Suelos y cuerpos acuíferos  

1 Suelos Puede definirse como suelo aquella superficie de la litósfera que participa en la

conformación de un ecosistema como el terreno sobre el cual se asienta, y

suele dividirse en urbano y rurtal.

Las características del suelo urbano a menudo distan mucho de las que

originalmente exhibía el terreno original, pudiendo implicar esto una desatención a

las posibles funciones que podría haber desempeñado en el ecosistema original

(como la recarga de mantos freáticos por ejemplo). En su mayor parte está

conformado por capas de materiales que permiten darle al terreno una forma

plana, como cemento, asfalto, adoquín, etc. Se ha procurado no obstante reservar

algunos espacios urbanos en los que, si bien no necesariamente se conservan las

características originales que presentaba el terreno antes de la urbanización, sí

contrastan con los materiales usados para establecer el suelo urbano; las más

significativas son las llamadas áreas verdes.

En contraste, el suelo rural puede exhibir las características originales de un

ecosistema (bosques, desierto, selva, tundra, etc.), no obstante, es pertinente

enfatizar que ciertos suelos alterados, como por ejemplo los destinados a cultivos,

suelen considerarse rurales aunque hayan recibido ya una alteración

antropomórfica; para destacar

aquél que no ha presentado

modificaciones de parte de la

mano del hombre se ha acuñado

el término de suelo virgen.

El suelo promedio no

alterado antropomórficamente

posee una consistencia

combinada mayormente sólida y

porosa. Las partículas sólidas

estan constituidas en un 95 %

por material inorgánico y el resto

es orgánico

2

   

   

La parte inorgánica corresponde a roca meteorizada

principalmente constituida por si l icatos, si bien a veces el aluminio

reemplaza al s i l ic io. En la gráfica debajo de estas l íneas se muestra la

composición porcentual de los elementos más abundantes. La materia

orgánica por su parte da su color negro a la tierra, y en su mayoría es humus :

productos provenientes de la descomposición de los restos orgánicos por

organismos y microorganismos (hongos y bacterias). El color negruzco es debido a

la gran cantidad de carbono que contiene.

Al suelo, dependiendo de su tamaño de partícula, puede

clasif icársele como arcil la (hasta los 2 mm), l imo (2 a 20 mm), arena fina (20 – 200 mm) y arena gruesa (200 – 2 mm). Por arr iba de este

tamaño de partícula se encuentra a la grava , a la cual ya no se le

3

clasif ica formalmente como suelo.

S Gestión de suelos

La gestión de suelos , como su nombre lo indica, se refiere a la serie de aspectos

estratégicos que deben tomarse en cuenta para conseguir una serie de beneficios

provenientes de la explotación del suelo vigilando que las actividades derivadas

derivadas de este análisis no ocasionen daños al medio ambiente ni a terceros.

Consideremos por ejemplo la gestión de terrenos para suelos de cultivo: además de los

estudios de impacto ambiental que deben llevarse a cabo para valorar las

consecuencias de la gestión del suelo hacia actividades que evidentemente no se

desarrollaban allí, deben ser estudiadas cuidadosamente diversas variables que

permitan crstalizar tal proyecto: una de ellas por ejemplo sería ponderar si el suelo

cumple con las condiciones óxicas que permitan una adecuada oxigenación de la tierra;

otra sería valorar si cuenta con un drenaje adecuado.

S Administración de desechos sólidos

El suelo del nuevo ecosistema o del ecosistema alterado recibirá, como

consecuencia de las nuevas actividades y de su transformación, una serie de nuevos

componentes de desecho que deberán ser tratados adecuadamente. Los desechos

podrían no ser definidos estrictamente como contaminantes, a menos de que

invadan de manera descontrolada el propio suelo, los cuerpos acuíferos o la

atmósfera; por descontrolado se entiende que no haya ninguna atención en cuanto

a su contención y se liberen afectando el medio de manera perniciosa.

Una proporción significativa de los desechos que se confinan sobre el suelo

(idealmente de manera transitoria) o que lo invaden son los residuos sólidos. Su

naturaleza varía dependiendo sobretodo de la fuente que los origina: los que

provienen de casas (domésticos) suelen contener desperdicios de comida y de

jardín, papel, plástico, vidrio, metal, etc. De hecho, algunos de ellos pueden ser

considerados como material peligroso (con riesgo biológico de contagio por

ejemplo). Los provenientes de comercios como restaurantes, oficinas, hoteles,

talleres, escuelas, hospitales, etc. representan otro caso, si bien son de naturaleza

similar. La industria de la construcción y de la demolición por su parte emite

concreto, metales, madera, asfalto, etc. La industria de la transformación emite toda

una pléyade de contaminantes dependiendo de los bienes que produce: metales,

plásticos, arenas, papel, cenizas, lodos, etc. La agricultura genera estiércol,

alimentos caducos, etc.

Los aspectos preventivos en el manejo de los residuos sólidos contempla,

como se comentó antes, una adecuada disposición transitoria en contenedores

4

especializados en tanto llegan a su destino final. Las áreas para estos efectos deben

de estar bien señaladas en los sitios de trabajo e, idealmente, en los domicilios.

Para ello, debe citarse la separación que actualmente debiera ser materia obligada

de la disciplina ciudadana; de esta manera, se han creado espacios reservados para

la descarga de desechos orgánicos e inorgánicos y un código de colores que

facilita su adecuada disposición:

ORGÁNICOS • Restos de comida. • Cáscaras. • Semillas. • Palitos de madera. • Bolsitas de té. • Café y sus filtros. • Huesos de

animales (pollo, res cerdo).

BOTELLAS DE PLÁSTICO • Botellas de agua,

jugos y refrescos. • Envases de yogurth

para beber. • Botellas de

detergentes y suavizantes.

PAPEL Y CARTÓN • Hojas. • Folders. • Periódicos. • Revistas. • Volantes.

LATAS DE VIDRIO TETRA PACK • Latas de

refrescos, tés jugos, atún, conservas, etc.

• Papel aluminio. • Botellas de vidrio. • Cajas de leche y

jugo.

OTROS DEPOSITA AQUÍ LO QUE NO VA EN LOS DEMÁS CONTENEDORES • Charolas, platos,

cubiertos, y vasos de plástico y unicel.

• Bolsas y envolturas de plástico, enceradas o metalizadas de galletas, frituras y chicles.

• Pañuelos desechables, popotes, colillas de cigarro, grapas y condones.

• SEVILLETAS Y CARTÓN CON GRASA Y ALIMENTOS.

Contenedores especializados permiten hacer acopio de materiales peligrosos

como baterías usadas y mercurio proveniente de termómetros rotos, por ejemplo.

Los hospitales manejan contenedores con diferente código de colores para

desechos que representan un riesgo biológico, material punzocortante y tejidos. La

separación de los desechos sólidos permite efectuar el reciclamiento de materiales:

el material inorgánico permite obtener nuevas piezas a partir del material

desechado (como en los casos del papel, el vidrio y el aluminio) y el orgánico

materiales primas útiles para la elaboración de abonos y composta; parte de todos

estos desechos se destina a la creación de rellenos sanitarios, cuya estructuración

debe tomar en cuenta la naturaleza de los descehos. El estiércol por su parte,

generado en cantidades enormes por la industria de lácteos, representa una fuente

de obtención de gases valiosos como el hidrógeno y monóxido de carbono, y

5

actualmente existen biodigestores diseñados para ese fin. S Remediaciones

Lo ideal es anticiparse a toda costa a una contingencia que altere el equilibrio en un

ecosistema. Lo que es más, se debe contar con un plan remedial que contemple

una serie de acciones para restablecer el equilibrio en un ecosistema de manera

rápida (en la medida de lo posible) en caso de que un accidente se presente y los

desechos, sean de la naturaleza que sean, se liberen al suelo.

Actualmente son muchas las alternativas de las que se dispone para ello, y

como ejemplos podemos citar:

a) Biorremediación. En esta estrategia un microorganismo resuelve

satisfactoriamente un problema ambiental al consumir el contaminante y

transformarlo en productos inocuos. Un ejemplo es el tratamiento de suelos

contaminados con desechos nucleares con Geobacter sulfurreducens, bacteria

que es capaz de transformar sales solubles de uranio(VI) dispersas en el suelo en

compuestos insolubles de uranio(IV), lo que previene que los mantos acuíferos

subterráneos puedan verse alcanzados por este tipo de material debido a

fenómenos de lixiviación (la industria nuclear ha dejado después de la Guerra

Fría una considerable cantidad de material a tratar: 6.5 millones de metros

cúbicos de agua contaminada y 40 millones de metros cúbicos de suelo

contaminado por desechos radiactivos tan solo en Estados Unidos). Otro

ejemplo es el empleo de la cepa SCZ-1 de la bacteria Klebsiella pneumpnae,

que degrada explosivos nitrados y los transforma en los compuestos más

inocuos formaldehido, metanol, CO2 y N2O (óxido nitroso), s i bien

estos dos últ imos son gases de efecto de invernadero.

b) Compostaje. Los desechos orgánicos están en posibilidades de conformar

composta, que permite reutilizar sus propiedades nutrientes para generar suelos

fértiles. Para ello se emplean cultivos de organismos que ayudan a este

propósito y que resisten los tratamientos térmicos a los que es sometido el

material en su camino a transformarse en composta.

2 Cuerpos acuíferos Los cuerpos acuíferos representan todos aquellos lugares (ríos, lagos, lagunas, pozos,

etc.) de la litósfera donde haya agua; los océanos no son considerados en general bajo esta

6

clasificación, y más bien se les suele considerar aparte puesto que los que son de particular

interés para el Homo sapiens están constituidos por agua potable. Dichos cuerpos pueden

ser superficiales o profundos.

S Aguas potables

El agua potable es agua que el Homo sapiens consume, en última instancia, para sus

necesidades últimas: beber y mantener condiciones de higiene. Para establecer la condición

de agua potable se llevan a cabo pruebas físicas (olor, sabor, ausencia de color, turbidez),

pruebas químicas (identificación de componentes y su concentración), pruebas microbiológicas (identificación de microbiota presente), pruebas radiológicas (para

detectar la presencia de sustancias radiactivas), etc.

Para potabilizar el agua proveniente de un cuerpo exterior se requiere de las

siguientes etapas: tamizado (donde al agua se le remueven sólidos filtrables), floculación

(donde al agua a potabilizar, retenida en un estanque, se le adicionan sustancias floculantes

que aglutinan sustancias coloidales que pueda poseer el agua), sedimentación (donde a las

sustancias floculadas de la etapa anterior se les permite decantar los sólidos floculados),

filtrado rápido (donde se remueven los sólidos generados en la floculización), desinfección

(donde se adiciona cloro u otra sustancia capaz de destruir a la microbiota perniciosa

existente, como bacterias, protozoarios, virus y quistes de amiba), almacenamiento y

distribución. Si el cuerpo es subterráneo, sus aguas deberán pasar también por etapas de

coagulación (adición de sales como el sulfato de aluminio para que la carga superficial de

las partículas presentes pueda modificarse, se adhieran entre sí y formen partículas mayores

que se asienten por gravedad), ablandamiento (que consiste en tratar el agua con

compuestos básicos como cal -óxido de calcio, CaO- para precipitar cationes metálicos

como hierro en solución) y recarbonatación (una inyección de CO2 para restaurar el pH

7

original del agua, normalmente luego de la etapa de ablandamiento). Es importante

destacar que el ablandamiento cumple una función muy útil, ya que si se permite que los

cationes metálicos estén presentes en el agua que alcanza los hogares, pueden precipitar el

jabón transformándolos en una masa insoluble.

Al elegir un sistema de abastecimiento de aguas potables se supone que se han

verificado las cuatro pruebas de control con resultados satisfactorios; si alguna sustancia

peligrosa se halla presente en el agua, como por ejemplo arsénico en un pozo, no

solamente no se hará uso de este recurso acuífero, sino que se le clausurará. Dichas pruebas

deben de continuar haciéndose con regularidad para garantizar a la población la inocuidad

de las aguas que llegan a los hogares.

S Aguas negras

Un reto mucho más demandante es la recuperación de aguas negras debido al alto

grado de polución que pueden llegar a presentar. Se supone que una empresa antes de

enviar al drenaje sus residuos está obligada éticamente a hacer un análisis de la

composición de sus descargas para evitar problemas de contaminación severas, y en este

sentido resultan importantes las consideraciones que deban hacerse para asegurar que la

cantidad de carbono, nitrógeno y fósforo de ninguna manera rebasen los estándares

establecidos por las autoridades para las aguas residuales de una fuente industrial.

Las aguas residuales urbanas poseen una composición típica en la que se hallan

presentes en mayor proporción sólidos (hasta 700 mg/L), material disuelto (500 mg/L),

material en suspensión (200 mg/L), grasa (100 mg/L), nitrógeno (40 mg/L) y fósforo (10

mg/L).

Para expresar el grado de polución que un agua negra presenta se puede hacer uso

de dos parámetros: uno de ellos es la demanda química de oxígeno (DQO), que consiste

en tratar a una muestra de agua contaminada con dicromato de potasio (K2Cr2O7) en medio

ácido: a mayor consumo de este agente oxidante, mayor cantidad de materia orgánica se

halla presente en la muestra. El segundo es la demanda biológica de oxígeno a los cinco días (DBO5), basado en la relación directamente proporcional existente entre la cantidad de

materia orgánica presente en una muestra de agua de la que se alimenta una colonia de

bacterias inoculada intencionalmente y el oxígeno que estas mismas necesitan para que

este proceso metabólico tenga lugar (esto es, para esta prueba se hace uso de bacterias

aerobias). La muestras de agua que aquí nos interesan están, desde luego, contaminadas,

pero la prueba puede practicarse a cualquier muestra. Se realizan dos lecturas de la

cantidad de oxígeno disuelto en la muestra: una al inicio, en condiciones de completa

saturada en este gas, y otra al final de cinco días (de allí el subíndice), valorando el oxígeno

que quede; la diferencia que se establece entre los estados inicial y final se expresan en

8

términos de mg de oxígeno consumido por las bacterias por litro de muestra. Como

ejemplo de los resultados esperados

diremos que el agua pura puede dar una lectura de DBO5 de, cuando mucho, 20 mg/L de

O2 consumido; el agua levemente contaminada hasta 100 mg/L; la medianamente contaminada hasta 500 mg/L; la muy contaminada hasta 3000 mg/L; finalmente, la

extremadamente contaminada hasta 15000 mg/L. Algunas de las bacterias que se utilizan

en este experimento pertenecen a los géneros Pseudomona y Escherichia.

La recuperación de estas aguas para reciclar la mayor cantidad posible se efectúa en

una planta de tratamiento, a la cual llegan a través de un cárcamo. El primer filtro es una

serie de rejas para remover los sólidos de gran tamaño

flotantes o no que suele

acompañar a éstas. De allí

pasan a las cámaras de desarenado, donde se

eliminan vidrios, piedrecillas y

arena que pueden obstruir o

atacar las bombas de la

planta. Ya que los sólidos han sido prácticamente removidos,

las aguas se hacen llegar a los estanques de igualación, los cuales regulan la cantidad de

agua que recibe la planta para que no haya un exceso de volumen que pueda rebasar su

capacidad de operación. En este punto, las aguas residuales han perdido ya materiales

sólidos de manera considerable, pero retienen en solución prácticamente a todos los

contaminantes.

Las aguas se hacen pasar entonces a unos depósitos (los llamados reactores biológicos) donde se les agita y se les hace pasar una corriente de aire en presencia de los

lodos activados: un cultivo bacteriano disperso en forma de flóculo capaz de digerir

(metabolizar) los contaminantes biológicos de los cuales se alimentan. La agitación evita

sedimentos y homogeniza la mezcla de los flóculos bacterianos con el agua residual. La

inyección de aire suministra el oxígeno necesario para que los microorganismos lleven a

cabo su labor, ya que son aerobios (esto es, literalmente, respiran oxígeno). Se debe evitar

la presencia de cantidades excesivas de compuestos orgánicos y metales pesados, ya que

un exceso puede inhibir el proceso o interrumpirlo. Un decantador inmediatamente al lado

de este reactor biológico (clarificador) permite que los lodos se sedimenten y se recirculen,

si bien hay sistemas en los que hay un solo depósito y las funciones se alternan. Aquellos

lodos que no se encuentren en condiciones de seguir operando se dan de baja del proceso

y se les destina a confinamiento, pudiendo ingresar en la formación de composta.

Luego de este tratamiento, las aguas se hallan libres de contaminantes y sólo esperan

su tratamiento de desinfección, el cual puede desarrollarse adicionando gases oxidantes

9

como cloro u ozono, o bien sometiéndola a la acción de la luz ultravioleta.

S Administración del agua

Los administradores de la calidad del agua controlan la contaminación proveniente

de la actividad humana en forma tal que se asegure que el líquido resulta adecuado para

los usos a los cuales se destina. No se exige la misma calidad de agua para consumo

humano que para regadío que para recarga de mantos acuíferos que para parques y

jardines. La administración de la calidad del agua también implica conocer cuanto desecho

es demasiado para determinado cuerpo de agua. Con el fin de conocer cuánto desecho

puede tolerar (o asimilar) un cuerpo de agua, los administradores deben conocer las clases

de sustancias que

se descargan en él

y cómo afectan la

calidad del agua.

Así por ejemplo, la

industria papelera y

alimenticia emiten

desechos

demandantes de

oxígeno; los

campos de cultivo

emiten fósforo y

10

nitrógeno; otras emiten otras emiten contaminantes que afectan al sistema endócrino (ver

figura); etc. La contaminación puede implicar otros rubros: la industria nuclear por ejemplo

emite cargas de agua contaminada térmicamente (a alta temperatura), lo que afecta

directamente las cargas de oxígeno disuelto en agua dado que todos los gases presentan

menor solubilidad a medida que se incrementa la temperatura del disolvente.