición de la

degradación anaerobia ocasionada por la inmersión del buchón y por el

aumento de oxígeno durante el último mes que inhabilita la producción de

ácidos que sirven como sustancias ionizadas e incrementan la conductividad

en el agua.


58

El la columna B (Figura 17) el valor de conductividad más alto se presenta el

día 0 en la superficie de la columna que corresponde a 670 μS/cm, sin

embargo ocurre una disminución drástica de sustancias disueltas durante los

siguientes días. La conductividad se mantiene en un rango de 510 a 590 μS/cm

con una oscilación menor a partir del día 62 entre 520 y 570 μS/cm

manteniéndose entre 530 y 540 μS/cm durante los últimos quince días del

experimento, es decir entre el día 70 y el 85. Esto pudo haber ocurrido por

varias razones: la primera la disminución del nivel de agua en los últimos días

que promovió una estabilización de la concentración en las sustancias

disueltas ionizadas, la ausencia de buchón presionado en la superficie durante

los últimos días que proporcionó la entrada de oxígeno y la inhibición de

ácidos promotores de aumento de la conductividad, o posiblemente los

sucesos de precipitación que provocaron eventos fuertes de difusión diluyendo

las sales o compuestos iónizados presentes en el agua.

6.4.5. Oxígeno disuelto

La Figura 18 y la Figura 19 muestran el comportamiento del oxígeno disuelto

durante la degradación del buchón después de cortado y presionado.

COLUMNA A

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Tiempo (d ías)

Oxí

gen

o d

isu

elto

(m

g/l)

1A2A3A

Zona 1 Zona 2

Inmersión buchón

Figura 18. Seguimiento del Oxígeno Disuelto en la columna A: buchón cortado


59

COLUMNA B

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Tiempo (d ías)

Oxí

geno

dis

uel

to (

mg/

l)

1B2B3B

Zona 1 Zona 2

Inmers ión b uchón

Figura 19. Seguimiento del Ox ígeno Disuelto en la columna B: Buchón Presionado

La Figura 18 y la Figura 19 se encuentran divididas en dos zonas: la zona 1

corresponde a las mediciones realizadas a partir del día 0 hasta el día 13,

donde se efectuó la medición de oxígeno tomando muestras de agua por las

válvulas en frascos de vidrio. Allí se puede observar un error en la medición, ya

que los valores de oxígeno son bastante superiores a los registrados en el

embalse debido a que al tomar la muestra de esta manera, puede existir una

aireación al permitir una caída de agua de la válvula al frasco. Para ello a

partir del día 15 (zona 2) se procedió a medir el oxígeno directamente

introduciendo la sonda en las columnas de agua en cada uno de los puntos

de muestreo establecidos tomando estos datos como validos y los datos de la

zona 1 como erróneos.

De dichas figuras se puede inferir, que a pesar de que las columnas

permanecieron descubiertas al aire libre se presentaron condiciones

anaerobias en el agua, lo que indica que esta misma agua mantuvo las

características iniciales con las que venía del embalse (condiciones

anaerobias). Así mismo el oxígeno fue menor en el punto mas bajo y mayor en

el punto mas alto de las columnas durante todo el experimento.


60

La Figura 18 muestra un aumento del oxígeno en la columna A a partir del día

62. En la mayoría de estos casos este aumento fue debido a eventos de

precipitación acontecidos durante el mes de noviembre y diciembre, el mayor

valor obtenido fue de 1.2, 1.5 y 2 mg/l para los puntos 1, 2 y 3 respectivamente.

Otro hecho que pudo haber incidido en el incremento de oxígeno disuelto fue

la inmersión del buchón ocurrida entre el 16 y el 28 de noviembre, ya que

debido a la cobertura de buchón en la superficie no hubo intercambio de

oxígeno entre las interfaces aire-agua, hecho que se evidenció en el momento

en que se produjo la inmersión.

Las mediciones en la columna A comprueba que se efectuó una oxigenación

en el a partir del día 62, ya sea por eventos de precipitación en el mes de

noviembre, por la inmersión del buchón cortado o por el intercambio de

oxígeno en la interfase agua-aire debida a la inmersión mencionada.

Por su parte el oxígeno disuelto en la columna B que corresponde al buchón

presionado (Figura 19) muestra un aumento más acelerado del oxígeno a

partir del día 62. Este aumento pudo haber sido ocasionado por muchos

factores: la disminución del nivel agua en la columna aumentó el volumen de

aire y así mismo la interfase de contacto agua-aire que permitió la

oxigenación, la inmersión del buchón fue más rápida lo que refuerza el evento

anterior y así mismo permite que el oxígeno presente en la atmósfera tenga un

contacto directo con la superficie, y la depleción de la temperatura y el

aumento del pH fue más rápido durante la última quincena, lo que evidenció

la inhibición de la degradación anaerobia y así mismo del contenido de

dióxido de carbono.

Por lo tanto se infiere que en las dos columnas se produce un aumento de

oxígeno disuelto en el agua debido a la inhibición de la degradación

anaerobia ocasionada por eventos de lluvia, inmersión del buchón en la última

quincena y aumento del contacto del agua con el oxígeno contenido en el

aire, lo que facilita la difusión en la interfase.


61

6.4.6. Demanda Bioquímica de Oxígeno La Figura 20 y la Figura 21 representan las curvas de Demanda Bioquímica de

Oxígeno total a los 5 días (DBO5) durante el periodo de evaluación para las

columnas A y B, buchón cortado y presionado respectivamente.

COLUMNA A

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Tiempo (días)

DBO5

(mgO/l)1A2A3A

Figura 20. Seguimiento de la DBO5 en la columna A: buchón cortado


62

CO LUMNA B

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Tiempo (d ías)

DBO5 (mgO/l)

1B2B3B

Figura 21. Seguimiento de la DBO5 en la columna B: buchón presionado

En la Figura 20 y en la Figura 21 se observa que en un principio la DBO5

aumento, pero luego fue disminuyendo con el paso del tiempo, lo que

concuerda con las consideraciones realizadas anteriormente ya que hubo un

aumento del oxígeno disuelto en las dos columnas al final del experimento;

entre los 43 a los 85 días. Para las dos columnas se visualiza en las curvas

representadas que en el punto más bajo la DBO5 fue más alta en todo

momento con respecto a los otros dos puntos. Esto confirma que en dicho

punto el oxígeno disuelto siempre fue menor, ya que por el escenario del

experimento allí se garantizaron condiciones anaerobias y la deposición de

lodo aumenta la demanda de oxígeno por los microorganismos allí presentes.

La DBO5 en la columna A (Figura 20) presenta el valor más alto el día 43 en el

punto 1A (a 10 cm) que corresponde a 106.5 mgO2/l. Los valores en el punto

2A fueron más bajos que en la superficie hasta el día 43, lo que sugiere que

durante estos días hubo mayor demanda de oxígeno disuelto en la superficie.

Es posible que esto haya ocurrido debido a que en estos días hubo una mayor

cantidad de buchón cortado en la superficie, lo implica una mayor demanda


63

de oxígeno de parte de los microorganismos para degradar la materia

orgánica; en este caso el mismo buchón cortado. De acuerdo con esto,

durante los días anteriores al día 43 la degradación hecha por los

microorganismos fue mayor en los puntos 1A y 3A de la columna, debido a

que en estas zonas hubo una mayor cantidad de sólidos; en el primer caso por

el lodo contaminado y en segundo caso por el buchón cortado.

A partir del día 43 la demanda de oxígeno en el punto 2A empieza a ser más

alta que en la superficie (punto 3A) a pesar de la disminución de la DBO5 en

todos los puntos. Es posible que esto haya ocurrido como consecuencia de la

inmersión de buchón sucedida durante estos días, ya que en el registro

fotográfico evidencia el comienzo de dicha inmersión.

De otro lado, la disminución de la DBO5 es más acelerada durante la última

quincena, sin embargo esta disminución empieza desde entre los días 30 y 43

aproximadamente, los valores más bajos se obtuvieron el último día de

medición, lo que sugiere que la degradación de la materia orgánica se

aproxima a una reacción de primer orden teniendo curvas que tienden a ser

exponenciales inversas, es decir se cumplen las reacciones de primer orden ya

que en un principio se da una alta degradación y lentamente va decayendo

con el tiempo. Esto puede suscitar dos hechos: una alta tasa de degradación

hecha por los microorganismos en un principio y una muerte lenta que aporta

oxígeno al agua.

En cuanto a la columna B (Figura 21) se evidencia una DBO5 mucho mayor por

parte de los microorganismos presentes en el fondo de la columna. El valor

más alto se registro en el primer día en el punto 1B (114 mgO2/l) y el valor más

bajo se registro el último día (10.0 mgO2/l) en el punto 2B. De igual manera,

hubo una disminución de la DBO en todas las curva a partir entre los días 30 y

43 y al igual que en la columna A dicha depleción es más acelerada durante

la última quincena. En esta columna estos hechos se pueden explicar como

consecuencia de la disminución del nivel del agua y la inmersión más rápida

del buchón presionado, ya que en comparación con las otras curvas de la


64

columna A, los valores para la columna B son más bajos desde un principio, es

decir los microorganismos que degradaron la materia orgánica contenida en

esta columna (buchón presionado) requirieron de una menor cantidad de

oxígeno. M ás aún en dicha columna también existe una mayor demanda en

el punto 2B a partir del día 43, sin embargo en este caso la inmersión ocurre

más rápidamente.

Por tanto existe un aumento de oxígeno a partir del día 43 en las dos

columnas, lo que implica una menor demanda. Además la columna B

presenta valores más bajos que la columna A en cuanto dicha demanda se

refiere, posiblemente ocasionada por una inmersión del buchón más rápida y

por una disminución del nivel de agua en la columna B.

6.4.7. Sólidos Suspendidos Totales

El seguimiento de los Sólidos Suspendidos Totales (SST) para las columnas A y B

se muestra en la Figura 22 y en la Figura 23.

COLUMNA A

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90T iemp o (días)

SST

(mg/

l) 1

A y

2A

0

50

100

150

200

250

300

350

SST

(mg/

l) 3A

1A2A3A

Figura 22. Seguimiento de los Sólidos Suspendidos Totales en la columna A: buchón cortado


65

COLUMNA B

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Tiempo (días)

SST

(mg/

l) 1

B

0

50

100

150

200

250

300

350

400

SS

T (m

g/l)

2B y

3B

1B2B3B

Figura 23. Seguimiento de los Sólidos Suspendidos Totales en la columna B: buchón presionado En la Figura 22 y en la Figura 23 se puede apreciar que los sólidos suspendidos,

en las dos columnas, en el punto 1 siempre presentan valores muy superiores

con respecto a los otros puntos.

En la columna A que corresponde al buchón cortado (Figura 22), se observa

que los valores se mantienen en un rango entre 10 y 200 mg/l de sólidos

suspendidos totales. Igualmente se puede ver que hubo un aumento de la

concentración en el punto 3A a entre el día 15 y el día 30, lo que se debe al

aporte de materia orgánica por parte del buchón al agua contenida en la

columna. Así mismo se evidencia un incremento en los valores para los tres

puntos durante la última quincena, esto pudo ser ocasionado por la muerte de

los microorganismos en este último periodo de evaluación, ya que se

obtuvieron valores bajos de la DBO.

La Figura 23 muestra un aumento en la concentración de sólidos suspendidos

totales en la columna B (buchón presionado) entre el día 15 y el 30 en el punto

3B, entre el día 43 y 57 en el punto 2B. Así mismo presenta 2 picos

representativos en el punto 1B los días 43 y 51. Durante los primeros días (entre


66

el 15 y el 30) el buchón se encontraba aún en la superficie aportando sólidos al

agua en este punto (3B). El día 43 la inmersión del buchón realizó un aporte de

sólidos al fondo y al punto medio, pero hubo una disminución de la

concentración de sólidos suspendidos después del día 71 ocasionada por

eventos de lluvia y una reducción del nivel de agua que posiblemente

provocó la disolución de estos sólidos.

6.4.8. Nitrógeno Total El seguimiento del Nitrógeno Total para la columna A y B se encuentra

registrado en la Figura 24 y en la Figura 25 que se muestran a continuación.

COLUMNA A

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Tiempo (días )

SST

(mg/

l) 1B

0

50

100

150

200

250

300

350

400

SS

T (m

g/l)

2B

y 3

B

1A2A3A1B

Figura 24. Seguimiento del Nitrógeno Total en la Columna A: Buchón Cortado


67

COLUMNA B

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Tiempo (d ías)

NT

K (m

gN/l)

1B2B3B

Figura 25. Seguimiento del Nitrógeno Total en la Columna B: Buchón Cortado

En las figuras 24 y 25 se aprecian comportamientos muy diferentes para cada

una de las columnas.

En la columna A correspondiente al buchón cortado (Figura 24) se observan

los valores más altos en la curva relacionada al comportamiento del nitrógeno

en el punto 1 donde se ve el máximo valor de 71.7 mg/l en el día 57

correspondiente al día 57. Hasta el día 43 el los valores de nitrógeno en dicho

punto se mantienen en un rango de 20 a 30 mg/l. Para los otros puntos los

valores se mantienen entre 10 y 30 mg/l hasta este día, observándose una

depleción de la curva en el punto 2A a entre los días 30 y 43. A partir del este

día el comportamiento del nitrógeno muestra un aumento en los tres puntos

hasta el día donde las curvas decrecen de manera rápida en el fondo de la

columna y lentamente en el punto 2A y 3A. Este comportamiento puede

haberse causado por la inmersión del buchón en esos días, ya que el

contenido de nitrógeno en el buchón registrado en el informe entregado por

la Universidad de los Andes a EM GESA, muestra un valor de 2.2 % en la raíz y

3.3% en base seca en la fracción Tallo-Hoja. Sin embargo, al ser esta la causa

del incremento de nitrógeno en el fondo, se vería compensado por una


68

disminución acelerada en la superficie, lo cual no se observa en las curvas de

la figura 20.

En las curvas de nitrógeno de la columna B (Figura 25) se puede observar que

hubo una disminución del nitrógeno en el punto 1B entre los días del 15 al 57,

mientras que en los otros puntos, los valores se mantuvieron entre 20 y 30 mg/l

a partir del día 15. En el punto 1B se presentaron los máximos valores en los días

15 y 71, de 39.48 y 40.6 mg/l respectivamente.

Según la revisión bibliográfica durante la degradación anaerobia hay

producción de amonio, además los nitritos son descompuestos a nitratos por

las bacterias anaerobias, lo que genera un aumento en el nitrógeno total. No

obstante estas condiciones anaerobias disminuyeron con el tiempo, por lo cual

este aumento no puede ser explicado por la degradación anaerobia.

Por lo tanto de este aumento se puede inferir únicamente que pudo existir

fijación de nitrógeno y producción de nitratos durante los últimos días debida a

la inmersión del buchón, ya que proporcionó oxígeno a las columnas, pero el

aumento de oxígeno no es tan grande como para que justifique el incremento

de nitrógeno durante la última quincena.

6.4.9. Fosfatos Los fosfatos determinados durante el experimento corresponden al

componente soluble mineral, ya que la prueba realizada se hizo por método

colorimétrico, para lo cual fue necesario filtrar las muestras con carbón

activado en polvo, lo cual absorbió el contenido de fosfatos orgánicos y

suspendidos.

La Figura 26 y la Figura 27 representan el comportamiento de los fosfatos

(componente soluble-mineral) de las columnas A y B.


69

COLUMNA A: BUCHÓN CORTADO

0

1

2

3

4

5

6

7

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Tiempo (días)

Fosf

atos

(mgP

/l)

1A2A3A

Figura 26. Seguimiento de Fosfatos para la columna A: buchón cortado

COLUMNA B: BUCHÓN PRESIONADO

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90T iempo (días)

Fosf

atos

(mg

/l)

1B2B3B

Figura 27. Seguimiento de Fosfatos para la columna B: buchón cortado En la Figura 26 y en la Figura 27 se puede apreciar que las concentraciones de

fosfatos incrementan en los tres puntos durante los primero quince días para las

dos columnas.


70

En la Figura 26 se observa que a partir del día 15 el contenido de fosfatos

(componente soluble mineral) disminuye en el punto más bajo de la columna

A e incrementa en los puntos más altos en el día 57.

En la Figura 27 se observan altos concentraciones de fosfatos (componente

soluble mineral) disminuyen durante los primeros 30 y en los puntos más altos de

la columna B estas concentraciones aumentan a partir del día 30.

6.4.10. Sólidos Totales Volátiles

65

70

75

80

85

90

% STV

0 23Tiempo (días)

SOLIDOS TOTALES VOLATILES

Raiz A Raiz B

Ho ja-Tal lo A Hoja-Tallo B Figura 28. Sólidos Totales Volátiles En la Figura 28 se puede observar que el contenido de sólidos volátiles

aumenta a los 23 días de montado el experimento para las dos columnas. De

allí se puede inferir que hubo una producción de sólidos volátiles en el día 23,

ocasionada por la degradación, es decir los microorganismos obtuvieron

sustancias volátiles de la descomposición del buchón. Sin embargo, la raíz

presenta un contenido de sólidos volátiles menor al principio y a los 23 días

para las columnas, lo que indica que es más fácil de degradar. De la misma


71

manera, la fracción Hoja – Tallo presentó un 87 y 88% de sólidos volátiles en la

columna A y B respectivamente, estos fueron los máximos porcentajes

encontrados, lo que indica que el buchón presionado esta sujeto una

descomposición más rápida, pero no se diferencia mucho del buchón

cortado.

6.4.11. Lignina

0

5

10

15

20

25

30

% Lignina

0 23Tiempo (días)

LIGNINA

Raiz A Raiz B

Hoja-Ta llo A Hoja-Tal lo B Figura 29. Seguimiento de la Lignina en el Buchón La Figura 29 representa el contenido de lignina en el buchón para las

columnas A y B. En ella se puede observar que el porcentaje es lignina es

mayor en la raíz y la fracción Hoja – Tallo en el buchón presionado. Así mismo

los porcentajes disminuyen a los 23 días en la el buchón presionado, pero se

evidencian porcentajes muy altos en el buchón cortado para esta misma

época. Esto implica que pudo haber producción de lignina por parte de los

microorganismos a partir de polímeros más complejos presentes en el buchón.

Esta producción de lignina se presentó para el buchón cortado en el día 23, lo

que evidenció el alto contenido de los compuestos de lignina en el buchón.


72

Sin embargo, la evaluación de este parámetro muestra que la hidrólisis de la

lignina en el buchón para el embalse del M uña es bastante difícil ya que entre

el día 0 y el día 23, la disminución de las concentraciones para las fracciones

de buchón en las cuales se presentó dicha disminución, no fueron tan altas en

comparación con su porcentaje inicial.

6.4.12. Análisis del sistema experimental El sistema experimental permitió hacer una evaluación de la degradación

biológica del buchón cortado y presionado.

Sin embargo se presentaron varios factores que alteraron el experimento:

1. La falla en la toma de muestras durante la primera semana para la medición

del oxígeno disuelto, arrojó datos erróneos para la evaluación y por tanto no se

pudieron establecer las condiciones iniciales de oxígeno disuelto.

2. Las filtraciones que se presentaron en la columna B afectaron los

parámetros de evaluación en el agua.

3. La relación con el nitrógeno no fue clara a lo largo de la evaluación por las

altas concentraciones que contenía el agua traída desde el embalse.

4. Se presentaron errores durante los ensayos de fosfatos al no ser tenidos en

cuenta el componente orgánico y suspendido.

5. La evaluación podría haber sido más exitosa si se hubiera utilizado un

diámetro en las columnas mayor que permitiera depositar cantidades más

grandes de buchón.

6.4.13. Evaluación de los mecanismos de remoción del buchón

El buchón cortado produjo una cobertura de sólidos que garantizó las

condiciones anaerobias desde un principio. Este buchón se tardó más en

degradar y su tiempo de inmersión fue más lento, lo que produjo un aumento

de oxígeno disuelto durante los últimos días.


73

El buchón presionado tuvo una inmersión más rápida, presentó menor aporte

de sólidos suspendidos a la columna de agua y generó la presencia de

zancudos.

Por lo tanto el mecanismo de remoción más exitoso para el experimento fue el

buchón presionado, ya que presentó una inmersión rápida favoreciendo la

degradación anaerobia y un aumento rápido en el oxígeno disuelto en el

agua, lo que representa la mejor opción para el Embalse del M uña. Este

método permite mayor estabilización de la temperatura y el pH, ya que por su

rápida inmersión presentó una inhibición de la degradación anaerobia debida

a la oxigenación. Lo que sugiere que al utilizar este método en el Embalse del

M uña, se puede presentar un aumento en el oxígeno disuelto que favorecería

su saneamiento ambiental.

IAM B – 200520-16 7. CONCLUSIONES

74

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El porcentaje de humedad no se modifica significativamente después de que

el buchón fue cortado o presionado, lo que indica que el contenido de agua

en el buchón es mecánicamente no extraíble al utilizar estos métodos de

remoción en el embalse.

El mecanismo de remoción más efectivo fue el buchón presionado, ya que en

esta columna este mecanismo aplicado favoreció la degradación de dicho

buchón y se presentó una inmersión rápida. Además hubo una mejoría en la

calidad del agua con un aumento significativo de oxígeno disuelto durante los

últimos días ocasionado por rápida inmersión del buchón presionado.

En la columna que contenía el buchón cortado hubo un impedimento de

generación de zancudos por la desintegración del buchón sobre la superficie

de agua dentro de la columna aportando sólidos suspendidos que evitaron la

generación de larvas en el agua, sin embargo hubo producción de lignina

posiblemente ocasionada a partir de la descomposición de polímeros más

complejos. Esta columna a su vez presentó una degradación lenta del

buchón, provocando inmersiones tardías y recuperaciones de oxígeno

disuelto en el agua a largo plazo.

A los 43 días se evidenciaron cambios en común para las dos columnas, un

aumento en el pH, disminución de la temperatura, aumento en el oxígeno

disuelto y disminución de la DBO, debido a la inhibición de la degradación

anaerobia ocasionada por una oxigenación evidenciada por eventos de

lluvia, inmersión del buchón en la última quincena y un aumento del contacto

del agua con el oxígeno contenido en el aire, lo que posiblemente facilitó su

difusión en la interfase.

Así mismo se presentó un incremento en los valores de la DBO5 para los tres

puntos durante la última quincena en las dos columnas, lo que pudo haberse


75

ocasionado por el aumento en la hidrólisis del buchón desde la fase sólida

hacia una fase líquida degradable.

Los sólidos suspendidos mostraron un aumento en la superficie de las columnas

durante entre el día 15 y 30 en el periodo de evaluación, lo que indica que la

desintegración del buchón aportó sólidos en la superficie, sin embargo hubo

una disminución acelerada en los días siguientes, lo que indica que se facilitó

la degradación del buchón por su desintegración. M ás aún el contenido de

sólidos suspendidos disminuyó más rápidamente en la superficie de la columna

que contenía el buchón presionado después del día 30 y se mantuvo en el

mismo rango en los últimos días para los otros puntos de dicha columna, lo que

indica que hubo una degradación rápida.

El contenido de sólidos volátiles en el día 23 muestra un aumento en la

concentración para las dos columnas, lo que evidencia una producción de

dichos sólidos a causa de la descomposición.

Los máximos porcentajes encontrados se presentaron en la fracción Hoja –

Tallo (87 y 88%) de sólidos volátiles en la columna A y B respectivamente a los

23 días, lo que indica que esta fracción esta sujeta a una descomposición más

rápida.

Se presentó un porcentaje de lignina mayor en la raíz y la fracción Hoja – Tallo

en el buchón presionado en día cero, pero en el día 23 hubo un aumento en

dicho porcentaje para el buchón cortado, indicando que hubo una

producción de lignina posiblemente ocasionado por la descomposición de

polímeros más complejos presentes en el buchón. No obstante se evidenció en

el experimento que la hidrólisis de la lignina para el buchón en el embalse del

M uña no es fácil para los microorganismos que lo descomponen, ya que la

variación en el porcentaje de lignina no fue significativa.

Se presentó un aumento en las concentraciones de nitrógeno de lo que se

puede inferir únicamente que pudo existir fijación de nitrógeno y producción


76

de nitratos durante los últimos días debida a la inmersión del buchón, ya que

proporcionó oxígeno a las columnas, pero el aumento de oxígeno no es tan

grande como para que justifique el incremento de nitrógeno durante la última

quincena.

El seguimiento de fosfatos en el agua no permite relacionar los resultados

obtenidos al experimento ya que estos corresponden a un componente

soluble-mineral.

Por tanto, para el embalse del M uña se recomienda utilizar un mecanismo de

extracción física por presionado del buchón, ya sea con cilindros de presión o

mediante sistemas de trapicheado que garanticen la muerte total de la

planta, ya que este mecanismo facilita la descomposición y produce una

rápida inmersión y un aumento acelerado del oxígeno disuelto en el agua

contribuyendo a la recuperación de la calidad del agua del embalse.

Para el mejoramiento del experimento se recomienda utilizar tanques con un

diámetro mayor, que permita extraer más cantidad de muestra de la

superficie a lo largo del tiempo, para evaluar mejor la degradación de la

lignina. Además es necesario utilizar otro método para analizar la variación del

contenido de fosfatos, ya que este parámetro permite establecer el

decaimiento de los nutrientes utilizados por los microorganismos y así mismo

variaciones en el proceso de descomposición de la materia orgánica.

IAM B – 200520-16 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

77

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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IAM B – 200520-16 ANEXO A

80

AANNEEXXOO AA

TTOOMM AA DDEE MM UU EESSTTRRAASS EENN EELL EEMM BBAALLSSEE DDEELL MM UU ÑÑAA


81

Figura 30. Toma de Buchón Zona 1

Figura 31. Zona 2


82

Figura 32. Zona 3

IAM B – 200520-16 ANEXO B

83

AANNEEXXOO BB

MM OONNTTAAJJEE DDEE RREEAACCTTOORREESS


84

Figura 33. Agua del Embalse en las columnas de agua

Figura 34. Aspecto inicial del Buchón traído del Embalse del M uña

Figura 35. Columna A: Buchón Picado


85

Figura 36. Buchón Presionado

Figura 37. Columna B: Buchón Presionado

IAM B – 200520-16 ANEXO C

86

AANNEEXXOO CC RREESSUULLTTAADDOOSS DDEE LLAABBOORRAATTOORRIIOO


87

Tabla 11. Humedad inicial del Buchón

FechaCasuela

No. MATRIZWlata

(g) Ww (g) Wd (g)Solidos Totales

Promedio ST Raiz (80ºC)

Promedio ST Tallo -

Hoja (80ºC)03/10/2005 1 Raiz 12,97 156,91 24,32 0,0803/10/2005 2 Hoja-Tallo 12,62 164,74 22,16 0,0603/10/2005 3 Hoja-Tallo 12,67 219,87 25,16 0,0603/10/2005 4 Hoja-Tallo 13,31 226,53 26,51 0,0603/10/2005 5 Hoja-Tallo 12,69 217,35 25,48 0,0603/10/2005 6 Raiz 13,03 194,6 29,39 0,0903/10/2005 7 Raiz 12,66 165,94 26,61 0,09

Fecha Crisol No. MATRIZ

Peso crisol(

g)

Peso inicial

(g)

Peso final (g) ST

Promedio ST (103ºC)

% SOLIDOS TOTALES % w

13/10/2005 1 Raiz 26,473 32,469 31,932 0,91049316/10/2005 1 Raiz 26,472 31,484 31,087 0,9208616/10/2005 2 Tallo-Hoja 26,481 31,493 31,183 0,93816116/10/2005 2 Tallo-Hoja 26,486 28,699 28,51 0,914403

SOLIDOS TOTALES A 103ºC

0,09

0,92

0,93


92,07

94,27

0,06

7,93

5,73

Tabla 12. Humedad del Buchón después de cortado y presionado

FechaCasuela

No. MATRIZWlata

(g) Ww (g) Wd (g) Solidos Totales

Promedio ST Raiz

Promedio ST Tallo -

Hoja (80ºC)24/10/2005 1 Raiz B 12,67 266,43 30,9 0,0724/10/2005 10 Raiz B 10 105,68 16,85 0,0724/10/2005 2 Tallo-Hoja B 12,62 242,21 25,6 0,0624/10/2005 3 Tallo-Hoja B 12,67 268,09 24,56 0,0524/10/2005 4 Tallo-Hoja B 13,31 273,24 29,55 0,0624/10/2005 5 Tallo-Hoja B 12,69 174,67 24,48 0,0724/10/2005 6 Raiz A 13,03 192,46 22,78 0,0524/10/2005 7 Tallo-Hoja A 12,66 208,37 23,13 0,0524/10/2005 8 Tallo-Hoja A 12,84 255,12 26,08 0,0524/10/2005 9 Tallo-Hoja A 12,84 272,63 24,73 0,05

Fecha Crisol No. MATRIZ

Peso crisol(

g)

Peso inicial

(g)

Peso final (g)

ST (103ºC)

% SOLIDOS TOTALES % w

25/11/2005 18 Raiz A 2,142 4,903 2,760 0,224 1,22 98,7825/11/2005 17 Tallo-Hoja A 2,167 4,919 2,752 0,213 1,09 98,9125/11/2005 3 Raiz B 2,199 5,199 3,000 0,267 1,92 98,0825/11/2005 6 Tallo-Hoja B 2,126 4,985 2,859 0,257 1,53 98,47

0,07


0,05

0,06

0,05



88

Tabla 13. Parámetros de control columna A

Fecha Dia Muestra No. Matriz T emp. (ºC) pH Co nd. (µS/cm) O D (mg/l)04/10/2005 0 1A Agua res idual 15 6,5 520 1,207/10/2005 3 1A Agua res idual 16 6,3 520 1,810/10/2005 6 1A Agua res idual 20 6,4 500 2,413/10/2005 9 1A Agua res idual 15 6,9 570 1,116/10/2005 12 1A Agua res idual 20 6,5 580 0,319/10/2005 15 1A Agua res idual 22 7,0 550 0,223/10/2005 19 1A Agua res idual 18 6,2 590 0,325/10/2005 21 1A Agua res idual 19 6,2 590 0,526/10/2005 22 1A Agua res idual 16 6,72 540 0,328/10/2005 24 1A Agua res idual 19 6,7 580 0,301/11/2005 28 1A Agua res idual 16 6,8 580 0,302/11/2005 29 1A Agua res idual 17 6,74 560 0,503/11/2005 30 1A Agua res idual 17 6,6 610 0,306/11/2005 33 1A Agua res idual 18 6,8 580 0,310/11/2005 37 1A Agua res idual 16 6,7 580 0,312/11/2005 39 1A Agua res idual 17 6,8 580 0,214/11/2005 41 1A Agua res idual 17,5 6,9 590 0,316/11/2005 43 1A Agua res idual 17 6,7 560 0,318/11/2005 45 1A Agua res idual 20 6,6 590 0,221/11/2005 48 1A Agua res idual 18 6,8 580 0,323/11/2005 50 1A Agua res idual 16,5 6,6 600 0,225/11/2005 52 1A Agua res idual 16 7 600 0,228/11/2005 55 1A Agua res idual 18,5 6,4 580 0,230/11/2005 57 1A Agua res idual 16 6,78 600 0,102/12/2005 59 1A Agua res idual 15 6,7 600 0,105/12/2005 62 1A Agua res idual 15 6,8 590 0,307/12/2005 64 1A Agua res idual 15 6,8 560 0,109/12/2005 66 1A Agua res idual 16 6,8 530 0,312/12/2005 69 1A Agua res idual 17 6,8 600 0,514/12/2005 71 1A Agua res idual 17 7 540 0,616/12/2005 73 1A Agua res idual 15 7,5 580 0,919/12/2005 76 1A Agua res idual 15 7 570 0,522/12/2005 79 1A Agua res idual 15 6,9 550 1,223/12/2005 80 1A Agua res idual 16 7 550 1,126/12/2005 83 1A Agua res idual 16 6,6 560 128/12/2005 85 1A Agua res idual 14 6,4 540 0,904/10/2005 0 2A Agua res idual 15 6,4 560 1,407/10/2005 3 2A Agua res idual 16 6,6 520 3,210/10/2005 6 2A Agua res idual 20 6,5 490 3,413/10/2005 9 2A Agua res idual 15 6,8 550 1,316/10/2005 12 2A Agua res idual 20 6,5 580 0,719/10/2005 15 2A Agua res idual 22 7,0 570 0,323/10/2005 19 2A Agua res idual 18 6,3 590 0,525/10/2005 21 2A Agua res idual 19 6,3 580 0,626/10/2005 22 2A Agua res idual 16 6,86 530 0,428/10/2005 24 2A Agua res idual 19 6,7 540 0,501/11/2005 28 2A Agua res idual 17 6,88 590 0,402/11/2005 29 2A Agua res idual 17 6,83 550 0,603/11/2005 30 2A Agua res idual 17,5 6,8 590 0,306/11/2005 33 2A Agua res idual 18 6,8 570 0,310/11/2005 37 2A Agua res idual 16 6,9 580 0,412/11/2005 39 2A Agua res idual 19 6,9 590 0,314/11/2005 41 2A Agua res idual 18 6,9 570 0,316/11/2005 43 2A Agua res idual 17,5 7 550 0,418/11/2005 45 2A Agua res idual 20 6,9 580 0,321/11/2005 48 2A Agua res idual 18 6,8 570 0,323/11/2005 50 2A Agua res idual 16 6,9 580 0,325/11/2005 52 2A Agua res idual 16 7,1 560 0,328/11/2005 55 2A Agua res idual 18 6,8 580 0,330/11/2005 57 2A Agua res idual 16 7 580 0,202/12/2005 59 2A Agua res idual 15,5 6,8 620 0,205/12/2005 62 2A Agua res idual 15 7,6 540 0,607/12/2005 64 2A Agua res idual 15 7,5 570 0,309/12/2005 66 2A Agua res idual 19 7,4 540 0,312/12/2005 69 2A Agua res idual 18 7,5 530 0,514/12/2005 71 2A Agua res idual 17 7,5 550 0,616/12/2005 73 2A Agua res idual 15 7,5 540 0,919/12/2005 76 2A Agua res idual 15 7,5 540 0,522/12/2005 79 2A Agua res idual 15 7,4 530 1,423/12/2005 80 2A Agua res idual 17 7,4 530 1,426/12/2005 83 2A Agua res idual 16 7,3 540 1,528/12/2005 85 2A Agua res idual 14 6,9 540 1,5

OD, p H, CO NDUCTIVIDAD Y TEMPERATURA (Colum na A)


89

Tabla 14. Parámetros de control columna B

Fecha Dia Muestra No. Matriz T emp. (ºC) pH Cond . (µS/cm) OD (mg/l)04/10/2005 0 1B Agua residual 15 6,0 510 2,107/10/2005 3 1B Agua residual 16 6,7 540 2,510/10/2005 6 1B Agua residual 19 6,6 530 2,513/10/2005 9 1B Agua residual 16 6,4 560 1,116/10/2005 12 1B Agua residual 20 6,9 570 0,219/10/2005 15 1B Agua residual 22 7,0 560 0,423/10/2005 19 1B Agua residual 18 6,3 570 0,325/10/2005 21 1B Agua residual 19 7 570 0,626/10/2005 22 1B Agua residual 17 6,8 510 0,328/10/2005 24 1B Agua residual 19 6,9 530 0,301/11/2005 28 1B Agua residual 16 6,91 590 0,302/11/2005 29 1B Agua residual 17,5 6,87 560 0,403/11/2005 30 1B Agua residual 17,5 6,9 590 0,506/11/2005 33 1B Agua residual 17 6,7 580 0,210/11/2005 37 1B Agua residual 16 6,8 590 0,312/11/2005 39 1B Agua residual 18 6,6 580 0,214/11/2005 41 1B Agua residual 17 7 590 0,216/11/2005 43 1B Agua residual 17 6,7 560 0,318/11/2005 45 1B Agua residual 20 6,9 590 0,321/11/2005 48 1B Agua residual 18 6,9 590 0,223/11/2005 50 1B Agua residual 16 6,8 570 0,125/11/2005 52 1B Agua residual 15,5 6,9 540 0,428/11/2005 55 1B Agua residual 18 6,9 570 0,230/11/2005 57 1B Agua residual 15,5 6,98 580 0,102/12/2005 59 1B Agua residual 15 6,9 570 0,105/12/2005 62 1B Agua residual 15 7,4 520 0,307/12/2005 64 1B Agua residual 15 7,3 570 0,309/12/2005 66 1B Agua residual 16 7,6 540 0,312/12/2005 69 1B Agua residual 17 7,2 560 0,914/12/2005 71 1B Agua residual 17 7,3 520 1,716/12/2005 73 1B Agua residual 15 7,6 530 0,819/12/2005 76 1B Agua residual 16 7,7 540 0,622/12/2005 79 1B Agua residual 15 7,6 520 123/12/2005 80 1B Agua residual 17 7,6 520 1,526/12/2005 83 1B Agua residual 15 7,4 530 1,528/12/2005 85 1B Agua residual 14 7,4 520 1,504/10/2005 0 2B Agua residual 15 5,7 570 2,507/10/2005 3 2B Agua residual 17 6,7 540 310/10/2005 6 2B Agua residual 19 6,6 520 2,113/10/2005 9 2B Agua residual 16 6,3 560 1,316/10/2005 12 2B Agua residual 20 7,0 570 0,419/10/2005 15 2B Agua residual 22 7,0 550 0,523/10/2005 19 2B Agua residual 18 6,4 570 0,625/10/2005 21 2B Agua residual 19 6,8 570 0,626/10/2005 22 2B Agua residual 16 6,89 520 0,428/10/2005 24 2B Agua residual 19 6,9 530 0,501/11/2005 28 2B Agua residual 16 7,05 580 0,302/11/2005 29 2B Agua residual 17 6,95 560 0,503/11/2005 30 2B Agua residual 17 7,1 580 0,306/11/2005 33 2B Agua residual 17,5 6,8 580 0,310/11/2005 37 2B Agua residual 16 7 570 0,312/11/2005 39 2B Agua residual 19 7 560 0,214/11/2005 41 2B Agua residual 18 7,1 560 0,316/11/2005 43 2B Agua residual 17 7 550 0,318/11/2005 45 2B Agua residual 20 7,2 550 0,321/11/2005 48 2B Agua residual 18 7 570 0,323/11/2005 50 2B Agua residual 16,5 7 570 0,325/11/2005 52 2B Agua residual 16 6,8 570 0,628/11/2005 55 2B Agua residual 18 6,9 560 0,330/11/2005 57 2B Agua residual 15,5 7,2 560 0,202/12/2005 59 2B Agua residual 15 6,8 560 0,205/12/2005 62 2B Agua residual 15 7,6 540 0,407/12/2005 64 2B Agua residual 15,5 7,7 560 0,609/12/2005 66 2B Agua residual 18 7,6 540 0,612/12/2005 69 2B Agua residual 17 7,5 550 1,214/12/2005 71 2B Agua residual 17 7,7 550 216/12/2005 73 2B Agua residual 15 7,8 530 1,619/12/2005 76 2B Agua residual 16 7,8 540 222/12/2005 79 2B Agua residual 15 7,7 520 2,423/12/2005 80 2B Agua residual 17 7,7 520 2,726/12/2005 83 2B Agua residual 15 7,7 530 2,728/12/2005 85 2B Agua residual 14 7,4 520 2,6

OD, pH, CONDUCTIVIDAD Y TEMPERAT URA (Co lumna B)


90

Tabla 15. Demanda bioquímica de ox ígeno

Fecha Día Muestra No. DBO (mg/l) Fecha Día Muestra No. DBO (mg/l)04/10/2005 0 1A 04/10/2005 0 1B05/10/2005 1 1A 64,5 05/10/2005 1 1B 11419/10/2005 15 1A 102 19/10/2005 15 1B 10202/11/2005 29 1A 93 02/11/2005 29 1B 108

16/11/2005 43 1A 106,5 16/11/2005 43 1B 105,7530/11/2005 57 1A 73,5 30/11/2005 57 1B 8414/12/2005 71 1A 34,5 14/12/2005 71 1B 3328/12/2005 85 1A 13,8 28/12/2005 85 1B 14,704/10/2005 0 2A 04/10/2005 0 2B

05/10/2005 1 2A 49,5 05/10/2005 1 2B 4219/10/2005 15 2A 64,5 19/10/2005 15 2B 55,502/11/2005 29 2A 74,5 02/11/2005 29 2B 53,7516/11/2005 43 2A 49 16/11/2005 43 2B 34

30/11/2005 57 2A 30 30/11/2005 57 2B 3014/12/2005 71 2A 33 14/12/2005 71 2B 25,528/12/2005 85 2A 5,4 28/12/2005 85 2B 10,0504/10/2005 0 3A 04/10/2005 0 3B

05/10/2005 1 3A 49,5 05/10/2005 1 3B 56,2519/10/2005 15 3A 65,25 19/10/2005 15 3B 6302/11/2005 29 3A 91,75 02/11/2005 29 3B 68,2516/11/2005 43 3A 69 16/11/2005 43 3B 31,5

30/11/2005 57 3A 27 30/11/2005 57 3B 28,514/12/2005 71 3A 25 14/12/2005 71 3B 1228/12/2005 85 3A 6,23 28/12/2005 85 3B

DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO Método Winkler (Columna A)

DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO Método Winkler (Columna B)

Tabla 16. Sólidos suspendidos totales

Fecha Día Muestra No. SST (mg/l) Fecha Día Muestra No. SST (mg/l)04/10/2005 0 1A 04/10/2005 0 1B05/10/2005 1 1A 14000 05/10/2005 1 1B 496019/10/2005 15 1A 820 19/10/2005 15 1B 194002/11/2005 29 1A 1350 02/11/2005 29 1B 34016/11/2005 43 1A 4430 16/11/2005 43 1B 246030/11/2005 57 1A 2990 30/11/2005 57 1B 60014/12/2005 71 1A 725 14/12/2005 71 1B 284728/12/2005 85 1A 1470 28/12/2005 85 1B 616,704/10/2005 0 1A 04/10/2005 0 2B05/10/2005 1 2A 6000 05/10/2005 1 2B 34519/10/2005 15 2A 15 19/10/2005 15 2B 1202/11/2005 29 2A 125 02/11/2005 29 2B 3016/11/2005 43 2A 36 16/11/2005 43 2B 830/11/2005 57 2A 16 30/11/2005 57 2B 23214/12/2005 71 2A 100 14/12/2005 71 2B 8628/12/2005 85 2A 30 28/12/2005 85 2B 1204/10/2005 0 3A 04/10/2005 0 3B05/10/2005 1 3A 90 05/10/2005 1 3B 13019/10/2005 15 3A 36 19/10/2005 15 3B 5202/11/2005 29 3A 320 02/11/2005 29 3B 24416/11/2005 43 3A 44 16/11/2005 43 3B 2630/11/2005 57 3A 26 30/11/2005 57 3B 3814/12/2005 71 3A 6 14/12/2005 71 3B 1828/12/2005 85 3A 56 28/12/2005 85 3B

SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES (Columna B)SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES (Columna A)


91

Tabla 17. Nitrógeno Total

Fecha Día No. Muestra NTK (mg/l) Fecha Día No. Muestra NTK (mg/l) 04/10/2005 0 1A 04/10/2005 005/10/2005 1 1A 22,4 05/10/2005 1 1B 16,2419/10/2005 15 1A 23,52 19/10/2005 15 1B 39,48

02/11/2005 29 1A 26,6112 02/11/2005 29 1B 32,92816/11/2005 43 1A 22,8536 16/11/2005 43 1B 24,147230/11/2005 57 1A 72,716 30/11/2005 57 1B 21,95214/12/2005 71 1A 46,9224 14/12/2005 71 1B 40,65628/12/2005 85 1A 31,416 28/12/2005 85 1B 31,41604/10/2005 0 04/10/2005 005/10/2005 1 2A 17,92 05/10/2005 1 2B 16,2419/10/2005 15 2A 23,52 19/10/2005 15 2B 23,5202/11/2005 29 2A 12,936 02/11/2005 29 2B 22,422416/11/2005 43 2A 15,3664 16/11/2005 43 2B 25,244830/11/2005 57 2A 22,5008 30/11/2005 57 2B 24,147214/12/2005 71 2A 25,2448 14/12/2005 71 2B 27,10428/12/2005 85 2A 20,636 28/12/2005 85 2B 20,94404/10/2005 0 04/10/2005 005/10/2005 1 3A 20,16 05/10/2005 1 3B 21,2819/10/2005 15 3A 24,64 19/10/2005 15 3B 23,5202/11/2005 29 3A 27,5968 02/11/2005 29 3B 27,5968

16/11/2005 43 3A 15,3664 16/11/2005 43 3B 25,244830/11/2005 57 3A 22,5008 30/11/2005 57 3B 21,952

14/12/2005 71 3A 24,696 14/12/2005 71 3B 26,48828/12/2005 85 3A 11,088 28/12/2005 85 3B

NTK (Columna A) NTK (Columna B)

Tabla 18. Fosfatos

Fecha Día Muestra No.Fosfatos

(mg/l) Fecha Día Muestra No.Fosfatos

( mg/l)04/10/2005 0 1A 04/10/2005 0 1A05/10/2005 1 1A 2,49065 05/10/2005 1 1B 3,93522719/10/2005 15 1A 5,379804 19/10/2005 15 1B 5,87793402/11/2005 29 1A 1,245325 02/11/2005 29 1B 1,4943916/11/2005 43 1A 2,26188 16/11/2005 43 1B 1,7592430/11/2005 57 1A 3,01584 30/11/2005 57 1B 6,28314/12/2005 71 1A 2,01056 14/12/2005 71 1B 3,2671628/12/2005 85 1A 3,26716 28/12/2005 85 1B 6,28304/10/2005 0 2A 04/10/2005 0 2B05/10/2005 1 2A 1,99252 05/10/2005 1 2B 4,4831719/10/2005 15 2A 3,48691 19/10/2005 15 2B 4,4831702/11/2005 29 2A 2,739715 02/11/2005 29 2B 2,73971516/11/2005 43 2A 3,51848 16/11/2005 43 2B 4,2724430/11/2005 57 2A 5,78036 30/11/2005 57 2B 6,5343214/12/2005 71 2A 3,26716 14/12/2005 71 2B 5,7803628/12/2005 85 2A 4,02112 28/12/2005 85 2B 7,0369604/10/2005 0 3A 04/10/2005 0 3B05/10/2005 1 3A 6,47569 05/10/2005 1 3B 6,72475519/10/2005 15 3A 3,48691 19/10/2005 15 3B 5,57905602/11/2005 29 3A 2,98878 02/11/2005 29 3B 2,73971516/11/2005 43 3A 4,02112 16/11/2005 43 3B 4,5237630/11/2005 57 3A 6,283 30/11/2005 57 3B 7,2882814/12/2005 71 3A 4,2744 14/12/2005 71 3B 7,7909228/12/2005 85 3A 5,27772 28/12/2005 85 3B

FOSFATOS (mg /l) (Column a A) FOSFATOS (mg/l) (Columna B)


92

Tabla 19. Sólidos Totales Volátiles

Fecha Muestra No. STV %02/10/2005 Raiz 60,1504/10/2005 Raiz A 74,1327/10/2005 Raiz A 86,3904/10/2005 Raiz B 76,2827/10/2005 Raiz B 86,5002/10/2005 Hoja-Tallo 73,0404/10/2005 Hoja-Tallo A 80,4627/10/2005 Hoja-Tallo A 87,0004/10/2005 Hoja-Tallo B 80,5327/10/2005 Hoja-Tallo B 88,53

% SOLIDOS TOTALES VOLATILES

Tabla 20. Lignina

Fecha DiaMuestra

No. %Lignina02/10/2005 -2 Raiz inicial 5,804/10/2005 0 Raiz A 3,8627/10/2005 23 Raiz A 27,01604/10/2005 0 Raiz B 6,127/10/2005 23 Raiz B 5,3802/10/2005 -2 Hoja-Tallo inic 4,4404/10/2005 0 Hoja-Tallo A 4,0827/10/2005 23 Hoja-Tallo A 28,72604/10/2005 0 Hoja-Tallo B 5,1427/10/2005 23 Hoja-Tallo B 4,912

LIGNINA

IAM B – 200520-16 ANEXO D

93

AANNEEXXOO DD RREEGGIISSTTRROO FFOOTTOOGGRRÁÁFFIICCOO


94

1. Columna A Octubre

05-10-2005 (Día 1) 06-10-2005 (Día 2) 07-10-2005 (Día 3) 10-10-2005 (Día 6)

12-10-2005 (Día 7) 14-10-2005 (Día 10) 18-10-2005 (Día 14) 19-10-2005 (Día 15)

26-10-2005 (Día 22) 28-10-2005 (Día 24) 30-10-2005 (Día 26) Noviembre

01-11-2005 (Día 28) 05-11-2005 (Día 32) 09-11-2005 (Día 36) 10-11-2005 (Día 37)

12-11-2005 (Día 39) 14-11-2005 (Día 41) 16-11-2005 (Día 43) 19-11-2005 (Día 46)


95

21-11-2001 (Día 48) 23-11-2005 (Día 50) 28-11-2005 (Día 55) Diciembre

02-12-2005 (Día 59) 05-12-2005 (Día 62) 07-12-2005 (Día 64) 09-12-2005 (Día 66)

12-12-2005 (Día 69) 14-12-2005 (Día 71) 16-12-2005 (Día 73) 19-12-2005 (Día 76)

23-12-2005 (Día 80) 27-12-2005 (Día 84)

2. Columna B Octubre

05-10-2005 (Día 1) 06-10-2005 (Día 2) 07-10-2005 (Día 3) 10-10-2005 (Día 6)

12-10-2005 (Día 7) 14-10-2005 (Día 10) 18-10-2005 (Día 14) 19-10-2005 (Día 15)


96

26-10-2005 (Día 22) 28-10-2005 (Día 24) 30-10-2005 (Día 26) Noviembre

01-11-2005 (Día 28) 05-11-2005 (Día 32) 09-11-2005 (Día 36) 10-11-2005 (Día 37)

12-11-2005 (Día 39) 14-11-2005 (Día 41) 16-11-2005 (Día 43) 19-11-2005 (Día 46)

21-11-2001 (Día 48) 23-11-2005 (Día 50) 28-11-2005 (Día 55) Diciembre

02-12-2005 (Día 59) 05-12-2005 (Día 62) 07-12-2005 (Día 64) 09-12-2005 (Día 66)

12-12-2005 (Día 69) 14-12-2005 (Día 71) 16-12-2005 (Día 73) 19-12-2005 (Día 76)


97

23-12-2005 (Día 80) 27-12-2005 (Día 84)

3. Desmonte Columna A

04-01-2006 04-01-2006

Columna B

04-01-2006 04-01-2006

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EVALUACIÓN DE LA DEGRADACIÓN NATURAL DE LA ESPECIE