Evaluación de calidad de agua para riego en Zona Centro-Norte de Chile y desarrollo de un proceso preliminar costos efectivo, para disminuir algunos excesos que incumplen la NCh 1333.
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Date
2020
Authors
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Publisher
Universidad de Concepción.
Abstract
Un problema común que afecta la producción agrícola desde la región de O´Higgins
hacia el norte, es el progresivo deterioro de la calidad de las aguas usadas para
riego debido al aumento de la salinidad y contenido de metales pesados. La
salinidad reduce la actividad fotosintética de los cultivos agrícolas y con ello
ocasiona la inhibición del crecimiento de las plantas, malformación de las hojas,
clorosis, necrosis, incremento de moho, marchites e inhibición de la germinación y
crecimiento de los tubos de polen, con pérdidas significativas para la agricultura.
Los cultivos agrícolas también se ven afectados por la presencia de metales
pesados en el agua de riego cuya toxicidad es un problema de creciente importancia
por razones ecológicas, evolutivas, nutricionales y ambientales. Frente a esta
situación, investigadores del Centro Fondap de Recursos Hídricos para la
Agricultura y Minería (CRHIAM) se unieron para enfrentar el problema de salinidad
y metales en aguas de riego. El equipo multidisciplinario que contribuyó con sus
conocimientos para la elaboración de esta investigación está compuesto por
especialistas que han impulsado el uso de agua de mar en minería con un vasto
conocimiento en simulación molecular de fases e interfases en soluciones salinas,
efectos de sales y arcillas en clarificación de agua, fisicoquímica y reología de
sedimentos floculados. Por otra parte, investigadores del área de Hidráulica,
aportaron con conocimientos sobre hidrología, sistemas de riego eficientes y el
efecto que tiene la calidad del agua en la agricultura. La primera actividad de esta investigación consistió en un diagnóstico de la calidad
del agua de tres cuencas con relevancia agrícola para el país. La cuenca del río
Choapa, del río Maipo y del río Rapel, usando parámetros medidos en terreno por
la DGA y analizados en sus respectivos laboratorios, estos se encuentran
disponibles en la plataforma digital de este servicio. Se analizaron datos
fisicoquímicos del recurso hídrico contemplando un periodo de 11 años (2008
2018), estos se evaluaron con respecto a los 27 parámetros de calidad de agua
para riego estipulados en la normativa chilena NCh1333.
Elementos como boro, cadmio, mercurio y molibdeno exceden la concentración
máxima en todas las estaciones de la cuenca del río Choapa, y en la mayoría de las
estaciones de la cuenca del río Maipo y del río Rapel. Estos cuatro elementos son
los principales problemas para las aguas utilizadas en el riego en las cuencas en
estudio. Las aguas de la cuenca del río Maipo contienen excesos de sulfato en más
del 50% de las estaciones de monitoreo, manganeso el 30% y en menor presencia
sodio, hierro, y aluminio alrededor del 20%.
La segunda etapa llevada a cabo en esta investigación apunta al estudio
bibliográfico de técnicas de tratamientos de aguas de bajo costo y de fácil uso que
permitan solucionar los problemas productivos de los agricultores relacionados con
la presencia de sales y metales presentes en el agua de riego. Especialmente nos
enfocamos en técnicas de abatimiento de sales y metales mediante la floculación
de arcillas. Estamos al tanto de procedimientos efectivos como Osmosis Inversa (Fritzmann et
al., 2007) y Electrodiálisis (Rubio et al., 2015) pero no se consideraron porque la
idea es desarrollar un proceso económico que pueda ser adoptado por los
agricultores, cuya mayoría no dispone de recursos para técnicas sofisticadas y
caras. Por ende, se estudió primero metodologías de simulación computacional con
respecto al potencial de la caolinita para adsorber metales pesados, se observó que
existe un potencial de absorción de iones sobre la superficie. También se pudo
diseñar un sedimentador considerando el efecto de la caolinita sobre las
propiedades del fluido, viscosidad y diámetro de partículas. Los datos obtenidos en
simulación se reemplazaron en las ecuaciones de diseño y así se pudo calcular
finalmente el tamaño del sedimentador necesario para eliminar contaminantes del
agua de riego.
Description
Tesis para optar al grado de Magíster en Ingeniería Agrícola con mención en Recursos Hídricos.
Keywords
Calidad del agua - Chile, Salinidad de los ríos, Metales pesados - Aspectos ambientales -Chile