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Presentación Sustentación Tesis

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Kevin A. Correa Alzáte

on 18 May 2014

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Transcript of Presentación Sustentación Tesis

Guía Canadiense de la calidad de sedimentos para la protección de la vida acuática
DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
JUSTIFICACIÓN
El cambio en el comportamiento del volcán Nevado del Ruiz (VNR)  ha generado eventos en los que factores biológicos y climatológicos ocasionan afectación a causa de episodios inducidos.  Por ello se pretende conocer la concentración promedio de algunos metales característicos de las cenizas volcánicas en las fuentes hídricas que abastecen diferentes acueductos en el eje cafetero, que sirva como base de datos y aporte información de soporte para la creación o validación de acciones de prevención a diferentes empresas de servicios públicos con el fin de atender la alerta emitida por la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios en mayo de 2012.
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cuál será el promedio de la concentración propia en cuanto a algunos de los metales característicos de las cenizas volcánicas en el agua de los ríos Otún, Quindío y Campoalegre?
ESTABLECIMIENTO DE LA LÍNEA BASE PARA LA CONCENTRACIÓN DE LOS METALES CARACTERÍSTICOS DE LAS CENIZAS VOLCÁNICAS EN LOS RÍOS OTÚN, QUINDÍO Y CAMPOALEGRE POR EL MÉTODO DE ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA.
"Adelantar el monitoreo de la calidad del agua captada con el fin de identificar las sustancias
que afectan el sistema de tratamiento"
JUAN SEBASTIÁN RESTREPO GIRALDO
KEVIN ANDRÉS CORREA ALZATE

DIRECTOR:
ARIEL FELIPE ARCILA ZAMBRANO

Cambio en el nivel de actividad: Verde (IV) a Amarillo (III) en Septiembre de 2010 por aumento de actividad sísmica.
De un máximo de 400 sismos/mes desde enero de 2006, se pasó a más de 1000 sísmos/mes.
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
ESCUELA DE QUÍMICA
FACULTAD DE TECNOLOGÍAS
TECNOLOGÍA QUÍMICA
PEREIRA
2014


CAMBIO EN EL COMPORTAMIENTO DEL VOLCÁN NEVADO DEL RUIZ
EMISIÓN DE GRAN CANTIDAD DE CENIZAS VOLCÁNICAS
Procesos de considerable emisión de ceniza los días:
- 16 y 19 abril, 2012.
- 10, 22 y
29 mayo
, 2012.
- 30 junio, 2012.
- Julio y agosto, 2012.
- 22 y 25 mayo, 2013.
ALERTA A EMPRESAS PRESTADORAS DEL SERVICIO DE ACUEDUCTO Y MUNICIPIOS EN ZONA DE INFLUENCIA DEL NEVADO DEL RUIZ PARA EVITAR AFECTACIÓN DE LOS ACUEDUCTOS (Por Superservicios)
Acción de prevención:
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
VOLCÁN NEVADO DEL RUIZ
GENERALIDADES
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Realizar un estudio de la concentración de metales característicos de las cenizas volcánicas en el agua de los ríos Otún, Quindío y Campoalegre, con el fin de crear una línea de referencia que permita detectar si existen o no alteraciones en la concentración de dichos metales en los mencionados afluentes, cuando se presente actividad volcánica atípica.
Realizar muestreos en las respectivas fuentes de abastecimiento de agua para los acueductos de Pereira, algunos municipios de Quindío, incluida su capital y Chinchiná, haciendo uso de números aleatorios para determinar los días de ejecución.
Estudiar la concentración de fluoruros presente en una muestra de ceniza del VNR, el agua de los ríos a estudiar y muestras de sus sedimentos.
Realizar un seguimiento a la turbiedad de las muestras tomadas para determinar un valor promedio de dicho parámetro.
ACTIVIDAD HISTÓRICA (LÍNEA DEL TIEMPO)
Meses en los que se presentaron considerables proceso de emisión de cenizas
CENIZAS VOLCÁNICAS
GENERALIDADES
COMPOSICIÓN (METALES)
Material piroclástico que se forma como resultado del cuarteo y la separación de la roca volcánica en partículas diminutas.
Están presentes en los gases emitidos por los volcanes.
Fácil transporte debido a su pequeño tamaño.

EL AGUA
FORMAS DE CONTAMINACIÓN DE AGUA POR CENIZAS VOLCÁNICAS
1985
1989
2013
2006
1845
1595
Marzo 12, 1595
Febrero 19, 1845
Eventos de carácter sísmico
Posible erupción del VNR
Septiembre 01, 1989
Erupción freato-magmática.
Gran emisión de cenizas y gases.
1994
Referencias por:
SGC; Smithsonian Institution National Museum of Natural History
NO comprobado
Referencias por:
SGC; UNPeriódico; Diario el TIEMPO y otros diarios.
Noviembre 13, 1985
Erupción freática
Reporte de caída de cenizas en Pereira
ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA
LA
ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA (EAA)
ES UN MÉTODO PARA LA DETECCIÓN Y LA  DETERMINACIÓN DE ELEMENTOS QUÍMICOS, PARTICULARMENTE DE ELEMENTOS METÁLICOS.

EAA- GENERADOR DE HIDRUROS
EAA-VAPOR FRÍO
EAA-Llama
Septiembre 11, 1985
Referencias por : SGC; Mileti (1991)
Erupción subpliniana (columna vertical >20 km), menor flujo de lava.
Erupción 10 o 20 veces menor que las de 1595 o 1845.
Deshielo, lahares, avalancha, destrucción de Armero.
Erupción de tipo pliniano (columna vertical) con ceniza hacia el occidente (Risaralda y Valle) y un volumen de
1 Km^3
de flujo piroclástico (lava y nubes incandescentes de ceniza)
Erupción que despidió un volumen de
2 Km^3
de flujo piroclástico (lava y nubes incandescentes de ceniza) en un ambiente glaciar caracterizado por un leve crecimiento de los hielos que provocó un taponamiento del cráter
EAA-HORNO DE GRAFITO
Referencias por: SGC; Duque (2010); Mileti (1991); Diarios
Referencias por: SGC; Acosta (1856); Hermelin (1986); Mileti (1991).
Referencias por: Hermelin (1986); Velásquez (1986); Smithsonian Institution National Museum of Natural History.
<< Noticias historiales de las conquistas de Tierra Firme, en las Indias Occidentales.>> [Padre Fray Pedro Simón]
AFLUENTES INVOLUCRADOS
ASPECTOS LEGALES DE COMPARACIÓN
RÍO CAMPOALEGRE
RÍO OTÚN
RÍO QUINDÍO
Resolución 2115 de 2007
ISQG = Directrices de Calidad de Sedimentos
TEL = Niveles de efecto umbral
PEL = Niveles de efecto probable
NE = No Establecido
1 = Tomados de D. D. MacDonald, C. G. Ingersoll & T. A. Berger (2000)

METODOLOGÍAS
METALES
TURBIEDAD
FLUORUROS
MUESTREO
Muestras de agua.
Muestras de sedimentos.
Muestra de cenizas volcánicas.
CURVAS DE CALIBRACIÓN
AGUA
SEDIMENTOS Y CENIZAS
METALES
Digestión para Cadmio, Cobre, Magnesio,  Potasio, Sodio y Zinc
Digestión para Níquel y Plomo
Digestión para Mercurio
Digestión para Arsénico y Cromo
Pre-tratamiento de sedimentos: @105°C / 24 horas, tamizaje (Ø 0,1 µm) y preservación en bolsas Ziploc en la nevera.
Digestión para Arsénico, Cadmio, Cobre, Cromo, Magnesio,  Níquel, Plomo, Potasio, Sodio y Zinc
Digestión para Mercurio
FLUORUROS
TURBIEDAD
PROCESAMIENTO DE MUESTRAS
ARSÉNICO
CADMIO
CROMO
COBRE
MERCURIO
NÍQUEL
PLOMO
POTASIO
SODIO
ZINC
MAGNESIO
LÍMITE DE DETECCIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,0231 mg/L
LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,0693 mg/L
LÍMITE DE DETECCIÓN (SHIMADZU AA-7000):
0,0005 mg/L
LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN (SHIMADZU AA-7000):
0,0019 mg/L
LÍMITE DE DETECCIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,0183 mg/L
LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,0549 mg/L
LÍMITE DE DETECCIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,1056 mg/L
LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,3168 mg/L
LÍMITE DE DETECCIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,0290 mg/L
LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,0871 mg/L
FLUORUROS EN AGUAS
LÍMITE DE DETECCIÓN:
113,4925 mV
LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN:
0,00017 mg/L
RESULTADOS
Nefelómetro HACH 2100 N
THERMO ORION 5 STAR (Medidor de ion selectivo) y THERMO ORION 9609BNW ION PLUS FLUORIDE (ISE).
CONCLUSIONES
A pesar de la aleatoriedad en la toma de muestras, los metales Sodio, Potasio, Zinc, Magnesio y Cobre, mostraron uniformidad en los resultados obtenidos. Sin embargo, los demás metales, al encontrarse en concentraciones tan bajas, sus resultados puede presentar mayores fluctuaciones.
Se encontraron muestras de agua que presentan concentraciones en metales como Cadmio, Cromo, Mercurio, Níquel y Plomo, por encima de los valores máximos establecidos en la Resolución 2115:2007.
En cuanto a los promedios de concentración de metales en el agua de los ríos estudiados, se puede entender que los altos valores en las desviaciones estándar se deben al carácter variable de la matriz analizada.
Se obtuvieron muy bajas concentraciones de fluoruros en las muestras de agua estudiadas con respecto al máximo establecido en la Resolución 2115:2007; esto mismo sucedió en los sedimentos, sin embargo, se encontró que las cenizas volcánicas poseen un muy alto contenido de este ión, por lo que solo basta tener cerca de 3 kilogramos de este material para hacer que un metro cúbico de agua de cualquiera de los ríos estudiados alcance el máximo permitido en la resolución anteriormente mencionada.
En las cenizas volcánicas se encontró que las concentraciones de Arsénico, Cromo, Níquel y Plomo representan un posible riesgo de contaminación en algunos de los ríos estudiados, ya que se requieren pocos kilogramos de este material para contaminar un metro cúbico de agua independientemente del río de interés, asumiendo una completa solubilidad de los metales en esta matriz.
Se encontró que las concentraciones de Mercurio y Níquel en los sedimentos del río Campoalegre y Quindío y Cobre y Mercurio en los sedimentos del río Otún, están dentro del rango
Posible
en el que de vez en cuando se presentan efectos adversos en los ecosistemas acuáticos, según estándares internacionales. Los demás metales estudiados presentaron concentraciones bajas que no representan peligro alguno para dichos ecosistemas.
Aunque se presentaron diferentes valores de turbiedad en los diferentes ríos, se encontró que estos no son determinantes al momento de cuantificar los metales presentes en las muestras de agua, al menos en el rango de turbiedades obtenidas, que no supera los 7 NTU.
AGRADECIMIENTOS
A todos nuestros profesores, compañeros y amigos que en nuestra vida universitaria aportaron su granito de arena para enriquecer nuestro proceso de aprendizaje.
A nuestro director Ariel Felipe Arcila Zambrano por compartir con nosotros un poco de sus conocimientos, por su paciencia, dedicación y apoyo en el desarrollo de este proyecto.
A nuestros padres por ser ese apoyo incondicional en nuestro camino hacia la consecución de nuestras metas.
A todo el personal del laboratorio de análisis de aguas y alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira por su paciencia y comprensión en la realización de la parte experimental de este proyecto.
RECOMENDACIONES
Realizar un estudio exhaustivo de metales y otros parámetros que permitan verificar el estado real del río Campoalegre e inferir las posibles causas de los altos valores hallados en algunas lecturas de Cromo, Mercurio, Níquel y Plomo y los aumentos progresivos en la concentración de Cadmio y cobre. Verificar su relación con las prácticas agrícolas que se efectúan en los alrededores del afluente.
Replicar el presente trabajo en diferentes tramos de cada uno de los ríos, aguas arriba de las bocatomas.
Realizar un estudio más minucioso de la concentración de mercurio en los ríos Quindío y Otún, ya que hay serios indicios de contaminación por este metal, corroborados por las altas concentraciones de este metal en los sedimentos y muestras de agua analizadas.
Realizar un estudio de la solubilidad de las cenizas volcánicas en agua para verificar el impacto que puede causar su incursión en los cuerpos de agua estudiados.

Realizar un estudio de la variación del pH con respecto a las concentraciones de sodio en el agua con el fin de establecer el impacto que podría tener la incursión de cenizas volcánicas en cuerpos de agua superficiales.
A "Chuchito" por ser el apoyo y motor inmaterial que nos llevó a cumplir satisfactoriamente esta meta.
LÍMITE DE DETECCIÓN (SHIMADZU AA-7000):
0,01 mg/L
Metales
Fluoruros
Turbiedad
pH
97% Océanos
77% Capas de hielo y Glaciares
22% Aguas subterráneas
3%
1%
61% Lagos y Lagunas
39% Atmósfera y Humedad del Suelo
4-10% Ríos
ARSÉNICO
CADMIO
COBRE
CROMO
MAGNESIO
MERCURIO
NÍQUEL
PLOMO
POTASIO
SODIO
ZINC
Estudiar las concentraciones de los metales: arsénico, cadmio, cromo, cobre, níquel, mercurio, plomo, zinc, sodio, magnesio y potasio en cenizas provenientes del VNR y en sedimentos de los ríos Otún, Quindío y Campoalegre a través del método de espectroscópica de absorción atómica.
1994
2006 - 2013
LÍMITE DE DETECCIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,0185 mg/L
LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,0554 mg/L
Concentración media del metal en cuestión en el río de interés según Línea base (mg/L)
Concentración máxima aceptable por Resolución 2115:2007 (mg/L)
Concentración del metal en la ceniza volcánica (mg/100g)
Kilogramos de ceniza requeridos para contaminar 1 m3 de agua del río de interés.
LÍMITE DE DETECCIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,0741 mg/L
LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,2223 mg/L
LÍMITE DE DETECCIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,1102 mg/L
LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,3307 mg/L
LÍMITE DE DETECCIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,0102 mg/L
LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN (UNICAM SOLAAR 969):
0,0307 mg/L
LÍMITE DE DETECCIÓN (SHIMADZU AA-7000):
0,0005 mg/L
LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN (SHIMADZU AA-7000):
0,0008 mg/L
RESULTADOS
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