Unidad 2. 3. Modelos de contaminantes en suelos

 

Los modelos de contaminantes en suelos permiten entender como impacta en el ambiente los contaminantes que son absorbidos por la superficie del suelo y como estos se integran al manto freático, llegando a los sistemas hídricos en el subsuelo y por consiguiente a los ríos, mares, y a la atmosfera por la evaporación del agua.

Las variables de la contaminación en suelo son:

·         Porosidad.

·         Permeación de roca.

·         Tipo de suelo.

·         Profundidad.

·         Nivel freático.

·         Temperatura, entre otros.

En ese sentido, un suelo contaminado significa que ya ha superado su capacidad de amortiguamiento para unas o varias sustancias que se disuelven, y como consecuencia se convierte en un sistema protector que es causa de problemas para el agua, la atmosfera, y los organismos. Al mismo tiempo modifican sus equilibrio biogeoquímicos y aparecen cantidades anómalas de determinados componentes que originan modificaciones muy importantes en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Para conocer más de este tema debes leer el segundo capítulo llamado ¿Qué es un suelo contaminado? de Sabroso González; Pastor Eixarch en el documento Guía sobre suelos contaminado de la página 12 a la 17, donde podrás encontrar la definición de suelo contaminado, los efectos y peligros que engloba, tambien menciona los criterios que llevan a considerar un suelo contaminado y los tipos y fuentes de contaminación en este sistema.

Otro tema de gran relevancia dentro del sistema de suelo es la contaminación de aguas subterráneas. En los últimos años, la preocupación sobre la contaminación de las aguas subterráneas ha aumentado, ya que es fenómeno lento y a la vez difícil de detectar y todo esto hace que su limpieza sea tambien muy lenta.

Se define como agua subterránea al agua superficial que deba por debajo del nivel freático del suelo y las formaciones geológicas saturadas. Todo esto lo podrás consultar y encontrar en el libro La contaminación del agua subterránea y su transporte en medios porosos el capítulo 1 Agua subterránea, un recurso importante de Arizabalo y Diaz. En las páginas 9 a la 13 explica sobre la contaminación del agua subterránea y su transporte en medios porosos, tambien podrás encontrar la definición de aguas subterráneas y la calidad del agua y contaminación.

Para dar mayor claridad al tema de contaminación de aguas subterráneas debes leer el documento Contaminación de las aguas subterráneas de Sánchez San Ramon, este documento contiene el o los medios por el cual las sustancias llegan a los acuíferos, tambien menciona las actividades contaminantes, su prevención y control y por último la reacción de los acuíferos ante la contaminación. Todo esto lo podrás observar de la página 1 a la 5.

Como parte del estudio del suelo es importante que conozcas su composición y su contaminación por medio de hidrocarburos, por lo tanto, deberás consultar la Tesis: Determinación de hidrocarburos totales del petróleo en suelos y sedimentos de la cuenca del Rio Coatzacoalcos, de Alemán Caporal. Esta tesis en el tema 1.3. Suelos, podrás revisar las características de este sistema, metales pesados, hidrocarburos, entre otros. Tambien es importante que revises, en este mismo material, cuáles son los efectos en el ambiente por contaminación de hidrocarburos, toda esta información la podrás encontrar en las páginas 11 a la 20.

Para la modelación en suelos es importante tomar en cuenta el ciclo hidrológico, por eso es importante que consultes el libro llamado Gestión de recursos hídricos de Balairón Pérez, debes leer el capítulo llamado El ciclo hidrológico; aquí se explica el concepto de ciclo hidrológico el cual comprende la circulación del agua en la atmosfera, la superficie terrestre, el subsuelo y los océanos, tambien incluye el proceso que recoge, purifica y distribuye el agua en toda la superficie de la tierra pasando por algunos pasos que ya conoces como la evaporación, condensación, precipitación y transpiración. Dentro de este tema tambien encontraras la ecuación de balance hídrico que se considera importante para calcular el coeficiente de escorrentía, es decir, la circulación del agua en la superficie del suelo.

El balance hídrico en el suelo constituye un balance general de los procesos que se realizan en la modelación, la modelación en el sistema de suelo determina si las propiedades del suelo que no son tratados fueron afectados a profundidad por los contaminantes disueltos, y ayuda a conocer si este rebasa los límites permitidos, asi como el comportamiento de dicho contaminante.

Cabe mencionar que el documento antes mencionado se establece para profundizar sobre el tema de ciclo hidrológico debido a que va ligado al sistema de suelo, ya que tiene la capacidad de disolver y transportar los contaminantes de un lugar a otro, por ejemplo, en la agricultura los pesticidas o herbicidas que quedan en la superficie del suelo se disuelven al llover y a su vez son transportados a los mantos acuíferos como ríos, lagos y mares.

Por otro lado, la dinámica de contaminantes en el suelo permite entender como los contaminantes pueden trasladarse o transportarse de la superficie del suelo hasta el manto freático y a otras partes de los ecosistemas, dañando a su paso a cualquier ser vivo y deteriorando la salud del suelo. Para profundizar en este tema debes revisar el tema Clasificación de contaminantes en el tercer capítulo Contaminación y calidad del suelo de Ruda Schenquer, Mongielo y Acosta.  Este documento lo encuentras en el capítulo 3 de la sección 3.1, en las páginas 40 a la 42. Recuerda que estos temas son importantes para conocer cómo afectan los contaminantes al suelo y asi evitar que se propague más n este medio.

Para que puedas observar un caso práctico de la modelación del transporte de contaminantes en el suelo deberás consultar el presente estudio llamado Modelación del flujo en la zona no saturada en suelos argiudoles de la cuenca del arroyo azul, Buenos Aires, Argentina, donde poder observar cómo realiza un estudio de suelo mediante la simulación de este, aplicando una metodología de modelación, en la cual consiste obtener los valores necesarios para el modelo de flujo, esta modelación se emplea para simular un ensayo de drenaje interno realizado en una parcela.

Es muy importante mencionar que actualmente no existen modelos definidos de contaminación ambiental en el sistema de suelo, pero con las características del contaminante que se encuentre en el área geográfica establecida, se puede realizar un estudio para el sistema de suelo.

Como te has podido dar cuenta el agua influye en otros sistemas ambientales, ya que puede o no recibir aguas residuales. Este factor influye considerablemente en la cantidad de materiales que contiene debido a que las aguas residuales pueden incluir una gran cantidad de bacterias patógenas cuando provienen de desagües domésticos y una gran variedad de productos químicos cuando provienen de residuos industriales. Este factor actúa tanto sobre las aguas superficiales como sobre las subterráneas, principalmente las de la capa freática.

En el suelo la dinámica de los contaminantes puede observarse de dos formas: en primera instancia se refiere a la acción donde se transforman sobre el suelo o por el interior del mismo, por un medio como la lluvia, causando a la vez acumulación de contaminantes en la corteza y el interior del suelo y llegando a las aguas subterráneas. En segunda instancia se refiere a la acción que ocasiona el contaminante al estar inmersos sobre el suelo o en su interior, como ejemplo se puede mencionar la perdida de fertilidad en el suelo, la erosión, la alteración del medio por muerte de seres vivos o plantas, entre otros.

Por consiguiente, para la modelación ambiental de las aguas que entran en contacto por agentes contaminantes, se debe considerar las características físicas del agua como: la temperatura, el pH, la turbidez, el olor, color y las características químicas SDT (Sólidos Disueltos Totales), el tipo y concentración aniónica, tipo y concentración catiónica, otros compuestos solubles, entre otros.

En el caso del suelo las características que se deben de considerar en la modelación ambiental son el tamaño de partícula, porosidad, textura, humedad, aireación, capacidad de intercambio catiónico, pH, capacidad de retención de agua (CRA).

Asi, con todos los conocimientos que hasta ahora has adquirido, sobre todo el de modelos de sistemas ambientales, podrás realizar la simulación obteniendo los datos o variables necesarios para poder ingresarlos a un simulador y observar el comportamiento y forma de dispersión de los contaminantes en el ambiente.