calidad de agua sama

REPRESAMIENTO RIO SAMA YARASCAY Estudio de Calidad de Agua

“ESTUDIO DE PRE FACTIBILIDAD REPRESAMIENTO RIO SAMA YARASCAY”

ESTUDIO DE CALIDAD DE AGUA CUENCA SAMA

Componente : 1.00561 “Elaboración de Estudios”

Meta : 00785 “Estudios de Evaluación”

ABRIL DEL 2004

TACNA - PERU

Estudio Complementario de Descontaminación Sama – Locumba PET/DIEComponente: “Elaboración de Estudios” Meta: “Estudios de Evaluación”


DIRECTORES

DIRECTOR EJECUTIVO

JUSTO RUBEN SARMIENTO YUFRAINGENIERO GEOLOGO

DIRECTOR DE ESTUDIOS

CORPUS MANRIQUE NUÑEZINGENIERO GEOLOGO

PERSONAL EJECUTOR

Ing. Fredy Cabrera Olivera ResidenteIng. Manuel Collas Chávez HidrólogoBr.Ing. Zenón Pacoricona Sanga Asistente TécnicoTec. Basilio Asillo Parari Hidromensor

INDICE DE CONTENIDO

1.0 GENERALIDADES

1.1 Introducción



1.2 Objetivos1.2.1 Objetivo principal1.2.2 Objetivos específicos

1.3 Alcances1.4 Antecedentes

2.0 METODOLOGIA DEL ESTUDIO

2.1 Niveles de trabajo2.2 Fichas de trabajo2.3 Equipos y materiales2.4 Metodologías de análisis o ensayos

3.0 EVALUACION DE LA CALIDAD DE AGUA ACTUAL

3.1 Zonificación y definición de subcuencas3.2 Química de las aguas

3.2.1 Conductividad eléctrica3.2.2 pH-Concentración de iones hidrogeno

3.3 Composición Química3.3.1 Cationes

Calcio y magnesio Sodio y potasio

3.3.2 AnionesClorurosSulfatosCarbonatos y bicarbonatos

3.4 Aptitud de Uso Poblacional3.4.1 Normas y guías de calidad de agua3.4.2 Efectos del arsénico y boro en la salud3.4.3 Potabilidad de agua en la cuenca Sama

3.5 Aptitud de uso Agrícola3.6 Familias Químicas 3.7 Zonas principales de contaminación cuenca Sama

3.7.1 Problemática de la subcuenca Ichicollo Ancocollo3.7.2 Problemática de la subcuenca Estique Tarucachi3.7.3 Formas del arsénico, boro y hierro

4.0 ALTERNATIVAS DE MANEJO PARA LA DESCONTAMINACION DEL RIO SAMA

4.1 Alternativa Nº 014.1.1 Esquema de descontaminación4.1.2 Infraestructuras complementarias para la descontaminación4.1.3 Costos de la infraestructura complementaria

4.2 Alternativa Nº 024.2.1 Esquema de descontaminación4.2.2 Infraestructura complementaria para la descontaminación4.2.3 Costo de la infraestructura complementaria4.2.4 Recomendaciones de tratamiento local para la subcuenca Estique- Tarucachi

4.3 Alternativa seleccionada

5.0 CALIDAD DE AGUA CON PROYECTO GENERADA SIN PROYECTO Y CON PROYECTO



5.1 Esquema hídrico del Proyecto “Represamiento Yarascay”5.2 Características Físicas de la Presa

5.2.1 Obras de regulación y dilución principal5.2.2 Obras de conducción principal de excedentes5.2.3 Obras de regulación y distribución lomas de sama5.2.4 Obras para minimizar perdidas de agua

5.3 Regla de operación de la presa Yarascay5.4 Química de las aguas con proyecto5.5 Composición química con proyecto5.6 Aptitud de uso poblacional con proyecto5.7 Aptitud de uso agrícola con proyecto5.8 Familias químicas con proyecto

5.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 Conclusiones5.2 Recomendaciones

Anexos

Anexo No. 1 Información de análisis 2001 - 2002 - 2003 Existentes.

Anexo No. 2 Esquemas Zonas de Contaminación

Anexo No. 3 Respuesta de Simulaciones

Anexo No. 4 Planos Temáticos

Mapa Nº 01: Plano GeneralMapa Nº 02: Subcuenca del río SaladoMapa Nº 03: Subcuenca del río PistalaMapa Nº 04: Subcuenca del río ArumaMapa Nº 05: Subcuenca Sama - Valle

1.0 GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCION

Uno de los parámetros de viabilidad de los proyecto de inversión publica en la actualidad, es la calidad de agua de los recursos hídricos superficiales y subterráneos, por lo que cabe mencionar que en la región Tacna gran parte de sus recurso hídricos, son fuentes que son contaminados naturalmente por afloramientos hidrotermales provenientes de la actividad volcánica latente en la región de Tacna, los cuales contienen altas concentraciones de sales, Boro, Arsénico, Fierro y otros elementos, que restringe el uso poblacional y limita la actividad agrícola. Por lo tanto con la finalidad de dar viabilidad al Proyecto “Represamiento Yarascay” el cual consiste en la regulación del río Sama en los periodos de avenidas y aprovechar este recurso para irrigar las áreas existentes en el valle y lograr la ampliación de la frontera agrícola en las lomas de sama, se plantea efectuar el mejoramiento de la calidad de agua del río Sama, mediante el aprovechamiento del proceso de dilución que se



llevará a cabo con la construcción de una presa de 120 MMC en la zona de Yarascay y así lograr enmarcarse con respecto a la calidad del agua, dentro de los limites máximos permisibles para la agricultura según la ley general de aguas D.L. Nº 17752.

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 OBJETIVO PRINCIPAL

Determinar la calidad de las aguas del río Sama y afluentes, a fin de ubicar y zonificar las fuentes contaminantes de Boro, Arsénico y Hierro, con la finalidad de adecuar su aprovechamiento, mediante esquemas hídricos que logren mejorar la calidad de agua y lograr que la irrigación del valle Sama y la ampliación de la frontera agrícola del valle de Sama en relación a la calidad de agua, presente condiciones de calidad óptima establecidas para la agricultura.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Evaluar la situación actual de la calidad física y química de las aguas del río Sama y sus afluentes principales.

Ubicar y evaluar la calidad y cantidad de los tributarios que contaminan los cursos de aguas, a fin de determinar el planeamiento de aprovechamiento.

Generar y proyectar la calidad de agua en función a los esquemas hídricos que se plantean en el proyecto “Represamiento Yarascay”.

1.3 ALCANCES

En el presente Estudio se evalúa e interpreta la información existente de calidad de agua, en base a las características de los cursos de aguas presentadas en estudios actuales y anteriores, efectuándose las curvas de correlación entre los elementos contaminantes con parámetro de medición rápida en campo registrada en los diferentes zonas y/o sectores

Seguidamente se simula el comportamiento de la cuenca en función ala generación hidrologia de la cuenca para un periodo de 50 años.

Luego el estudio presenta las nuevas características químicas con proyecto como promedios mensuales anuales.

1.4 ANTECEDENTES

La necesidad de atender con el abastecimiento de agua, al valle de Sama de la ciudad de Tacna, en calidad y cantidad de acuerdo al consumo existente y proyectado, determina que los directivos encargados de los proyectos a nivel de Gobierno, dispongan la ejecución con anticipación de estudios que atiendan con diferentes alternativas de solución a la problemática presentada.

Múltiples estudios se han venido realizando, tanto de Instituciones, como de Profesionales especializados, como producto de ellos se tiene algunos de los informes.

Problemática hídrica de Tacna y su solución. 1998.Plan de emergencia en Tacna ante presencia del Fenómeno del Niño. 1998.



Investigación y desarrollo de recursos hídricos. 1996Estudio hidrológico del altiplano sur. IPEN-PEPO y PET. 1995.Hidrología de las cuencas del proyecto Kovire. G. Vera Fung. 1988. Inventario y evaluación nacional de aguas superficiales. ONERN 1980.Red hidrométrica del proyecto. Inventario y evaluación. EICTM Ministerio de Agricultura

1979.Análisis hidrológico de los ríos Sama y Locumba. EICTM Ministerio de Agricultura 1978.Desarrollo de los recursos hídricos superficiales de Tacna y Moquegua. Resumen.

EICTM Ministerio de Agricultura 1978.Planeamiento general de proyectos de aprovechamiento hidráulico para Tacna y

Moquegua. Informe preliminar. EICTM Ministerio de Agricultura 1977. Inventario, evaluación y uso racional de los recursos naturales de la costa - cuenca de

los ríos Osmore, Locumba, Sama y Caplina. ONERN 1976. Inventario, Evaluación y Uso Racional de los Recursos Naturales de la Costa. Cuencas

de los ríos Moquegua, Locumba, Sama y Caplina. ONERN. Octubre de 1976. Volumen I y II.

2.0 METODOLOGÍA DEL ESTUDIO

2.1. NIVELES DE TRABAJO

a) A nivel de Campo

Se realizó el Monitoreo del río Sama con sus afluentes o tributarios principales y quebradas aportantes de caudales representativos, determinándose las ubicaciones (coordenadas, cotas) de las estaciones de muestreo, mediciones de calidad In Situ, aforamiento y extracciones de muestras para cada estación.

Las mediciones de calidad In Situ ejecutadas son: pH, Conductividad específica, Total de Sales disueltas, Humedad Relativa, temperatura del agua y del aire.

Los trabajos de campo se realizaron con personal técnico debidamente capacitado para mediciones y muestreo de aguas en campo.

b) A nivel de Laboratorio

Las muestras extraídas se transportaron en condiciones de preservación, al laboratorio de control a fin de efectuar los análisis programados para las evaluaciones de calidad respectivas.

Río Sama y Tributarios principales : Se realizaron análisis físicos y químicos completos en los años 2001-2002-2003 con los siguientes parámetros:

Básicos: Carbonatos, bicarbonatos, hidróxidos, cloruros, sulfatos, Calcio, Magnesio, Sodio y Potasio.

Especiales: Arsénico, Boro, hierro.

2.2. FICHAS DE TRABAJO

Se utilizaron fichas de trabajo, con formatos que recolectan las informaciones de campo, tanto de ubicación como de mediciones de calidad In Situ, aforo de caudales, esquema de la fuente evaluada y observaciones halladas.



2.3. EQUIPOS Y MATERIALES

a) Para Campo

Para el desarrollo de trabajo a nivel de campo se contó con los siguientes equipos:

Equipos:

pH meter portátil digital con compensador de temperatura Automático: marca HACH /DREL 2010.

Conductivímetro portátil digital con compensador de temperatura Automático: marca HACH

Microcorrentometro Correntómetro GPS Higrometro

Materiales:

Envases de muestreo:

Envase de plástico de 1 litro boca ancha, doble tapa para análisis físico y químico Envase de plástico de 1 litro, boca ancha, doble tapa, acondicionado con ácido

nítrico a razón de 1,5 ml de ácido por litro de muestra (pH menor a 2,00 unidades) para análisis de metales.

Frasco de vidrio ámbar de 250 ml, para análisis de fosfatos.

Etiquetas, con dimensiones suficientes para la Identificación de las muestras. Nombre del muestreador, Fecha y hora de muestreo Código de la muestra Localización exacta del punto de muestreo

Reactivo, para la preservación de las muestras, grado para análisis, tales como: ácido nítrico.

Congeladoras (Cooler) y cajas térmicas, para el transporte de las muestras, en número y capacidad suficiente, las mismas que estuvieron provistas de bolsas de hielo seco para mantener las temperaturas cercanas a los 4º C.

b) En Laboratorio

Para el desarrollo a nivel de Laboratorio, se utilizaron los siguientes equipos, materiales y metodologías de análisis o ensayos:

Equipos:

Espectrofotómetro de Absorción Atómica marca PERKIN ELMER 3110, para la determinación de metales.

Espectrofotómetro Visible - Ultravioleta, marca HACH DREL/2010, para determinación de arsénico, boro, Sulfatos y Otros.



Estufa programable digital, hasta 300ºC, marca ATEC Turbidímetro digital marca Hach, mod. 2100P Balanza Analítica digital, marca Ohaus, mod. Explorer, con aproximación de diez

milésimas de gramo. Y otros comunes del laboratorio

Materiales:

Se utilizaron a nivel de laboratorio, cristalería de calidad A para los respectivos análisis.

2.4 METODOLOGÍAS DE ANÁLISIS O ENSAYOS

Los métodos de análisis utilizados fueron de acuerdo a los Métodos Estándares APHA, AWWA, WPCF - Edición 1992. de acuerdo como se muestra en el siguiente cuadro Nº 01:

RELACIÓN DE ANÁLISIS Y METODOS EN LA EVALUACION DE CALIDAD DE AGUAS

Cuadro Nº 01

Básicos Método

DescripciónCarbonatos, Bicarbonatos, Hidróxidos 2320-B Método de titulación con Ácido

Sulfúrico 0.02 N Dureza total, Calcio, Magnesio

2340 -B-C3500-Ca-D

Método Complexométrico.

Sodio, Potasio, 3500-K-B

3500-Na-BMétodo Espectrofotométrico de Absorción Atómica.

Cloruros 4500-Cl-1-C Método del Nitrato Mercúrico

Sulfatos 4500-SO4-2 – E Método Nefelométrico

Nitratos 4500-NO3-1 –B Método de Ultravioleta

Fosfatos. 4500-P-E Método Colorimétrico del Ácido Ascórbico

Sólidos totales, Sólidos totales disueltos y sólidos suspendidos

2540 - B-C-D Método Gravimétrico a 105º C y a 180 ºC

Parámetros Especiales

Arsénico 3500-As-C Método Colorimétrico del Dietil



Ditiocarbamato de Plata

Boro 4500-A-C Método Colorimétrico del Carmín

Cobre Hierro Plomo Manganeso Zinc

3111-A-B3500-Cu-A-B3500-Fe-A-B3500-Pb-A-B3500-Mn-A-B3500-Zn-A-B

Método Espectrofotométrico de Absorción Atómica.

Fuente: Métodos Estándares APHA, AWWA, WPCF - Edición 1992

3.0 EVALUACION DE LA CALIDAD DE AGUA ACTUAL

3.1 ZONIFICACION DE SUB CUENCAS Y DEFINICION DE SUBCUENCAS

Descripción General

La cuenca del río Sama, pertenece al sistema hidrográfico del pacífico y tiene sus orígenes en la laguna Cotanvilque sobre los 4 680 m.s.n.m., entre los cerros Cauchina y Cotanvilque. Sus cursos de agua son primordialmente alimentados por las precipitaciones que caen en las partes altas del flanco occidental de la Cordillera de los Andes y, en menor incidencia, con el aporte de los deshielos de los nevados.

Ubicación y Extensión

La cuenca en estudio se halla comprendida entre las coordenadas geográficas 17°12´ y 18°10´ de Latitud Sur y 69°50´ y 70°51´ de Longitud Oeste. Políticamente, se halla ubicada en el departamento de Tacna, ocupando parte de las provincias de Tacna y Tarata.

La cuenca del río Sama tiene una extensión total de 4 448 Km 2, de la cuál 635 Km2

corresponde a la denominada cuenca húmeda, porción de la cuenca localizada por encima de los 3 900 m.s.n.m.

Estación de control de la Calidad de Agua

En la cuenca del río Sama, se han considerado 21 puntos de control químico (ver plano Nº 01), desde la cuenca alta hasta las proximidades de su desembocadura en la costa las cuales son:

Río Tarucachi Río Estique Río Aruma Río Pistala Río Chacavira Río Ticaco Río Ticalaco Jarumas Chico Jarumas Grande



Quequesani Salida Túnel Kovire Dique Cano Ancocollo Ichicollo Río Yabroco Río salado Río Tala Sambalay Grande Río Sama en la Tranca Río Sama en puente Tomasiri Boca del Río Sambalay Chico

Delimitación de Subcuencas en la Cuenca Sama

Existe una cuenca general que es la cuenca Sama tal como se muestra en el plano Nª 01, donde claramente esta subdivide en subcuencas las cuales son:

Subcuenca del río Salado:

Entradas

Quebrada Ichicollo-Ancocollo Derivación Cano (Salida Túnel Kovire)

Salida

Río Salado

Tal como se muestra en el Plano Nº 02 (Subcuenca del río Salado)

Subcuenca del río Pistala:

Entradas

Río Irabalaco Río Tarata (Río Chacavira)

Salida

Río Pistala

Tal como se muestra en el Plano Nº 03 (Subcuenca del río Pistala)

Subcuenca del río Aruma:

Entradas

Río Tarucachi Río Estique



Salida

Río Aruma

Tal como se muestra en el Plano Nº 04 (Subcuenca del río Aruma)Subcuenca del río Sama:

Entrada

Río sama en la estación la Tranca

Salidas

Oferta Hídrica Presa Yarascay Rebose presa Yarascay

Tal como se muestra en el Plano Nº 05 (Subcuenca Sama - Valle)

3.2 QUÍMICA DE LAS AGUAS

3.2.1 Conductividad eléctrica

Un punto importante en la química del agua es la conductividad eléctrica. La conductividad del agua es una expresión numérica de su habilidad para transportar una corriente eléctrica. La conductividad del agua depende de la concentración total de sustancias disueltas ionizadas en el agua y de la temperatura a la cual se haga la determinación. Por lo tanto, cualquier cambio en la cantidad de sustancias disueltas, en la movilidad de los iones disueltos y en su valencia, implica un cambio en la conductividad. Por ello, el valor de la conductividad es muy usado en análisis de aguas para obtener un estimado rápido del contenido de sólidos disueltos.

La forma mas usual de medir la conductividad en aguas es mediante instrumentos comerciales de lectura directa en µS/cm con compensación de temperatura automática a 25ºC, la conductividad leída es igual a la conductividad eléctrica de la muestra medida entre caras opuestas de un cubo de 1 cm, como se muestra a continuación.La resistencia específica de un conductor es función de sus dimensiones y puede expresarse como:

Donde:C = Resistencia especifica, ohmio x cmR = Resistencia, ohmioA = Área de la sección transversal del conductor, cm2

L = Longitud del conductor, cmLa conductancia especifica de un conductor es igual al inverso de su resistencia especifica, o sea:



Donde:

K = Conductancia especifica, mho/cm

En otras palabras, la conductancia específica es la conductancia de un conductor de 1 cm de longitud y una sección transversal de 1 cm2, por lo tanto, numéricamente es igual a la conductividad.

Como en aguas el valor de la conductividad es muy pequeño, se expresa en µmho/cm o en unidades del sistema internacional µsiemens/cm.1 mho = 1 siemens

la experiencia indica que el producto del valor de la conductividad en µmho/cm por un factor que oscila entre 0.55 y 0.7 es igual al contenido de sólidos disueltos, en mg/l; dicho factor depende de los iones en solución en el agua y de la temperatura; en general es alto, mayor de 0.7, en aguas salinas o de calderas y bajo , menor de 0.55, en aguas con alcalinidad cáustica o acidez mineral.

La conductividad esta íntimamente relacionada con la suma de cationes y aniones determinada químicamente; aproximadamente el producto de la conductividad en mmho/cm por 10 es igual a la suma de los cationes en miliequivalentes por litro; en otras palabras, la conductividad en micromhos/cm dividida por 100 es igual al total de los miliequivalentes por litro de los cationes o aniones. La medida de la conductividad constituye un parámetro básico de evaluación de la aptitud del agua para riego.

En la cuenca Sama la mayor conductividad se presenta en la subcuenca del salado donde se encuentran valores de 3800 µS/cm, específicamente en la quebrada Ancocollo, el cual es la naciente del río salado donde también se presenta una conductividad alta de 2529 µS/cm. Sin embargo la conductividad mas baja se presenta en la subcuenca del Pistala, específicamente en las nacientes del río Pistala que viene hacer el río Jarumas Chico, Jarumas Grande y el río Quequesane cuyos valores varían en un rango de 110 µS/cm a 390 µS/cm

3.2.2 pH

El termino pH es una forma de expresar la concentración de ion hidrógeno o mas exactamente, la actividad del hidrógeno.

En general se usa para expresar la intensidad de la condición ácida o alcalina de una solución, sin que esto quiera decir que mida la acidez total o la alcalinidad total. En el suministro de aguas es un factor que debe considerarse con respecto a la coagulación química, la desinfección, el ablandamiento y el control de corrosión. En las plantas de tratamiento de aguas residuales que emplean procesos biológicos, el pH debe controlarse dentro de un intervalo favorable a los organismos. Tanto por estos factores como por las relaciones que existen entre pH, alcalinidad y acidez, es muy importante entender los aspectos teóricos y prácticos del pH.

La disociación iónica del agua puede presentar por el equilibrio:

H2O = H+ + OH-

Su constante de disociación será:



En agua pura la magnitud de su ionizacion es muy pequeña. Para el equilibrio solamente 10-7 moles/l de H+ y de OH- están presentes, lo cual permite suponer que la actividad o concentración del agua es esencialmente constante; así la ecuación anteriormente escrita se convierte en:

la constante Kw es conocida como la constante de ionizacion del agua y su valor debe satisfacer en cualquier solución acuosa. Por lo tanto, cuando se añade un ácido al agua, este se ioniza en ella aumentando la concertación de iones H+ ; consecuentemente , debe disminuir la concentración de ion OH- para que Kw se mantenga constante. Es evidente, por lo tanto, que en una solución ácida la concentración de ion H+ es mayor que 10-7 moles/l y que en un solución de una base la concertación de ion OH - es mayor que 10-7 moles/l. Es importante recordar que en ningún caso la concentración de ion H+ o de ion OH- puede reducirse a cero, no importa lo ácida o básica que sea la solución. En la mayoría de los casos es mas conveniente expresar la actividad del ion hidrógeno en términos de pH en ves de moles/l.

El pH se define como el logaritmo del inverso de la concentración del ion hidrógeno o sea,

Son dos los métodos generales usados para determinar el valor del pH. El método Colorimétrico el cual emplea indicadores, substancias que exhiben diferentes colores de acuerdo con el pH de las solución, y el método electrométrico en el cual se mide el potencial de un electrodo sensitivo a pH con referencia a un electrodo estándar.

El pH es el logaritmo inverso de las concentraciones de hidrogeniones, un valor de pH 7.0 indica una reacción neutra. Es utilizada como índice de la alcalinidad o acidez del agua.

En la cuenca del río Sama el pH se presenta en las tres subcuencas ,muy distintas y diferentes en características hidroquimicas. La subcuenca del río Salado, presenta el pH mas alto y esta se presenta también en la parte alta de la subcuenca específicamente en la quebrada Ancocollo Ichicollo en 8.33 Unidades el cual en el transcurso del río salado tiende también a ser neutro 7.87 Unidades. La subcuenca del río Pistala – Tarata presenta un pH ligeramente ácido pero también con tendencia a ser neutro 6.93 Unidades.La subcuenca del río Aruma es la que presenta en toda la cuenca del río Sama el rango de pH mas ácido que varia desde 5.41 Unidades hasta 5.63 Unidades

3.3 COMPOSICIÓN QUÍMICA

3.3.1 CATIONES

Calcio y Magnesio



El calcio es abundante en la corteza terrestre, sumamente móvil en la hidrosfera. Este catión al igual que el magnesio son también denominados alcalinos-térreos y la suma de los efectos producidos por ambos iones se les denomina generalmente como dureza de un agua.

La geoquímica del magnesio es muy parecida a la del calcio, siendo las fuentes de procedencia en la hidrosfera en las rocas sedimentarías, rocas ígneas y rocas metamórficas. Al igual que el calcio este ion es también denominado alcalino térreo y es un elemento importante en la determinación de la dureza de un agua.

En la mayoría de las aguas se considera que la dureza total es aproximadamente igual a la dureza producida por los iones calcio y magnesio, es decir:

Dureza total = Dureza por Ca + Dureza por Mg

La distinción anterior es importante para el calculo de la dosis de cal y soda hacer usadas en la precipitación de la dureza de estos minerales.Dureza Carbonacea: En aguas naturales los bicarbonatos son la principal forma de alcalinidad; por lo tanto, la parte de la dureza total químicamente equivalente a los bicarbonatos presentes en el agua es considerada como la dureza Carbonacea.La dureza Carbonacea se conoce también como “dureza temporal” o “no permanente” porque desaparece cuando se hierve el agua, es decir que puede precipitarse mediante ebullición prolongada. Esto se produce por que los bicarbonatos sirven como fuente de iones carbonato para precipitar Ca++ como CaCO3 a temperaturas elevadas, lo cual sucede en calderas.

La precipitación de la dureza Carbonacea produce un incrustación o deposito suave que es fácilmente removible mediante soplado y agua a presión.Como aguas duras se consideran aquellas que requieren cantidades considerables de jabón para producir espuma y producen incrustaciones en las tuberías de agua caliente, calentadores, calderas y otras unidades en las cuales se incrementan la temperatura del agua.

En términos de dureza las aguas pueden clasificarse así:

0 – 75 mg/l Blanda 0.0 - 7.5 ºF 75 – 150 mg/l Moderadamente dura 7.5 - 15.0 ºF150 – 300 mg/l Dura 15.0 - 30.0 ºF > 300 mg/l Muy dura > 30.0 ºF

La dureza se expresa en (mg/l) como CaCO3 o en grados franceses (ºF)Causas de dureza: En la practica, se considera que la dureza es causada por iones metálicos divalentes capaces de reaccionar con el jabón para formar precipitados y con ciertos aniones presentes en el agua para formar incrustaciones.Los principales cationes que causan dureza en el agua y los principales aniones asociados con ellos son los siguientes:

Cationes AnionesCa++ HC03

Mg++ SO4



Sr++ ClFe++ NO3

Mn++ SiO3

Dureza no Carbonacea: Se considera como no Carbonacea toda dureza que no este químicamente relacionada con los bicarbonatos, es decir:Dureza no Carbonacea = D.Total – alcalinidadLa dureza no Carbonacea incluye principalmente sulfatos, cloruros y nitratos de calcio y magnesio. La evaporación de aguas que contienen estos iones produce la cristalización de compuestos como el sulfato de calcio, que forman una incrustación dura y frágil en las paredes y tubos de calderas y calentadores. La incrustación produce una perdida en la conductividad del calor y da como resultado un mayor consumo de combustibles por libra de vapor obtenido. Además, la producción súbita de grandes volúmenes de vapor, cuando las incrustaciones gruesas se rompen y el agua en contacto con las superficies de metal recalentado, pueden ocasionar explosiones.

Calcio

En la cuenca Sama de acuerdo a la subcuencas se presenta de la siguiente forma: En la subcuenca del río Salado el mayor valor del ion calcio se presenta en la estación de la quebrada Ancocollo Ichicollo en 20.854 meq/l, el cual es naciente del río salado y que luego en la parte final de la subcuenca del salado en la estación del río Salado presenta el valor de 3.839 meq/l. En la subcuenca del río Pistala se encuentran los valores mas bajos de la cuenca Sama, en las nacientes del río Pistala el ion calcio presenta los valores de 0.829 meq/l específicamente en el río Quequesane. En la subcuenca del río Aruma el ion calcio presenta un valor de 17.980 meq/l en la estación de control de l río Aruma antes de la confluencia con el río Pistala. En la cuenca Sama que viene a ser la parte baja de la cuenca Sama donde el río Salado ya a confluido con el río Tala el cual es unión del río Pistala con el río Aruma el ion calcio desde ese punto se va incrementando así como en la estación del puente Tomasiri que presenta un valor de 10.263 meq/l y la estación de Boca del río con un valor de 22.542 meq/l, lo que indica que en esta cuenca el proceso de salinización es mas creciente a medida que nos aceramos al litoral marino.

Magnesio

En la cuenca Sama el magnesio se presenta distribuido de la siguiente manera: En la subcuenca del río Pistala, los valores varían desde 0.439 meq/l hasta 0.839 meq/l , en la subcuenca del río Salado el valor máximo se presenta en 6.242 meq/l específicamente en la estación de la quebrada Ancocollo ichicollo. En la subcuenca del río Aruma el aporte del ion calcio a la cuenca Sama es de 5.077 meq/l en la estación del río Aruma antes del río Pistala y en la subcuenca del río Sama en la parte baja de cuenca Sama el ion magnesio al igual que el ion calcio se incrementa tal es el caso de la estación del río sama en boca del río que presenta un valor 6.449 meq/l.

Sodio y Potasio

El sodio es un metal muy activo que no existe libre en la naturaleza. Todas las sales de sodio son muy solubles en agua; por ello es muy común encontrar aguas con sodio. En aguas de mar el sodio es el cation mas abundante; se encuentra en concentraciones del orden de 1 g/l, lo que demuestra que el sodio tiende a permanecer soluble una vez disuelto en el agua. Tanto en aguas de mar como en aguas salinas es común encontrar el sodio asociado con los cloruros. En agua dulce el contenido es muy variable, generalmente entre



10 – 100 mg/l. En aguas residuales el sodio proviene principalmente de la orina, 1 % de cloruro de sodio, así como del contenido propio del agua de suministro y de las sales de uso industrial. Generalmente el contenido de sodio en las aguas residuales se incrementa por las razones anteriores en unos 40 –70 mg/l. En aguas subterráneas se pueden encontrar grandes concentraciones de sodio, especialmente en acuíferos en contacto con compuestos como la halita, NaCl y la mirabilita, Na2SO4.10H2O.

En aguas de consumo humano no se limita la concentración de sodio a un valor especifico. Sin embargo, personas con enfermedades cardiacas, renales y circulatorias, requieren dietas bajas de sodio.

En aguas para riego el sodio como bicarbonato o carbonato puede ser perjudicial para el suelo y las plantas; en tales condiciones tiende a aumentar la alcalinidad del suelo debido a la precipitación de carbonato de sodio, reduce la concentración de calcio del suelo y su permeabilidad, disminuye la fertilidad del suelo y perjudica las plantas. EL sodio hace el suelo impermeable al aire y al agua; además, cuando el suelo se humedece, se vuelve plástico y pegajoso. La determinación de sodio es muy importante en aguas de riego para cuantificar relaciones como el RAS y el porcentaje de sodio, factores importantes en la evaluación de la calidad de agua de tal propósito.

El sodio se remueve del agua mediante intercambio catiónico con resinas del ciclo del hidrógeno; también se usan procesos de osmosis inversa, evaporación y electrodialisis.El potasio se encuentra en la naturaleza en forma iónica o molecular, es un elemento muy activo que reacciona vigorosamente con el oxigeno y el agua. Muchas de sus características son semejantes a las del sodio y sirve por ello como sustituto del sodio en muchas sales de uso industrial; sin embargo, es mas costoso que el sodio y por ello de uso menos frecuente.

El potasio en aguas esta íntimamente relacionado con el sodio y algunas veces se acostumbra analizarlos conjuntamente. En general se presenta en concentraciones menores que las del sodio; normalmente la concentración de potasio en aguas superficiales es menor de 15 mg/l, en aguas subterráneas menor de 10 mg/l y en aguas salobres o de manantiales cálidos puede ser mayor de 100 mg/l.

Generalmente el origen primordial de la mayor parte del álcali sodio de las aguas naturales se debe a la liberación de productos solubles que tienen lugar durante la descomposición meteórica de los feldespatos del grupo de la plagioclasa, de otro lado tenemos que bajo ciertas condiciones, los minerales del grupo de las arcillas pueden liberar grandes cantidades de sodio intercambiable, es por ello que podemos señalar que el paso de agua bicarbonatada cálcica a un agua bicarbonatada sódica, se debe en muchos acuíferos a los procesos de intercambio iónico, lo que quiere decir que el proceso de estos intercambios iónicos es reversible, dependiendo de la dirección de intercambio de la concentración relativa de cada Ion.

Las fuentes comunes del potasio de las aguas suelen estar constituidas por los productos que se forman en la descomposición meteórica de algunas rocas ígneas y metamórficas. Aunque la cantidad de potasio que se encuentra en la corteza terrestre es más o menos igual a la del sodio, el potasio se encuentra generalmente en las aguas naturales en una proporción del orden de diez veces inferior al sodio.

Sodio



En la cuenca Sama el ion sodio presenta un comportamiento muy especial, al igual que en la cuenca Locumba en las zona de actividad volcánica de aguas de tipo cloruradas que mas adelante se explicará, se presentan altos valores como es el caso de la subcuenca del río Salado 16.525 meq/l quebrada Ancocollo y 24.514 meq/l río Yabroco, mientras que en la subcuenca del río Aruma donde la actividad volcánica es del tipo sulfatada, el ion sodio presenta valores que varían desde 1.757 hasta 2.989 meq/l. En zona intermedia de la cuenca sama el sodio se presenta en 8.731 meq/l luego de la mezcla del río salado con el río Tala y en la zona baja de la cuenca en las estaciones de la tranca, puente Tomasiri y Boca del río, el ion sodio presenta valores de 10.935 meq/l, 11.260 meq/l y 27,939 meq/l, es decir va incrementándose conforme se acerca el litoral marino, al contrario de la cuenca del río locumba donde se mantenía en promedio el ion sodio en la zona baja de la cuenca, por lo que cabe mencionar que este incremento, en la parte baja de la cuenca sama se debe a estratos salinos existentes en el suelo con contenidos altos de sodio.

Potasio

En la cuenca sama el comportamiento del ion potasio se define, que para la subcuenca del río Salado el mayor aportante del ion potasio es el río Ancocollo ichicollo 1.940 meq/l, que luego en la estación del río Salado antes del río Tala presenta un valor de 1.888 meq/l, en la subcuenca del río Pistala el potasio varia en un rango de 0.020 a 0.256 meq/l es decir son aguas con contenido bajo de sales, y en la subcuenca del río Aruma como aportante al sistema presenta un valor de 0.408 meq/l. En la parte media de la cuenca después de la mezcla del río Salado con el río tala se tiene un producto de 1.154 meq/l, que luego al aproximarse hacia el litoral marino, el ion potasio presenta valores de 1.454 meq/l, 1.474 meq/l y 3.920 meq/l correspondientes a las estaciones La Tranca, Puente Tomasiri y Boca del río, cabe señalar que en esta zona no existe actividad hidrotermal por lo que el incremento se debe a la existencia de estratos salinos en la parte baja de la cuenca.

3.3.2 ANIONES

En los análisis del agua efectuados en el laboratorio mencionado se han determinado los siguientes aniones:Cloruro, sulfato y bicarbonatos.

Cloruro

El ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas.Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que varían ampliamente. En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto, en promedio de 19000 mg/l; constituyen el anion predominante. En aguas superficiales, sin embargo, su contenido es generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos.

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas: el poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones mas profundas; las aguas de mar densas y fluyen aguas arriba a través del agua dulce de los ríos que fluyen aguas abajo, ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce.

Las aguas subterráneas en áreas adyacentes al océano están en equilibrio hidrostático con el agua de mar, Un sobre bombeo de las aguas subterráneas produce una diferencia de



cabeza hidrostática a favor dela agua de mar haciendo que esta se introduzca en el área de agua dulce.

Los excrementos humanos, principalmente la orina, contiene cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y el agua. Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por día, e incrementa el contenido propio del agua. Por consiguiente, los efluentes de aguas residuales añaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras.

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros. Los cloruros en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y los animales. En concentraciones por encima de 250 mg/l producen un sabor salado en el agua, el cual es rechazado por el consumidor; para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mg/l sin embargo, hay áreas donde se consumen aguas con 2000 mg/l de cloruros, sin efectos adversos, gracias a la adaptación del organismo.

Aunque los cloruros son un componente menor en la corteza terrestre, son así mismo uno de los constituyentes más importantes de las aguas naturales, generalmente se ubica la mayor cantidad de cloruros en los océanos, los que a su vez son las fuentes de mayor procedencia de los cloruros en las aguas subterráneas. En la cuenca Sama el ion Cloruro, en la quebrada Ancocollo presenta valores de 38.560 meq/l, en la subcuenca del río Salado y en el punto de confluencia con el río Tala presenta 14.793 meq/l. En la subcuenca del río Pistala se encuentran valores de 0.200 meq/l en la estación de Jarumas y en el punto de confluencia con el río Aruma, el valor es de 0.920 meq/l. en la Subcuenca del Río Aruma el, ion Cloruro presenta un valor de 1.053 meq/l. en la parte media de la cuenca se presenta un valor promedio de 6.600 meq/l, en la parte baja de la cuenca específicamente en la estaciones de la Tranca, Puente Tomasiri, y Boca del río, presenta valores de 7.275 meq/l, 7.773 meq/l y 27.020 meq/l respectivamente, es decir presenta el mismo comportamiento que el sodio en la cuenca Sama.

Sulfato

El ion sulfato es uno de los aniones mas comunes en las aguas naturales; se encuentra en concentraciones que varían desde unos pocos hasta varios miles de mg/l. Como los sulfatos de sodio y de magnesio tienen un efecto purgante, especialmente entre los niños, se recomienda un limite superior en aguas potables de 250 mg/l de sulfatos. EL contenido de sulfatos es también importante por que las aguas con alto contenido de sulfatos tienden a formar incrustaciones en las calderas y en los intercambiadores de calor.

En aguas residuales la cantidad de sulfatos es un factor muy importante para la determinación de los problemas que pueden surgir por olor y corrosión de las alcantarillas. Dichos problemas son el resultado de la reducción de los sulfatos a H 2S, bajo condiciones anaeróbicas:

Al producirse H2S se tiene serios problemas por olor; la subsecuente oxidación del H 2S, por ciertas bacterias, permite el ataque del concreto por el H2SO4 (ácido fuerte).



Generalmente se encuentra como fuente de procedencia de rocas sedimentarías y dentro de ellas principalmente las arcillas orgánicas, las mismas que pueden proporcionar grandes cantidades de sulfatos mediante procesos de oxidación.

En la cuenca Sama el ion sulfato en la subcuenca del río Salado se presenta el valor mas alto de la cuenca sama con un valor de 24.542 meq/l y un valor aportante de salida de la subcuenca de 9.977 meq/l a la cuenca principal, en referencia al aporte de la subcuenca del río Pistala presenta un valor de 6.388 meq/l , en la cuenca Aruma el ion sulfato presenta un valor de 20.88 meq/l también como aporte al sistema, los cuales al confluir se tiene en promedio un valor de 15.450 meq/l, y en la parte baja de la cuenca sama se presentan valores de 16.762 meq/l, 17.183 meq/l, 25.915 meq/l en las estaciones de La Tranca, Puente Tomasiri y Boca del río.

Carbonatos y Bicarbonatos

El ion bicarbonato es el componente alcalino principal de casi todas las fuentes de agua, por lo general se encuentra en el rango de 5 – 500 mg/l como CaCO3.

En algunas aguas es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos, silicatos, fosfatos, etc.), que contribuyen a su alcalinidad. Sin embargo, en la practica la contribución de estos es insignificante y puede ignorarse.

El factor de corrosión en la mayoría de las aguas es el CO2 especialmente cuando esta acompañado de oxigeno pero en residuos industriales es la acidez mineral. El contenido de CO2 es también un factor muy importante para, la estimación de la dosis de cal y soda en el ablandamiento de aguas duras. En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres, por la presencia de acidez mineral provenientes de ácidos fuertes como el sulfúrico, clorhídrico, etc.

La causa mas común de acidez en aguas es el CO2 el cual puede estar disuelto en el agua por la disolución del CO2 (dióxido de carbono) atmosférico. El CO2 se combina con el agua para formar un ácido débil, inestable, ácido carbónico o H2CO3, el cual se descompone muy fácilmente. Por ello todo el CO2, aun el combinado se considera como CO2 libre.

En general se ha demostrado que para que exista acidez mineral el pH debe ser menor a 4.5 unidades y, además que para que exista alcalinidad cáustica el pH debe ser mayor de 10.

En la cuenca Sama las aguas provenientes de la dotación del dique Cano en la subcuenca del Salado se observa un valor de 6.411 meq/l, y el aporte de la subcuenca Salado al sistema en la estación del río Salado antes del río Tala es 4.639 meq/l. En la subcuenca del río Pistala el ion Bicarbonato varia de 0.160 meq/l hasta 1.727 meq/l el cual es el aportante al sistema. En la subcuenca Aruma el aporte de ion bicarbonato es de 0.178 meq/l y como el valor promedio mas alto encontrado es 0.779 meq/l. en la parte media de la cuenca donde confluyen los ríos sama y Tala el valor del ion bicarbonato es de 3.077 meq/l, y en la parte baja de la cuenca Sama se presentan valores de 2.439 meq/l, 1.460 meq/l y 2.402 meq/l, correspondientes a las estaciones de La Tranca, Puente Tomasiri y Boca del río.

3.4 APTITUD DE USO POBLACIONAL

3.4.1 NORMAS Y/O GUÍAS DE CALIDAD DE AGUAS



Los elementos Arsénico y Boro se encuentran parcialmente establecidos como valores máximos a nivel nacional en los valores que se indican a continuación.

a) Para Agua Potable:

NACIONALES :

Normas de ITINTEC 214,003 “Requisitos para agua potable” 1986, donde presenta para el caso de Arsénico , el límite máximo permisible de 0.05 mg/l. No considera valores para el caso de Boro.

Ley de Aguas - SUNASS en trámite, considera igualmente para el arsénico el límite máximo establecido de 0.10 mg/l, no presenta valores para el caso de Boro.

INTERNACIONALES :

Comunidad Europea 1980, establece como nivel guía para Arsénico a razón de 0,05 mg/l considerándolo como sustancia tóxica y para Boro de 1,00 mg/l no teniendo observaciones.

Ministerio de Salud Pública - Francia 1991, establece el máximo permisible para Arsénico de 0,05 mg/l y para Boro hasta 1,00 mg/l.

Agencia de Protección Ambiental - EPA 1992, Establece como estándar para arsénico la concentración de 0,05 mg/l y para Boro no fija concentraciones estándares, recomienda para niños el valor máximo de boro para 10 días de ingestión, de 0,90 mg/l ; para adultos con ingestión permanente de boro la concentración hasta de 0,60 mg/l.

Organización Mundial de la Salud - 1992: Establece para Arsénico la concentración Guía de 0,01 mg/l y para Boro 0,30 mg/l.

Organización Mundial de la Salud - 1993: Presenta para arsénico como valor guía de prevención al cáncer cutáneo de 0,01 mg/l. Para boro, mantiene 0,30 mg/l.El resumen de lo expresado en las normas y guías antes aludidas se presenta a continuación.

NORMAS Y GUIAS DE CALIDAD PARA ARSENICO Y BORO EN AGUA POTABLE

Cuadro Nº 02

INSTITUCIÓN Arsénico (mg/l) Boro ( mg/l)ITINTEC Norma 214.003 0,05 --------SUNASS – Ley de Aguas ( en trámite) 0,10 --------Comunidad Europea - 1980 0,05 1,00Ministerio de la Salud Pública – Francia 1991 0,05 1,00Agencia de Protección Ambiental – EPA 1992 0,05 0,90 - 0,60

Organización Mundial de la Salud - OMS 1992/1993 0,01 0,30

En razón a lo establecido en nuestra Norma Nacional - INDECOPI y a los valores de las Normas de la Comunidad Europea, así como de la Agencia de Protección Ambiental -



EPA - 1992; y, debiendo ser interpretado que la O.M.S. establece Guías de Calidad en razón a que cada país adopte el criterio más conveniente de acuerdo a sus posibilidades, se considera que la concentración máxima admisible para arsénico a ser usado en el consumo humano y para fines del desarrollo del estudio en la etapa de tratamiento para la remoción de arsénico será de 0,05 mg/l.

b) Para Aguas a ser utilizadas en Plantas de Tratamiento de Potabilización y/o de Regadío:

NACIONALES :

Ley General de Aguas - 1983 : Establece en la Clase II - Cursos de Aguas, la concentración de Arsénico máxima de 0.10 mg/l para Plantas de Agua y para riego de 0.20 mg/l - Clase III. No fija concentración alguna para Boro.

A continuación Se adjunta la Ley de Aguas

Cuadro Nº 03



Se presenta a continuación los efectos ocasionados por el Arsénico y el Boro en la salud, cuando su uso es para consumo humano.

3.4.2 EFECTO DEL ARSÉNICO Y BORO EN LA SALUD

El Arsénico y Boro presentes en las aguas del río Maure, se encuentran en concentraciones no aceptables para el consumo humano, afectando a la salud caso de su ingestión y uso . Seguidamente se detalla el efecto en la salud para cada uno de los elementos contaminantes en estudio.

a) Arsénico:

Se encuentra normalmente presente en aguas superficiales y afloramientos de origen volcánico o hidrotermal. Suele hallársele en forma de compuestos con azufre y con otros metales ( cobre, plomo, zinc, etc.).

La concentración promedio en la corteza terrestre es aproximadamente de 2 mg/Kg . La presencia de arsénico se encuentra en diversos estados de valencia y forma, orgánica como inorgánica en el medio ambiente, generalmente se expresa en términos de arsénico total. Muchos compuestos arsenicales son solubles en agua.

La forma en que se encuentra el arsénico, afecta en el grado de absorción. Producida la exposición ingresa al torrente sanguíneo, seguidamente se deposita en el hígado, músculos, riñones, bazo y en la piel, también se encuentran cantidades menores en el cerebro, corazón, tiroides y páncreas, al igual que en el cabello y uñas. La capacidad de bio- transformación de estos compuestos por el organismo determina su eliminación porcentual a través de la orina.

La toxicidad de estos compuestos dependerá de su forma química y física, vía de ingreso y dosis con la duración de la exposición, de la edad y sexo del individuo expuesto.La ingestión o exposición aguda, compromete al sistema nervioso central, generando estado de coma y hasta la muerte con dosis de 70 a 180 mg.

El envenenamiento puede producirse con dosis tan bajas como de 3 a 6 mg/día durante periodos prolongados. Casos de 0.6 mg/l podría haber sido la causa de fallecimiento de algunos lactantes en Chile. En China ( provincia de Taiwán) en algunos poblados se presentaron casos de cáncer a la piel causados por beber agua de pozo que contenía concentraciones de arsénico promedio de 0.5 mg/l.

La O.M.S. después de muchos trabajos de investigación, estimó que la exposición de por vida de 0.2 mg/l propiciaba un 5 % de riesgo de contraer cáncer a la piel.

b) Boro :



La presencia de este elemento en diversas formas como compuesto, se hace más necesario y esencial para el crecimiento de las plantas que para la ingestión en el ser humano, aún un exceso de este elemento, arriba de las 2.0 p.p.m. en aguas de riego es perjudicial para determinados cultivos y en algunos casos afecta en el orden de 1.0 p.p.m.El agua potable rara vez contiene más de 1 mg/l, generalmente se considera que las concentraciones menores a 0.1 mg/l son inocuas para el consumo humano.

El boro, puede aparecer naturalmente en algunas aguas , o pasar a los cursos por descargas industriales, de limpieza, o como en este caso motivo del presente Estudio, por efecto de las descargas de los afloramientos hidrotermales de zonas de elevado contenido de boro .

El agua de mar contiene aproximadamente 5 mg/l de boro , asociado con otros tipos de sales.

La ingestión de grandes cantidades de boro, puede afectar al sistema nervioso central. La ingestión prolongada puede dar lugar a un síndrome clínico llamado Borismo.

La escasa información adicional sobre el efecto en la salud por ingestión o exposición del boro, determina la fijación de concentraciones como valores guías presentados en los documentos de calidad para diferentes países.

3.4.3 POTABILIDAD EN LA CUENCA SAMA

Las aguas del río Sama, controladas en su punto más bajo, son clasificadas como de calidad mediocre a muy mala, debido esencialmente a que los aportes de sus tributarios Tarucachi, Estique y Salado son de condiciones mediocre, malas y en el caso del río Tarucachi el pH es clasificada como un (FC) es decir fuera de clasificación, lo que se manifiesta en altas expresiones de salinidad, dureza, relación de absorción de Sodio y Boro; además, en el Río Tarucachi, el bajo potencial de hidrogeniones (pH) indica la naturaleza ácida de sus aguas.

En relación al arsénico cabe señalar, que de los tributarios principales del río sama el río salado conformado por los aportes del río ancococllo ichicollo (4,700 mg/l de As), es uno de los principales contaminantes naturales de este elemento en 0,850 mg/l de As. En relación a los otros tributarios como es el caso de río Pistala, también se nota la presencia por debajo del valor máximo permisible de este elemento en 0,019 mg/l, como valor promedio multianual como es notorio en mucho menor grado que la subcuenca del río salado mejorando aun mas en los periodos de lluvias, donde cabe mencionar que la sub. cuenca Pistala –Tarata, son aguas provenientes de la parte alta de Tarata, que son aguas de buena calidad como es el caso del Jarumas, el Quequesane, el Ticalaco y el Chacavira. En el caso de la sub. cuenca del Aruma, es decir los ríos Tarucachi y Estique las concentraciones de arsénico están por de bajo del nivel máximo permisible.

De acuerdo a lo establecido por el TINTEC y la OMS., la clasificación de la potabilidad se subdivide en un 19% como fuentes de uso directo previo proceso de desinfección, pero un mayor porcentaje de 81% de fuentes requiere tratamiento obligatorio si es que se proyecta su usos como consumo poblacional (Tratamiento de remoción a rangos permisibles de Boro y Arsénico, además del equilibrio convencional de los otros elementos).



3.5 APTITUD DE USO AGRÍCOLA

Las aguas del río Yabroco, Tarucachi y Estique, presentan problemas crecientes y severos de salinidad, toxicidad por Cloruros, sulfatos, Boro y en el caso del Tarucachi problemas por presencia del Fierro y el pH ácido, lo que limita el aprovechamiento de estos recursos para la agricultura, limitándolos solamente a tratar de mantener cultivos Tolerantes.

En cambio las aguas proveniente de los ríos Jarumas, el Quequesane, el Ticalaco y el Chacavira son de buena calidad con fines de uso agrícola clasificadas desde un C1S1 hasta un C2S1, aptas para cualquier tipo de cedula de cultivo.

En relación a la parte baja de la cuenca Sama por la mezcla natural de todos los tributarios y por la falta de sistemas de drenaje en el valle, las aguas son clasificadas como C 3S1 es decir son altamente salinas, bajas en sodio, no pueden usarse en suelos cuyo drenaje sea deficiente, debiéndose realizar practicas de control de la salinidad, y se deben seleccionar cultivos tolerantes a las sales. y un C4S3(Altamente salina, con un contenido alto en sodio, no son apropiadas para la agricultura, pueden usarse bajo circunstancias muy especiales, debiendo los suelos ser permeables y de drenaje adecuado, aplicando exceso de agua y seleccionando cultivos altamente tolerantes a las sales.

Las concentraciones de Boro en el valle varia desde 7,10 mg/l específicamente en la estación de Sambalay Chico, hasta 10,823 mg/l específicamente en boca del río, lo que muestra claramente la elevada concentración de este elemento limitante de la agricultura en el valle y la salinización creciente en el valle hacia la línea del litoral.

En la cuenca del sama las clasificaciones de aptitud de riego mas predominantes son C3S1

(47%) y C2S1 (24%).

3.6 FAMILIAS QUÍMICAS

En la Cuenca Sama existen una variabilidad de familias químicas, de las 21 estaciones de control químicos se tiene que existen del tipo SO4Ca(47%), ClNa(19%), SO4Na(14%), HCO3Ca(10%), ClCa(5%) y HCO3Na(5%).

En la cuenca del Sama existen varias sub. cuencas, definidas cada una de distintas familias químicas, de los cuales la sub. Cuenca Aruma, donde el río Tarucachi se presenta como principal contaminante de Hierro es del tipo SO4Ca, en cambio la sub. cuenca del Yabroco Ancocollo (Estación Ancocollo Ichicollo tributario del río Yabroco) es el mayor contaminante del arsénico y Boro y es del tipo ClNa denominadas a todas estas como aguas de mala calidad, sin embargo la fuentes de Buena calidad como es el caso de Quequesani, Jarumas Chico son aguas del tipo HCO3Ca y HCO3Na, respectivamente.

La aguas en el valle varia desde SO4Ca a SO4Na, y en el caso muy especial ClNa como es el caso de la Estación del río sama Ubicado en la Boca del río, demostrando de esta manera la Salinización de Las aguas por falta de manejo de los sistemas de drenaje en el valle y contar con estratos salinos en estas zonas costeras.

3.7 ZONAS PRINCIPALES DE CONTAMINACIÓN DE LA CUENCA SAMA

3.7.1 PROBLEMÁTICA DE LA SUBCUENCA ICHICOLLO ANCOCOLLO



El rio Yabroco nace como resultado de las contribuciones de los escurrimientos superficiales, afloramientos geotérmicos ubicados a lo largo de la quebrada Ancocollo y Pampa Collpapampa, mas el caudal derivado en el dique Cano y que luego de confluir con el río Quenesane, es denominado río Salado el cual es tributario del río Sama.

El factor limitante actual y que constituye el problema a resolver, es que el río Yabroco el cual es la unión de las quebradas Ancocollo, pampa Collpampa mas el caudal derivado en el dique Cano, tiene altos contenidos de boro y arsénico, entre otros elementos que superan ampliamente los Estandares Internacionales, provenientes de el río Ancocollo.

Las aguas cloruradas tienen temperaturas hasta 90º (punto ebullición a 4000 msnm) y muestran un pH neutro, sus contenidos de cloruro (1472 mg/l) es típico para aguas en terrenos volcánicos de composición dacítica y andesitíca(HENLEY & ELLIS, 1983 y HENLEY 1985), según estudios de isótopos de oxigeno e hidrógeno las aguas representan fluidos profundos de origen meteórico que debido a la ebullición cerca de la superficie perdieron sus contenidos de gases tales como H2S y CO2, estos gases o vapores pueden aparecer en la superficie como fumarolas.

Las aguas contaminadas son de origen geotermal (de actividad volcánica), procedentes de las aguas meteóricas, de deshielos, las cuales se infiltran a lugares profundos a través de las fallas y fracturas existentes, constituyendo reservorios, donde se almacena transitoriamente. Estos reservorios en contacto con un foco calorífico a grandes temperaturas, origina el calentamiento de las aguas infiltradas, produciendo vapor de agua, el cual asciende a la superficie a través de las fracturas y fallas de las rocas suprayacentes, manifestándose en superficie en forma de chorros de vapor de agua (emanaciones a temperaturas de ebullición), fumarolas y aguas termales.

Los manantiales calientes y vapor de agua, que sale con cierta presión y con contenidos altos de cloruros, boro y arsénico, nos indica el carácter profundo de estos manantes, con contribuciones de aguas superficiales en menor grado.

El arsénico es un contaminante tóxico. Los estándares internacionales actuales especifican una concentración máxima para consumo poblacional de 0,1 mg/l, según la ley general de aguas para aguas del tipo II, en el lugar de evaluación según los análisis fisicoquímicos se tiene que en el río Ancoccollo en el lugar denominado como campamento Ichicollo es de 5,06 mg/l y en la confluencia de Ancocollo final es de 3,92 mg/l, lo que demuestra claramente que no es apto para consumo poblacional.

El boro, origina problemas principalmente para la agricultura. Un nivel de 1 a 2 mg/l de boro en agua para riego, se considera generalmente aceptable para la mayoría de las plantas. El aspecto más importante en la toxicidad de las plantas, consiste en la acumulación de sales de boro en la tierra, más de 5 ppm resultarían tóxicas para la mayoría de las plantas, en el lugar de evaluación se tiene que el boro en el río Ancocollo frente al campamento Ichicollo es de 25,59 mg/l y en la confluencia final es de 19,84 mg/l de boro.

El río Ancocollo frente al campamento Ichicollo, presenta un caudal de 40 l/s, que viene a ser la sumatoria de todos los afloramientos geotérmicos, ubicados en la Pampa de Ancoccollo, aguas abajo y antes de la confluencia con el río Collpapampa, el río Ancoccollo tiene un caudal de 400 l/s es decir un incremento de 360 l/s por lo cual se le considera a este tramo como el contaminante principal de las aguas del río Yabroco. El



río Collpampa afluente del río Yabroco sólo tiene un caudal de 30 l/s provenientes de escurrimientos superficiales que es variable con las precipitaciones en la época de lluvias.

3.7.2 PROBLEMÁTICA DE LA SUBCUENCA ESTIQUE TARUCACHI

El río Tarucachi nace como resultado de las contribuciones de los escurrimientos superficiales, afloramientos geotérmicos ubicados a lo largo de las quebradas Saillane, como resultado de los aportes de las quebradas Coruña, Churavira y Pihavira que luego de confluir con el río Estique, es denominado como río Aruma el cual es tributario del río Sama con el que confluye en Tala.

El factor limitante actual y que constituye el problema a resolver, es que el río Tarucachi tiene principalmente altos contenidos de hierro, pH ácido y manganeso, entre otros elementos que superan ampliamente los Estandares Internacionales.

Las aguas contaminadas en la subcuenca de Estique Tarucuachi también son de origen geotermal (de actividad volcánica), procedentes de las aguas meteóricas, de deshielos, las cuales se infiltran a lugares profundos a través las fallas y fracturas existentes, constituyendo reservorios, donde se almacena transitoriamente. Estos reservorios en contacto con un foco calorífico a grandes temperaturas, origina el calentamiento de las aguas infiltradas, produciendo vapor de agua, el cual asciende a la superficie a través de las fracturas y fallas de las rocas suprayacentes, manifestándose en superficie en forma de chorros de vapor de agua (emanaciones a temperaturas de ebullición), fumarolas y aguas termales.

Las aguas manantes presentan contenidos altos de sulfatos, hierro y azufre lo que nos indica el carácter subsuperficial los que son calentadas por vapores de CO 2 y H2S provenientes del reservorio magmático profundo, los que ascienden a través de discontinuidades del macizo rocoso como fracturas y fallas.

El H2S o CO2 pueden ser absorbidos por aguas subterráneas superficiales, que resultan en la formación de aguas sulfatadas y bicarbonatadas (HENLEY, R.W. & ELLIS, A.J. 1983). Esta agua calentadas por vapor (steam-heated) muestran temperaturas mas bajas, un pH ácido y bajos contenidos de cloruro, tal como se presenta en nuestra zona de estudio.

El hierro y el manganeso se consideran elementos indeseables por el mal sabor, turbidez y coloración que comunican al agua que los contiene, sobrepasan marcadamente los límites establecidos por INDECOPI de 0,30 y 0,10 mg/l siendo los valores encontrados para una sola fecha de análisis.

El hierro, origina problemas principalmente para la agricultura. El aspecto más importante en la toxicidad de las plantas, consiste en la acumulación de Hierro en el suelo el cual impermeabiliza el suelo convirtiéndola en estéril.

3.7.3 FORMAS DE ARSENICO, BORO Y HIERRO

a) Arsénico

El arsénico en las aguas provenientes de las fuentes hidrotermales que son descargadas en el curso del río Ancocollo, se encuentra formando sales de acuerdo a sus dos estados de valencia, trivalente y pentavalente, tales como las sales de cloruro arsenioso AsCl 3 ,



formada con ácidos fuertes (los cloruros que se encuentran en elevada concentración), y con las bases fuertes como el arsenito de sodio Na3AsO3, para su estado trivalente; para el estado pentavalente las sales comunes del ácido tribásico ortoarsénico NaH 2AsO4, entre otros.

Prevalece el arsénico orgánico y pentavalente que permite su fácil remoción por tratamientos convencionales.

b) Boro

Los boratos generalmente provienen de tres ácidos bóricos : el ortobórico H3BO3 , el ácido pirobórico H2B4O7 , y el ácido metabórico HBO2.

El ácido ortobórico es un sólido blanco, cristalino, muy poco soluble en agua, en frío, pero aumenta su solubilidad en caliente. A temperaturas de 100ºC , este ácido pasa a formar el ácido metabórico y a 140ºC pasa a ácido pirobórico.

Los boratos de los elementos alcalinos (Na y K) son bastante solubles en agua; en cambio, los de los otros metales son poco solubles.

La forma de boro presente en las aguas calientes de las fuentes hidrotermales es como ácido pirobórico, muy soluble, formando sales como tetraboratos de sodio y/o potasio (Na2B4O7), que en medio acuoso, las sales se hidrolizan formando el ácido bórico, ácido débil, muy soluble en agua.

c) Hierro

Procede de la alteración de silicatos y otros minerales como Fe 2O3, Fe(OH)3 (limonita), Fe3O4 (magnetita) y FeS2 (pirita).

4.0 ALTERNATIVAS DE MANEJO PARA LA DESCONTAMINACION DEL RIO SAMA

4.1 ALTERNATIVA Nª 01

4.1.1 ESQUEMA DE DESCONTAMINACION

Esta alternativa consiste en utilizar la presa Yarascay como un medio de dilución, debido a que las aguas de mejor calidad se presentan en los meses de lluvias es decir Enero, Febrero, Marzo y Abril, el cual corresponde al 76.4% del la producción total de agua de la cuenca sama anual y las aguas de mala calidad se presentan en la época de estiaje que viene a ser los meses de mayo, junio, julio, agosto, septiembre, octubre, noviembre y diciembre los que suma solo representan en función a la producción total anual de la cuenca sama el 23.6%, tal como se muestra en el grafico siguiente el cual fue elaborado tomando en consideración las medias mutianuales, de los datos históricos actualizados al 2003.



El objetivo es aprovechar esta característica físico – química, a fin de contar durante todo el año con aguas de calidad aceptable para la agricultura, es decir enmarcado bajo los limites máximos permisibles que norma la ley general de aguas para aguas del tipo III es decir para uso agrícola donde el arsénico debiera tener como valor máximo 0.2 mg/l y en el caso de Boro la ley general de aguas no fija un valor limite, por lo cual estará sujeto a la elección de la cedula de cultivo que se tolerante a la calidad de agua resultante de la simulación del comportamiento de la calidad de agua con proyecto.

4.1.2 INFRAESTRUTURAS COMPLEMENTARIAS PARA LA DESCONTAMINACION

En esta alternativa, no se considera ninguna infraestructura complementaria, ni tampoco algún tratamiento químico ya que se aprovechara el proceso de dilución natural que va ha existir en la presa Yarascay pero se recomienda que mientras el volumen de almacenamiento sea mayor, mayor será el proceso de dilución y mejora aun mas la calidad de agua.

4.1.3 COSTOS DE LA INFRAETRUCTURA COMPLEMENTARIA

Como ya se menciono no se complementará ninguna infraestructura o tratamiento químico por lo que los costos de mejoramiento solo estarán enmarcados en función a la obra de regulación que es costeado en el presupuesto general del proyecto “Represamiento Yarascay”.

4.2 ALTERNATIVA Nª 02

4.2.1 ESQUEMA DE DESCONTAMINACION

Esta alternativa consiste en captar la aguas de mala calidad provenientes de la quebrada Ancocollo (400 l/s) específicamente en el lugar denominado Collpampa, para luego ser evacuados hacia unas pampas ubicadas en la zona de Amaypata, Torrini y las pampas de Tintinabe, donde se plantea un plan de forestación que se adecue y sea tolerante a la calidad de agua, tal como se muestra en el esquema Nº 01 .En el caso de las aguas provenientes del río Tarucachi el cual contiene altas concentraciones de Fe(fierro), para los fines de la descontaminación del río sama estas aguas sirven, para los fines del


0

5

10

15

20

25

30

35

ENE FEB MAR ABR MA JUN JUL AG SEP OCT NOV DIC

% d

el

Vo

lum

en

to

tal

an

ua

l

76.4%

23.6%

Aguas de Calidad

aceptable

Aguas de mala

Calidad


proyecto de mejoramiento de la calidad de las aguas ya que el fierro al oxidarse precipita al arsénico disminuyendo su concentración, esta propiedad en la simulación efectuada no se tomo en cuenta, ya que amerita se efectúen mas evaluaciones al respecto, pero que en todo caso si es que se toma en consideración este proceso de oxidación, seria en beneficio del mejoramiento de la calidad de agua.

4.2.2 INFRAESTRUTURAS COMPLEMENTARIAS PARA LA DESCONTAMINACION

Para esta alternativa de tratamiento para la sub cuenca de Ancocollo – Yabroco Se considera la construcción de un canal cuya bocatoma que estará emplazada sobre el río Ancoccollo muy cerca a la confluencia con el río Collpapampa, este canal tendrá una longitud de 15 Km aproximadamente y 500 l/s de capacidad y evacuará las aguas de mala calidad hacia las zonas de Amaymata y Torrini de la subcuenca Aricota, donde se efectuará un plan de forestación con cultivos tolerantes a estos elementos.

4.2.3 COSTOS DE LA INFRAETRUCTURA COMPLEMENTARIA

Los costos de las infraestructuras complementarias para la descontaminación son los siguientes:

PRESUPUESTO DE LA INFRAESTRUCTURA COMPLEMENTARIA



CRONOGRAMA VALORIZADO DE GASTO



4.2.4 RECOMENDACION DE TRATAMIENTO PARA LA SUBCUENCA DE ESTIQUE –TARUCACHI CON FINES DE MEJORAMIENTO DE CALIDAD DE AGUA LOCAL

Como ya se comento, el río Tarucachi y sus tributarios contienen elevadas concentraciones de fierro el cuál es favorable para la precipitación del arsénico después de la unión con el río salado, pero en esta alternativa que planteamos no se toma en cuenta la descontaminación del río Tarucachi, pero que para casos de un descontaminación local con fines de mejoramiento de la calidad de agua para la agricultura que se desarrolla en esta zona recomendamos lo siguiente:El tratamiento convencional de las aguas con pH ácido y alto contenido de hierro, es dosificando Cal (altamente alcalino), en el proceso de tratamiento, lo que origina un desequilibrio químico de iones en el medio, produciéndose la formación de flóculos, que por su peso son fácilmente decantables y filtrables, removiendo de esta manera los contenidos altos de hierro, sólidos en suspensión y mejoramiento del pH significativamente. Por lo que se plantea como alternativa de tratamiento para la subcuenca de Estique – Tarucachi, la construcción de diques de piedra caliza, ubicados perpendicularmente al eje de las quebradas y en puntos estratégicos de la zona contaminante, cuyo vasos estarán recubiertos con piedra caliza provenientes de la formación Tarata y con pilotes del mismo material distribuidos en la zona de embalse.Las aguas contaminadas en contacto con la piedra caliza producen una reacción al igual que el tratamiento convencional de lo que se obtiene como producto final, el mejoramiento de la calidad de agua.Aguas abajo del dique, el cauce de la quebrada será recubierta con piedra caliza de tal manera que las aguas de rebose, continúen su tratamiento de mejoramiento.Estos diques tendrán doble propósito, una como poza para mejoramiento de calidad de agua y otra como retención y control de sedimentos de fondo.

4.3 ALTERNATIVA SELECCIONADA

La alternativa seleccionada es la alternativa Nº 01, es decir construir una presa en el sector de Yarascay con el mayor volumen posible de almacenamiento de las descargas del periodo de lluvias las cuales son aguas de mejor calidad que las de la época de estiaje y según el estudio “Represamiento Yarascay”, se podría almacenar un volumen de 120 MMC y en con ella aprovechar



el proceso de dilución natural y así lograr mejorar la calidad de agua dentro de los estándares para aguas de uso agrícola, la elección de la alternativa se enmarca en los siguientes criterios:

Alternativa Nº 01

Adecua la Calidad de agua a la cedula de cultivo recomendada en el estudio agrológico El contenido de arsénico se enmarca dentro de la ley general de aguas para aguas del tipo

III No incluye obras adicionales, por lo tanto no se incrementa alguna inversión adicional al

proyecto general No incluye tratamiento químico, es decir uso de químicos. Es mas económico y Ecológico

Alternativa Nº 02

Adecua la Calidad de agua a la cedula de cultivo recomendada en el estudio agrológico El contenido de arsénico se enmarca dentro de la ley general de aguas para aguas del tipo

III Incluye obras adicionales, como ser Bocatoma de captación, Canal de conducción y

forestación y obras conexas, por lo tanto se incrementa una inversión adicional al proyecto general en S/.2´´850, 113.71.

No incluye tratamiento químico, es decir uso de químicos. Disminuiría al sistema un caudal de aporte de 400 l/s que aproximadamente viene a ser

12.6 MMC/año.

6.0 CALIDAD DE AGUA GENERADA SIN PROYECTO Y CON PROYECTO PARA UNA VIDA UTIL DE 50 AÑOS PARA LA ALTERNATIVA SELECCIONADA

5.1 ESQUEMA HÍDRICO DEL PROYECTO “REPRESAMIENTO YARASCAY”

La alternativa consiste en la construcción de la Represa Yarascay, obras conexas y líneas de conducción, las que se describen a continuación:

La alternativa propuesta del Proyecto Represamiento Yarascay consiste en la construcción de una presa en la zona de Yarascay con el objeto de almacenar las aguas del río Sama de manera que permita entregar un caudal regulado que cubra las demandas hídricas del Valle (cuyo riego será tecnificado) y la demanda de la Irrigación Lomas de Sama (con riego tecnificado) en forma permanente.

La Presa Yarascay proyectada es de tierra y dentellón impermeable, tiene una altura de 91 metros, de ancho de corona 12 m. y una longitud de coronación de 288 m., la represa tendrá una capacidad de almacenamiento de 120 MMC con un volumen útil de 90 MMC y 30 MMC para el control de sedimentos.

El proyecto considera utilizar la Bocatoma La Tranca y el canal existente hasta la progresiva 3+940 donde se construirá un desarenador (Caída de Berlín), y una línea de conducción en tubería de 3,53 Km., en este punto se construirá un partidor de donde saldrán dos líneas de Conducción en tubería: una hacia el Valle de Sama de 13,99 Km. de longitud y 1 m3/s de capacidad y otra línea de conducción a la Irrigación Lomas de Sama



de 16 Km. de longitud y una capacidad de 1,5 m3/s de capacidad, con su respectivos Reservorios de almacenamiento y regulación diaria. También esta considerado en el Proyecto la construcción del Sistema de Distribución de Riego Tecnificado en las Lomas de Sama y en Valle de Sama.

Figura Nº 01

ESQUEMA HÍDRICO DEL PROYECTO “REPRESAMIENTO YARASCAY”

5.2 CARACTERISTICAS FÍSICAS DEL PROYECTO “REPRESAMIENTO YARASCAY”

5.2.1 OBRAS DE REGULACIÓN Y DILUCIÓN PRINCIPAL PRESA YARASCAY Y OBRAS CONEXAS

Presa Yarascay



La presa proyectada es de tierra con núcleo y dentellón de arcilla. Tiene una altura de 91 m., un ancho de corona de 12 m. y una longitud de coronación de 288 m. tendrá una capacidad de almacenamiento de 120 MMC y un volumen muerto de 30 MMC.

Aliviadero de demasías

Es una estructura de concreto armado, diseñado para evacuar una avenida extraordinaria de 227 m3/seg. Por su ubicación es del tipo lateral con una longitud de cresta de 50 m. y un canal evacuador y una rápida que descarga hacia una quebrada.

Túnel de servicioEl túnel tiene una longitud de 490 m. y una pendiente de 0,006. Tiene dos niveles de entrada que son reguladas independientemente. Los niveles de entrada definen dos niveles de volumen muerto que son de 15 y 30 MMC La sección del túnel es del tipo baúl y se encuentra revestido en su totalidad.

Pique de accesoEs un túnel vertical de 84,70 m. de longitud, que permite acceder desde el nivel de la corona de la presa a la cámara de válvulas de regulación del túnel de servicio. La sección del pique es cuadrada y revestida con concreto en toda su longitud.

Obras provisionalesEsta constituido por los caminos de acceso a los frentes de trabajo, la construcción de un campamento de obra, la construcción de un túnel de desvío de 178 m. sin revestimiento y una ataguía de tierra para desvío del río durante la construcción de la presa de 14 m. de altura.

Obras electromecánicasEl control del caudal regulado en el túnel de servicio, será efectuado a través de 2 compuertas accionadas en forma eléctrica y también en forma manual. Se ha considerado una compuerta de emergencia tipo mariposa y una compuerta de regulación tipo Howell Bunger ambas para un diámetro de descarga de 600 mm.

5.2.2 OBRAS DE CONDUCCIÓN PRINCIPAL DE EXCEDENTES

Obras de ConducciónEstá formado por la línea de tuberías de conducción que llevan las aguas reguladas del embalse Yarascay hacia los reservorios de regulación diaria ubicados a lo largo de las terrazas del valle Sama así como a los reservorios en las Lomas de Sama. El desarrollo de las obras de conducción se encuentra en los volúmenes V-C y V-D

Línea de conducción La Tranca-Caída de Berlín:El estudio a nivel de Prefactibilidad del proyecto considera el uso de estructuras existentes actualmente en operación para llevar las aguas reguladas del embalse Yarascay hacia las Lomas de Sama. Estas estructuras son: la bocatoma La Tranca (Km 0+00) y el canal de conducción existente hasta la altura de la caída de Berlín en el Km 3+940.

Línea de conducción Caída de Berlín-Partidor



En el lugar denominado Caída de Berlín (Km. 3+940) se ha considerado la construcción de un desarenador y luego el tendido de una tubería de conducción de 44” de diámetro paralela al actual canal existente hasta el Km 7+475 donde se construirá un partidor de donde saldrán dos ramales de tubería.

Línea de conducción Partidor - Terraza del Valle de SamaDesde el partidor en el Km 7+475 sale una línea de conducción en tubería de 16 Km. de longitud para conducir 1 m3/s hacia 9 reservorios de regulación diaria ubicados a lo largo de la parte alta de la terraza del valle (margen derecha) para irrigar por el sistema de riego tecnificado unas 2 000 Há.

Partidor-Línea de conducción Lomas de SamaDesde el partidor sale una línea de conducción en tubería hacia las Lomas de Sama de 16 Km. tiene una capacidad de 1,5 m3/s la cual llevará agua a 10 reservorios que servirán para irrigar por el sistema de riego por goteo a 3 750 Há.

5.2.3 OBRAS DE REGULACIÓN Y DISTRIBUCIÓN LOMAS DE SAMA

Considera los reservorios de regulación diaria y la línea de tuberías del sistema de distribución de los reservorios a las parcelas. El desarrollo de este sistema se encuentra en los volúmenes V-C y V-D

Reservorios de regulación en las lomas de samaEstá conformado por 10 reservorios ubicados en las Lomas de Sama según el planeamiento del sistema de riego propuesto. El diseño de los reservorios es similar a los reservorios proyectados en el valle Sama. Las capacidades de los reservorios varían de 4 000 a 5 000 m3 que permitirán regar asentamientos de parcelas modulares entre 320 y 410 Há. cuentan con un medidor Parshall y un desarenador antes del ingreso.

Línea de distribución en el valle samaEl sistema de distribución consta de tuberías troncales y laterales del sistema de riego por aspersión y goteo que llevan las aguas de los reservorios de regulación diaria hacia las parcelas. Las tuberías son de material PVC de diámetros variables de 10´´ a 4´´.

5.2.4 OBRAS PARA MINIMIZAR PERDIDAS DE AGUA EN EL VALLE

Reservorios de regulación en el Valle SamaEsta conformado por 9 reservorios ubicados en las terrazas de la margen derecha del valle Sama. Los reservorios se han proyectado excavados en el terreno con taludes de excavación 1:2 Tienen geomembrana para asegurar la impermeabilización. Están revestidos con albañilería de piedra asentada con mortero. Tienen rampa de acceso para limpieza mecanizada. La capacidad de los reservorios varía de 4 500 a 5 500 m3. Todos los reservorios contarán con pozas desarenadores a la entrada de cada reservorio.

Línea de distribución en las Lomas de SamaEl sistema de distribución esta compuesto por una red de tuberías troncales y laterales de material de PVC, distribuyen el agua desde el reservorio de regulación a las parcelas. El diámetro de las tuberías varía desde 12´´ hasta 4 ´´.

5.3 REGLA DE OPERACIÓN DE LA REPRESA YARASCAY



Para la elaboración del balance de calidad de agua, en la salida del sistema de control, se ha efectuado la simulación de operación del sistema hidráulico, para un periodo de 50 años, teniendo en cuenta ciertas reglas de operación como se describen a continuación:

Se comparan las demandas hídricas en el Valle Sama con los aportes del Río sama produciéndose un déficit o un exceso.

Si las demandas hídricas en el valle sama no son satisfechas, con los aportes del Río sama, estas serán satisfechas con los volúmenes almacenados en la presa.

En el caso en el que el volumen de la presa no preste satisfacción a la demanda el volumen de ingreso a la presa será el volumen de oferta, manteniendo el volumen muerto constante en 30 MMC.

El volumen en el embalse de Yarascay esta constituido esencialmente por los aportes del río sama, el volumen del embalse como máximo es de 120 MMC con un Volumen Muerto 30 MMC, es decir de un volumen útil de 90 MMC.

REGLA PREDETERMINADA PRESA YARASCAY(Figura Nº 02)

5.4 QUIMICA DE LAS AGUAS CON PROYECTO

La conductividad esta íntimamente relacionada con la suma de cationes y aniones determinada químicamente; aproximadamente el producto de la conductividad en mmho/cm por 10 es igual a la suma de los cationes en miliequivalentes por litro; en otras palabras, la conductividad en micromhos/cm dividida por 100 es igual al total de los miliequivalentes por litro de los cationes o aniones. La medida de la conductividad constituye un parámetro básico de evaluación de la aptitud del agua para riego.

En la cuenca Sama la conductividad con la ejecución del proyecto “Represamiento Yarascay” se tiene que para la estación de control ubicado en la entrada de la presa Yarascay se calculo una conductividad de 1.88 mS/cm, mientras que en el punto de control de salida del sistema de regulación se tiene una conductividad disminuye de a 1.29 mS/cm, los cuales son promedios multianuales mensuales para un periodo de 50 años, el cual


VOLUMEN DE PRESA (MMC)

Q(m

3 /s)

15 30 120

2.5

1.0

00


serviría para la irrigación del valle y la ampliación de frontera agrícola en las lomas de sama, tal como se muestra a continuación en el cuadro Nº 04 y figura Nº 03:

COMPORTAMIENTO DE LA CONDUCTIVIDAD CON PROYE CTO EN LA SALIDA DE LA PRESA YARASCAY

Como se puede ver la conductividad sin proyecto presenta un comportamiento durante todo el año presentando una característica común en todo los años: Se tiene un periodo de lluvias donde la calidad de agua según la conductividad mejora bastante y presenta una época de estiaje donde la conductividad se incrementa significativamente.

La conductividad con proyecto tal como se visualiza en la figura Nº 03, presenta una distribución de la conductividad eléctrica con valores menores que la distribución sin proyecto, denotando de esta manera que la calidad de agua con proyecto mejora notablemente.

5.5 COMPOSICION QUÍMICA CON PROYECTO

5.5.1 CATIONES:

Calcio y Magnesio:


0.000.250.500.751.001.251.501.752.002.252.50

C.E

.(m

S/c

m)

SIN P ROY. CON P ROY.

SIN PROY. CON PROY.ENE 1.50 1.35FEB 1.07 1.21MAR 1.23 1.16ABR 1.70 1.19MAY 1.98 1.22JUN 1.94 1.25JUL 1.99 1.28AGO 2.09 1.31SEP 2.22 1.34OCT 2.34 1.37NOV 2.34 1.40DIC 2.16 1.43

PROMEDIO 1.9 1.3

Figura Nº 03

Cuadro Nº 04

Ca (mg/l) Mg (mg/l)

SIN PROY CON PROY SIN PROY CON PROYENE 233.709 211.413 52.820 47.781FEB 167.507 188.826 37.858 42.676MAR 192.290 181.740 43.459 41.075ABR 265.580 185.533 60.023 41.932MAY 309.697 190.514 69.994 43.058JUN 303.241 195.225 68.535 44.123JUL 310.441 200.110 70.162 45.227AGO 326.337 204.849 73.755 46.298SEP 347.041 209.540 78.434 47.358OCT 366.020 214.162 82.724 48.403NOV 365.245 218.284 82.549 49.334DIC 337.166 222.797 76.203 50.354

PROM 293.689 201.916 66.376 45.635

MESES

Cuadro Nº 05


Sodio y Potasio:


0

50

100

150

200

250

300

350

400

Ca

(mg

/l)

SIN P ROY CON P ROY

0102030405060708090

Mg

(m

g/l)

SIN P ROY CON P ROY

Na (mg/l) K (mg/l)


PROM 286.144 196.728 64.829 44.571

MESES

Figura Nº 05

Figura Nº 04

Cuadro Nº 06


5.5.2 ANIONES:

Cloruros y Sulfatos:


0

50

100

150

200

250

300

350

400

Na

(mg

/l)

SIN P ROY CON P ROY

010203040

5060708090

K (

mg

/l)

SIN PROY CON PROY

Cl (mg/l) SO4 (mg/l)


PROM 293.692 201.918 915.540 629.448

MESES

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Cl (

mg

/l)

SIN P ROY CON P ROY

Figura Nº 07

Figura Nº 06

Cuadro Nº 07


Carbonatos y Bicarbonatos:


0

200

400

600

800

1000

1200

SO

4 (

mg

/l)

SIN P ROY CON P ROY

HCO3 (mg/l) CO3 (mg/l)


PROM 169.406 116.469 0.000 0.000

MESES

0

50

100

150

200

250

HC

O3 (

mg

/l)

SIN P ROY CON P ROY

Figura Nº 09

Figura Nº 08

Cuadro Nº 08

Figura Nº 10


Como se puede observar en el resumen mensual anual de la simulación efectuada, tanto los cationes como los aniones, tienden a disminuir casi directamente proporcional a la conductividad eléctrica, lo que demuestra claramente que en las épocas de avenidas la calidad de agua mejora notablemente, es decir si se represa esta agua en un presa de cualquier volumen, el volumen mas importante y de buena calidad del ciclo hidrológico del río Sama, se almacenaría y se podría contar durante la época de estiaje con aguas de mejor calidad de las que se cuenca actualmente. Además como se nota en las figuras claramente se nota el poder amortiguador de las presas de la contaminación del periodo de estiage en la cual se cuenta con aguas de mala calidad. Por lo tanto el proceso de dilución es una buena alternativa con fines del mejoramiento de la calidad de agua y recomendable para la cuenca sama sin tener la necesidad de efectuar tratamiento químicos para mejorara la calidad de agua es decir un método económicamente rentable y barato.

4.6 APTITUD DE USO POBLACIONAL CON PROYECTO



Figura Nº 11

Como se puede observar la potabilidad del agua según el diagrama de la figura Nª 11, se tiene que sin proyecto las aguas del río Sama son aguas clasificadas como aguas de potabilidad mediocre a



mala, teniendo en consideración que la condición mas desfavorable es la que define la potabilidad y en el caso de la potabilidad de la oferta del recurso hídrico con el proyecto “Represamiento Yarascay” estas según el diagrama de la figura 11,se clasifican como de potabilidad aceptable a mediocre.

En el caso de los recurso hídricos de la cuenca sama por la actividad volcánica existentes en la zona, los cuales se presentan como afloramientos hidrotermales con concentraciones alta de Boro, Arsénico principalmente, es que contiene concentraciones por encima de los limites permisibles en la parte baja de la cuenca, por lo que también se estudio y se simuló el comportamiento de estos elementos de lo cual se puede deducir según las figuras Nº 12 y 13, que la dilución también es favorable, logrando enmarcarse dentro de los limites máximos permisibles para la agricultura.

CONCENTRACIÓN DE BORO

CONCENTRACIÓN DE ARSENICO

4.7 APTITUD DE USO AGRÍCOLA CON PROYECTO



PROMEDIO 7.20 5.13

0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0

10.0

B (

mg

/l)



PROMEDIO 0.3 0.2

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

As

(m

g/l)


Figura Nº 12

Figura Nº 13

Cuadro Nº 09

Cuadro Nº 10

Figura Nº 14


Como se puede observar en la figura Nº 14 y el cuadro Nº 11, la aptitud de riego sin proyecto, se incrementa en la época de estiaje llegando hasta inclusive a clasificarse como un C 4S2 y en el mejor de los casos como un C3S1, En cambio con la implementación del proyecto “Represamiento Yarascay” se tiene que la aptitud de riego se presentara con un C3S1 durante todo el año. Cabe indicar que estos son promedios mensuales multianuales generados para un periodo de vida útil de la presa de 50 años.


100 250 750 2250 5000

02

04

06

08

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

C1-S1

C2-S1

C3-S1

C4-S1

C1-S2

C2-S2

C3-S2

C4-S2

C1-S3

C2-S3

C3-S3

C4-S3

C1-S4

C2-S4

C3-S4

C4-S4

Conductividad : Microsiemens/cm a 25º C

1 2 3 4

Bajo Medio Alto Muy Alto

RELA

CIO

N D

E A

DS

OR

CIO

N D

EL

SO

DIO

(R

AS

)

CLASES

Bajo

Medio

Alt

oM

uy

Alt

o

12

34

CLASIFICACION DE AGUAS PARA RIEGO100 2 3 4 5 6 7 8 9 1000 2 3 4 5000

PELI

GR

O D

E S

OD

IO (

ALC

ALI

)

PELIGRO DE SALINIDAD

Sin Proyecto Con Proyecto

Cuadro Nº 11


4.8 FAMILIAS QUÍMICAS CON PROYECTO

De acuerdo ala figura Nº 15 se nota claramente que el contenido de sales con respecto al contenido de sales con proyecto(Figura Nº 15), disminuye significativamente, sin embargo sin proyecto se tiene una familia química sulfatada calcica y con proyecto también la familia química es sulfatada calcica lo que indica que aunque la conductividad disminuya la familia química se mantiene constante porque la dilución en este caso es uniforme para todos los elementos, tal como se muestran en los diagramas de Stiff y Radial.

DIAGRAMAS DE STIFF

DIAGRAMA RADIAL


POR DILUCION

Figura Nº 15 Figura Nº 16

Figura Nº 17 Figura Nº 18

C.E. (uS/cm)

SIN PROY CON PROY SIN PROY CON PROY SIN PROY CON PROYENE 1495 1352 3.51 3.34 C3S1 C3S1FEB 1072 1208 2.97 3.16 C3S1 C3S1MAR 1230 1163 3.19 3.10 C3S1 C3S1ABR 1699 1187 3.75 3.13 C3S1 C3S1MAY 1981 1219 4.04 3.17 C3S1 C3S1JUN 1940 1249 4.00 3.21 C3S1 C3S1JUL 1986 1280 4.05 3.25 C3S1 C3S1AGO 2088 1310 4.15 3.29 C3S1 C3S1SEP 2220 1340 4.28 3.33 C3S1 C3S1OCT 2341 1370 4.40 3.36 C4S1 C3S1NOV 2336 1396 4.39 3.40 C4S1 C3S1DIC 2157 1425 4.22 3.43 C3S1 C3S1PROM 1879 1292 3.91 3.26 C3S1 C3S1

RAS APTITUD RIEGOMES


6.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES

Las aguas del río Sama sin proyecto presentan elevadas concentraciones de Boro y arsénico, que superan los niveles manifestados en las Normas y Guías de calidad, y que por lo tanto en la actualidad restringe el uso para consumo humano y limita el uso agrícola, por lo que el desarrollo de la agricultura en la zona en la actualidad se enmarca solamente en cultivos altamente tolerantes al Boro y en relación al consumo poblacional en la actualidad estas aguas no se usan por la población.

Las aguas del río sama con proyecto según la simulación efectuada con respecto a la calidad de agua, esta enmarcada dentro de los limites máximos permisibles según la Ley General de aguas D.S. Nº 17752 para aguas Tipo III (Aguas para riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales). Por lo tanto a la necesidad urgente de mejorar la calidad del recurso hídrico para el valle y la ampliación de la frontera agrícola, es indispensable la construcción de una presa que a la vez sirva de regulación de las aguas de buena calidad en épocas de avenidas y sirva también como un medio de dilución de las aguas de mala calidad provenientes de la época de estiaje y lograr de esta manera el objetivo del mejoramiento de calidad de agua, técnica y económicamente rentable.

Según el estudio de la calidad de agua, se ha identificado que la contaminación del río Sama se debe a las descargas de las fuentes hidrotermales presentes en la cuenca de Sama, con elevadas concentraciones de boro, arsénico y Hierro. Las Concentraciones mas altas de Hierro se registran en la subcuenca Tarucachi – Estique (26.600 mg/l), en cuanto las concentraciones mayores de Boro se registran en las subcuenca Ancocollo – Yabroco (23.780 mg/l), Seguido de la Subcuenca Quenesane – Salado (11.045 mg/l), En caso de arsénico, las mayores concentraciones se observan en la Sub Cuenca de Ancocollo – Yabroco (4.700 mg/l).

Las cargas contaminantes se lograron identificar y cuantificar, evaluando la incidencia de estas en la calidad de las aguas del río Sama desde su inicio de formación, observándose que el mayor aporte de carga contaminante de boro, arsénico y Hierro ocurre en las Subcuencas Quenesane – Salado, Ancocollo – Yabroco par el caso del Boro y arsénico y Tarucachi – Estique respecto al Hierro.

Los rangos de pH, en el cual varían la calidad de las aguas del río Sama, se encuentran dentro del rango neutro con tendencia ligera a la basicidad.


POR DILUCION


Las Sub cuencas que aportan agua de calidad aceptables en comparación a las demás Subcuencas del Sama, son el Chacavira-Tarata y el Jaruma presentan concentraciones bajas de arsénico y boro.

La tendencia respecto al incremento y reducción de boro y arsénico en las aguas del río Sama presenta diferentes cambios en el curso del río, obedeciendo a las cargas de las fuentes hidrotermales, erosión eólica, dilución con caudal de tributarios y/o manantiales de buena calidad, presencia de flora acuática, aeración de compuestos oxidables, evaporación y/o concentración, afloramientos difusos en la zona y en lecho del río y otros.

La clasificación de aptitud para riego en toda la cuenca del río sama sin proyecto varia desde un C1S1 hasta un C4S3, en el primer caso perteneciente a la subcuenca de Jaruma y en el segundo a la cuenca de Ancocollo – Yabroco, pero la aptitud de riego a nivel de valle, es decir en la subcuenca Sama varia desde un C3S1 hasta un C4S1, dependiendo de la estación hidrológica (Época lluvias – Época de estiaje).Sin embargo la aptitud de riego con proyecto se homogeniza según la simulación efectuada durante todo el año como promedio multianual en C3S1.

Con respecto a la clasificación de las familias Químicas sin proyecto, en la zonas de mayor contaminación con respecto al Boro y arsénico predominan la familia química Cl-SO4-Na-Ca , en cambio en las Subcuencas de mayor contaminación de Hierro la familia química bien definida es SO4-Ca, pero en el valle la familia resultantes es las sulfatada calcica (SO4-Ca), pero la familia química en el valle con proyecto se mantiene.

5.2 RECOMENDACIONES

Se recomienda continuar con los monitoreos de las aguas del río Sama y de sus afluentes principales, con mayor periodicidad, a fin de contar con datos estadísticos de calidad en el tiempo y en diferentes épocas del año. Para ello, los esfuerzos se deben concentrar en los puntos o estaciones que se han monitoreado en el presente estudio.

Se requiere evaluar las concentraciones de otros elementos, como ser el cadmio, Manganeso, plomo y otros, afín de complementar, y mejorar el diagnostico de calidad de agua del río Sama.


calidad de agua sama

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