UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVAFACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLESINGENIERA AMBIENTAL

INDICES DE CALIDAD DE AGUA Y AIRE

CURSO: ESTANDARES E INDICES DE CALIDAD AMBIENTAL DOCENTE: OR CIERTO, Luis.

ALUMNA: LPEZ ORTIZ, Solmayra

CICLO: II

TINGO MARA PER2015

I. INTRODUCCIN:

Para conocer el grado de calidad de las aguas, independientemente del posible uso al que vayan a ser destinadas, se parte de la toma de muestras para la obtencin de una serie de parmetros e indicadores. Estos datos, analizados y procesados, posteriormente se convierten en un valor numrico, que permite obtener una serie de ndices que determinan el estado general de las aguas en funcin de unos rangos de calidades establecidos.

Los ndices de calidad del aire se emplean en la actualidad para informar o alertar a la poblacin acerca de las condiciones de calidad del aire en un rea determinada, sin embargo no existe una metodologa establecida para su estimacin.

II. MARCO TERICO:

2.1. ndices de calidad: son herramientas que permiten asignar un valor de calidad al medio a partir del anlisis de diferentes parmetros. Su combinacin da una visin ms precisa del estado ecolgico y el estado del medio biolgico.

2.1.1. Indicies de calidad de aire:El ndice de calidad del aire (ICA) se considera un indicador global de la calidad del aire en un momento determinado o da y en una estacin de monitoreo concreta. El ICA se ha de interpretar como un indicador orientativo de la calidad del aire enfocado al pblico en general. Los especialistas debern tener en cuenta otros factores a la hora de estudiar los niveles de contaminacin.

Se estudia el comportamiento de la contaminacin atmosfrica utilizando el ICA en dos puntos de monitoreo en Regla, donde se miden los contaminantes principales: SO2, NO2 y partculas suspendidas totales. Se encontr que las partculas y el NO2son los contaminantes que ms contribuyen al deterioro de la calidad del aire, lo que ocurre con mayor frecuencia-das con categoras Deficiente y Mala, y muestran un incremento en las categoras Psima y Crtica. Se dan las recomendaciones necesarias para la reduccin de la contaminacin del aire. Se recomienda la utilizacin de este ICA para la evaluacin de la contaminacin del aire en los asentamientos humanos como una buena herramienta para la informacin y la gestin ambiental. Se propone una escala visual para mejorar y facilitar la comprensin del pblico.El ndice de calidad del aire puede ser representado en una escala de valores y colores, y es utilizado por las autoridades ambientales para mostrar al pblico la limpieza o contaminacin del aire. Cuando el ICA se representa con los colores verde y amarillo (valores del ICA menores de 99), la calidad del aire se considera satisfactoria para la mayora de la poblacin. Valores de la calidad del aire por encima de 100 (naranja, rojo) son considerados como perjudiciales a la salud humana, sobre todo a grupos sensibles de la poblacin; y los colores prpura y marrn corresponden a valores del ICA por encima de 300, los cuales producen el aumento de la frecuencia y gravedad de efectos adversos en grupos de alta susceptibilidad y en la poblacin en general. En la tabla 9 se aprecia la correspondencia entre el valor del ICA, su categora, sus implicaciones en la salud humana y la escala de valor propuesta. Para la aplicacin de la escala de colores se tomaron como referencia los ndices utilizados por la [EPA, 2003] y el ndice de calidad del aire para las Islas Canarias.

Relacin entre el ndice de calidad del aire y posibles implicacionessanitarias relacionadas con cada categora de calidadndiceCategoraImplicaciones sanitariasColor

0-79Buenaptima calidad sanitaria del aire (aunque no puede asegurarse que no sobrepase el umbral de respuesta de efectos adversos en individuos aislados).Verde

80-99AceptableComienza el deterioro de la calidad del aire. Posible aparicin de efectos leves en individuos o grupos de alta susceptibilidad (variabilidad individual de umbral de respuesta a los efectos), de muy difcil deteccin aun por investigaciones.Amarillo

100-199DeficienteLigero incremento en la frecuencia y severidad de los efectos adversos agudos y crnicos en la poblacin en general y principalmente en personas con enfermedades cardiovasculares, respiratorias y alrgicas, y en otras de elevada susceptibilidad, solo detectables mediante investigaciones muy especficas y sensibles.Naranja

200-299MalaAumento de la frecuencia y gravedad de los efectos adversos en grupos de alta susceptibilidad y en la poblacin en general, ya medibles mediante investigaciones especficas a escala individual y ecolgica, basadas en registros de morbilidad. Da lugar a una situacin de atencin.Rojo

300-499PsimaEn dependencia del incremento de la concentracin del contaminante y el tiempo de exposicin, contina el aumento de la frecuencia y gravedad de efectos adversos en los grupos de alta susceptibilidad y en la poblacin en general. Da lugar a una situacin de alerta.Prpura

500CrticaSe incrementa an ms el riesgo o probabilidad de ocurrencia de los efectos adversos sobre la salud de la poblacin en general y en grupos de riesgo, que se traduce en un evidente incremento agudo de la morbilidad y mortalidad que sobrecarga los servicios asistenciales; da lugar a una situacin de emergencia ambiental.Marrn

A medida que surge nueva informacin sobre los efectos, las concentraciones asociadas a los valores del ndice pueden variar, pero el significado de stos se conserva. En un principio se han propuesto dos ndices de calidad del aire diarios: uno urbano para informar acerca de los efectos en la salud, y otro rural para informar acerca de los efectos en la vegetacin. Se valora tambin un ndice horario.

2.1.2. Metodologa de clculo para el ndice de Calidad del Aire. Se ha considerado oportuno incluir en el ndice cinco contaminantes: 1. Dixido de azufre (SO2) 2. Dixido de nitrgeno (NO2) 3. Partculas (PM10) 4. Ozono (O3) 5. Monxido de carbono (CO). Para la eleccin de los mismos, se han tenido en cuenta las consideraciones de las directivas existentes en materia de contaminacin atmosfrica. Se han seleccionado los principales contaminantes del aire para los cuales, con el fin de evaluar, vigilar y mejorar el estado de la contaminacin de la atmsfera, la Comunidad Europea ha establecido niveles de concentracin que no se deben superar para la proteccin de la salud humana, y en algunos casos, de los ecosistemas.

Datos utilizados para el clculo del ndice Para el clculo del ndice, se utilizarn los datos procedentes de las estaciones de medida de contaminantes atmosfricos existentes en cada zona de estudio. En este sentido, es necesario decidir cules de las estaciones existentes son las que mejor representan el aire de la ciudad: Se tendrn en cuenta las estaciones urbanas, para el clculo del ndice global, y las estaciones suburbanas, de existir, para informar a la poblacin acerca de los valores de contaminacin de ozono. De existir varias estaciones que puedan considerarse representativas en la ciudad, en cada una de las estaciones se medirn los contaminantes que se han sealado se calcularn los ndices parciales y a partir de ellos, el ndice global. De esta forma, existir un ndice global para cada estacin. Del conjunto de estos ndices globales, se elegir de nuevo el peor, que representar la contaminacin de la ciudad. Es decir, el ndice que finalmente define la calidad del aire de la ciudad, ser el ndice global de la peor estacin, o dicho de otra manera, el ndice parcial correspondiente al peor contaminante de la peor estacin.

Clculo del ndice Rango cuantitativo: El valor del ndice estar comprendido entre 0 y >150 de modo que cuanto mayor sea el ndice, peor ser la calidad del aire. El criterio utilizado para asignar valores de concentracin a los valores del ndice, son los valores fijados en la legislacin.As, el valor del ndice 0 corresponder a una concentracin nula de contaminante, y el valor 100 estar asociado al valor lmite fijado por las directivas para cada uno de los contaminantes legislados. El valor del ndice para cualquier otro valor de concentracin, se obtendr por interpolacin lineal, por ser este tipo de interpolacin la ms sencilla y la ms fcil de interpretar por el ciudadano.Rango cualitativo: Se ha acordado que el rango cualitativo del ndice estar dividido en cuatro tramos, que definirn los principales estados de la calidad del aire. El ndice de calidad del aire ir de 0 a 150 siendo peor la calidad del aire cuanto mayor sea el ndice y estando el valor 100 asociado al valor lmite del parmetro objeto de estudio.

Obtencin de los factores de clculo del ICA: Los factores de clculo a aplicar a aplicar al clculo de los ICA parciales se obtienen teniendo en cuenta los valores lmite establecidos para cada contaminante en el RD 102/2011.Dixido de Azufre (SO2) Se establece un valor lmite diario para la concentracin de SO2 de 125 g/m3 que no puede superarse en ms de 24 ocasiones por ao civil, y un valor lmite horario de 350 g/m3 que no puede superarse en ms de 3 ocasiones por ao civil. Obtenemos por tanto, dos factores para el clculo del ICA parcial:

Dixido de Nitrgeno (NO2) Se establece un valor lmite horario para este contaminante de 200 g/m3 que no puede superarse en ms de 18 ocasiones por ao civil, quedando el factor de clculo del ICA:

Partculas (PM10) Se establece un valor lmite diario para este contaminante de 50 g/m3 que no puede superarse en ms de 35 ocasiones por cada ao civil. En ausencia de valor de referencia horario para PM10 en la legislacin vigente, se ha considerado como tal el valor de 100 g/m3 , que es el valor tetrahorario indicado segn el documento de 1999 Health Guidelines for Vegetation Fire Events, de la OMS, para definir el estado 1 de aviso en las Guidelines of wildfire emergency action plan of the Western States Air Resources Council, de EEUU, obtenindose los siguientes factores:

Ozono (O3) Se establece un valor objetivo para la proteccin de la salud humana como una mxima diaria de las medias mviles octohorarias de 120 g/m3 que no deber superarse en ms de 25 das por cada ao civil de promedio en un periodo de 3 aos. El mximo de las medias octohorarias de da deber seleccionarse examinando promedios mviles de 8 horas, calculados a partir de datos horarios y actualizados cada hora. Cada promedio octohorario. As calculado se asignar al da en que dicho promedio termina, es decir, el primer periodo de clculo para un da cualquiera ser el periodo a partir de las 17:00 del da anterior hasta la 1:00 de dicho da; el ltimo periodo de clculo para un da cualquiera ser el periodo a partir de las 16:00 hasta las 24:00 de dicho da. En el caso de este contaminante tambin es necesario tener en cuenta el umbral de informacin a la poblacin, establecido en 180 g/m3 de promedio horario, por lo que obtenemos los siguientes factores de clculo:

Monxido de Carbono (CO) Para este contaminante se establece una mxima diaria de las medias mviles octohorarias de 10 mg/m3 . El mximo de las medias mviles octohorarias del da deber seleccionarse examinando promedios mviles de 8 horas, calculados a partir de datos horarios y actualizados cada hora. Cada promedio octohorario as calculado se asignar al da en que dicho promedio termin, es decir, el primer periodo de clculo para un da cualquiera ser el periodo a partir de las 17:00 del da anterior hasta la 1:00 de dicho da, el ltimo periodo se calcul para un da cualquiera ser el perodo a partir de las 16:00 hasta las 24:00 de dicho da. Obtenemos entonces el siguiente factor de clculo:

2.1.3. ndices de calidad de agua:Los ndices pueden generarse utilizando ciertos elementos bsicos en funcin de los usos del agua, el ICA, define la aptitud del cuerpo de agua respecto a los usos prioritarios que este pueda tener. Estos ndices son llamados de Usos Especficos. El ndice de calidad de agua propuesto por Brown es una versin modificada del WQI que fue desarrollada por La Fundacin de Sanidad Nacional de EE.UU. (NSF), que en un esfuerzo por idear un sistema para comparar ros en varios lugares del pas, creo y diseo un ndice estndar llamado WQI (Water Quality Index) que en espaol se conoce como: INDICE DE CALIDAD DEL AGUA (ICA). Este ndice es ampliamente utilizado entre todos los ndices de calidad de agua existentes siendo diseado en 1970, y puede ser utilizado para medir los cambios en la calidad del agua en tramos particulares de los ros a travs del tiempo, comparando la calidad del agua de diferentes tramos del mismo ro adems de comparar lo con la calidad de agua de diferentes ros alrededor del mundo. Los resultados pueden ser utilizados para determinar si un tramo particular de dicho ro es saludable o no.Para la determinacin del ICA interviene 9 parmetros, los cuales son: Coliformes Fecales (en NMP/100 mL) pH (en unidades de pH) Demanda Bioqumica de Oxigeno en 5 das (DBO5 en mg/ L) Nitratos (NO3 en mg/L) Fosfatos (PO4 en mg/L) Cambio de la Temperatura (en C) Turbidez (en FAU) Slidos disueltos totales (en mg/ L) Oxgeno Disuelto (OD en % saturacin)

El ICA adopta para condiciones ptimas un valor mximo determinado de 100, que va disminuyendo con el aumento de la contaminacin el curso de agua en estudio. Posteriormente al clculo el ndice de calidad de agua de tipo General se clasifica la calidad del agua con base a la siguiente tabla:

CLASIFICACION DEL ICA PROPUESTO POR BROWN

Fuente: Lobos, Jos. Evaluacin de los Contaminantes del Embalse del Cerrn Grande PAES 2002.

Las aguas con ICA mayor que 90 son capaces de poseer una alta diversidad de la vida acutica. Adems, el agua tambin sera conveniente para todas las formas de contacto directo con ella. Las aguas con un ICA de categora Regular tienen generalmente menos diversidad de organismos acuticos y han aumentado con frecuencia el crecimiento de las algas. Las aguas con un ICA de categora Mala pueden solamente apoyar una diversidad baja de la vida acutica y estn experimentando probablemente problemas con la contaminacin. Las aguas con un ICA que caen en categora Psima pueden solamente poder apoyar un nmero limitado de las formas acuticas de la vida, presentan problemas abundantes y normalmente no sera considerado aceptable para las actividades que implican el contacto directo con ella, tal como natacin. Para determinar el valor del ICA en un punto deseado es necesario que se tengan las mediciones de los 9 parmetros implicados en el clculo del ndice los cuales son: Coliformes Fecales, pH, (DBO5), Nitratos, Fosfatos, Cambio de la Temperatura, Turbidez, Slidos disueltos Totales, Oxgeno disuelto. La evaluacin numrica del ICA, con tcnicas multiplicativas y ponderadas con la asignacin de pesos especficos se debe a Brown. Para calcular el ndice de Brown se puede utilizar una suma lineal ponderada de los subndices (ICAa) o una funcin ponderada multiplicativa (ICAm). Estas agregaciones se expresan matemticamente como sigue:

Donde: wi: Pesos relativos asignados a cada parmetro (Subi), y ponderados entre 0 y 1, de tal forma que se cumpla que la sumatoria sea igual a uno. Subi: Subndice del parmetro i.

III. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

Clculo del ndice de Calidad del Aire. Troposfera. 23-1-12. [En lnea] http://www.meteogalicia.es/datosred/infoweb/caire/informes/MANUALES/ES/IT_31_CALCULO_DO_ICA.pdf Cuesta-Santos, O. y A. Cabrera.El NO2troposfrico en diferentes sistemas meteorolgicos en dos localidades de la Ciudad de La Habana.Atmsfera,vol. 7, No. 1,31-46, 1994. Clculo del ndice de Calidad de Aguas. [En lnea] http://www.snet.gob.sv/Hidrologia/Documentos/calculoICA.pdf