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CURSO INTERNACIONAL SOBRE DISEÑO Y

DISPOSICION FINAL DE RESIDUOS SOLIDOS

(RELLENOS SANITARIOS)

 

 

 

 

 

 

 

 

ESTUDIOS PREVIOS

 

 

 

 

 

 

Ing. Ricardo Etrada Núñez

 

 

 

 

Asociación Mexicana para el Control

De los Residuos Sólidos y Peligrosos, A.C.

(AMCRESPAC)

 

 

 

 

 

 

 

PALACIO DE MINERIA, MEXICO D.F. 14-19 de Marzo de 1994

Estudios previos

Contenido

Introducción

1.1 Definición de zona de influencia del relleno sanitario

1.2 Caracterización físico- química de los residuos que se depositarán en el sitio

1.2.1 Cuantificación de los residuos sólidos

1.2.2 Proyección de generación

1.2.3 Caracterización físico- química

1.2.4 Recepción de residuos sólidos

1.3 Estudios de explotación del suelo

1.3.1 Estudios geológicos, geofísicos y geohidrológicos

1.3.2 Mecánica de suelos

1.4 Información meteorológica

1.4.1 Características fisiográficas de una cuenca

1.4.2 Precipitación

1.4.3 Evaporación

1.4.4 Infiltración

1.5 Estudios topográficos

1.5.1 Localización

1.5.2 Planimetría

1.5.3 Altimetría

1.5.4 Secciones transversales

1.5.5 Curvas de nivel

1.5.6 Volumetría

1.6 Estudios de impacto vial

1.6.1 Definición de rutas

1.6.2 Ingeniería de tránsito

1.7 Impacto ambiental (preliminar)

1.7.1 Ambito legal

1.7.2 Procedimiento de impacto ambiental

1.7.3 Metodología de identificación y evacuación del impacto ambiental

 

Introducción

Una vez aplicada la metodología para el emplazamiento de relleno sanitario y definido el sitio propuesto se iniciaran como en toda obra, una serie de estudios específicos, los cuales se realizaran en el sitio seleccionado para la ubicación del relleno sanitario. El objetivo principal ,de los estudios previos es verificar a detalle la factibilidad del predio para alojar sin riesgo al ambiente esta obra de ingeniería, así como recabar la información necesaria para la realización del proyecto. Con los resultados obtenidos se definirá y señalarán las características que deben contemplarse en los proyectos ejecutivos de la obra.

Con la finalidad de evitar problemas a los habitantes de las zonas circundantes al sitio propuesto, por esta razón las autoridades locales programarán los trabajos de campo informando a las comunidades los objetivos de los estudios que se realizarán en la zona.

Un factor que garantiza el buen desarrollo de los proyectos ejecutivos, es el mantener una estrecha comunicación de los profesionales que realizaron los estudios básicos con los encargados del proyecto ejecutivo del sitio durante la realización de este.

Es importante que se contemple de manera clara y precisa en los términos de referencia los alcances que se persiguen en cada estudio que se realice, y se cumplan la totalidad de los estudios comentados.

Es conveniente se cumplan la totalidad de los estudios preliminares que se detallan en el presente documento, ya que si no se cuenta con los resultados de los estudios, no se estará en posibilidad de diseñar un relleno sanitario confiable.

Una de las situaciones que se deben establecer, es la constante comunicación que se tendría entre las autoridades locales y las compañías consultoras.

1.1 Definición de zona influencia del Relleno Sanitario

Las "zonas favorables" para la ubicación de rellenos sanitarios, se subdividen en: zonas con altas posibilidades en terrenos duros y en zonas con altas posibilidades en terrenos blandos; esta clasificación tiene por objetivo, dar una idea previa de las facilidades o no que el terreno brindará a la construcción del relleno. En estas zonas es muy conveniente llevar a cabo estudios de detalle que concluyan si puede existir algún riesgo al implementar en ellos los rellenos sanitarios y que definan el tipo de estructuras que permitan profundizar en el conocimiento del sistema natural, o en la evolución química o biológica que pueden seguir los lixiviados en el subsuelo, si es que éstos llegan a penetrarlo; un ejemplo de estas estructuras son los pozos, con los cuales se tendrá un conocimiento directo y real de la posición que tiene el nivel del agua subterránea, qué tipo de terrenos están por encima del material que almacena el agua, qué grado de permeabilidad tienen, la comunicación que puede existir entre relleno sanitario y acuífero, etc.; a partir de estas obras (pozos), se deberán realizar monitoreos periódicos de la calidad físico- química y bacteriológica de las aguas subterráneas, tanto en la zona saturada como en la zona no saturada, a fin de conocer cuál es su situación inicial antes de la implantación del relleno sanitario y evaluar si estas condiciones iniciales van variando con el tiempo, estas prácticas permitirán evaluar también la capacidad autodepuradora del terreno, todo lo anterior en el supuesto de que éste permita el paso de los lixiviados. Estas y otra serie de investigaciones que permitan conocer mejor la estructura del subsuelo, como los métodos geofísicos, permitirán definir mejor la bondad de un sitio para ubicar en él, rellenos sanitarios.

Una vez llevado a cabo el análisis donde se establecen los criterios para la definición de las zonas favorables, (fig. 1.1.1) que como ejemplo fueron elegidos Tlalnepantla y La Paz, se define la zona de influencia del sitio propuesto.

Como no todas las áreas contenidas en una localidad presentan las características antes señaladas es importante tener como objetivo establecer una esquema de servicio con un enfoque regional que redunde en la optimización y eficiencia del mismo sistema. En la figura 1.1.2 se pueden apreciar, además de las zonas favorables elegidas, la zona de influencia de uno

 

Fig. 1.1.1.

Fig. 1.1.2

 

 

de los sitios.

1.2 Caracterización Físico- Química de los Residuos que se Depositarán en el Sitio.

Durante el diseño de un relleno sanitario, es parte importante establecer y conocer las características físico- químicas de los residuos sólidos que serán depositados, así como de los productos que se forman por la degradación de éstos y que pueden migrar fuera de la vecindad de dicho sitio, como es el caso de los lixiviados y del biogás. El contar con estos indicadores permitirá establecer las bases para el diseño de las obras complementadas que garanticen el control y tratamiento que se aplicará en el sitio de disposición final.

1.2.1 Cuantificación de los Residuos Sólidos.

Antes de entrar de lleno en la caracterización intrínseca de los residuos, resulta importante destacar que dentro de la conceptualización de un relleno sanitario deben considerarse y analizarse ciertos indicadores básicos de los residuos sólidos para su adecuada disposición como son el tipo, la cantidad y el volumen de los subproductos que componen la basura generada en las diversas fuentes municipales.

Con el fin de conocer las características cuantitativas de estos indicadores se lleva a cabo una serie de análisis en campo de los residuos sólidos, relacionados con la cuantificación de subproductos, el peso volumétrico y la determinación de la generación total y per-cápita. La metodología empleada para la determinación de estos parámetros se apega a la establecida en las normas oficiales mejicanas vigentes.

La composición de los residuos ha variado en los últimos años y esto se ha debido principalmente a los cambios en los patrones de producción y a los hábitos de consumo de la población. Actualmente la cantidad de subproductos inertes y de lenta degradación, que componen la basura y que se depositarán en los sitios de disposición final, se ha visto incrementada considerablemente, pero aun así en la ciudad México como en otras ciudades en países en vías de desarrollo, el porcentaje de subproductos orgánicos de fácil degradación, como son los residuos alimenticios, alcanza más de un 40% del total de los residuos sólidos que se genera actualmente.

Referente al peso volumétrico de los residuos, se considera uno de los principales parámetros a identificar, pues la importancia de conocer el volumen de los residuos que se dispondrán en relleno sanitario es esencial para saber o estimar la vida útil de estos sitios.

Retomando el punto de los materiales que son resistentes a la degradación biológicas y ambiental, esto nos lleva a pensar en el volumen ocupado por este tipo de residuos en el relleno sanitario y que se mantendrán de esta forma por mucho tiempo.

Por ello la importancia de la recuperación de materiales para la reducción del volumen que se dispone en relleno sanitario y alargar la vida útil de estos.

1.1.2 Proyección de Generación.

Tomando en cuenta todo lo antes mencionado, en relación a la información arrojada por este tipo de estudios se puede establecer una tasa de incremento anual de los residuos que serán depositados en el relleno sanitario en los próximos años, es importante que con anterioridad se hubiera realizado la proyección de población con la cual se podrá. estar en posibilidad de realizar la proyección de generación.

El objeto de las proyecciones de generación, permitirá determinar el volumen y la cantidad de residuos sólidos que serán depositados en los sitios de disposición final y poder estimar de esta manera la vida útil de un relleno sanitario, la proyección se recomienda se realice en un periodo de 15 años.

1.2.3 Caracterización Físico- Química.

Considerando la variación de las características que presentan los residuos según sea la fuente que los genera, es importante el establecimiento y conocimiento de las características físico- químicas de los residuos a disponer.

Este análisis se lleva a cabo en un laboratorio especializado y es complemento de los estudios mencionados en el inciso anterior. Los principales parámetros que se determinan por norma son los siguientes:

- Humedad - Nitrógeno total

- Cenizas - Materia orgánica

- Poder calorífico - Hidrógeno

- Carbono total - Oxígeno

Posteriormente, durante la operación del relleno sanitario, se toman muestras de los residuos enterrados a diferentes profundidades, así como de los lixiviados y del biogás, productos que se forman durante la estabilización y transformación de los residuos, y que son impacientes de alto riesgo para el ambiente, por lo cual la importancia de conocer la composición y cuantificar la magnitud de estos productos y de otros que se generan durante el proceso de degradación.

Inicialmente el proceso es de tipo anaerobio, de corta duración y en el cual hay una elevación de la temperatura y se genera bióxido de carbono, agua, nitratos y nitritos. A medida que el oxígeno disponible se va agotando, organismos facultativos y anaerobios empiezan a predominar, volviéndose más lenta la degradación y generándose como elementos típicos de esta fase anaerobia: ácidos orgánicos, nitrógeno, bióxido de carbono, metano y en menor proporción ácido sulfhídrico.

Ahora bien, cabe señalar que uno de los impactantes más importantes es el biogás, formado durante la fase anaerobia y cuyos componentes más significativos son el metano y el bióxido de carbono, el cual puede emigrar fuera del sitio y provocar que se presenten incendios y/o explosiones, además de que en combinación con el agua puede haber producción de ácido carbónico, el cual es altamente corrosivo.

Otro de los impactantes de importancia, son los lixiviados, la producción de estos líquidos percolados se debe principalmente al paso del agua de lluvia a través de los estratos de los residuos sólidos que se hayan en la fase de descomposición anaerobia arrastrando componentes disueltos, en suspensión, fijos y/o volátiles. Estos elementos les dan las características contaminantes por las elevadas cargas orgánicas y canónicas, as! como de metales pesados presentes y que son peligrosos pese a la disolución que tienen al penetrar al acuífero.

Los principales parámetros que se analizan en el laboratorio se muestran en la siguiente tabla.

PRODUCTO

PARAMETRO

BIOGAS

CH4, CO2, O2, N2,

EXPLOSIVIDAD, TOXICIDAD,

TEMPERATURA, FLUJO

LIXIVIADOS

METALES PESADOS,

COMPUESTOS ORGANICOS,

OXIGENO DISUELTO, pH,

CONDUCTIVIDAD,

MICROORGANISMOS

1.3. Estudios de Exploración de Suelos

Los estudios geológico, geohidrológico, hidrológico y geofísico, se engloban en un sólo apartado dado que la exploración del suelo para determinar las características del mismo se realizan paralelamente.

Este tipo de estudios se realizan por medio de sondeos para la toma de muestras o análisis realizados con los datos obtenidos del sondeo. Hay sondeos de distinto tipo y para propósitos diferentes, los que a continuación enlistamos:

Métodos Exploratorios de Carácter Preliminar

a) Pozos a cielo abierto, con muestreo alterado e inalterado

b) Perforaciones con posteadora, barrenos helicoidales o métodos similares

c) Métodos de lavado

d) Métodos de penetración standard

e) Método de penetración cónica

f) Perforaciones en boleos y gravas (con barretones, etc.)

 

 

Métodos de Sondeo Definitivo

a) Pozos a cielo abierto, con muestreo alterado e inalterado

b) Métodos con tubo de pared delgada

c) Métodos rotatorios para roca

Métodos Geofísicos

a) Sísmico

b) De resistencia eléctrica

c) Magnético y gravimétrico

1.3.1 Estudios Geológicos, Geofísicos y Geohidrológicos

Los estudios geológicos y geofísicos de detalle se apoyan en el marco geológico regional además de la geología local y geología superficial, la geofísica permite conocer las características físicas y la homogeneidad de las unidades, conformando los datos de la geología local. La principal ventaja que representa utilizar métodos geofísicos es el costo en relación a los sondeos, el cual, en los estudios geohidrológicos aportan el conocimiento del modelo de flujo del agua a través de las formaciones geológicas superficiales y del subsuelo tomando en consideración el aprovechamiento hidráulico.

Las unidades hidrológicas correlacionan las rocas que afloran regionalmente, apoyándose en los estudios geológicos y geofísicos, calculando el tiempo de infiltración al nivel de saturación determinando la profundidad el nivel estático/flujo de agua subterránea. En la figura 1.3.1.1 se observa un mapa hidrológico del aguas superficiales de la precipitación media anual realizado a partir de 1a precipitación en la zona de estudio.

Figura 1.3.1.1.

La figura 1.3.1.2 presenta una sección transversal del flujo de agua subterránea en la región.

Información básica que se obtendrá para la realización del proyecto ejecutivo.

Figura 1.3.1.2

 

1.3.2 Mecánica de Suelos

Los trabajo se iniciarán con la visita al sitio por parte de un ingeniero especialista con el objeto de definir el número de sondeos de penetración, la excavación de los pozos, las calas exploratorias. Así mismo, se programarán los ensayos de laboratorio para determinar las propiedades, índices y parámetros representativos del comportamiento del subsuelo.

Los pozos a cielo abierto serán en dimensiones suficientes para que un individuo pueda acceder a él para extraer las muestras; esto es, entre 1.5 y 2.0 mts de lado, con profundidades hasta de 6 m o al nivel de una capa impermeable, si las condiciones lo permiten; ya que estos apoyarán los estudios geológicos.

El número de pozos recomendados serán como mínimo los siguientes:

Area del sitio Número de pozos

Hasta 5 Ha 3

De 5 a 20 Ha 5 - 6

De 20 a 40 Ha 8 - 9

Más de 40 Ha 11 - 15

En estos pozos se pueden formar muestras alteradas o inalteradas de los diferentes estratos que se hayan encontrado, anotando los datos necesarios para su identificación; banco, fecha, pozo y profundidad. Las muestras alteradas se tomarán de cada uno de los pozos y las inalteradas se tomaran uno como mínimo, de cada uno de los estratos encontrados en el sitio.

Las muestras alteradas son porciones de suelo que se protegerán contra perdidas de humedad introduciéndolas en botes o bolsas emparafinadas. Para las muestras inalteradas deberán tomarse mayores precauciones, generalmente labrando la muestra en una oquedad que se practique al efecto en la pared del pozo, la muestra debe protegerse contra pérdidas de humedad, envolviéndola en una o más capas de manta debidamente impermeabilizada con brea y parafina.

Derivado del sondeo y la toma de muestra se determinarán los parámetros que a continuación se enlistan:

Clasificación visual y al tacto

Contenido orgánico total

Granulometría

Capacidad de intercambio canónico

Límites de consistencia

pH

Clasificación de suelo

Porosidad

Humedad

Permeabilidad

Capacidad de carga

Capacidad de compactación

Compresión triaxial

Profundidad de los mantos freáticos

Estratigrafía

Estabilidad de taludes

Peso volumétrico

En la figura 1.3.1 se puede apreciar la ubicación de los puntos donde se realizarán los sondeos, cubriendo el sitio con secciones transversales y longitudinales procurando que la ubicación de los sondeos cubrirán la configuración del sitio.

Figura 1.3.2.1

En la figura 1.3.2.2 se presentan algunas secciones transversales obtenidas a través de los estudios de mecánicas de suelos.

Figura 1.3.2.2

1.4 Información Meteorológica

Debido a la complejidad de los procesos naturales que intervienen en los fenómenos meteorológicos, es difícil examinarlos mediante un razonamiento deductivo riguroso. No siempre es aplicable una ley física fundamental para determinar el resultado meteorológico esperado. Más bien, lo que parece razonable es partir de una serie de datos observados, analizarlos estadísticamente y después tratar de establecer la norma que gobierna dichos sucesos.

Lo anterior establece la necesidad de contar con registros de varios años de las diversas componentes que intervienen en los problemas meteorológicos.

En la República Mexicana las principales fuentes de información son la Comisión Nacional del Agua, la Comisión Federal de Electricidad y la Secretaría de Agricultura y Ganadería.

En general, cada análisis de una zona es único y las conclusiones cuantitativas de su análisis no pueden extrapolarse a otro problema. Esto ha ocasionado que muchas veces se juzgue un método de cálculo en forma equivocada, al no tenerse en cuenta sus limitaciones en cuanto a aplicabilidad. Conviene establecer primero la bondad del método, ya que, aunque el problema por analizar no tenga las mismas condiciones para las cuales fue deducido, puede proporcionar un resultado cualitativo de gran utilidad, siempre y cuando se sepa interpretar.

Meteorología es la ciencia que estudia los fenómenos que ocurren en la atmósfera, tales como viento, precipitación, temperatura, etc. El comportamiento de esos fenómenos en un determinado lugar y por un cierto tiempo se llama clima. La meteorología es una rama de la física, debido a que la atmósfera es una mezcla de gases, donde la intercalación entre temperatura, presión y volumen sigue las leyes de la dinámica y termodinámica. Además, está relacionada con la geografía, ya que la latitud, altitud, localización y topografía de áreas de tierra y agua, afectan las características y distribución de los elementos meteorológicos sobre la superficie terrestre.

1.4.1 Características fisiográficas de una cuenca

La cuenca de drenaje de una corriente es el área que contribuye al escurrimiento y que proporciona parte o todo el flujo de la corriente principal y sus tributarios. Esta definición es compatible con el hecho de que la frontera de una cuenca de drenaje y su correspondiente cuenca de agua subterránea no necesariamente tienen la misma proyección horizontal.

La cuenca de drenaje de una corriente está limitada por su parteaguas, que es una línea imaginaria que divide a las cuencas adyacentes y distribuye el escurrimiento, originado por la precipitación, que en cada sistema de corrientes fluye hacia el punto de salida de la cuenca. El parteaguas está formado por los puntos de mayor nivel topográfico y cruza las corrientes en los puntos de salida.

Muchas veces se requiere dividir las grandes cuencas para facilitar su estudio. Las subáreas o cuencas tributarias estarán a su vez delimitadas por parteaguas interiores. En general estas subdivisiones se hacen de acuerdo con las estaciones hidrométricas existentes en la zona.

No necesariamente se analiza con el mismo criterio una cuenca tributarla o pequeña que una cuenca grande. Para una cuenca pequeña, la forma y cantidad de escurrimiento están influidas principalmente por las condiciones físicas del suelo, por lo tanto, el estudio hidrológico debe enfocarse con más atención a la cuenca misma. Para una cuenca muy grande, el efecto de almacenaje del cauce es muy importante, por lo cual deberá dársele también atención a las características de este último.

Es difícil distinguir una cuenca grande de una pequeña, considerando solamente el tamaño. En hidrología, dos cuencas del mismo tamaño son diferentes. Una cuenca pequeña se define como aquella, cuyo escurrimiento es sensible a lluvias de alta intensidad y corta duración, y donde predominan las características físicas del suelo con respecto a las del cauce. Así, el tamaño de una cuenca pequeña puede variar desde unas pocas hectáreas hasta un límite que, para propósitos prácticos, Chow considera de 250 km2.

El escurrimiento del agua en una cuenca depende de diversos factores, siendo uno de los más importantes las características fisiográficas de la cuenca. Entre estas se pueden mencionar principalmente su área, pendiente, características del cauce principal, como son longitud y pendiente, elevación de la cuenca y red de drenaje. A continuación se describirán las formas de calcular las características fisiográficas, según su uso.

En algunos casos, como por ejemplo al valuar la pendiente de la cuenca, se indican diversos criterios, no con el fin de resaltar el concepto, sino con la idea de obtener diversos resultados. Esto es de gran importancia, pues, como se verá posteriormente, muchas veces se requiere determinar una relación entre las características del escurrimiento y las características fisiográficas de una cuenca y, conociendo varios valores, se escoge el que proporcione mayor aproximación a la relación. Lo anterior implica la inconveniencia de agrupar, por ejemplo, los métodos para valuar las pendientes, ya que cada uno proporciona un resultado diferente. Es necesario tomar cada criterio como un factor más de las características fisiográficas de una cuenca. A partir de la definición del sitio se realizará la restitución fotogramétrica con la cual se podrá realizar la configuración del sitio con respecto a la cuenca en la figura 1.4.1.1. En la cual se observa un modelo de configuración del terreno por computadora.

Figura 1.4.1.1

El área drenada de una cuenca es el área en proyección horizontal encerrada por el parteaguas. Generalmente esta área se determina con un planímetro y se expresa en kilómetros cuadrados.

Pendiente de una cuenca

Existen diversos criterios para valuar la pendiente de una cuenca, dependiendo del uso posterior que se le vaya a dar al resultado o bien al criterio que lo requiere.

Criterio de Alvord

Para obtener la ecuación que proporciona la pendiente de la cuenca por este criterio, se analiza primero la pendiente existente entre curvas de nivel. Analizando la faja definida por las líneas medias que pasan entre las curvas de nivel, se tiene que para una de ellas la pendiente de su área tributarla es:

Sc = D L

A

donde:

A: área de la cuenca, en km2

D: desnivel constante entre curvas de nivel, en km

L: longitud total de las curvas de nivel dentro de la cuenca, en km

Sc: pendiente de la cuenca

Criterio de Horton

En este criterio se traza una malla de cuadrados sobre el plano del área de la cuenca en estudio, la cual conviene orientar en el sentido de la corriente principal. Si la cuenca es de 250 km2 o menor, se requiere por lo menos una malla de cuatro cuadros por lado; si la cuenca es mayor de 250 km2, deberá incrementarse el número de cuadros de la malla, ya que la aproximación del cálculo depende del tamaño de esta.

Una vez hecho lo anterior, se mide la longitud de cada línea de la malla comprendida dentro de la cuenca y se cuentan las intersecciones y tangencias de cada línea con las curvas de nivel. La pendiente de la cuenca en cada dirección de la malla se valúa como:

Sx = Nx D y Sy = Ny D

Lx Ly

donde

D: desnivel constante entre curvas de nivel

Lx: longitud total de las líneas de la malla en la dirección x, comprendidas dentro de la cuenca

Ly: longitud total de las líneas de la malla en la dirección y, comprendidas dentro de la cuenca

Nx: número total de intersecciones y tangencias de las líneas de la malla en la dirección x, con las curvas de nivel

Ny: número total de intersecciones y tangencias de las líneas de la malla en la dirección y, con las curvas de nivel

Sx: pendiente de la cuenca en la dirección x

Sy: pendiente de la cuenca en la dirección y

Finalmente, Horton considera que la pendiente media de la cuenca puede determinarse como:

Sc = N D sec q

L

donde

L: Lx+ Ly

N: Nx + Ny

q : ángulo entre las líneas de la malla y las curvas de nivel

Como resulta demasiado laborioso determinar la sec q de cada intersección, Horton sugiere usar un valor promedio de 1.57. En la práctica, y para propósitos de comparación, es igualmente eficaz ignorar el término sec q , o bien considerar el promedio aritmético o geométrico de las pendientes Sx y Sy como pendiente de la cuenca.

Criterio de Nash

Análogamente al criterio de Horton, se requiere trazar una malla de cuadros sobre el plano topográfico de la cuenca, de manera que se obtengan aproximadamente 100 intersecciones.

En cada intersección se mide la distancia mínima entre las curvas de nivel y la pendiente en ese punto se considera como la relación entre el desnivel de las curvas de nivel y la mínima distancia medida. Así, se calcula la pendiente de cada intersección y su media se considera la pendiente de la cuenca.

Cuando una intersección ocurre en un punto entre dos curvas de nivel del mismo valor, la pendiente se considera nula y ese punto no se toma en cuenta para el cálculo de la media.

Al emplear este criterio, es posible construir una gráfica de distribución de frecuencias de las pendientes medidas en cada punto, mostrándose así la distribución total de la pendiente en la cuenca. Conviene hacer esta distribución sobre papel semilogarítmico, donde en el eje logarítmico se tiene la pendiente de la superficie, y en el otro, el porcentaje de área con pendiente igual o mayor que el valor indicado.

 

 

Elevación de una cuenca

La variación en elevación de una cuenca, así como su elevación media, puede obtenerse fácilmente con el método de las intersecciones. El mapa topográfico de la cuenca se divide en cuadros de igual tamaño, considerando que por lo menos 100 intersecciones estén comprendidas dentro de la cuenca La elevación media de la cuenca se calcula como el promedio de las elevaciones de todas las intersecciones.

Red de Drenaje

Otras características importantes de cualquier cuenca son las trayectorias o el arreglo de los cauces de las corrientes naturales dentro de ella. La razón de su importancia se manifiesta en la eficiencia del sistema de drenaje en el escurrimiento resultante. Por otra parte, la forma de drenaje proporciona indicios de las condiciones del suelo y de la superficie de la cuenca.

Las características de una red de drenaje pueden describirse principalmente de acuerdo con el orden de las corrientes, longitud de tributarios, densidad de corriente y densidad de drenaje.

Orden de las Corrientes

Antes de hablar del orden de las corrientes, conviene ver su clasificación. Todas las corrientes pueden dividirse en tres clases generales, dependiendo del tipo de escurrimiento, el cual está relacionado con las características físicas y condiciones climáticas de la cuenca.

Así, una corriente puede ser efímera, intermitente o perenne.

Una corriente efímera es aquella que sólo lleva agua cuando llueve e inmediatamente después. Una corriente intermitente lleva agua la mayor parte del tiempo, pero principalmente en época de lluvias, su aporte cesa cuando el nivel freático desciende por debajo del fondo del cauce. La corriente perenne contiene agua todo el tiempo, ya que aún en época de sequía es abastecida continuamente, pues el nivel freático siempre permanece por arriba del fondo del cauce.

Densidad de Drenaje

Esta característica proporciona una información más real que la anterior, ya que se expresa como la longitud de las corrientes por unidad de área, o sea que:

Dd = L

A

Donde:

A: área total de la cuenca, en km2

L: longitud total de las corrientes perennes e intermitentes en la cuenca, en km

Dd: densidad de drenaje por km

Pendiente del Cauce

El perfil de un cauce se puede representar llevando en una gráfica los valores de sus distancias horizontales, medidas sobre el cauce contra sus cambios de elevaciones respectivas. En general, la pendiente de un tramo se considera como el desnivel entre los extremos del tramo dividido, por la longitud horizontal de dicho tramo.

S = H

L

Donde:

H: desnivel entre los extremos del tramo del cauce, en m

L: longitud horizontal del tramo del cauce en m

S: pendiente del tramo de cauce

1.4.2 Precipitación

La precipitación es una componente fundamental del ciclo hidrológico y se ha tomado como el inicio del análisis de dichas componentes. En este inciso se explican las nociones de meteorología, con el fin de mostrar la diversidad de elementos que influyen en la precipitación, lo que, en la mayoría de los casos, no permite generalizar métodos de análisis para zonas ajenas a las que los originan. Además, se examinan diferentes métodos de procesamiento de los datos de precipitación para lograr su utilidad práctica.

Tipos de precipitación

Precipitación es el agua que recibe la superficie terrestre en cualquier estado físico, proveniente de la atmósfera. Para que se origine la precipitación es necesario que una parte de la atmósfera se enfríe hasta que el aire se sature con el vapor de agua, originándose la condensación de vapor atmosférico. El enfriamiento de la atmósfera se logra por la elevación del aire. De acuerdo con la condición que provoca dicha elevación, la precipitación puede ser por convección, orográfica y ciclónica.

Aparatos de medición

La precipitación se mide en términos de la altura de la lámina de agua y se expresa comúnmente en milímetros. Los aparatos de medición se basan en la exposición a la intemperie de un recipiente cilíndrico abierto en su parte superior, en el cual se recoge el agua producto de la lluvia u otro tipo de precipitación, registrando su altura. Los aparatos de medición se clasificando acuerdo con el registro de las precipitaciones en pluviómetros y pluviógrafos.

Los registros de pluviógrafos se pueden transformar y obtener el hietograma de las diversas tomermentas medidas. El hietograma es una gráfica que indica la variación de la altura de lluvia o de su intensidad con respecto a un intervalo de tiempo, el cual se escoge arbitrariamente, siguiendo. ciertas convenciones.

Actualmente se emplean pluviógrafos de registro directo en cinta magnética, pudiendo combinarse la recopilación de datos con el uso de las máquinas electrónicas. Aun más, se están empleando aparatos que trasmiten directamente sus registros a una estación central, sin que se registren en los aparatos. También se han desarrollado técnicas para usar el radar con el objeto de determinar el área de la distribución de la intensidad de precipitación, combinado con estaciones pluviométricas o pluviográficas.

Para conocer la distribución y la precipitación media de una tormenta en una determinada zona, se requiere de varias estaciones pluviométricas o pluviográficas, localizadas convenientemente.

Precipitación media sobre una zona

En este caso se requieren conocer la altura de precipitación media en una zona, ya sea durante una tormenta, una época del año o un período determinado de tiempo. Para hacerlo se tienen tres criterios.

a) Promedio aritmético. Para calcular la altura de precipitación media en una zona empleando el promedio aritmético, se suma la altura de lluvia registrada en un cierto tiempo en cada una de las estaciones localizadas dentro de la zona y se divide entre el número total de estaciones.

La precisión de este criterio depende de la cantidad de estaciones disponibles, de la forma como están localizadas y de la distribución de la lluvia estudiada. Es el criterio más impreciso, pero es el único que no requiere del conocimiento de la localización de las estaciones en la zona en estudio.

b) Método de Thiessen. En este criterio, es necesario conocer la localización de las estaciones en la zona bajo estudio, ya que para su aplicación se requiere delimitar la zona de influencia de cada estación dentro del conjunto. Para determinarla, primero se trazan triángulos que ligan las estaciones más próximas entre sí. A continuación se trazan líneas bisectoras perpendiculares a los lados de los triángulos, las cuales forman una serie de polígonos, cada uno de ellos contiene una estación.

Cada polígono es el área tributarla de cada estación. Entonces, la altura de precipitación media es:

 

 

donde:

A: área de la zona, en km2

Ai: área tributarla de la estación i, en km2

hpi: altura de precipitación registrada en la estación i, en mm

hpm: altura de precipitación media en la zona en estudio, en mm

n: número de estaciones localizadas dentro de la zona

c) Método de isoyetas. Para emplear este criterio se necesita un plano de isoyetas de la precipitación registrada en las diversas estaciones de la zona en estudio. Las isoyetas son curvas que unen puntos de igual precipitación. Este método es el más exacto pero requiere de un cierto criterio para trazar el plano de isoyetas. Se puede decir que si la precipitación es de tipo orográfico, las isoyetas tenderán a seguir una configuración parecida a las curvas de nivel. Por supuesto, entre mayor sea el número de estaciones dentro de la zona en estudio, mayor será la aproximación con la cual se trace el plano de isoyetas.

Para calcular la altura de precipitación media en una determinada zona, se usa la ecuación anterior, pero en este caso Ai corresponde al área entre isoyetas, hpi es la altura de precipitación media entre dos isoyetas, n el número de tramos entre isoyetas.

Deducción de datos faltantes.

Muchas veces se requieren los registros de una determinada estación, los cuales están incompletos por uno o varios días, o inclusive por años.

Si se necesita completar un registro al que le falta uno o varios días, se puede emplear uno de los dos criterios que se basan en registros simultáneos de tres estaciones que se encuentran distribuidas lo más uniformemente posible y circundando a la estación en estudio. a) Si la precipitación anual normal en cada una de las estaciones auxiliares difiere en menos de 10 por ciento de la registrada en la estación en estudio, para estimar el valor o los valores faltantes se hace un promedio aritmético con los valores registrados en esa fecha en las estaciones auxiliares. b) Si la precipitación anual normal de cualquiera de las tres estaciones auxiliares difiere en más del 10 por ciento de la registrada en la estación en estudio, para valuar un dato faltante se usa la ecuación

hpA, hpB, hpC: altura de precipitación registrada en las estaciones auxiliares

hpx: altura de precipitación faltante en la estación en estudio

pA, pB, pC: precipitación anual media en las estaciones auxiliares

px: precipitación anual media en la estación en estudio

Ajuste de registros de precipitación

Cuando se desee saber si el registro de una determinada estación ha sufrido modificaciones

que pueden ocurrir por una alteración en la localización de la estación, en sus condiciones adyacentes, o bien al cambiar de operador, se puede usar el método de la curva masa doble. Este método permite ajustar los registros de precipitación de tal manera que se puede considerar que la estación medidora no ha sufrido cambio alguno desde el inicio de su operación.

El método de la curva masa doble compara la precipitación anual acumulada en la estación por analizar con la precipitación media anual acumulada en un grupo de estaciones cercanas, de preferencia del orden de diez. En un plano coordenada, en el eje de las abscisas se lleva el valor acumulado de la precipitación anual de la estación en estudio, y en el eje de las ordenadas el valor acumulado de la precipitación media anual de las estaciones circunvecinas.

La acumulación puede hacerse del último año de registro hacia adelante. Uniendo los puntos se obtiene la gráfica llamada curva masa doble. Si el registro no ha sufrido ninguna alteración, se obtendrá una línea recta, un cambio de pendiente indicará que se debe ajustar el registro, siendo dicho ajuste proporcional al cambio de pendientes.

Aunque el método se basa en precipitaciones anuales, en zonas donde exista una marcada variación durante las diferentes estaciones del año, conviene hacer el análisis para las mismas.

1.4.3 Evaporación

El agua regresa a la atmósfera a través de las acciones combinadas de evaporación sublimación y transpiración. Estas acciones son esencialmente modificaciones de un solo proceso. La evaporación es el proceso por el cual las moléculas del agua, en la superficie de un recipiente o en la tierra húmeda, adquieren suficiente energía cinética debido a la radiación solar, y pasan del estado líquido al gaseoso.

Un aumento en la temperatura del agua origina una mayor evaporación, ya que se incremento la velocidad de las moléculas del agua y disminuye la tensión superficial.

La sublimación difiere de la evaporación solo en que las moléculas del agua pasan directamente del estado sólido al gaseoso. La transpiración es el proceso por el cual el agua absorbida por las plantas regresa a la atmósfera en forma de vapor.

Durante la evaporación, el movimiento de las moléculas de la superficie del agua produce una presión, denominada presión de vapor. Esta es una presión parcial del vapor de agua en la atmósfera, ya que en una mezcla de gases, cada gas ejerce una presión parcial, la cual es indispensable de la de otros gases.

Si en un espacio cerrado se considera a p como la presión total del aire húmedo contenido en ese espacio, y a p' como la presión debida al aire seco, la diferencia e = p - p' será la presión de vapor ejercida por el vapor de agua.

Para propósitos prácticos, la máxima cantidad de vapor de agua que puede existir en cualquier espacio dado es una función de la temperatura, y es independiente de la coexistencia de otros gases. Cuando un espacio dado contiene la máxima cantidad de vapor de agua, para una temperatura dada, se dice que el espacio está saturado, y la presión ejercida por el vapor de agua en ese medio se denomina presión de saturación. La temperatura a la cual se satura un espacio donde se conoce con el nombre de punto de rocío. Cualquier disminución de esa temperatura origina la condensación.

Tratando de ver el proceso en conjunto, puede considerarse que parte del vapor de agua liberado por evaporación de la superficie del agua, puede retomar a esta, una vez que se condensa. Cuando el número de moléculas que escapan de la superficie libre del agua es igual al número de moléculas que retorna a esta, el espacio se satura y se alcanza un equilibrio entre la presión ejercida por las moléculas que escapan y la presión atmosférica. Esto implica que la evaporación es mayor que la condensación si el aire sobre la superficie del agua no está saturado.

Factores que afectan a la evaporación

De acuerdo con lo anterior, se puede decir que la evaporación está relacionada con la diferencia entre la presión de vapor de la masa de agua y la existente en el aire sobre la superficie de la misma, temperaturas del aire y agua, velocidad del viento, presión atmosférica, y calidad del aire.

Diferencias en la presión de vapor

Si se considera que ew es la presión de vapor del agua, y ea la presión de vapor del aire sobre la superficie del agua, se puede decir que la evaporación es proporcional a ew – ea.

Cuando el aire es más caliente que el agua, su presión de saturación es es mayor que la de

la superficie del agua (es > ew), y la evaporación continúa hasta que es = ew, lo cual ocurrirá antes de que el aire llegue a saturarse. Sin embargo, si el aire es más frío que el agua, se tendrá que es < ew, y la evaporación continuará hasta que es = ew, lo cual ocurrirá antes de que el aire llegue a saturarse. Además, si el aire es más frío que el agua, se tendrá que es = ew, existirá un estado de sobresaturación (ea > es), o la condensación ocurrirá en el aire.

Temperatura

Este aspecto y el anterior están íntimamente relacionados ya que la presión de vapor depende de la temperatura. La cantidad de emisión de moléculas de la masa de agua está en función de su temperatura, ya que a mayor temperatura, mayor será la energía molecular liberada. La evaporación no depende de la temperatura de la superficie del agua, sino del resultado directo del incremento en la presión del vapor con la temperatura.

En la siguiente figura se muestra la variación entre la temperatura del aire y la presión de saturación.

Viento

El viento es un elemento efectivo para remover las moléculas que se desprenden de la superficie del agua debido a la evaporación, lo que origina variaciones en las características de la masa de aire que se encuentra sobre esta. Puede, así, traer masas de aire caliente, lo cual origina un aumento de evaporación; si la masa de aire es frío, puede disminuir la evaporación e, inclusive, favorecer la condensación.

El efecto del viento sobre la evaporación es mayor en grandes masas de agua que en pequeñas. Esto se debe a que una vez que el viento desplaza el vapor de agua que se encuentra en el aire sobre la superficie del agua y se altera la evaporación, se requieren variaciones muy grandes de velocidad para que se altere apreciablemente la evaporación existente. En el caso de pequeños recipientes, un incremento pequeño en el viento puede ser suficiente para remover el vapor de agua que se está generando. En extensas áreas de agua, pueden requerirse velocidades grandes y movimientos turbulentos de aire para que se incremento la evaporación.

Presión atmosférica

La presión atmosférica están tan íntimamente relacionada con los otros factores que afectan la evaporación, que es prácticamente imposible estudiar los efectos de sus variaciones bajo condiciones naturales.

La evaporación puede disminuir con el incremento de altitud. El número de moléculas de aire por unidad de volumen aumenta con la presión. Consecuentemente, ante presiones altas hay más oportunidad de las moléculas que escapan de la superficie libre del agua choque con las del aire y retornen al líquido.

Calidad del agua

La cantidad de evaporación, menor en agua salada, disminuye conforme se incremento el peso específico.

Medición de la evaporación

Como la evaporación es de gran importancia dentro del ciclo hidrológico, se han hecho grandes esfuerzos tendientes a establecer un método que permita medirla en forma directa. Obviamente, lo primero que se ocurre para determinar la evaporación en lagos y recipientes es usar la ecuación de equilibrio, y medir el gasto que entra y sale, la lluvia y el agua que se infiltra. Sin embargo, el agua que se infiltra no se puede valuar, y los errores al medir los otros factores pueden exceder a la evaporación. Por lo tanto, este procedimiento no se puede aplicar para valuar la evaporación.

La medición del grado de evaporación de una región se puede hacer en forma directa usando un evaporímetro. El evaporímetro más usual consiste en un recipiente circular de lámina abierto en su parte superior, de aproximadamente 1.20 m. de diámetro y 0.26 m. de alto.

El recipiente se llena de agua hasta un nivel arbitrario y se mide la variación del nivel después de un cierto tiempo, usualmente un día. Para medir el nivel del agua se introduce dentro del recipiente un cilindro de reposo que contiene un tornillo con vernier. La diferencia de niveles proporciona un índice de evaporación en la región.

Como la evaporación está relacionada con los cambios atmosféricos, además del evaporímetro se acostumbra instalar otros aparatos que permitan registrar distintos datos meteorológicos. Los elementos meteorológicos más importantes son el movimiento del aire, su temperatura y la de la superficie del agua, humedad atmosférica y precipitación.

El problema que plantean las mediciones de evaporación efectuadas con el evaporímetro es su explotación a la zona donde se quiere conocer esta componente. En el caso del almacenaje en una presa o un lago, el principal problema es la variación de la masa de agua almacenada con respecto a la contenida por el evaporímetro. Puede decirse que la evaporación registrada por un evaporímetro es mayor que la evaporación que puede sufrir una masa adyacente de agua. La relación de evaporaciones se conoce con el nombre de coeficiente del evaporímetro. Este coeficiente es variable y, usualmente, más alto en invierno que en verano, además, los coeficientes de evaporación mensual varían más que los de evaporación anual, pudiéndose considerar que lo coeficientes medios oscilan entre 0.70 y 0.80.

Fórmulas de evaporación

Existe una gran diversidad de ecuaciones para valuar la evaporación, las cuales se pueden

agrupar en:

a) Ecuaciones empíricas obtenidas a partir de relaciones entre datos de evaporímetros y elementos climáticos.

b) Ecuaciones basadas en consideraciones teóricas de cambios de energía.

Las ecuaciones del primer grupo se basan en la ley de Dalton, modificándola de acuerdo con los factores que afectan a la evaporación.

Las del segundo involucran hipótesis basadas en evidencias experimentales o coeficientes, los cuales se deben valuar empíricamente.

Ecuaciones empíricas

Como se vio al principio, la evaporación es proporcional a la diferencia entre la presión de vapor de agua, ew, y la presión de vapor del aire, ea, que se encuentra sobre la superficie del agua. Esto se puede expresar, según la fórmula de Dalton, como:

donde k es un coeficiente de proporcionalidad. Esta ecuación es válida, cuando el agua y el aire están a la misma temperatura.

Esta ecuación se ha usado como base de una gran variedad de expresiones. Así, para evaporaciones mensuales se puede usar la fórmula de Meyer, la cual se expresa en la forma:

 

donde

c: Constante empírica que tiene un valor aproximado de 38 para evaporímetros y pequeños depósitos, y de 28 para grandes depósitos

E: Evaporación mensual, en cm.

Ea: Presión de vapor del aire basada en la temperatura media mensual del aire y en la humedad relativa en la cercanía de los depósitos pequeños. Para depósitos grandes, los datos se deben recabar a 10 m sobre la superficie libre del agua. La presión de vapor se expresa en pulgadas de Hg.

Es: Presión de saturación del vapor correspondiente a la temperatura media mensual del aire si se trata de depósitos pequeños, y a la temperatura media mensual del agua, para depósitos grandes. Se expresa en pulgadas de Hg.

Vw: Velocidad media mensual del viento registrada a 10 m sobre la superficie, en Km/h. Para evaporaciones diarias, Horton propone la ecuación

donde

Las variables tienen el mismo significado que en la fórmula de Meyer, sólo que ahora se usan valores diarios en lugar de mensuales.

Esta ecuación sólo sirve para pequeños depósitos. Para grandes depósitos, el valor encontrado de E se multiplica por

donde:

h: Humedad relativa

P: Fracción del tiempo durante el cual el viento es turbulento

Y : Factor de viento, ec. 6.4

Basándose en un correlación gráfica coaxial, Linsley encontró, para valuar la evaporación en función de parámetros meteorológicos, una relación general de la forma:

donde a, b, c y n son constantes a determinar basándose en los valores conocidos de los parámetros meteorológicos, que en este caso son ea, es, y Vw, y el valor de la evaporación E.

Ecuaciones basadas en cambios de energía

Siendo el movimiento vorticoso el principal mecanismo por el cual el vapor de agua es removido de la vecindad de la superficie sujeta a evaporación, existen numerosas expresiones para determinarla basándose en consideraciones de transporte de masa por cambios turbulentos. De estas expresiones, la ecuación de Thornthwaite-Holzman ha dado resultados satisfactorios. Suponiendo una condición atmosférica adiabática y una distribución logarítmica en la vertical de la velocidad del viento y de la humedad, esta ecuación puede expresarse como

 

donde

E: Evaporación, en cm/h

e1, e2: Presión de vapor, en altura inferior h1 y en la superior h2, respectivamente, sobre la superficie del agua, en pulgadas de Hg.

T: Temperatura media del aire entre h1, y h2, en °F.

Vw1,Vw2: Velocidad del viento para h1, y h2, respectivamente, en Km/h.

Otro enfoque para calcular la evaporación se conoce con el nombre del método del balance del calor, y aunque existen diversas expresiones, estas son difíciles de aplicar por los problemas que se presentan al tratar de valuar algunos de los parámetros que intervienen.

1.4.4 Infiltración

Infiltración es el proceso por el cual el agua penetra en los estratos de la superficie del suelo y se mueve hacia el manto freático. El agua primero satisface la deficiencia de humedad del suelo y, después, cualquier exceso pasa a formar parte del agua subterránea.

La cantidad máxima de agua que puede absorber un suelo en determinadas condiciones se llama capacidad de infiltración. Durante una tormenta sólo se satisface la capacidad de infiltración mientras ocurre la lluvia en exceso. Antes o después de la lluvia en exceso, la capacidad de infiltración está ligada a la intensidad de lluvia.

Factores que afectan a la capacidad de infiltración

La infiltración puede considerarse como una secuencia de tres pasos: entrada en la superficie, transmisión a través del suelo, y agotamiento de la capacidad de almacenaje del suelo. Además de estos factores, se deben tener en cuenta el medio permeable y el flujo.

Entrada en la superficie

La superficie del suelo puede obstruirse por el lavado de finos y el impacto de gotas de agua, lo cual evita o retarda la entrada del agua dentro del suelo; por este hecho, un suelo con una buena red de drenaje puede tener b 'a capacidad de infiltración. La vegetación tiene una influencia importante en este aspecto.

Transmisión a través del suelo

La rapidez con que el agua penetra en un suelo depende de su capacidad de transmisión, la cual varía para los diferentes horizontes del perfil del suelo; una vez que este se ha saturado, la capacidad de infiltración está limitada por la menor transmisión del agua infiltrada que tenga el suelo.

Si la entrada del agua en la superficie del suelo es menor que la transmisión más baja de cualquier horizonte del suelo, la infiltración quedará supeditada.

Agotamiento de la capacidad de almacenaje del suelo

El almacenaje disponible en cualquier horizonte depende de su porosidad, espesor y contenido de humedad. La naturaleza y magnitud de la porosidad del horizonte del suelo depende de su textura, estructura, contenido de materia orgánica, penetración de las raíces y muchos otros factores.

La infiltración que ocurre en el inicio de la tormenta está controlada por el volumen, tamaño y continuidad de los poros no capilares, ya que proporcionan fáciles trayectorias para el movimiento del agua. La capacidad de almacenaje afecta directamente a la cantidad de infiltración durante la tormenta. Cuando esta última cantidad está controlada por su transmisión a través de los estratos del suelo, esta irá disminuyendo conforme se agote el almacenaje de los estratos superiores al estrato que tiene la menor transmisión.

Características del medio permeable

Para el suelo, la capacidad de infiltración está relacionada con el tamaño del poro y su distribución. En las arenas, los poros son relativamente estables, aunque durante una tormenta se puede formar una mezcla más densa, sin embargo, este cambio en las arenas es relativamente lento comparado con las arcillas y los limos.

En suelos en estado seco con cantidades apreciables de limo o arcilla, es posible tener poros relativamente largos que pueden desintegrarse durante una tormenta. Dichos suelos normalmente contienen material coloidal, el cual se hincha cuando está húmedo; así, un cambio en la permeabilidad de la masa es más frecuente que en las arenas. Por otra parte, el impacto de las gotas de agua compactan el suelo y ocasionan que partículas muy pequeñas de limo y arcilla penetren en los poros del material, sellándolos y reduciendo la infiltración.

Las modificaciones del tamaño del poro y su distribución son comunes en el campo, dependen principalmente del contenido de materia orgánica del suelo.

Características del flujo

Otros grupos de factores que afectan a la infiltración, aunque en grado menor, son aquellos que modifican las características físicas del agua. Uno de los cambios más importantes en el agua infiltrada es su contaminación, que, en la mayoría de los suelos, ocurre en menor o mayor escala, debido a las arcillas finas y los coloides. Esto afecta en forma directa a la infiltración, ya que el material en suspensión que lleva el agua infiltrada bloquea los poros del suelo por los cuales pasa.

La temperatura y viscosidad del fluido también afectan a la cantidad de agua que se mueve a través del suelo.

Medición de la infiltración

Para medir la infiltración de un suelo se usan los infiltrómetros, que sirven para determinar la capacidad de infiltración en pequeñas áreas cerradas, aplicando artificialmente agua al suelo.

Los infiltrómetros se unen con frecuencia en pequeñas cuencas o en áreas pequeñas o experimentales dentro de cuencas grandes.

Cuando en un área se presenta gran variación en el suelo y vegetación, esta se subdivide en subáreas relativamente uniforme, de las cuales, haciendo una serie de pruebas, se puede obtener información aceptable.

Siendo la infiltración un proceso completo, a partir de los infiltrómetros es posible inferir la capacidad de infiltración de cualquier cuenca en forma cualitativa y no cuantitativa. La aplicación más favorable de este equipo se obtiene en zonas experimentales, donde se puede valuar la infiltración para determinar tipos de suelos y contenido de humedad.

Infiltrómetros de carga constante

Estos infiltrómetros permiten conocer la cantidad de agua que penetra en el suelo en un área cerrada, a partir del agua que debe agregase a dicha área para mantener un tirante constante, que generalmente es de medio centímetro.

Los infiltrómetros de carga constante más comunes consisten en dos arcos concéntricos, o bien en un solo tubo. En el primer tubo, se usan dos arcos concéntricos de 23 y 92 cm de diámetro, respectivamente, los cuales se hinchan en el suelo varios centímetros.

El agua se introduce en ambos compartimentos, los cuales deben conservar el mismo tirante. El objeto del aro exterior es evitar que el agua dentro del aro interior se expanda en una zona de penetración mayor que el área correspondiente. La capacidad de infiltración del suelo se determina a partir de la cantidad de agua que hay que agregar al aro interior para mantener su tirante constante. El segundo tipo consiste en un tubo que se hinca en el suelo hasta una profundidad igual a la que penetra el agua durante la medición, lo que evita que el agua se expanda. En este caso se mide el agua que se le agrega para mantener el nivel constante.

Aunque estos aparatos proporcionan un método simple y directo para determinar la cantidad de agua que absorbe el suelo con estas condiciones, sólo considera la infiltración del uso del suelo, vegetación y algunas variables físicas. Esta forma de medir la infiltración puede cambiar con respecto a la real, porque no toma en cuenta el efecto que producen las gotas de lluvia sobre el suelo, como son la compactación y el lavado de finos. Por otra parte, tampoco considera el efecto del aire entrampado, el cual se escapa lentamente. Además, es imposible hincar los arcos o el tubo sin alterar las condiciones del suelo cerca de su frontera; el área afectada puede ser un porcentaje apreciable del área de prueba, ya que esta es muy pequeña.

Métodos para Calcular la Infiltración

Todos los métodos disponibles para determinar la capacidad de infiltración en una cuenca están basados en el criterio de la relación entre lo que llueve y lo que escurre. En la práctica, resulta complicado analizar detalladamente el fenómeno y sólo es posible, con ciertas limitaciones, para cuencas pequeñas donde ocurren tormentas sucesivas.

Los métodos que permiten obtener la infiltración de una cuenca, para una cierta tormenta, requieren del histograma de la precipitación media y de su correspondiente hidrograma. Esto implica, que en la cuenca donde se requiere valuar la infiltración, se necesita, si desean hacer análisis horarios, por lo menos un pluviógrafo y una estación de aforos en su salida. En caso de contar únicamente con estaciones pluviométricas, sólo se podrán hacer análisis diarios.

Los criterios que se analizan en este inciso permiten conocer la infiltración producida por una tormenta, una vez que ha terminado el escurrimiento. Debido a esto, se considera que

P = Q + F

donde

F: volumen de infiltración

P: volumen de precipitación

Q: volumen de escurrimiento directo

En esta ecuación se considera que en F también están involucrados la intercepción y el almacenaje por depresiones ya que no es factible medirlos; además, en esta forma se valúa todo el escurrimiento directo, que es de interés fundamental, ya que permite determinar la cantidad de agua que escurre con respecto a la de lluvia.

El primer criterio que se verá está relacionado con los coeficientes de infiltración. El uso de tales índices no constituye una aplicación racional de la teoría de la infiltración, pero los resultados, que son de tipo empírico, son de gran utilidad práctica; aunque existen diversos índices, aquí sólo se verá el índice Æ , el cual puede considerarse como de infiltración media.

A continuación se presenta un criterio debido a Horner y Lloyd que permite obtener la curva de la capacidad de infiltración media en cuencas pequeñas cuando se dispone de una serie de tormentas sucesivas. Finalmente, se analizará el criterio de Horton para obtener la capacidad de infiltración media en cuencas grandes.

Indice de Infiltración Media

Este índice está basado en la hipótesis de que, para una tormenta con determinadas condiciones iniciales, la cantidad de recarga en la cuenca permanece constante a través de toda la duración de la tormenta. Así, se conoce el histograma de la tormenta, el índice de la infiltración media, Ø, es la intensidad de lluvia media sobre la cual el volumen de lluvia es igual al del escurrimiento directo observado.

Para obtener el índice Ø se procede por tanteos, suponiéndose valores de Ø y deduciendo la lluvia en exceso del histograma de la tormenta. Cuando esta lluvia en exceso sea igual que la registrada por el hidrograma, se conocerá el valor de Ø.

Según la figura, el valor correcto de Ø se tendrá cuando

donde

he1: lluvia en exceso, deducida de volumen de escurrimiento directo, Ve, dividido entre el área de la cuenca, A.

D he1: lluvia en exceso en el intervalo de tiempo D t1, deducido del histograma de la tormenta

Debe señalarse que, como la lluvia varía con respecto al tiempo y el índice Æ es constante, cuando la variación de la lluvia D hp1, en un cierto intervalo de tiempo D t, sea menor que Æ , se acepta que todo lo llovido se infiltró. El problema se presenta cuando se desea valuar el volumen de infiltración, ya que si se valúa a partir del índice Æ , se obtendrá por este hecho un volumen mayor que el real. Para calcular el volumen de infiltración real, se aplica la ecuación siguiente

F = (hp – he) A

donde

A: área de la cuenca

he: altura de lluvia en exceso

hp: altura de lluvia a la tormenta, la cual es la suma de los D hp1

 

Obtención de la curva de capacidad de infiltración media.

En una cuenca pequeña, si se tiene una serie de tormentas sucesivas y se dispone del hietograma e hidrograma correspondientes, es posible obtener la curva de la capacidad e infiltración aplicando el criterio de Horner y Lloyd.

Para cada tormenta se obtiene, de su hietograma, la altura de lluvia, h., y, según el hidrograma, la lluvia en exceso, he, a que dio lugar. A continuación se calcula el volumen de infiltración, F, expresado en lámina de agua, que, de acuerdo con la ecuación

F = (hp - he) A

lo mismo que en la ecuación anterior sólo que todos los volúmenes están expresados en altura de lámina de agua, tenemos que

En la formula hf es una infiltración media. Para obtener la capacidad de infiltración media para cada tormenta, f, el valor de cada hf deberá dividirse entre el tiempo promedio en que ocurre la infiltración en toda la cuenca.

En este criterio se acepta que la infiltración media se inicia cuando empieza la lluvia en exceso y continúa durante el lapso después de que esta termina. En ese momento, si la tormenta cubre toda el área, la infiltración continúa en forma de capacidad e irá disminuyendo conforme al área de detención del escurrimiento disminuye. Horton considera que el periodo equivalente durante el cual el mismo volumen de infiltración residual ocurre sobre toda la cuenca es igual a un tercio del período de tiempo que sucede desde que la lluvia en exceso finaliza hasta que cesa el flujo sobre tierra, el cual se puede detectar al analizar el hidrograma correspondiente.

Según lo anterior, el tiempo promedio en el cual ocurre la capacidad de infiltración se expresa como:

donde

de: duración de la lluvia en exceso, en h

t: duración de la infiltración, en h

D t: período de tiempo desde que termina la lluvia en exceso hasta que cesa el flujo sobre tierra, en h

Por lo tanto, la capacidad de infiltración media será:

donde

hf: altura de infiltración media, en mm

t: duración de la infiltración, en h

Una vez conocido el valor de f para cada tormenta, se lleva a una gráfica en el punto medio de cada periodo t. Al unir resultantes se obtiene la curva de capacidad de infiltración media.

Capacidad de infiltración en cuencas grandes

Para cuencas donde no se acepta que la intensidad de lluvia es uniforme en toda el área, Horton propone un criterio para calcular la capacidad de infiltración media, fa, que se tiene para una tormenta cualquiera.

Este criterio supone la disponibilidad de registros de lluvia suficiente para representar su distribución satisfactoriamente, y que al menos uno de los registros se obtuvo a partir de un pluviógrafo. Esto implica estimar que la distribución de lluvia registrada en el pluviógrafo sea representativa de la distribución en toda la cuenca. Por otra parte, considera que el escurrimiento superficial es igual a la diferencia entre la precipitación y la infiltración que ocurre durante el periodo de la lluvia en exceso; o sea que se desprecia la infiltración antes y después de la lluvia en exceso. Entonces, el valor de fa que se encuentra es tal que multiplicado por la duración de la lluvia en exceso y restado de la lluvia total para el mismo período, proporciona el escurrimiento superficial total.

La estación pluviográfica recibe el nombre de estación base y las pluviométricas se llaman subestaciones. Con el fin de tener un criterio de cálculo general para la cuenca en estudio, conviene transformar a porcentajes la curva masa de la estación base. Una vez hecho esto, se suponen alturas de lluvia y, a partir de la curva masa en porcentaje, se obtiene la variación respecto al tiempo. A continuación, se inventan capacidades de infiltración media y se deduce para cada altura de lluvia supuesta su correspondiente lluvia en exceso.

Lo anterior permite obtener gráficas de alturas de lluvias totales contra alturas de lluvia en exceso, para diferentes capacidades de infiltración media. Así, conocida la altura de precipitación media en la cuenca para la tormenta en estudio, y su correspondiente altura de lluvia en exceso a partir del hidrograma del escurrimiento directo, es posible obtener su capacidad de infiltración media.

Si se observa, este criterio es similar al del índice de infiltración media, solo que ahora los tanteos se llevan a gráficas, que en el caso de tener una tormenta con una duración grande es muy conveniente, ya que se disminuye el tiempo de cálculo. Por otra parte, permite disponer de una gráfica que relaciona para cualquier tormenta su lluvia en exceso, su lluvia total y su correspondiente capacidad de infiltración media.

1.5 Estudios topográficos

Una vez delimitado el lindero del terreno que ocupara el relleno sanitario se procederá a realizar el levantamiento topográfico para obtener una conceptualización adecuada de la configuración del lugar.

Los trabajos de topografía son determinantes para la elaboración del proyecto ya que con ellos se determina la capacidad del sitio, así como su vida útil, además de todos los elementos necesarios para el diseño y la operación del relleno sanitario.

En los trabajos de topografía se deberán de considerar las siguientes actividades:

- Localización: Se determinará con una poligonal abierta desde el eje de la vía que se tenga de acceso, uniéndola con el área del terreno. Señalando las vías principales de acceso desde la población, y su ubicación con relación a la misma.

- Planimetría: La poligonal cerrada que limite el sitio, se unirá a la abierta que se trazó desde el acceso, dando a las dos orientación astronómico.

- Altimetría: Para realizar esta fase del trabajo, se determinará un punto que sirva como banco de nivel, y que se pueda localizar fácilmente,

Se colocarán mojoneras en cada uno de los vértices de la poligonal para que sirvan de bancos auxiliares de nivel.

Establecidos los bancos de nivel, se procederá a correr una nivelación, con puntos nivelados a cada 20 m como máximo y menor en caso de encontrar algún accidente topográfico.

- Secciones: Las secciones se deberán realizar perpendicularmente a las nivelaciones y abarcando 20 m a cada lado.

Para mayor claridad la representación gráfica de los planos, estará en escalas verticales mayores que las horizontales.

- Curvas de nivel: Las curvas de nivel se harán a cada 0.5 m para terrenos planos a cada 1 m para sitios sinuosos, hondonadas profundas y valles escarpados a cada 5 mts.

- Volumetría Con base en las secciones se calculará la volumetría del terreno, lo que dará por resultado la vida útil real del terreno elegido. El procedimiento del cálculo puede ser con cualquier método reconocido, de preferencia con tablas calculadas en computadoras.

La escala que más frecuentemente se utiliza varía de 1:100 a 1:500 la definición de la escala variará de acuerdo al tamaño del previo una vez realizada la topografía se estará en posibilidad de realizar la ubicación de las principales características del sitio como se muestra en la figura 1.5.1.

Figura 1.5.1

 

1.6 Impacto vial

Mitigar el impacto vial que pueda ocasionarse al implementar una serie, de obras como las que requiere un relleno sanitario, es un requerimiento indispensable para el óptimo funcionamiento de dicha obra, para ello es necesario tomar en cuenta las siguientes recomendaciones:

1.- Utilizar en forma adecuada y congruente de la infraestructura vial existente.

2.- Elegir la o las rutas principales que deban utilizar las unidades de transferencia hasta el sitio de disposición final.

3.- Evitar que el proceso de transportación de los desechos sólidos cause el menor impacto negativo, tanto en la infraestructura vial existente como en la imagen urbana y social.

4.- Elegir rutas opcionales así como horarios y tipos de transporte, en función de contingencias que puedan presentarse fuera de rutina, como son: eventos cívicos, políticos, deportivos, sociales y de desastre, incluso.

5.- Minimizar el impacto vial realizando obras complementarias como son la adecuaciones geométricas, semaforización, señalización, etc.

Para solucionar esta problemática, es necesario realizar estudios y mediciones vehiculares, para tener un conocimiento detallado de la infraestructura existente en la zona, con el fin de formular las propuestas de solución más adecuadas.

1.6.1 Determinación de rutas

La minimización de impacto vial tiene consideraciones de muchas categorías, como líneas de tráfico, topografía, consideraciones para la población y para el ambiente.

La ruta debe estar de acuerdo con la línea que seguiría la parte principal del tráfico como si tuviera una opción libre, que no es necesariamente la distancia más corta entre los puntos. Puede preferirse, para transitar, una ruta larga que de un buen servicio de tráfico a estaciones de transferencia o finales de ruta de recolección a lo largo de la ruta y en la que puedan circular vehículos de transferencia.

Con objeto de llegar a la solución precisa y suficiente es conveniente señalar las rutas de accesibilidad al sitio, a partir de las estaciones de transferencia o los fines de ruta, anotando a la vez, un inventario general de sus secciones, número de carriles, capacidad, y cruceros conflictivos susceptibles de modificación y adecuación, permitiendo a la vez, establecer el horizonte de vida útil en cada uno de los casos en particular.

Esta es una consideración importante para determinar el estado actual de la zona, en donde aparece la información relativa a los arroyos y banquetas, así como accidentes topográficos y/o físicos, existentes, complementándose con la ubicación de postes, señales, árboles y retornos.

Posteriormente es indispensable la definición de la o las rutas principales a seguir a partir de los centroides de referencia o de las estaciones de transferencia, además del diseño o adecuación de aquellas que sean seleccionadas, ya sea que se encuentren obsoleto o en deterioro, tanto en su sección transversal como en sus cruceros conflictivos y hasta su estructura de pavimentos. Por lo anterior se debe considerar, en algunos casos, la necesidad de aumentar la capacidad del camino, repavimentar, modificar geométricamente, tanto en su alineamiento vertical como horizontal, verificar y adecuar la señalización y semaforización, así como reforzar el equipamiento urbano existente.

De esta forma se logrará la optimización en todos los rubros que se mencionan anteriormente. Para tal efecto es conveniente la implementación del plan en varias etapas y en diversos frentes para obtener el funcionamiento integral que se pretende.

1.6.2 Estudios de ingeniería de tránsito.

Para determinar las condiciones de funcionamiento de las alternativas de recorrido propuesto, se efectúan aforos vehiculares en las principales intersecciones. Los aforos nos indican el comportamiento de los movimientos vehiculares y direccionales, en las horas pico.

Estos aforos vehiculares se determinan considerando 16 horas de observación, determinándose la hora máxima de demanda vehicular durante el día, con la clasificación de acuerdo al tipo de automóviles, autobuses y camiones que circulan. Realizando las gráficas de variación horaria y determinación de el volumen vehicular a cada 15 minutos durante las 16 horas.

El resultado de los estudios referidos, es la elaboración del proyecto de vialidad integral, en el que se describen los por menores de las rutas, así como las gráficas de volúmenes de tránsito y aforos direccionales que representan la cantidad de vehículos que transitan en las principales avenidas, su tipo y dirección durante un periodo de tiempo de 1 hora. Como se presenta en figura 1.6.1 y 1.6.2 a este comportamiento se le tendría que agregar los vehículos de limpia que tendrán que circular por estas vías con lo que se determinará el impacto por tránsito que ocasionará el sitio de disposición final.

1.7 Impacto Ambiental

El procedimiento de impacto ambiental es el camino a seguir para llevar a la consecución de un estudio o manifestación de impacto ambiental que permita soportar la toma de decisiones respecto a la autorización o no del proyecto en cuestión.

Manifestación de Impacto Ambiental (MIA)

Se elabora previamente a la ejecución del proyecto y se define como el documento mediante el cual se da a conocer, con base en estudios, el impacto ambiental, significativo y potencial que generaría una obra o actividad, así como la forma de evitarlo o atenuarlo en caso de que sea negativo.

1.7.1 Ambito legal

El procedimiento de impacto ambiental como figura jurídica, es incluido en la Ley General de Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente (LGEEPA) el 28 de Enero de 1988. La cual hace mención sobre la reglamentación de las disposiciones de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos que se refieren a la Preservación y Restauración del Equilibrio Ecológico, así como a la Protección al Ambiente, en el Territorio Nacional y las zonas sobre las que la Nación ejerce su Soberanía y Jurisdicción.

1.7.2 Procedimiento de impacto ambiental

Definamos ¿qué es el procedimiento de impacto ambiental?. Es una serie ordenada de pasos que habrán de seguir tanto las autoridades de gobierno como los responsables de la ejecución de una obra o actividad y consultores privados (que contratan estos últimos), la cual se describe en el siguiente cuadro.

Las Manifestaciones de Impacto Ambiental, pueden ser de 4 diferentes grados de profundidad.

- Informe Preventivo

- Modalidad General

- Modalidad Intermedia

- Modalidad Específica

 

 

 

 

Figura 1.6.1

Estos niveles de profundidad dependen de:

1.- Las características de apoyo, su magnitud, extensión, volúmenes de obra y de operación, procesos, materias primas, en insumos a utilizar, riesgo de procesos, etc.

2.- Ubicación del proyecto (características del Medio Físico, Biótico, Socioeconómico).

Los estudios de Impacto Ambiental se componen básicamente de:

a) La descripción del proyecto, describiendo:

1.- La Etapa de Planeación

2.- La Etapa de Construcción

3.- La Etapa de Operación

4.- La Etapa de Mantenimiento

5.- Los Proyectos Futuros y Complementarios

6.- La Etapa de abandono.

b) La descripción del Medio

1.- Físico

2.- Biótico

3.- Socioeconómico

4.- Otros factores (Culturales, Políticos, Económicos).

c) Las regulaciones de uso de suelo y la compatibilidad del proyecto con su entorno.

d) La identificación y cuantificación de Impactos Adversos y Benéficos.

e) Las medidas de:

- Mitigación

- Compensación

f) Los efectos

- Inevitables

- Irreversibles

- Acumulados

- Indirectos

- Residuales

g) El escenario ambiental modificado.

h) Las conclusiones y recomendaciones.

 

1.7.3 Metodología de identificación y evaluación del impacto ambiental

Las metodologías de evaluación de impacto ambiental son herramientas que ayudan a la

identificación, medida, interpretación, y/o comunicación de los diferentes impactos ambientales que se asocian a un proyecto a actividad que se vaya a realizar en un cierto espacio- tiempo. Su implementación tiene cono finalidad principal la previsión de las posibles afectaciones negativas que puedan surgir en las diferentes fases de un proyecto y la evaluación de las diferentes alternativas del mismo.

Entre las metodologías que más comúnmente se utilizan en esta fase del proceso en esta fase del proceso de E.I.A. se pueden señalar las listas de chequeo, matrices y redes; estas metodologías deben considerar cuatro aspectos básicos:

- Que incluyan todos los aspectos "clave" del ambiente y del proyecto o actividad en cuestión.

- Que sirvan como guías para la búsqueda- generación de información básica del ambiente y del proyecto.

- Que puedan servir pasa la evaluación de alternativas sobre una base común.

- Que se puedan utilizar en la evaluación de las medidas de mitigación en términos de costo- efectividad, de los diferentes impactos negativos detectados.

Listas de chequeo.- Se pueden utilizar listados de los factores ambientales locales que puedan ser afectados por el proyecto, los cuales por medio de un signo convencional se pueden resaltar, otro tipo de lista puede incluir un cuestionario el cual se llena con las respuestas de la población adyacente, y una variante más de factores ambientales con información relativa a la evaluación medida y predicción de los impactos.

Matrices de Interacción.- Este tipo de matrices muestran generalmente en un eje horizontal, las actividades- acciones del proyecto y en un eje vertical los factores ambientales implicados en la evaluación. La matriz utiliza para identificar impactos al observarse de manera sistemática, las interacciones entre las actividades del proyecto- elementos del medio; si se infiere que componentes) del medio enlistado, se coloca una marca en el respectivo cuadro de intersección con la cual se va a identificar al impacto.

Después de la identificación del impacto (se puede usar una línea diagonal en el cuadro correspondiente), se puede describir la interacción en términos de magnitud e importancia, entendiéndose la primera en un sentido de extensión o escala y la segunda en términos del efecto (ecológico) en los elementos del medio.

Impactos en las diversas fases del proyecto (preparación del sitio, construcción, operación, etc.). La matriz producida finalmente puede contener a manera de resumen a los diferentes impactos identificados, y a algunas de sus características- categorías nominales tales como impactos: benéficos o adversos; reversibles o irreversibles; reparables o irreparables de corto, mediano o largo plazo; temporales o continuos; locales, regionales o globales; directos o indirectos; sumatorios, sinergísticos o antagónicos, etc. Estos juicios de valor o características se deben establecer con el trabajo de un equipo multidisciplinario en interdisciplinar.

Redes.- Se consideran como variantes de las matrices de interacción anteriormente señaladas, mediante estas se intenta integrar las causas y consecuencias de los impactos al identificar y manejar interrelaciones entre acciones causases y factores de] ambiente alterados.

Los análisis por medio de redes en la E.I.A., son particularmente útiles para identificar impactos secundarios, terciarlos y de orden superior que pueden surgir a partir de un impacto inicial.

Para intentar hacer una evaluación lo más objetiva posible es necesario considerar:

1.- El estudio detallado de las características del medio y su equilibrio dinámico antes de la presión ejercida por el proyecto (estadio cero).

2.- El estudio de la evolución de las características ambientales con la supuesta implementación del proyecto.

3.- El estudio del "eventual" equilibrio tras la operación del proyecto.

Matriz de impacto ambiental

La elaboración de matrices de impacto ambiental es una técnica desarrollada por Leopold y

cuya función es identificar los impactos que podría ocasionar la implementación de una obra o actividad.

Las técnicas de análisis son varias y ésta se presenta como ejemplo a ser utilizado por el proponente: su ejecución no es obligatoria ya que, como se ha mencionado para la identificación de impactos en la cual se deja abierta la posibilidad de utilizar la metodología que más se apegue a las características del proyecto.

El primer paso para la elaboración de la matriz consiste en identificar las interacciones existentes, para lo cual se deberán tomar en cuenta todas las acciones necesarias para el desarrollo del proyecto, así como los factores ambientales que puedan resultar afectados para cada una de las acciones previstas.

Su formación se lleva a cabo colocando en columnas (forma vertical) las actividades previstas en las diferentes áreas que puedan sufrir efectos ambientales. Esto puede hacerse sobre un papel cuadriculado de manera que se facilite la intersección de las actividades con las áreas, e identificar en el cuadro respectivo el posible impacto ambiental.

Las alteraciones sobre el medio ambiental pueden ser positiva o negativa y varían en cuanto a la magnitud del mismo. Por lo tanto, en la elaboración de la matriz es importante evaluar qué impacto es más importante que otro, la evaluación de este tipo se lleva a cabo usando técnicas numéricas en donde se aplica una escala de 1 a 10, representando este último la magnitud mayor y el 1 la menor, así como criterios ponderativos en donde se asignan categorías como: significativo, poco significativo, considerable, etc. e incluso el desconocimiento del efecto.

Con el fin de que el proponente elabore la matriz de impacto ambiental a continuación se enlistan una serie de acciones y áreas que podrían verse afectadas, sin que ello implique que

se deberán aplicar a todas las acciones mencionadas. Es importante que se elabore la misma, considerando las características propias de cada proyecto, ya que incluso puede darse el caso que el presente listado no incluya efectos peculiares inherentes al proyecto en cuestión.

 

COLUMNA VERTICAL

ETAPA DE SELECCION DEL SITIO

- Prueba de suelo

- Pruebas geológicas

- Pruebas geofísicas

- Pruebas topográficas

ETAPA DE PREPARACION DEL SITIO

- Deslindes - Desmontes

- Limpieza - Quema

- Excavaciones/dragado - Nivelaciones/relleno

- Demolición - Desecación

- Despiedre - Uso de explosivos

- Colocación de escolleras y diques - Obras sobre corrientes

- Campamentos provisionales - Caminos de acceso

- Maquinaria y equipo - Servicios

- Almacenamiento - Puentes provisionales

- Emisiones de humos y polvo - Residuos sólidos

- Residuos líquidos - Ruidos

- Recursos humanos - Otros

ETAPA DE CONSTRUCCION

- Infraestructura - Servicios

- Bancos de material - Emplazamientos industriales y

de edificios

- Líneas de transmisión - Barreras incluyendo vallados

- Canales, revestimientos de - Modificaciones al drenaje

- Escolleras y diques - Cruce de corrientes

- Estructuras en altamar - Estructuras en altamar

- Estructuras industriales - Túneles y estructuras subterráneas

- Recursos humanos - Bodega de almacenamiento

- Requerimiento de energía - Operación de maquinaria y equipo

- Residuos sólidos - Requerimiento de agua

- Ruidos - Residuos líquidos

- Destino final de infraestructura - Emisiones de humos y polvos

- Rehabilitación

ETAPA DE OPERACION

- Dragado de mantenimiento - Mantenimiento

de estructura y equipo

- Requerimiento de energía - Requerimiento de agua

- Utilización de recursos - Operación de maquinaria

naturales del área y equipo

- Equipo de transportación - Recursos humanos

- Desplazamientos del personal - Infraestructura

- Servicios - Almacenamiento

- Manejo y disposición final de - Manejo y disposición

residuos líquidos final de residuos sólidos

- Emisiones a la atmósfera - Fallas de operación

- Fugas y derrames - Explosiones accidentales

- Creación de zonas verdes

ACTIVIDADES CONSECUENTES AL PROYECTO

- Comunicaciones y transportes - Infraestructura

- Urbanización - Desarrollo industrial

- Desarrollo tecnológico - Empleos y recursos humanos

- Reforestación

COLUMNA HORIZONTAL

MEDIO NATURAL

AGUA

SUPERFICIAL

- Alteración del lecho - Características gravimétricas

- Flujo - Calidad del agua

SUBTERRANEA

- Flujo - Interacción con la superficie

- Calidad del agua

MARINAS

- Variaciones superficiales - Variaciones en la batimetría

- Calidad del agua

SUELO

- Características geológicas - Características geomorfológicas

- Características topográficas - Asentamientos y compactación

- Calidad del suelo - Uso actual

- Uso potencial - Area inundable

ATMOSFERA

- Microclima - Calidad del aire

PAISAJE

- Cualidades estéticas - Atractivo turístico

- Valor ecológico - Valor histórico

- Valor cultural

FLORA TERRESTRE

- Estrato herbáceo - Estrato arbustivo

- Estrato arbóreo - Asociaciones vegetales

- Especies de interés ecológico - Especies de interés comercial

FAUNA TERRESTRE

- Invertebrados - Reptiles

- Aves - Mamíferos

- Especies de interés ecológico - Especies de interés comercial

FAUNA ACUATICA

- Zooplancton - Invertebrados

- Peces - Anfibios

- Reptiles - Aves

- Mamíferos - Especies de interés ecológico

- Especies de interés comercial

FACTORES SOCIOECONOMICOS

- Tenencia de la tierra - Economía regional

- Empleo y recursos humanos - Infraestructura y servicios públicos

- Salud pública - Educación

- Costumbres y calidad de vida - Centros recreativos

- Areas de interés científico, - Migración poblacional

cultural o patrimonial - Reubicación poblacional

- Pérdida de valores culturales.

Monitoreo ambiental y de salud

A. INTRODUCCION

Un tema de creciente importancia dentro de la evaluación de impacto ambiental y salud (EIA) incluye la conducción de estudios de monitoreo ambiental tanto previos como posteriores. El monitoreo ambiental se refiere al grupo de actividades que proporcionan información ambiental química, física, geológica, biológica y otras requeridas por los especialistas en este ramo.

Debido a que se ha adquirido mayor conciencia de la importancia del monitoreo ambiental a lo largo del tiempo de vida de un proyecto, se ha enfatizado la planeación e implantación de programas de monitoreo.

Los componentes incluidos en la amplia definición del monitoreo ambiental abarcan: planeación de recolección de información ambiental que cumpla con los objetivos específicos y con las necesidades de información ambiental, el diseño de sistemas y estudios de monitoreo, la selección de sitios, de muestreo, recolección y manejo de muestras; análisis de laboratorio; el almacenamiento y reporte de los datos; el asegurarse de la calidad de los datos, así como el análisis, interpretación y el poner la información al alcance de aquellos que toman las decisiones.

B. DEFINICIONES

Existen varias definiciones de monitoreo. Una de las más ampliamente aceptadas corresponde a la reunión intergubernamental de 1971, preparatorio de la conferencia de Estocolmo de 1972. En esa reunión se definió el monitoreo como "un sistema continuo de información, de mediciones y de evaluaciones para propósitos definidos". El hecho más importante a notar bajo esta definición, es que el monitoreo debe llevarse a cabo para "propósitos definidos". Estos propósitos deben ser vistos dentro del contexto de la administración ambiental.

Existe con frecuencia cierta confusión en cuanto a la diferencia entre monitoreo y vigilancia. En ciertos casos, la vigilancia se toma como el monitoreo llevado a cabo para observar tendencias, más que como apoyo de objetivo administrativo específico. sin embargo, en estudios epidemiológicos, la vigilancia ambiental o de salud, tiene un significado mucho más especifico.

Harvey (1981) llevó a cabo una análisis extenso de la terminología usada en relación a monitoreo. Ha demostrado que los términos monitoreo y vigilancia pueden significar cosas bastante distintas para diferentes usuarios. El uso más común aparenta se amplio, abarcando tanto el monitoreo descriptivo, orientado a problemas, como el monitoreo reglamentarlo.

C. OBJETIVOS DEL MONITOREO

Los principales objetivos que persigue un sistema de monitoreo ambiental, posterior a la implementación del proyecto, incluyen (Marcus, 1979):

1. Proporcionar información para la documentación de los impactos que resultan de una acción propuesta. Con esta información es posible hacer una predicción más confiable de los impactos con otras acciones similares.

2. Advertir a las agencias involucradas y/o al grupo tomados de decisiones, de impactos adversos no anticipados en el estudio de la EIA o de cambios bruscos en las tendencias de los impactos previamente evaluados.

3. Proporcionar un sistema de información inmediato, cuando un indicador de impactos, previamente seleccionado, se acerca a su nivel crítico.

4. Proporcionar información para determinar la localización, nivel y tiempo en que se presentan los impactos de un proyecto. Las medidas de control involucran una planificación inicial y, a la posible instrumentación de reglamentos y medidas, para asegurar su cumplimiento.

5. Proporcionar información que pueda usarse para evaluar la efectividad de las medidas de mitigación instrumentadas y para verificar los impactos predichos y, por lo tanto validar, modificar y/o ajustar las técnicas de predicción utilizados.

D. NIVELES DE MONITOREO

Se pueden cubrir extensiones geográficas diferentes dependiendo de la naturaleza del problema en cuestión y de la jurisdicción, estos niveles pueden ser los siguientes:

- Locales: Se extienden entre 0 y 100 Kilómetros como la contaminación del aire.

- Regionales: Se extiende entre 100 y 1,000 Kilómetros, como la contaminación de ríos.

- Continentales: Si extiende entre 1,000 a 10,000 Kilómetros como la contaminación del mar.

- Globales: Se extienden más de 10,000 Kilómetros como el calentamiento de la atmósfera por la acumulación de monóxido de carbono y otros gases.

E. PERIODOS DE MONITOREO

Una característica del ambiente es una variabilidad en espacio y tiempo y esto con frecuencia dificulta separar, los diferentes procesos que pueden estar funcionando, cada uno con sus propia escala de tiempo y variación. Probablemente el ejemplo menos comprendido y el más complejo sea el de la evaluación de los cambios climáticos. Existe un número de ciclos en operación: estacional, anual, manchas solares, cambios en el campo magnético, etc.

Tomando en cuenta algunos de los aspectos mencionados y las etapas de desarrollo de un proyecto podemos diferenciar los siguientes periodos de monitoreo dentro de una EIA.

- Previo a la construcción del proyecto

- Durante la etapa de construcción y montaje de equipo

- Mientras se opera y mantiene la obra

- Posterior a la vida útil del proyecto

F. CLASES DE MONITOREO

Varias clases de monitoreo ambiental y de la salud se han estado poniendo en práctica entre ellas se mencionan las siguientes:

- Monitoreo de identificación

- Monitoreo de asociación

- Monitoreo de trayectoria

- Monitoreo de exposición

* de alimentos

* al agua potable

* a la contaminación del aire

* de la piel

* de objetivos (órgano blanco).

G. TIPOS DE MONITOREO

Dentro de los tipos de monitoreo se incluyen los vínculos a las fuentes de contaminación del ambiente físico y del natural.

- Monitoreo de fuentes de contaminación

* Monitoreo de emisión

* Monitoreo de proceso

* Monitoreo biológico

* Monitoreo Organismos bioaculadores

H. PLANIFICACION DEL MONITOREO EN UNA EIA

El monitoreo descriptivo que apoya la identificación y estimación, de riesgos o impactos, se encuentra en una etapa relativamente temprana de su desarrollo y se requieren esfuerzos de importancia para asegurar el progreso en esta área.

Para planificar el monitoreo dentro de la EIA, se recomienda tomar en cuenta las siguientes situaciones y acciones:

- Recopilación de diversidad de datos provenientes del monitoreo ambiental, recolectados en forma rutinaria por parte de agencia gubernamentales y por el sector privado. Estos datos necesitan ser identificados, compilados e interpretados.

- Como los programas de monitoreo ambiental son costosos, debe hacerse el esfuerzo por utilizar programas de monitoreo existentes y modificarlos apropiadamente.

- Debido a la superposición de responsabilidades en muchas agencias gubernamentales, en cuanto al manejo y monitoreo ambientales, resulta necesario coordinar la planificación del monitoreo ambiental.

- Una necesidad básica en programas de monitoreo ambiental, es la interpretación científica de la información recolectada. Frecuentemente la información se compila pero nunca se interpreta en relación a la calidad del ambiente sujeto a monitoreo.

- Nunca se podrá recopilar la suficiente información para responder a todas las preguntas que puedan presentarse en un programa de monitoreo ambiental. Es necesario extender, por lo tanto, los datos del monitoreo por medio del juicio profesional.

- También debe definirse con anticipación quiénes serán los responsables en llevar a cabo el programa de monitoreo elaborado.

 

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