ANÁLISIS DE LA COMPOSICIÓN FÍSICO QUÍMICA DE LOS ...

GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS DPTO. DE CONSERVACIÓN Y PROTECCIÓN DE REC. HÍDRICOS

REALIZADO POR:

CENTRO NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE

S.I.T. Nº 207 Tomo V de V.

SANTIAGO, MARZO 2010

ANÁLISIS DE LA COMPOSICIÓN FÍSICO

QUÍMICA DE LOS SEDIMENTOS FLUVIALES Y SU RELACIÓN CON LA DISPONIBILIDAD DE

METALES EN AGUA

CUENCA DEL RÍO CACHAPOAL

ACCIÓN DE APOYO: “ANÁLISIS DE LA COMPOSICIÓN FÍSICO QUÍMICA DE LOS SEDIMENTOS FLUVIALES Y SU RELACIÓN CON LA DISPONIBILIDAD DE METALES EN AGUA ”; INFORME FINAL: CUENCA DEL RÍO CACHAPOAL

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MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS

Ministro de Obras Públicas

Ingeniero Civil Sr. Sergio Bitar Chacra

Director General de Aguas Abogado Sr. Rodrigo Weisner Lazo

Jefe Departamento de Conservación y Protección de Recursos Hídricos,

Dirección General de Aguas Ingeniero Civil, MSc. Mesenia Atenas Vivanco

Inspector Fiscal

Ingeniero Civil Srta. Mónica Musalem Jara

Ingeniero Ambiental Sr. Fernando Aguirre Zepeda Ecóloga Paisajista Srta. Sonia Mena Jara

CENTRO NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE - CENMA

Jefe de Proyecto

MCs. Biológicas c/m Ecología Sra. Ximena Molina Paredes

Ingeniero Ambiental Srta. Ximena Rodríguez Bustamante Dra. Adriana Aránguiz Acuña

UNIVERSIDAD DE CHILE

Depto. de Química ambiental, Lab. de Química Orgánica y Cromatografía, Fac. de Ciencias

MCs. Química Sra. Sylvia Copaja Castillo Químico Ambiental Srta. Roxana Tessada Sepúlveda

Dpto. de Ingeniería Civil, Fac. de Ciencias Físicas y Matemáticas

Dr. Yarko Niño Campos Ingeniero Civil Cristián Godoy

Grupo Asesor y Revisor

Universidad de Santiago de Chile (USACH)

Dra. María Angélica Rubio

Universidad de Chile, Lab. de Limnología MSc. Profesora Irma Vila Pinto


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INDICE GENERAL


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ÍNDICE DE CONTENIDOS

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I. DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO CACHAPOAL

1. Clima 14

2. Geología y volcanismo 15

3. Hidrogeología 15

4. Geomorfología 16

5. Suelos 17

6. Fluviometría 17

7. Descripción estaciones de muestreo del estudio 19 II. ANTECEDENTES DE ACTIVIDADES ANTRÓPICAS Y USOS DE SUELO EN LA CUENCA DEL RÍO CACHAPOAL

1. Asentamientos Humanos 21

2. Ganadería y agricultura asociada a la cuenca 23

3. Uso Forestal 24

4. Actividad minera y extracción de áridos 24

5. Actividades productivas y Residuos Industriales líquidos (RILes) 27

6. Descargas de aguas servidas 30

7. Embalses y Centrales 31 III. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS, CUENCA DEL RÍO CACHAPOAL

1. Descripción de estaciones de muestreo y campañas de terreno, Cuenca del Río Cachapoal 34

2. Hidrodinámica, Cuenca del Río Cachapoal 35 2.1. Descripción de las estaciones de muestreo (E) según características físicas e hidrológicas 35 2.2. Análisis granulométrico, Cuenca del Río Cachapoal 37 2.3. Análisis hidráulico, cuenca del río Cachapoal 41 2.4. Análisis de transporte de sedimentos 43 2.5. Análisis del intercambio de masa, cuenca del río Cachapoal 46

3. Química de agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 48 3.1. Parámetros Físico-químicos 48

3.1.1. Primavera, Campaña 1: 49 3.1.2. Verano, Campaña 2: 49 3.1.3. Otoño, Campaña 3: 49 3.1.4. Invierno, Campaña 4: 50

3.2. Comparación de parámetros físicos y químicos por campañas de muestreo, Cuenca del Río Cachapoal 50

3.2.1. Conductividad eléctrica 50 3.2.2. pH 51 3.2.3. DBO5 51


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3.2.4. Fósforo total 52 3.2.5. Nitrógeno total 52 3.2.6. Sulfato 53

3.3. Metales en Agua Superficial, Cuenca del Río Cachapoal 54 3.3.1. Metales Totales 54 3.3.2. Metales Disueltos 55

3.4. Comparación de metales totales y disueltos en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal. 57

3.4.1. Cobre 57 3.4.2. Manganeso 58 3.4.3. Hierro 59 3.4.4. Molibdeno 60 3.4.5. Aluminio 61

4. Física y Química de sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 62 4.1. Análisis granulométrico, Cuenca del Río Cachapoal 62 4.2. Análisis de parámetros In-situ sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 63

4.2.1. pH sedimento v/s pH agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 63 4.2.2. Potencial de oxidación-reducción de sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 65

4.3. Análisis de parámetros de sedimentos medidos en laboratorio, Cuenca del Río Cachapoal 65

4.3.1. pH de sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 66 4.3.2. Conductividad eléctrica en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal. 66 4.3.3. Porcentaje de Materia Orgánica en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 67 4.3.4. Fósforo disponible en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 68 4.3.5. Sales solubles en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 68 4.3.6. Metales pesados solubles, intercambiables y ligados a Carbonato, Cuenca del Río Cachapoal 74 4.3.7. Determinación de Metales pesados totales (µgg-1) en Campaña verano, Cuenca del Río Cachapoal 76 4.3.8. Determinación de óxidos de Aluminio, Hierro y Manganeso, Cuenca del Río Cachapoal 79 4.3.9. Determinación de silicatos en Campaña primavera y verano, Cuenca del Río Cachapoal 80 4.3.10. Correlación de metales, Cuenca del Río Cachapoal 81 4.3.11. Matriz de jerarquía de Metales Totales, Cuenca del Río Cachapoal 86

5. Relación Sedimento-Agua, Cuenca del Río Cachapoal 87 5.1. Relación porcentual de metales pesados solubles en sedimento y metales pesados solubles en agua 87

5.1.1. Relación Sedimento-Agua de Zn (Cinc), Cuenca del Río Cachapoal 87 5.1.2. Relación Sedimento-Agua de Cu (Cobre), Cuenca del Río Cachapoal 88 5.1.3. Relación Sedimento-Agua de Al (Aluminio), Cuenca del Río Cachapoal 89 5.1.4. Relación Sedimento-Agua de Mn (Manganeso), Cuenca del Río Cachapoal 89 5.1.5. Relación Sedimento-Agua de Fe (Hierro), Cuenca del Río Cachapoal 90

5.2. Relación metales totales en sedimentos y metales totales en agua 91 5.3. Correlación relación Sedimento-Agua, Cuenca del Río Cachapoal 93

6. Aspecto Biológico, Cuenca del Río Cachapoal 95 6.1. Abundancia relativa, Cuenca del Río Cachapoal 95 6.2. Densidad (Ind./m2), Cuenca del Río Cachapoal 100 6.3. Riqueza, Cuenca del Río Cachapoal 101 6.4. Índice de Diversidad, Shannon & Wiever (H), Cuenca del Río Cachapoal 102 6.5. Índices Bióticos de Familia (Ch IBF), Cuenca del Río Cachapoal 103


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6.6. Análisis de conglomerados de Abundancia de individuos por familia, Cuenca del Río Cachapoal 105 6.7. Correlaciones entre parametros físicos y químicos (PFQ) y biota, Cuenca del Río Cachapoal 106 6.8. Análisis de correspondencia canónica, CANOCO, entre Variables Ambientales y Biota, Cuenca del Río Cachapoal 107

7. Bioensayos en sedimentos 109 7.1. Bioensayos, Campaña otoño 109 7.2. Bioensayos, Campaña invierno 115

7.2.1. Ensayos de toxicidad aguda en D. magna, Campaña invierno 115 7.2.2. Ensayos de toxicidad crónica en D. magna, Campaña invierno 117

IV. OBSERVACIONES FINALES

1. Actividades Antrópicas en la cuenca 125

2. Aspecto Hidrodinámico 125

3. Aspecto Químico de Agua Superficial 126

4. Aspecto Químico de Sedimentos 127

5. Relación sedimento - agua 128

6. Aspecto Biológico: Biota Bentónica 129

7. Aspecto Biológico: Bioensayos 130 V. CONCLUSIONES 131 VI REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 135 ANEXOS 138 Anexo I. Mapas, Cuenca del Río Cachapoal Anexo II. Texto Guía CONAMA, 2004. Anexo III. Parámetros Físicos y Químicos de Agua Superficial, Cuenca del Río Cachapoal Anexo IV. Análisis Físicos y Químicos de Sedimentos Fluviales, Cuenca del Río Cachapoal Anexo V. Modelación computacional de especiación química para sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal Anexo VI. Clasificación taxonómica y cuantificación de macroinvertebrados bentónicos, Cuenca del Río Cachapoal


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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura I-1. Precipitaciones medias mensuales registradas en la estación pluviométrica de Rapel 15 Figura I-2. Características hidrogeológicas de la cuenca del río Cachapoal 16 Figura I-3. Fotografías de estaciones de muestreo, cuenca del río Cachapoal 19 Figura I-4. Caudales cuenca Cachapoal 20 Figura II-1. Uso de Territorio (%) en la cuenca del río Cachapoal 23 Figura II-2. Actividad ganadera (% por grupo) cuenca del río Cachapoal 24 Figura II-3. Distribución porcentual de descargas de fuentes puntuales (según DS 90) y sectores productivos en la cuenca del río Cachapoal 28 Figura III-1. Ancho mínimo, medio y máximo esperado en las estaciones de muestreo, Río Cachapoal 36 Figura III-2. Pendiente de fondo del lecho en las estaciones de muestreo, Río Cachapoal. 36 Figura III-3. Caudales máximos, medios y mínimos esperados en sitios de medición, Río Cachapoal. 37

Figura III-4. Curvas granulométricas medidas en laboratorio (de la fracción más fina que 25,4 mm obtenida en terreno) correspondientes a las estaciones E2 a E6 del río Cachapoal 38 Figura III-5. Curva granulométrica Estación “Coya”– Río Cachapoal 39 Figura III-6. Curva granulométrica Estación “Ribera Sur” – Río Cachapoal 39 Figura III-7. Curva granulométrica Estación “Puente Coinco” – Río Cachapoal 40 Figura III-8. Curva granulométrica Estación “Puente Codao” – Río Cachapoal 40 Figura III-9. Curva granulométrica Estación “Las Cabras” – Río Cachapoal 41 Figura III-10. Velocidad media del flujo estimada en las estaciones E1 a E6 del río Cachapoal 42 Figura III-11. Altura normal del flujo estimada, estaciones de muestreo E1 a E6, río Cachapoal 42 Figura III-12. Velocidad de corte del flujo estimada en las estaciones E1 a E6, río Cachapoal 42

Figura III-13. Gasto sólido de fondo estimado en las estaciones E1 a E6 del río Cachapoal 44 Figura III-14. Velocidad de transporte del gasto sólido de fondo estimado en las estaciones E1 a E6, río Cachapoal 44

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Figura III-15. Tamaño máximo para la resuspensión estimado en las estaciones E1 a E6 del río Cachapoal 45 Figura III-16. Coeficiente de transferencia de masa estimado estaciones E1 a E6, río Cachapoal 46 Figura III-17. Tiempo de mezcla vertical estimado en los estaciones E1 a E6, río Cachapoal 47

Figura III-18. Conductividad eléctrica en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 50

Figura III-19. pH en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 51

Figura III-20. DBO5 en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 51

Figura III-21. Fósforo total en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 52

Figura III-22. Nitrógeno total en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 53

Figura III-23. Sulfato en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 53

Figura III-24. Cobre en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 57

Figura III-25. Manganeso en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 58

Figura III-26. Hierro en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 59

Figura III-27. Molibdeno en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 60

Figura III-28. Aluminio en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 61

Figura III-29. pH sedimento v/s pH agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal. 64

Figura III-30. pH de sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal. 66

Figura III-31. Conductividad eléctrica (CE) (dSm-1) en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 66

Figura III-32. Porcentaje de Materia orgánica (%MO) en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 67

Figura III-33. Fósforo disponible (µgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 68

Figura III-34. Concentración de cationes (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 69 Figura III-35. Concentración de aniones (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal. 71 Figura III-36. Distribución de metales pesados mayoritarios (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 75

Figura III-37. Distribución de óxidos de Aluminio, Hierro y Manganeso (%) para sedimentos en Campaña verano, Cuenca del Río Cachapoal 79

Figura III-38. Distribución de silicatos (%) para sedimentos, Campaña primavera y verano, Cuenca del Río Cachapoal 80


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Figura III-39. Dendrograma Campaña verano, Cuenca del Río Cachapoal 86

Figura III-40 Relación porcentual de Zn disuelto en agua y la fracción soluble de Zn en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 87

Figura III-41. Relación porcentual de Cu disuelto en agua y la fracción soluble de Cu en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 88

Figura III-42 Relación porcentual de Al disuelto en agua y la fracción soluble de Al en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 89

Figura III-43. Relación porcentual de Mn disuelto en agua y la fracción soluble de Mn en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 90

Figura III-44. Relación porcentual de Fe disuelto en agua y la fracción soluble de Fe en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 90 Figura III. 45. Distribución de metales pesados totales en sedimentos (Fig. A) y en agua (Fig. B), Cuenca del Río Cachapoal 91

Figura III-46. Abundancia Relativa en estación Cortaderal. 95 Figura III-47. Abundancia Relativa en estación Coya. 96 Figura III-48. Abundancia Relativa en estación Ribera Sur. 96 Figura III-49. Abundancia Relativa en estación Coinco. 97 Figura III-50. Abundancia Relativa en estación Codao. 98 Figura III-51. Abundancia Relativa en estación Las Cabras. 99

Figura III-52. Densidad (Ind./m2) por estación de muestreo, Cuenca del Río Cachapoal 100

Figura III-53. Riqueza por estación de muestreo, Cuenca del Río Cachapoal 101

Figura III-54. Índice de Diversidad de Shannon & Wiever (H) por estación de muestreo, Cuenca del Río Cachapoal 102 Figura III-55. Índice Biótico ChIBF por estación de muestreo, Cuenca del Río Cachapoal 104

Figura III-56. Conglomerado de campaña primavera y verano, Cuenca del Río Cachapoal. 105 Figura III-57. Análisis de correspondencia canónica, CANOCO para las campañas de primavera y verano 108

Figura III-58. Tasa de inmovilización de D. magna (% inmovil·día-1) en Campaña otoño, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal 109 Figura III-59. Porcentaje de la población experimental de D. magna inmovilizado durante ensayo agudo a distintas concentraciones de agua poral, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal 110


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Figura III-60. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal 110 Figura III-61. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal 110 Figura III-62. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña otoño, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal 111 Figura III-63. Tasa de inmovilización de D. magna (% inmovil·día-1) en Campaña otoño, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal 111 Figura III-64. Porcentaje de inmovilización de D. magna en ensayo agudo a distintas concentraciones de agua poral, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal 112 Figura III-65. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal 112 Figura III-66. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal 113 Figura III-67. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña otoño, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal 113 Figura III-68. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E6 Cuenca del Río Cachapoal 114 Figura III-69. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E6 Cuenca del Río Cachapoal 114 Figura III-70. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña otoño, Estación E6 Cuenca del Río Cachapoal 115

Figura III-71. Tasa de inmovilización de D. magna (% inmovil·día-1) en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal 115 Figura III-72. Porcentaje de inmovilización de D. magna en ensayo agudo en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal 116 Figura III-73. Concentración letal 50% en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal 116

Figura III-74. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal 117 Figura III-75. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal 118 Figura III-76. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal 118 Figura III-77. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal 118


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Figura III- 78. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal 119 Figura III-79. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal 119 Figura III-80. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal 120 Figura III-81. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal 120 Figura III-82. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E5 Cuenca del Río Cachapoal 121 Figura III-83. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno, Estación E5 Cuenca del Río Cachapoal 121 Figura III-84. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E5 Cuenca del Río Cachapoal 122 Figura III-85. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E5 Cuenca del Río Cachapoal 122 Figura III-86. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E6 Cuenca del Río Cachapoal 123 Figura III-87. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno, Estación E6 Cuenca del Río Cachapoal 123 Figura III-88. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E6 Cuenca del Río Cachapoal 124 Figura III-89. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E6 Cuenca del Río Cachapoal 124 Figura V-1. Esquema de corte longitudinal de un río, se indican las zonas altas, medias y bajas 133


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ÍNDICE DE TABLAS Tabla I-1. Régimen y estaciones pluviométricas de la cuenca del río Cachapoal 18 Tabla I-2. Períodos de estiaje para la subcuenca del río Cachapoal 18

Tabla I-3. Estaciones de muestreo georeferenciadas, cuenca del río Cachapoal 19

Tabla II-1. Población estimada para la provincia del Cachapoal, CENSO 2002. 21 Tabla II-2. Usos de suelo de comunas pertenecientes a la cuenca del río Cachapoal 22 Tabla II-3. Producción de cobre y molibdeno División El Teniente – CODELCO, años 2005-2006. 25 Tabla II-4. Proyectos de extracción minera y áridos aprobados entre los años 1997 y 2007. 26 Tabla II-5. Faenas Mineras Activas en la cuenca del río Cachapoal 27 Tabla II-6. Fuentes de descarga según decreto Supremo Nº 90, cuenca del río Cachapoal 29 Tabla II-7. Sistemas de Tratamiento de aguas servidas vigentes en la cuenca del río Cachapoal 30

Tabla III-1. Resumen descriptivo de las estaciones de muestreo basado en recopilación de antecedentes/observaciónes de factores antropogénicos y registros in situ 34

Tabla III-2. Características físicas e hidrológicas de las estaciones de muestreo 36 Tabla III-3. Curvas granulométricas medidas en laboratorio (de la fracción más fina que 25,4 mm obtenida en terreno) correspondientes a las estaciones E2 a E6, río Cachapoal. 38

Tabla III-4. Números de Manning para estaciones de muestreo (E), río Cachapoal. 41

Tabla III-5. Componentes químicos por estación de muestreo y Clase de calidad Objetivo (C), Cuenca del Río Cachapoal 48

Tabla III-6. Clase de calidad Objetivo (C), para metales totales por estación de muestreo (E), Cuenca del Río Cachapoal. 54

Tabla III-7. Clase de calidad Objetivo (C), para metales disueltos por estación de muestreo (E), Cuenca del Río Cachapoal. 55

Tabla III-8. Análisis granulométrico de sedimentos, campaña otoño e invierno. Porcentaje (%) de tamaño de partículas (luz de malla en µm) 62 Tabla III-9. Textura de sedimentos y porcentaje de partículas correspondientes a la fracción 63 μm, campaña otoño e invierno, Cuenca del Río Cachapoal 63

Tabla III-10. Potencial redox (Eh) en sedimentos (mV), Cuenca del Río Cachapoal 65

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Tabla III-11. Distribución de cationes y aniones formando sales solubles, Campaña primavera, Cuenca del Río Cachapoal 73

Tabla III-12. Distribución de metales pesados y elementos traza metálicos totales (μgg-1) en sedimento, Campaña verano, Cuenca del Río Cachapoal 77 Tabla III-13. Relación porcentual metales solubles/metales totales en campaña de verano (μgg-1), Cuenca del Río Cachapoal 78 Tabla III- 14. Correlación de metales solubles Campaña primavera, Cuenca del Río Cachapoal 81 Tabla III-15. Correlación de metales solubles Campaña verano, Cuenca del Río Cachapoal 82 Tabla III-16. Correlación de metales solubles Campaña otoño, Cuenca del Río Cachapoal 83 Tabla III-17. Correlación de metales solubles Campaña invierno, Cuenca del Río Cachapoal 84 Tabla III-18. Correlación de metales totales Campaña verano, Cuenca del Río Cachapoal 85

Tabla III-19. Correlación relación Sedimento-Agua, Cuenca del Río Cachapoal 93

Tabla III-20. Valores de Toletancia de Taxa 103 Tabla III-21. Rangos de Clase de calidad según el índice ChIBF, aplicado en la Cuenca del Río Cachapoal 103

Tabla III-22. Correlaciones entre parametros físicos y químicos (PFQ) y biota incorporando la data de las campañas primavera y verano 106 Tabla III-23. Tabla de análisis de correspondencia canónica CANOCO 107

Tabla V-1. Generalidades de diversos aspectos considerados en este estudio, según zona del río 134


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I. DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO CACHAPOAL El río Cachapoal nace del cerro los Piuquenes, a 4.460 m de altura, y es alimentado por el deshielo de un conjunto de ventisqueros, comprometiendo una superficie de 6.370 Km2. Por el sur recibe las aguas de los ríos de Las Leñas y Cortaderal y aguas abajo recibe el aporte de Los Cipreses, orientado también con dirección Sur-Norte, el cual toma su origen en el Cerro del Plomo, de 4.820 m de altura. Por otra parte, los ríos Pangal y Coya le aportan las aguas de la zona septentrional de la hoya cordillerana; además, más abajo recibe como afluente al río Claro. En las cercanías de esta confluencia se encuentra la central hidroeléctrica Sauzal, de 76.000 KW de potencia, una de las primeras en Chile. Luego, hacia el norte, viene una depresión intermedia, donde se encuentra la ciudad de Rancagua. Desde Rancagua hasta Peumo, el Cachapoal vuelve al Sur-Oeste, siguiendo la cordillera de la costa en la parte oriental. En la última parte tributa el río Claro de Rengo, originado en la laguna Los Cristales (embalse de 10.000.000 de m3). Desde Peumo al embalse el río recorre 34 Km., con aporte de esteros que drenan el valle central tales como Antivero y Zamorano, así como también del río Tinguiririca. El área de estudio se muestra en el Anexo I, Mapa 1. 1. Clima En la cuenca predomina el clima templado mediterráneo, con ciertas variaciones en función de la topografía; así, en la costa es nuboso, mientras que el interior es seco con mayores fluctuaciones térmicas. Existen precipitaciones mayores en la costa (638 mm/año) y en la zona de la Cordillera de Los Andes unos 686 mm/año, mientras que el interior es más seco (406 mm/año). En sectores elevados las precipitaciones alcanzan un promedio de 686 mm; presentándose las mayores precipitaciones desde junio hasta agosto. Este Clima mediterráneo tiene una estación seca prolongada, y un invierno muy marcado con temperaturas extremas que alcanzan los 0ºC. Rancagua ha presentado una temperatura promedio anual de 14,2ºC. En verano, las máximas alcanzan por sobre 28ºC, mientras que en los sectores más elevados la temperatura media anual corresponde a 9,6ºC.

La escorrentía en la parte costera comprende desde 240 mm/año, mientras que en la parte central de Rancagua comprende desde 1.115 mm/año. En la parte central las pérdidas de agua por evaporación potencial alcanzan 1.214 mm/año; y en sectores altos, como en el río Pangal, unos 1.704 mm/año.

En general, los valores registrados de precipitación son mayores durante el invierno, en los meses de junio, julio y agosto, lo que es característico del clima mediterráneo (Fig. I-1).


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Figura I-1. Precipitaciones medias mensuales registradas en la estación pluviométrica de Rapel.

2. Geología y volcanismo En la zona de El Teniente existe gran influencia de materiales sulfurados, rocas sulfuradas (como andesitas) y, en menor grado, una zona de materiales calcáreos (en la depresión intermedia de la cuenca). Estas formaciones corresponden a: - Rocas sedimentarias del Pleistoceno-Holoceno con depósitos aluviales, coluviales y remoción en masas; observándose menor proporción para fluvioglaciales, deltaicos, litorales o indiferenciados. - Rocas volcánicas del cretácico inferior alto; secuencias y complejos volcánicos continentales, lavas y brechas basálticas a andesíticas, rocas piroclásticas, andesíticas a riolíticas. - Rocas volcano-sedimentarias del oligoceno-mioceno; secuencia volcano-sedimentaria, lavas basálticas a dacíticas, rocas epiclásticas y piroclásticas. - Rocas volcano-sedimentarias del cretácico inferior-cretácico superior, secuencias sedimentarias y volcánicas continentales, escasas intercalaciones marinas, brechas sedimentarias y volcánicas, lavas andesíticas, ocoitas, conglomerados, areniscas, linolitas calcáreas lacustres con flora fósil de influencia marina en la base. 3. Hidrogeología El régimen del río es nivo-pluvial. Así, el aumento de las precipitaciones sólidas hacia el Sur en las mayores alturas, ha generado glaciares que permiten almacenar estas precipitaciones hasta su derretimiento estival. Debido a la baja carga de electrolitos, la calidad del agua en esta zona es catalogada como buena; sin embargo, la disminución del

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Meses


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caudal (debido al uso intensivo de las aguas y la creación de embalses) incrementa la cantidad de iones disueltos y la concentración de los mismos. Respecto al escurrimiento de las aguas subterráneas, se han observado las siguientes direcciones: 1.- Este-Oeste frente a Rancagua drena paralelo al río Cachapoal, aflorando parcialmente en el sector de Doñihue-Coinco. Luego escurre a mayor profundidad, junto al río, hasta el Embalse Rapel. 2.- El drenaje comprende desde el sector de Angostura de Paine, en dirección Norte-Sur; confluyendo en Doñihue para bajar junto al Cachapoal hasta el Embalse Rapel. 3.- Proviene de la cuenca Tinguiririca, se desvía en dirección Sur a Norte por San Fernando y confluye cerca de Peumo con el acuífero que viaja paralelo al río Cachapoal. Además, existen otros afloramientos que se relacionan con la cuenca misma, confluyendo al Embalse Rapel.

Fuente: Mapa Hidrogeológico de Chile, DGA, 2004.

Figura I-2. Características hidrogeológicas de la cuenca del río Cachapoal

4. Geomorfología Se distinguen tres relieves: Cordillera de la Costa, Depresión Intermedia y Cordillera de los Andes, la cual supera los 4.000 m.s.n.m. Estos se originaron hace 2 o 3 millones de años, por actividad volcánica asociada a movimientos de la corteza. El relieve formado en el Terciario, con fuerte erosión fluvio-glacial, ha formado valles de laderas abruptas. La cuenca de Rancagua, en la depresión intermedia, se sitúa entre la angostura de Paine y la de Pelequén. En gran parte es una llanura de relleno aluvial, localizándose aquí los mejores


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suelos para agricultura. La Cordillera de la Costa, compuesta por maicillo (permitiendo infiltración y acumulación de agua subterránea), no sobrepasa los 2.000 m.s.n.m. 5. Suelos Se presentan diferencias notorias en los suelos de la depresión intermedia respecto a la costa debido a las lluvias, humedad y oscilación térmica. Los suelos, en la zona poniente de la cordillera de la costa, presentan rocas de origen granítico con alto contenido de arcilla en profundidad. Al interior se presentan suelos predominantemente aluviales de los órdenes Mollisoles, Entisoles y Alfisoles. En Rancagua hay un desarrollo moderado de Mollisoles, donde existe un mayor desarrollo agrícola. Los suelos de la Cordillera de los Andes, en la parte central, son derivados de materiales volcánicos vítreos y de texturas gruesas.

En resumen, en la zona costera de la cuenca es posible encontrar tanto suelos altamente permeables y arenosos como también suelos impermeables, de material granítico. En la depresión central, en zona de sedimentación, es posible encontrar suelos jóvenes, como Entisoles de sedimentos fluviales recientes, permeables, usados para fines agrícolas. En la zona montañosa, formada por ambas cordilleras, existen suelos poco evolucionados. 6. Fluviometría El régimen del río Cachapoal es mixto debido a que se observan tanto regímenes nivales, pluviales y mixtos en los afluentes principales. Se aprecian regímenes nivales en la parte alta del río Cachapoal, tanto en el río homónimo como en el río Pangal. Los regímenes pluviales se observan en el estero Alhue y en el estero Zamorano, este último ubicado en la subcuenca del río Cachapoal. Los regímenes mixtos se observan en la subcuenca del río Tinguiririca, con mayor influencia nival en la parte alta y pluvial en la baja, y en la subcuenca baja del río Cachapoal. Para el análisis hidrológico se han considerado tres grupos de estaciones fluviométricas, ya que se aprecian claras diferencias entre éstos. El primer grupo es nival, el segundo es el pluvial, y el tercero es mixto, que contiene estaciones con influencias tanto pluviales como nivales (Tabla I-1. DGA, 2004).

Grupo 1; Régimen Nival: Este grupo está compuesto por las estaciones fluviométricas ubicadas en la parte alta de la subcuenca del río Cachapoal, tanto en el río Cachapoal, como en el río Pangal. Grupo 2; Régimen Pluvial: Este grupo está formado por tres estaciones fluviométricas, la primera ubicada en el estero Zamorano, en la subcuenca del río Cachapoal, la segunda en el estero Alhue, afluente del embalse Rapel y la tercera en la parte baja del río Tinguiririca. Grupo 3; Régimen Mixto: Este grupo lo conforman las estaciones fluviométricas ubicadas en el estero La Cadena, en el río Claro de Rengo, y en la parte inferior del río Cachapoal, y


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las estaciones de la subcuenca del río Tinguiririca: Tinguiririca bajo Briones, Claro en El Valle, Chimbarongo en Convento Viejo y Chimbarongo en Santa Cruz.

Tabla I-1. Régimen y estaciones pluviométricas de la cuenca del río Cachapoal

Régimen Nombre estación DGA

Río Pangal en Pangal Nival Río Cachapoal 5 Km. Abajo junta con río Cortaderal Estero Zamorano en Puente El Niche Estero Alhue en Quilamuta Pluvial Río Tinguiririca en Los Olmos Estero La Cadena antes junta río Cachapoal Río Claro de Rengo en hacienda Las Nieves Río Cachapoal en Puente Arqueado Río Tinguiririca bajo Briones Río Claro en El Valle Estero Chimbarongo en Convento Viejo

Mixto

Estero Chimbarongo en Santa Cruz Fuente: DGA, 2004.

Los períodos de estiaje para la cuenca del río Cachapoal se indican en la Tabla I-2.

Tabla I-2. Períodos de estiaje para la subcuenca del río Cachapoal

Subcuenca Período Estiaje

ALTA Junio-Julio-Agosto MEDIA Abril-Mayo-Junio BAJA Enero-Febrero-Marzo

Fuente: DGA, 2004.


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7. Descripción estaciones de muestreo del estudio Se determinaron 6 estaciones de muestreo a lo largo del río desde zonas ritrónicas a potámicas, de acuerdo a los criterios de muestreo establecidos para la selección de áreas y estaciones (Informe Final Parte Introducción - Metodología, S.I.T. Nº 207, Tomo II de V).

Tabla I-3. Estaciones de muestreo georeferenciadas, cuenca del río Cachapoal

Georeferencia(2)Zona y tramo

(1) Estación Nombre

estación Este Norte Altura

(m) Ruta acceso

CA-10 E1 Cachapoal bajo Cortaderal 373621 6198887 1100 5 Km aguas abajo río

Cortaderal

CO-10 E2 Río Coya 59167 6214085 816 antes confluencia río Cachapoal

CA-20/30 E3 Río Cachapoal

Ribera sur 340880 6213133 546 Bocatoma canales

CA-40 E4 Coinco 330360 6215299 415 Puente Coinco CA-

50/60 E5 Codao 293880 6194046 152 Puente Codao

CA-60 E6 Arqueado 282651 6204877 112 Puente Nuevo, Las Cabras

(1) Fuente: ANSCA Cuenca del río Cachapoal; (2) Datum: PSAD 56, UTM 19S

E1: Cortaderal E2: Río Coya E3: Ribera Sur

E4: Coinco E5: Codao E6: Las Cabras

Figura I-3. Fotografías de estaciones de muestreo, cuenca del río Cachapoal

Las estaciones de muestreo se encuentran en el Anexo I, Mapa 2.


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Los muestreos se realizaron en las distintas estaciones del año con diferentes caudales (Fig. III-3). Los mayores caudales correspondieron a la época de primavera dado por los deshielos y la época de invierno por las lluvias invernales.

Fuente: www. DGA.cl

Figura I-4. Caudales cuenca Cachapoal. En el río la primera parte representa las aguas más limpias de los sitios muestreados en este estudio, posteriormente viene Coya donde la actividad minera es relevante y a partir de la zona media del río localizada después de la ciudad de Rancagua el río ha sido históricamente altamente intervenido por contaminación orgánica (SAG, 2006). El uso del agua es principalmente para las actividades de riego, actividades industriales y para uso de la población (Ver tabla II-8). En la Tabla III-2 se resume la descripción de estas estaciones.


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II. ANTECEDENTES DE ACTIVIDADES ANTRÓPICAS Y USOS DE SUELO EN LA CUENCA DEL RÍO CACHAPOAL 1. Asentamientos Humanos La cuenca del río Cachapoal se encuentra en la VI Región del Libertador Bernardo O’Higgins e incluye dentro del área cuenca a la provincia del mismo nombre. La cuenca posee 17 comunas y tiene una superficie de 6.370 Km2 equivalentes a aproximadamente el 47% de la cuenca del río Rapel. En la Tabla II-1 se presentan los datos comunales de población urbana y rural para las comunas pertenecientes a la cuenca del río Cachapoal.

Tabla II-1. Población estimada para la provincia del Cachapoal, CENSO 2002.

Comuna Población Total Población urbana Población rural Área (km2)

Codegua 10.796 5.253 5.543 284 Coinco 6.385 4.102 2.283 99

Coltauco 16.228 6.958 9.270 223 Doñihue 16.916 15.590 1.326 79 Graneros 25.961 22.674 3.287 112

Las Cabras 20.242 7.548 12.694 749 Machali 28.628 26.852 1.776 2.595 Malloa 12.872 4.709 8.163 220

Mostazal 21.866 17.903 3.963 526 Olivar 12.335 7.898 4.437 44 Peumo 13.948 7.628 6.320 153

Pichidegua 17.756 4.965 12.791 320 Quinta de Tilcoco 11.380 5.850 5.530 86

Rancagua 214.344 206.971 7.373 261 Rengo 50.830 37.075 13.755 586

Requínoa 22.161 11.167 10.994 679 San Vicente 40.253 21.965 18.288 484

Total Cuenca Cachapoal 542.901 415.108 127.793 7.500

Fuente: INE, 2002. Para la provincia del Cachapoal se estima que abarcaría una población total de 542.901 habitantes, en donde la población urbana sería al menos 76% de población total y aproximadamente un 24% correspondería a población rural. De acuerdo al número de habitantes de cada comuna perteneciente a la provincia del Cachapoal, Rancagua es la comuna que abarca el mayor número de habitantes (214.344 habitantes), además de ser la comuna que abarca la mayor cantidad de población urbana dentro de la provincia (un 3% de población rural, aproximadamente). Las comunas que presentan la mayor cantidad de población urbana, luego de Rancagua, son Rengo, Machali y Graneros, con 37.075, 26.852 y 22.674 habitantes, respectivamente; y las comunas que presentan un mayor porcentaje de población rural son San Vicente, Pichidegua y Las Cabras, con 18.288, 13.755, 12.791 y 12.694 habitantes, respectivamente (INE, 2002) (El Anexo I, Mapa 3 muestra las ciudades y centros poblados de la cuenca).


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Tal como se mencionó anteriormente, la cuenca del río Cachapoal tiene una superficie de 6.370 Km2 equivalentes a aproximadamente el 47% de la cuenca del río Rapel. Esta superficie es utilizada para diversos usos, los cuales se detallan en la Tabla II-2.

Tabla II-2. Usos de suelo de comunas pertenecientes a la cuenca del río Cachapoal A. Suelos de Cultivos:

SUELO DE CULTIVO

Comunas Cultivos anuales y

permanentes

Praderas sembradas,

permanente y de rotación

En barbecho y descanso

Total suelos cultivo (Ha)

Rancagua 9.321 537 393 10.251 Graneros 5.768 160 122 6.049 Mostazal 4.624 520 1.670 6.813 Codegua 6.059 617 505 7.179 Machalí 2.828 295 180 3.302 Olivar 2.836 106 127 3.069 Requínoa 10.274 950 353 11.576 Rengo 12.449 558 1.270 14.276 Malloa 5.432 396 372 6.199 Quinta de Tilcoco 5.070 56 129 5.254 San Vicente 14.913 925 787 16.625 Pichidegua 10.541 1.219 1.362 13.122 Peumo 5.724 97 170 5.990 Coltauco 5.528 351 349 6.228 Coinco 1.882 241 80 2.203 Doñihue 1.331 203 90 1.624 Las Cabras 10.038 1.278 1.677 12.992 Total Cuenca Cachapoal 114.617 8.507 9.634 132.758 % Uso en la cuenca 21 2 2 25

Fuente: CENMA, 2007 en base a datos INE, 1997. B. Otros suelos:

OTROS SUELOS

Praderas Comunas

Mejoradas Naturales Plantaciones

forestales

Bosques naturales y montes (explotados

y no explotados)

De uso Indirecto (construcciones, caminos,

canales, lagunas)

Estériles (áridos, pedregales, arenales)

Rancagua 122 8.439 29 2.948 626 54Graneros 72 766 538 1.256 749 195Mostazal 25 14.387 1.037 14.743 641 1.593Codegua 13 1.536 322 12.168 643 5.298Machalí 198 18.084 85 50.312 188 49.705Olivar 68 133 56 7 213 112Requínoa 277 4.499 57 19.839 918 117Rengo 326 38.466 826 14.747 1.118 743Malloa 77 5.840 272 10.003 249 175Quinta de Tilcoco 149 835 84 360 450 87San Vicente 1.000 23.775 524 4.836 993 1.096Pichidegua 618 11.102 606 3.149 767 502Peumo 581 1.314 247 5.559 416 156Coltauco 47 2.427 898 1.383 399 376Coinco 166 4.250 624 121 119 168Doñihue 261 529 644 1.620 87 156Las Cabras 798 29.894 1.279 11.939 1.158 951Total Cuenca Cachapoal 4.800 166.274 8.126 154.988 9.733 61.484% Uso en la cuenca 1 31 2 29 2 11

Fuente: CENMA, 2007 en base a datos INE, 1997.


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Según la figura II-1, aproximadamente un 31,8% del territorio es utilizado por praderas (naturales y acondicionadas) y un 28% del suelo con bosques. De la superficie total, aproximadamente un 25% es usado con fines de cultivo (involucrando praderas sembradas (permanentes y de rotación), suelos de barbecho (descanso) y cultivos anuales y permanentes) y un 11% corresponde a áridos, pedregales y arenales.


Figura II-1. Uso de Territorio (%) en la cuenca del río Cachapoal 2. Ganadería y agricultura asociada a la cuenca Según superficie, los terrenos de uso agrícola son los más importantes de la cuenca. Estos se ubican de preferencia en los llanos de la depresión central, alcanzando un total de 132.758 Ha, que corresponden al 25% de la superficie total. Dentro de la cuenca, las provincias que poseen mayor superficie de terrenos agrícolas son Cachapoal (161.500 Ha) y Colchagua (117.900 Ha), ya que ambas concentran el 54% y 39% respectivamente de la superficie destinada a este tipo de uso. Para el caso de la actividad ganadera, se estimó que en la zona habrían aproximadamente 581.995 cabezas de ganado, considerando un total de 7.003 informantes en la cuenca emplazados en 422.436 Ha de terreno (INE, 1997). De las comunas pertenecientes a la provincia del Cachapoal (cuenca del río Cachapoal), se estima que las que poseen un mayor número de cabezas de ganado serían la comuna de Rancagua, Las Cabras, Pichidegua, Graneros, Mostazal y Rengo, todas las comunas con más de 50.000 cabezas de ganado totales estimadas.

21,30

1,581,79

31,791,51

2

11,42

28,8

Cultivos anuales ypermanentes

Praderas sembradas ypermanente y de ro tación

En barbecho y descanso

Praderas

P lantaciones forestales

Bosques naturales y montes(explotados y no explotados)

De uso Indirecto(construcciones, caminos,canales, lagunas)Estériles (áridos, pedregales,arenales)


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Figura II-2. Actividad ganadera (% por grupo) cuenca del río Cachapoal De la figura anterior se puede apreciar que el tipo de ganado porcino es el que predomina en la cuenca abarcando más del 80% del total de ganado criado. A este le sigue el tipo de ganado bovino y ovino, los que suman un 12,39% del total criado. 3. Uso Forestal El suelo destinado para uso de tipo forestal es reducido, abarcando menos del 2% de la superficie total de la cuenca (aproximadamente 8.126 Ha de terreno). Las comunas que poseen mayor superficie para este tipo de uso son Las Cabras y Mostazal con 1.279 y 1.037 Ha de terreno y las comunas que poseen menos superficie destinada a este uso son Rancagua (29 Ha) y Olivar (56 Ha). La superficie forestal de la cuenca está constituida principalmente por plantaciones de Pino radiata y Eucaliptus.

El Anexo I, Mapa 4 muestra la distribución geográfica del uso de suelo para la cuenca del río Cachapoal. 4. Actividad minera y extracción de áridos La superficie destinada a la minería industrial es reducida, pero de gran importancia económica. Este tipo de uso está localizado en el sector nororiente de la cuenca, cercano a la localidad de Rancagua.

Respecto a la minería, el sector minero metálico más importante está representado por la compañía minería de cobre El Teniente. Esta minera está localizada en la cordillera de los Andes, en sector alto de la cuenca del río Cachapoal (2.500 m.s.n.m.), a 56 Km. de la ciudad de Rancagua. Esta mina comenzó a ser explotada en 1904 y posee 2.400 kilómetros de galerías subterráneas.

0,01% 0,01%10,02%

2,37%3,52%

82,57%

0,04%1,44%

0,02%

BovinosOvinosPorcinosCaballaresMularesAsnalesCaprinosAlpacasLlamas


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La división “El Teniente” produce 418.332 toneladas métricas finas anuales de cobre en la forma de lingotes refinados a fuego (RAF), y cátodos de cobre al año. Como resultado del procesamiento del mineral también se obtienen 4.749 toneladas métricas de molibdeno, con una dotación de 5.050 trabajadores a diciembre del año 2006. Tabla II-3. Producción de cobre y molibdeno División El Teniente – CODELCO, años 2005-2006.

Cobre Molibdeno 2005 2006 2005 2006

437.393 418.332 5.249 4.749 Fuente: CODELCO, 2006.

La zona en donde se emplaza la Fundición Caletones de la División El Teniente de CODELCO CHILE fue declarada zona saturada mediante Decreto Supremo Nº 179/94 del Ministerio Secretaría General de la Presidencia, en virtud de la verificación, tanto del Servicio de Salud Libertador Bernardo O`Higgins como del Servicio Agrícola y Ganadero de la VI Región, de superación de las normas primarias para anhídrido sulfuroso y material particulado respirable, y de la norma secundaria de calidad ambiental para anhídrido sulfuroso. Mediante el D.S. Nº. 81/98 del Ministerio Secretaria General de la Presidencia de la República (D.O.03.06.1998) se establece el PLAN DE DESCONTAMINACION PARA EL ÁREA CIRCUNDANTE A LA FUNDICIÓN DE CALETONES DE LA DIVISIÓN EL TENIENTE DE CODELCO CHILE. La zona declarada saturada tiene una extensión aproximada de 120.000 hectáreas, ubicadas a 1.500 m.s.n.m. en la Cordillera de los Andes en la comuna de Machalí, y a 45 kilómetros al Este de Rancagua. En el área de influencia de la zona saturada se encuentra el río Coya, parte de la subcuenca del río Cachapoal, nace a los 3.000 m.s.n.m. y desciende rumbo Sudoeste y Sur hasta su confluencia con el río Cachapoal. Los asentamientos humanos y actividades agrícolas se centran en la zona Coya, ubicada aproximadamente a 20 kilómetros al Oeste de Rancagua, a unos 800 m.s.n.m. Desde el punto de vista de la actividad silvoagropecuaria, los suelos circundantes a la Fundición son de escaso valor, ya que corresponden a un sector cordillerano de tierras áridas y pedregales, con la excepción de los valles a alturas inferiores a 1.500 metros donde se localizan suelos con aptitud agrícola asociados a sistemas hídricos y también algunos sectores desde los 2.000 metros donde existen planicies de relieve suave con predominio de hierbas y gramíneas andinas, siendo el coirón la especie más abundante. Respecto al sector minero no metálico explotado en la cuenca destaca el Cuarzo, el cual es explotado en el sector de Doñihue. En la Tabla II-4 se presentan los proyectos que contemplan extracción de áridos y extracción de mineral en la cuenca del río Cachapoal. La información está disponible a través del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental electrónico a través de la Web (www.e-seia.cl) y contempla los proyectos aprobados por el sistema y que fueron presentados entre los años 1997 a 2007.


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Tabla II-4. Proyectos de extracción minera y áridos aprobados entre los años 1997 y 2007.

Nombre Tipo Titular Fecha presentación Comuna

Proyecto Capacidad de Recuperación de aguas de los relaves de MVC DIA Christian Cáceres 21/12/2005 Requínoa

Recuperación de molibdeno desde concentrados colectivos MVC DIA Minera Valle Central 12/10/2004 Requínoa

Extracción de Áridos Predio La Cartuja DIA Ferrovial Agroman Chile S.A. 31/08/2001 Graneros

Proyecto Desarrollo Fundición Caletones DIA CODELCO Chile División El Teniente 6/07/2001 Machali

Extracción de Áridos Fundo Tuniche DIA Ferrovial Agroman Chile S.A. 26/06/2001 Graneros

Depósito de Escorias de Descarte de la Fundición. DIA CODELCO Chile

División El Teniente 5/07/2000 Machali

Proyecto Planta de Asfalto Ribera Norte Río Cachapoal DIA Ferrovial Agroman

Chile S.A. 14/01/2000 Rancagua

Extracción de Áridos desde El Estero Codegua DIA Ferrovial Agroman

Chile S.A. 20/08/1999 Codegua, Mostazal

Extracción de Áridos desde El Río Claro DIA Ferrovial Agroman Chile S.A. 10/08/1999 Rengo

Extracción de Áridos desde El Río Cachapoal DIA Ferrovial Agroman

Chile S.A. 10/08/1999

Rancagua, Doñihue, Machalí, Olivar,

Requínoa Extracción de Áridos desde el Estero Peuco DIA Ferrovial Agroman

Chile S.A. 24/07/1999 Mostazal

Lixiviación de Relaves en Pilas Tranque Barahona EIA CODELCO Chile

División El Teniente 26/07/1998 Machali

Planta Procesadora de Minerales Los Miradores DIA Sociedad Mineral

Los Miradores Ltda. 1/12/1997 Las Cabras

Fuente: CENMA, 2007 a partir de datos disponibles en www.e-seia.cl Además, existen dos proyectos presentados el año 2007 y que están aún en calificación, denominados “Plan de Exploraciones y Prospecciones Geológicas - División El Teniente 2007 – 2010” y “PROYECTO ESTABILIZACIÓN MURO N°1 TRANQUE BARAHONA Y MURO N°1 TRANQUE CAUQUENES”, ambos presentados por CODELCO Chile (División El Teniente y División Norte). Por otra parte, según el catastro de actividad minera elaborado por SERNAGEOMIN (2002), en la cuenca del río Cachapoal existen alrededor de 61 faenas mineras, incluyendo dentro de estas a plantas y minas, propiamente tal. De las faenas consideradas en la cuenca, 32 se encontrarían activas y 29 paralizadas. La comuna que concentra la mayor actividad minera es Rancagua (44 faenas; 24 activas y 20 paralizadas), luego Machalí, Las Cabras y Pichidegua. Los minerales extraídos en la cuenca del río Cachapoal son principalmente Oro y Cobre (Rancagua), sin embargo en la comuna de Coltauco hay evidencia de dos minas de Cuarzo abandonadas (Tabla II-5; Anexo I, Mapa 5).


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Tabla II-5. Faenas Mineras Activas en la cuenca del río Cachapoal

Faena Operación y/o proceso Pasta Comuna

Mina El Olivo Subterránea Oro Rancagua Mina La Negra Subterránea Oro Rancagua Mina Guaraní Subterránea Oro Rancagua

Planta Chancón Flotación Oro Rancagua Mina Viña Subterránea Oro Rancagua

Mina La Perra Subterránea Oro Rancagua Mina San Jorge Subterránea Oro Rancagua

Mina Río Blanco Rajo Abierto Oro Rancagua Mina Cocina Subterránea Oro Rancagua

Mina Despreciada Subterránea Oro Rancagua Mina Candelaria Subterránea Oro Rancagua Mina La Prima Subterránea Oro Rancagua Mina Teresita Subterránea Oro Rancagua Mina San José Subterránea Oro Rancagua

Mina Rosa Subterránea Oro Rancagua Mina Andacollo Subterránea Oro Rancagua

Mina La Placeta Norte Subterránea Oro Rancagua Mina La Fortuna Subterránea Oro Rancagua

Mina Doriana Subterránea Oro Rancagua Mina Manantial Subterránea Oro Rancagua Mina El Sapo Subterránea Oro Rancagua

Mina La Gitana Subterránea Oro Rancagua Mina San Sebastián Subterránea Oro Rancagua Mina El Teniente Subterránea Cobre Machali

Planta Colon Flotación Cobre Machali Fundición Caletones Fundición Cobre Machali

Mina La Tenca Subterránea Oro Las Cabras Planta Valle Central Flotación Cobre Requínoa

Mina La Planta Subterránea Oro Pichidegua Mina Concord Subterránea Oro Pichidegua Mina La Petaca Subterránea Oro Rengo

Total de Plantas y Minas Activas 32 Fuente: SERNAGEOMIN, 2002.

5. Actividades productivas y Residuos Industriales líquidos (RILes) Una de las actividades económicas más importantes de la cuenca es la explotación del mineral de cobre El Teniente, ubicado a unos 50 Km. de Rancagua. El estero El Teniente, receptor de las aguas de la minera, es uno de los principales afluentes al Estero Coya y éste, a su vez, es afluente del Río Cachapoal, el cual se ve afectado en su calidad debido a las descargas anteriores. Además de las instalaciones de extracción y procesamiento de mineral, CODELCO cuenta con una fundición en la zona de Caletones y tranques de relaves, algunos en operación y otros que por mucho tiempo han estado sin operar. Estos drenajes llegan indirectamente a las aguas del río Cachapoal. Las principales fuentes emisoras de residuos industriales líquidos que inciden en la calidad del agua, están dadas por las industrias: Agrícola Súper Ltda., International Paper (Procesos de Tinturas), Viña Morandé y Aguas Minerales Cachantún S.A.


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De la consulta sobre fuentes puntuales de descarga según Decreto Supremo Nº90 (DS 90) realizada en la Unidad Ambiental de la SISS (Superintendencia de Servicios Sanitarios) a diciembre del año 2007, la cuenca del río Cachapoal posee una gran diversidad de rubros productivos, destacando dentro de ellos la industria vitivinícola (24%) y la industria de elaboración y envasado de frutas y legumbres (28%), (Figura II-3).

9%

3%2%

10%5%

2%

2%2%2%2%

24%

2%2%2%2%2%2%

28%

Cría de g anado po rcino

Cría aves , p ara p ro ducció n de carnes y huevo s

Frutales

Gran minería del co b re

Matanza de ganado

Prep aración de fiambres , embutido s y conservas decarnesElaboración y envasad o de frutas y leg umb res (incluid olos jugos)Conservas , caldos concentrad os y o tros alimento sdeshid ratad osElaboración de aceites y g rasas animales no comes tib les

Elaboración de semillas secas de legumino sas

Elaboración de alimento s p reparad os para animales

Fabricación de vinos (las empresas que so lo emb o tellan,s in mezclar)Elaboración de beb idas no alcoho licas y aguas mineralesgas ificadas y embo teFabricación de p ap el y cartón

Fabricación de envases de p ap el y cartón

Esmaltado , b arnizad o , lacad o , galvanizado , chapado ypulido d e art ículos metálicosCorretaje ag ríco la, frutíco la y lechera

Servicios de saneamiento y s imilares Fuente: CENMA, 2008 desde información SISS (2007).

Figura II-3. Distribución porcentual de descargas de fuentes puntuales (según DS 90) y sectores

productivos en la cuenca del río Cachapoal. En la Tabla II-3 se detallan las fuentes que descargan según DS 90. Se detallan los rubros encontrados en la cuenca y los posibles parámetros que podrían verse alterados en un cuerpo de agua tras dicha descarga. Además, se indica el cuerpo receptor de dicha fuente de descarga. Cabe señalar que de las 58 fuentes catastradas por la SISS, sólo se encuentran 12 fuentes georeferenciadas (figura II-6). En la Tabla: Código CIIU: Código de Clasificación Industrial Uniforme de todas las actividades económicas; (2): parámetros de monitoreo de autocontrol según cada actividad económica, por lo tanto podrían ser alterados por dicha actividad; (p): número de puntos de descarga.

Tabla II-6. Fuentes de descarga según decreto Supremo Nº 90, cuenca del río Cachapoal. (Fuente: CENMA, 2008)

Cod. CIIU (1) RUBRO Posibles parámetros alterados (2) Nº

fuentes Cuerpo Receptor

11125 Cría de ganado porcino pH, SS, DBO5, P, NH4+ 5 Estero La Cadena (4p), Río Cachapoal

11127 Cría aves, para producción de carnes y huevos pH, SS, DBO5, NH4+ 2 Estero la Cadena y canal afluente a río Cachapoal

11132 Frutales - 1 Canal Parking

23031 Gran minería del cobre pH, T, SS, SD, As, Cd, CN-, Cu, Cr, Cr(VI), Hg, Ni, Pb, SO4

-2, S-2, Zn, Mn 6 Quebrada Caletones, canal riego río Coya (2f), río Coya

31111 Matanza de ganado pH, T, SS, SD, AyG, DBO5, P, NH4+, PE 3 Río Cachapoal, canal afluente Estero Tipaune, estero La

Cadena

31115 Preparación de fiambres, embutidos y conservas de carnes pH, T, SS, SD, AyG, DBO5, NH4

+, PE 1 Estero Cucharón

31131 Elaboración y envasado de frutas y legumbres (incluido los jugos) pH, T, SS, SD, AyG, DBO5, P, NH4

+, PE 16

Estero Purén, Rigolemu, El Romeral (3p). Canales: Las Quemadas, La Isla, La Ballica, Tipaune, Lo de cuevas y Parral, El Estero. Canal afluente a: Canal Ramal, estero El Tronco, río Claro y otros canales de riego (2p)

31134 Conservas, caldos concentrados y otros alimentos deshidratados pH, T, SS, SD, AyG, DBO5, NH4

+, PE 1 Canal de riego Silvano

31152 Elaboración de aceites y grasas animales no comestibles pH, T, SS, SD, AyG, DBO5 1 Canal San Pedro

31164 Elaboración de semillas secas de leguminosas - 1 Canal afluente a río Cachapoal

31221 Elaboración de alimentos preparados para animales pH, T, SS, SD, AyG, DBO5, P, NH4

+ 1 Canal San Pedro

31321 Fabricación de vinos (las empresas que solo embotellan, sin mezclar) pH, SS, DBO5 14

Estero Totihue (2f), Rigolemu. Canales: Durazno, La Compañía, Santa Amalia, Cabrino, Almahue, Apalta, río Seco, canal afluente río Cachapoal, canal de desagüe Agustín Edwars y otros canales (2p)

31341 Elaboración de bebidas no alcohólicas y aguas minerales gasificadas y embote pH, DBO5 1 Río Cachapoal

34112 Fabricación de papel y cartón pH, T, SS, SD, AyG, HC, DBO5, Cd, Cu, Cr(III), Cr(VI), P, Hg, Ni, NH4

+, Pb, SO4-2, Zn 1 Estero Tronco

34121 Fabricación de envases de papel y cartón - 1 Estero La Cadena

38196 Esmaltado, barnizado, lacado, galvanizado, chapado y pulido de artículos metálicos

pH, T, SS, AyG, HC, DBO5, Cd, CN-, Cu, Cr(III), Cr(VI), Hg, Ni, Pb, SO4

-2, Zn, Al, Mn 1 Canal sin determinar, comuna Rengo

61111 Corretaje agrícola, frutícola y lechera 1 Canal Jordan y Valdez

92001 Servicios de saneamiento y similares pH, T, SS, SD, AyG, HC, DBO5, As, Cd, CN-, Cu, Cr(III), Cr(VI), P, Hg, Ni, NH4

+, Pb, SO4-2,

S-2, Zn, PE 1 Estero Cauquenes

6. Descargas de aguas servidas Al año 2001 se estimó que el 90,2% de la población urbana que habita en la cuenca del río Cachapoal contaba con tratamiento de aguas servidas (DGA, 2004). La empresa de servicios sanitarios que provee del servicio de alcantarillado, agua potable y tratamiento de aguas servidas a las localidades que pertenecen a la cuenca, es la Empresa de Servicios Sanitarios el Libertador (ESSEL S.A.). Las plantas de tratamiento por comuna asociadas a esta empresa se pueden ver en la Tabla II-7.

Tabla II-7. Sistemas de Tratamiento de aguas servidas vigentes en la cuenca del río Cachapoal

Comuna Sistema de Tratamiento

*Inicio operación

Q promedio Tratado al 2005 (L/s)

Disposición de lodos

Doñihue y Lo Miranda Laguna Aireada Doñihue 2001 67,6 S/I

Las Cabras Laguna Aireada Las Cabras 1992 15,9 S/I Malloa Lodos Activados 2004 3,4 S/I

Olivar alto Laguna Aireada Olivar alto 1996 2,9 S/I Peumo Lodos Activados 2004 30,6 S/I

Pichidegua Laguna Aireada Pichidegua 1995 11,3 S/I Rancagua, Machalí, Graneros

Lodos Activados Rancagua 2002 628,8 Monorrelleno

Rengo Laguna Estabilización Rengo 1998 83,0 S/I Mostazal, Codegua

Laguna Estabilización San Francisco 2001 50,9 S/I

San Vicente Laguna Aireada San Vicente 1995 24,1 S/I Fuente: SISS, 2005.

*: Fecha inicio según autorización emitida por la superintendencia; S/I: Sin información De las 17 comunas pertenecientes a la cuenca, 13 comunas cuentan con un algún sistema de tratamiento de aguas servidas, ya sea del tipo Lagunas Aireadas, Lodos Activados o Lagunas de Estabilización, sin embargo para las comunas de Coinco, Coltauco, Quinta de Tilcoco y Requínoa no hay información, al año 2005, sobre la existencia de sistemas de tratamiento de aguas servidas. Las principales ciudades de la cuenca, de acuerdo al número de habitantes, que cuentan con tratamiento de aguas servidas son las ciudades de Rancagua y Rengo. El sistema de tratamiento de aguas servidas de la ciudad de Rancagua está formado por una serie de colectores con tres emisarios que descargan sus aguas al Estero La Cadena. Este sistema colecta las aguas servidas de las localidades de Machalí, Graneros y Rancagua; sirviendo, al año 2001, a una población aproximada de 272.000 habitantes y se proyecta para el año 2020 tratar las aguas de 403.000 habitantes (DGA, 2004). El sistema de la ciudad de Rengo, a través de dos emisarios, descarga las aguas servidas a la planta de tratamiento de la localidad. Las aguas tratadas descargan al estero Malambo y su caudal promedio anual se estima en 48,8 L/s (DGA, 2004).


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7. Embalses y Centrales En la cuenca existen 4 centrales hidroeléctricas que se describen a continuación: • Central Pangal: central de pasada perteneciente a CODELCO, aprovecha las aguas del río Pangal. Su caudal de diseño es de 5.800 L/s. • Central Coya: central de pasada perteneciente a CODELCO, aprovecha las aguas de los ríos Cachapoal y Pangal. Su caudal de diseño es de 30.000 L/s. • Central Sauzal: central de pasada perteneciente a ENDESA, aprovecha las aguas de los ríos Cachapoal y Claro de Rengo. Su caudal de diseño es de 73.500 L/s. • Central Sauzalito: central de pasada perteneciente a ENDESA, aprovecha las aguas de la central Sauzal. Su caudal de diseño es de 45.000 L/s. Además, la empresa australiana Pacific Hydro proyecta construir 4 centrales hidroeléctricas de pasada en el valle alto del río Cachapoal, comenzando con la construcción de la central Chacayes, que estaría en operaciones el 2010. Posteriormente con las centrales Las Leñas y Nido de Águilas, y finalizando el proyecto con Las Maravillas. Una de las bocatomas proyectadas intervendría una parte de la Reserva Nacional Río Los Cipreses, afluente al río Cachapoal. Al año 2014 se encontrarían las cuatro centrales en operación. En la Tabla II-8 se presenta un resumen de los antecedentes de actividades Antrópicas y de usos de suelo en la cuenca del río Cachapoal, según tramos considerados en el estudio. El mapa se encuentra en el Anexo I, Mapa 6.

Tabla II-8. Tabla resumen actividades antrópicas y uso de suelo en los tramos considerados en el estudio, Cuenca del río Cachapoal.

Tramo Límites del Tramo Estación de muestreo Antecedentes sobre actividades antrópicas y usos de suelo

CA-TR-10

De: Naciente río Cachapoal

Hasta: confluencia río Coya

Estación 1:

Río Cachapoal 5 Km. Aguas bajo río

Cortaderal

• No se registran actividades antrópicas

• Predominan praderas, matorrales, bosques y terrenos desprovistos de vegetación.

• Final del tramo incluye como afluente al río Pangal (bocatoma central Pangal)

• Central en construcción (Pacific Hydro)

CO-TR-10

De: Naciente río Coya

Hasta: confluencia río Cachapoal

Estación 2:

Río Coya antes confluencia río

Cachapoal

• Actividad minera: División El Teniente – Relaves Mineros La Junta y Barahona – Fundición de Caletones y Colón

• Aguas de proceso de actividades Mineras.

• Drenajes difusos de relaves mineros

• Lixiviación de botaderos de material de descarte minero

• Contaminación difusa por Aguas Servidas (Emisario ESSEL)

• Afluente: Quebrada El Teniente

• Predominan las praderas, matorrales y suelos desprovistos de vegetación. Existen pocos terrenos agrícolas

CA-TR-20/30

De: confluencia río Coya

Hasta: Estación DGA “Río Cachapoal bocatoma canales rivera sur”

Estación 3:

Río Cachapoal bocatoma canales rivera

sur

• Contaminación difusa por aplicación de fertilizantes y Plaguicidas

• Central Hidroeléctrica Sauzalito

• Extracción de áridos

• Contaminación difusa por aguas Servidas (poblado Olivar alto), Emisario de ESSEL

• Relaves mineros Colihues.

• Minibasurales.

• Relleno Sanitario Colihues La Yesca.

• Descarga de RILES (Agrosuper Lo Miranda, Descarga de Faenadora Súper, COINCA S.A., Molino San Miguel, Viña Santa Mónica, Permanz Ltda.)

• Predominan las praderas, matorrales y los suelos desprovistos de vegetación


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Tramo Límites del Tramo Estación de muestreo • Antecedentes sobre actividades antrópicas y usos de suelo

CA-TR-40

De: Estación DGA “Río Cachapoal bocatoma canales rivera sur”

Hasta: Estación DGA “Río Cachapoal en Puente Coinco”

Estación 4:

Río Cachapoal en Puente Coinco (DGA)

• Descarga de aguas servidas (Poblados de Doñihue, Coinco , Coltauco)

• Emisario Estero Taguilla (ESSEL)

• Descarga de RILES, Industrias: Viña Concha y Toro, Agrícola Rosario Codao, Agua Mineral Cachantún, Agrícola Súper, productos agrícolas)

• Actividad minera abandonada y paralizada (cuarzo y canteras)

• Aplicación de fertilizantes y plaguicidas

• Predomina el uso agrícola, praderas, matorrales y bosques.

CA-TR-50/60

De: Estación DGA “Río Cachapoal en Puente Coinco”

Hasta: Estación DGA “Río Cachapoal en Puente Codao”

Estación 5:

Río Cachapoal en Puente Codao (DGA)

• Afluente Estero Purén, Minería de cuarzo paralizada y abandonada.

• Poblados de Coltauco, Doñihue, Peumo. Posible contaminación aguas servidas.

• Zona silvoagropecuaria, posible contaminación difusa por aplicación de fertilizantes y plaguicidas

• Actividad industrial (viñas)

• Actividad Minera (paralizada y trabajando; pasta cobre y oro)

• Predominan los terrenos agrícolas, las praderas y los matorrales.

CA-TR-60

De: Estación DGA “Río Cachapoal en Puente Codao”

Hasta: entrada a embalse Rapel

Estación 6:

Río Cachapoal en Las Cabras (DGA)

• Poblados de Pichidegua, Las Cabras. Posible contaminación aguas servidas.

• Zona silvoagropecuaria, posible contaminación difusa por aplicación de fertilizantes y plaguicidas.

• Actividad Minera (paralizada y trabajando; pasta Oro)

• Predominan los terrenos agrícolas, las praderas y los matorrales.

III. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS, CUENCA DEL RÍO CACHAPOAL 1. Descripción de estaciones de muestreo y campañas de terreno, Cuenca del Río Cachapoal Las seis estaciones de muestreo seleccionadas para el desarrollo del estudio están ubicadas desde zonas ritrónicas a potámicas. Estas estaciones fueron seleccionadas de acuerdo a los criterios de muestreo establecidos para la selección de áreas y estaciones de muestreo. Las campañas de terreno fueron ejecutadas en régimen estacional, de acuerdo a registros de caudal y factores antrópicos. La tabla III-1 resume las fechas de ejecución de las campañas de terreno y las observaciones de terreno realizadas durante la ejecución de las campañas de muestreo.

Tabla III-1. Resumen descriptivo de las estaciones de muestreo basado en recopilación de antecedentes/observaciones de factores antropogénicos y registros in situ

Zona del río y Estación (E) Fechas de muestreo (1) Observación

Zona 1, ritrónica E1

Río Cachapoal 5 Km. aguas abajo

río Cortaderal

C1: 30 Octubre 2007 C2: 10 Enero 2008 C3: 02 Julio 2008

Estación de mayor altura, mayor pendiente y mayor velocidad de flujo. Representa las aguas más limpias, la zona ripariana contiene vegetación nativa y está localizada dentro de la Reserva cipreses. Río de morfología homogénea, estrecho en comparación al resto del río (ancho 30 m), sustrato clastos.

Zona 1, ritrónica E2

río Coya en Coya

C1: 13 Noviembre 2007 C2: 10 Enero 2008 C3: 11 Junio 2008 C4: 26 de junio 2008

Zona de actividad minera principalmente por CODELCO, División El Teniente. Población aledaña al río, contaminación difusa por Emisario ESSEL. Presencia de minibasurales. Río de morfología heterogénea, con variable plano de inundación. Clastos más redondeados.

Zona 2, E3 después

confluencia río Claro Cauquenes

C1: 13 Noviembre 2007 C2: 10 Enero 2008 C3: 11 Junio 2008

Zona de extracción de áridos, presencia de minibasurales. Parte del cauce se desvía a la bocatoma Canales Ribera Sur para regadío. Río de morfología heterogénea, de variable plano de inundación. Ribera sin vegetación aledaña.

Zona 3, E4 Puente Coinco


Zona media del río, caracterizada por la presencia de trenzado, de mayor ancho y de menor altura. Zona del río históricamente de alta intervención, localizada aguas abajo del estero La Cadena. Se han descargado aguas servidas, presencia de restos orgánicos, minibasurales, restos de faenadoras. Macrófitas en el río, y bolones de menor tamaño.

Zona 3, potámica E5

Codao

C1: 30 Octubre 2007 C2: 10 Enero 2008 C3: 11 Junio 2008 C4: 26 de junio 2008

Río de mayor amplitud, con típicas características potámicas. Menor velocidad respecto a los tramos de mayor altura, mayor presencia de zonas de sedimentación, menos tamaño sustrato representado por bolones más finos. Aledaño al río actividad agrícola. Presencia de macrófitas.

Zona 3, potámica E6

Las Cabras


Río potámico, amplio, velocidad del cauce menor respecto a las otras estaciones, alto porcentaje de áreas de sedimentación. Presencia de macrófitas y garzas. Desarrollo de actividad agrícola en la ribera del río y de pesca deportiva.

(1) Campañas de Terreno; C1: Campaña 1 (primavera); C2: Campaña 2 (verano); C3: Campaña 3 (otoño) y C4: Campaña 4 (invierno); (-) estaciones no consideradas en muestreo campaña de invierno.

ACCIÓN DE APOYO: “ANÁLISIS DE LA COMPOSICIÓN FÍSICO QUÍMICA DE LOS SEDIMENTOS FLUVIALES Y SU RELACIÓN CON LA

DISPONIBILIDAD DE METALES EN AGUA ”; INFORME FINAL: CUENCA DEL RÍO CACHAPOAL

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2. Hidrodinámica, Cuenca del Río Cachapoal 2.1. Descripción de las estaciones de muestreo (E) según características físicas e hidrológicas Las características físicas del río Cachapoal en los tramos asociados a las distintas estaciones de muestreo presentan en la Tabla III-2, en donde se especifican los anchos esperados en cada uno de los tramos, además de la pendiente de fondo del lecho correspondiente. En la tabla se incorporan, además, el rango de caudales máximos, mínimos y medios esperados en ellos, según los registros fluviométricos de las estaciones DGA cercanas. Esta información se muestra gráficamente en la Figuras III-1 y 2. La información hidrológica utilizada corresponde a las series de caudal mensual entre los años 2004 a 2007 en las estaciones Río Cachapoal, 5 Km. aguas abajo Junta Cortaderal, y Río Cachapoal en Puente Arqueado. La primera de las estaciones se encuentra aguas arriba de la estación de muestreo y la segunda aguas abajo de ellos. Debido a la falta de información hidrológica en la zona media, se realizó la aproximación de las series de caudales en cada uno de los sitios, mediante la ponderación por cuenca aportante aproximada. De las series así generadas fue estimado el caudal mínimo y máximo para cada sitio. Además, de esas mismas series se estima un caudal medio esperado, correspondiente al valor medio de la serie. Estos caudales medios son aproximadamente entre un 33 a 35% del valor del caudal máximo. Es importante mencionar que, si bien tanto la información topográfica y geométrica del cauce en estudio como la información fluviométrica utilizada tienen un carácter aproximado, ellas se consideran suficientes como para caracterizar cuantitativamente, y con un grado de precisión acorde con los objetivos del estudio, los parámetros hidráulicos e hidrodinámicos del río Cachapoal que se relacionan con el transporte y transferencia de metales en los sedimentos del sistema. Las características físicas determinadas para las distintas estaciones de muestreo permiten realizar una división conceptual del río Cachapoal en dos sectores; el primero correspondiente a la zona alta que considera las estaciones de muestreo E1 y E2 y el segundo a la zona baja, incluyendo las estaciones E3 a E6. En la zona alta el río escurre en un terreno con alta pendiente (sobre 3%) y anchos de cauce de pequeña y mediana magnitud (del orden de las decenas de metros), los que aumentan hacia la zona del valle. Así, en la zona alta se dan escurrimientos de alta velocidad y baja altura, característicos de los ríos de alta montaña, con una relativamente alta capacidad de arrastre de material sedimentario. El material del lecho se presenta de granulometría gruesa y extendida con una fracción de arena. Las estaciones E3 a E6, en la zona baja del río, muestran características similares entre sí, con pendientes de menor magnitud (del orden del 1% o inferiores) y anchos considerablemente mayores (del orden de la centena de metros). En esta zona se presentan escurrimientos de menor velocidad y relativamente mayor altura que en la zona alta, con lo que se tiene una disminución y/o pérdida de la capacidad de arrastre del material sedimentario transportado desde la zona alta del río. Es así, como se observan en este



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tramo grandes depósitos de material los que le dan al río un carácter trenzado, con pocos cauces activos durante los periodos de bajo caudal. Finalmente, es importante indicar que en los cálculos posteriores, en los cuales se utiliza la información hidrológica, la denominación de las condiciones está referida a las condiciones de caudal máximo, medio y mínimo.

Tabla III-2. Características físicas e hidrológicas de las estaciones de muestreo

Estación Pendiente [m/m]

Ancho máx. [m]

Ancho medio [m]

Ancho min [m]

Qmax [m3/s]

Qmedio [m3/s]

Qmin [m3/s]

E1 0,0400 25 15 5 100 35 1

E2 0,0340 80 35 20 140 49 1

E3 0,0100 350 70 60 180 63 1

E4 0,0044 250 80 20 220 77 1

E5 0,0017 300 80 50 280 98 5

E6 0,0012 200 100 50 400 140 5

Figura III-1. Ancho mínimo, medio y máximo esperado en las estaciones de muestreo, Río

Cachapoal.

Figura III-2. Pendiente de fondo del lecho en las estaciones de muestreo, Río Cachapoal.



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Figura III-3. Caudales máximos, medios y mínimos esperados en sitios de medición, Río

Cachapoal. 2.2. Análisis granulométrico, Cuenca del Río Cachapoal Los análisis granulométricos realizados para las distintas estaciones de muestreo se basan en la composición de las curvas granulométricas respectivas. Esta composición es realizada, como se explicó en la sección de metodología, mediante la integración de la información obtenida directamente en terreno, correspondiente a la medición de las dimensiones y peso del material de tamaño superior a 25,4 mm, con el análisis de laboratorio de una muestra del material de menor diámetro. Los resultados del análisis para el material inferior a los 25,4 mm se muestran en la Tabla III-3 y Figura III-4. Es necesario mencionar que no se midió la granulometría de la estación E1, contándose sólo con el análisis a partir de imágenes. Sin embargo del análisis de las curvas de las otras estaciones y de las condiciones hidráulicas y mecánico fluviales, es posible inferir que la granulometría de la estación E1 sea similar a la de la estación E2 e incluso a la estación E3 y distinta de las estaciones del sector bajo del río. En efecto, de la Figura III-4 se concluye que las estaciones de muestreo E4 a E6 muestran una marcada bimodalidad, con una fracción importante de arenas y otra de gravas, mientras que en las curvas de las estaciones E2 y E3 la distribución es más bien unimodal y gradualmente distribuida. Para efectos del presente análisis se supondrá que la granulometría de la estación E2 es suficientemente representativa de aquella de la estación E1.



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Figura III-4. Curvas granulométricas medidas en laboratorio (de la fracción más fina que 25,4 mm obtenida en terreno) correspondientes a las estaciones E2 a E6 del río Cachapoal.

Tabla III-3. Curvas granulométricas medidas en laboratorio (de la fracción más fina que 25,4 mm

obtenida en terreno) correspondientes a las estaciones E2 a E6, río Cachapoal.

Muestra Nº E2 E3 E4 E6 E5

GRANULOMETRIA.

Tamaño de Designación % en peso que pasa

Partícula, mm Malla o Criba

63,500 2 1/2"

50,800 2"

38,100 1 1/2" 100,0 100,0 100,0 100,0

25,400 1" 93,9 84,0 88,3 100,0 94,6

19,000 3/4" 90,2 68,3 65,6 84,8 75,2

12,500 1/2" 76,0 62,7 47,6 59,9 67,5

9,520 3/8" 65,7 58,5 45,7 45,3 63,0

4,760 4 42,9 48,2 45,6 31,0 56,8

2,360 8 29,1 39,0 45,5 28,2 52,7

2,000 10 26,5 37,1 45,5 27,8 51,7

0,840 20 15,8 27,5 44,9 26,9 44,6

0,600 30 12,7 24,0 44,1 26,5 37,0

0,420 40 9,5 20,3 41,9 26,2 25,4

0,300 50 7,3 16,3 37,1 25,7 17,6

0,150 100 4,6 7,3 21,2 19,3 7,9

0,074 200 2,9 2,9 9,0 10,8 3,1

Humedad Natural % 0,92 0,76 7,41 11,36 10,69



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A continuación, se realiza el análisis de la granulometría para cada una de las estaciones de muestreo: E2, Río Coya: Este sitio muestra una granulometría extendida y bien graduada. El valor representativo del tamaño de los sedimentos más gruesos, D90 (i.e., el 90% del material es de tamaño inferior a éste), corresponde a 5,5 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 10 cm. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños típicos en torno a los 25 cm. El tamaño D50 (i.e., el 50% del material es de tamaño inferior a éste y por lo tanto se interpreta como un diámetro medio) es del orden de 1 cm. En la Figura III-5 se muestra la curva integrada considerando la granulometría de los muestreos analizados en laboratorio y las mediciones de terreno.

Figura III-5. Curva granulométrica Estación “Coya”– Río Cachapoal E3, Ribera Sur: Este sitio muestra una granulometría extendida y bien graduada (Figura III-6). El valor representativo D90 corresponde a 9,1 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 10 cm. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños típicos en torno a los 50 cm. El Tamaño medio D50 alcanza los 4,5 cm, aproximadamente.

Figura III-6. Curva granulométrica Estación “Ribera Sur” – Río Cachapoal



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E4, Puente Coinco: Este sitio muestra una granulometría extendida y mal graduada (Figura III-7). Prácticamente el 80% del material es de tamaño superior a 4 cm, mientras que el 20% restante corresponde a arenas con un tamaño inferior a 0,5 mm. El valor representativo D90 corresponde a 10,1 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 14 cm. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños típicos en torno a los 24 cm. El tamaño medio D50 tiene un valor del orden de los 5 cm.

Figura III-7. Curva granulométrica Estación “Puente Coinco” – Río Cachapoal E5, Puente Codao: Este sitio muestra una granulometría extendida y algo mejor graduada que la estación 4. Aproximadamente el 70% del material es de tamaño superior a 2 cm, en tanto el 20% corresponde a arenas de tamaño inferior a 0,7 mm. El valor representativo D90 corresponde a 8,3 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 11 cm. El tamaño medio D50 corresponde a aproximadamente 4,5 cm.

Figura III-8. Curva granulométrica Estación “Puente Codao” – Río Cachapoal E6, Las Cabras: Este sitio muestra una granulometría extendida y mal graduada. Aproximadamente el 85% del material tiene un tamaño superior a 1 cm, en tanto el 10% del material corresponde a arenas de tamaño inferior a 0,3 mm. El valor representativo D90



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corresponde a 7,0 cm. Se registran tamaños máximos de coraza cercanos a los 8 cm. Sedimentos de mayor tamaño se encuentran en la zona cercana al sitio de muestreo, con tamaños típicos en torno a los 15 cm. El tamaño medio D50 equivale a aproximadamente 4.5 cm.

Figura III-9. Curva granulométrica Estación “Las Cabras” – Río Cachapoal

2.3. Análisis hidráulico, cuenca del río Cachapoal Utilizando la información hidrológica de caudales esperados en cada una de las estaciones, en conjunto con las características geométricas del cauce determinadas (pendientes, anchos), se realiza el cálculo de las condiciones hidráulicas dominantes en cada sitio. Primeramente, se realiza la estimación del número de Manning correspondiente a cada una de las estaciones de muestreo, utilizando el método de Cowan (Chow, 1959). Así, se considera un tamaño representativo del material más grueso de la curva granulométrica de cada sitio (D90), en conjunto con otras características del cauce, como la irregularidad y variabilidad de las secciones, presencia de vegetación y obstrucciones, etc. Los resultados obtenidos para la estimación de los números de Manning se muestran en la Tabla III-4.

Tabla III-4. Números de Manning para estaciones de muestreo (E), río Cachapoal.

Estación N° ManningE1 0,080 E2 0,030 E3 0,036 E4 0,033 E5 0,030 E6 0,030

A partir del valor estimado del número de Manning, el cual cuantifica la resistencia hidráulica del lecho (fricción), se estiman las condiciones de escurrimiento en cada una de las estaciones de muestreo, tomando en cuenta las características físicas de la zona (pendiente, ancho, etc.) y el caudal circulante.



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Las características hidráulicas estimadas para el presente análisis son la velocidad media en la sección transversal del flujo, la altura del escurrimiento y la velocidad de corte del flujo. Los resultados se muestran en las Figuras III-10 a 12.

Figura III-10. Velocidad media del flujo estimada en las estaciones E1 a E6 del río Cachapoal.

Figura III-11. Altura normal del flujo estimada, estaciones de muestreo E1 a E6, río Cachapoal.

Figura III-12. Velocidad de corte del flujo estimada en las estaciones E1 a E6, río Cachapoal.



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Los resultados obtenidos muestran concordancia con la definición de una zona de escurrimiento de alta pendiente en el sector alto del río, y una zona de menor pendiente en el sector bajo. En general, se obtienen las menores alturas de escurrimiento y las mayores velocidades del flujo en el sector alto del río (estaciones E1 y E2), al contrario de lo que se obtiene en el sector bajo, en donde se reducen las velocidades del flujo. Este patrón, sin embargo, se ve afectado también por la variación de los caudales a lo largo del cauce y por los distintos anchos que ocupa el flujo para los distintos caudales. Los resultados para la velocidad de corte, que corresponde a una medida del esfuerzo de corte que el flujo ejerce sobre el lecho, muestran que estos esfuerzos disminuyen hacia aguas abajo, debido principalmente a la disminución de la pendiente del cauce y al ensanchamiento de las secciones de escurrimiento en esa dirección. Hacia aguas debajo de la estación E3, la velocidad de corte se mantiene bastante constante y con valores relativamente bajos. Esto tiene importantes consecuencias en la capacidad de transporte de sedimentos del flujo, intercambio de masa en la interfaz agua sedimento y capacidad de mezcla en la columna de agua, como se discute en las secciones siguientes. 2.4. Análisis de transporte de sedimentos A continuación, se analiza en forma separada el transporte de sedimentos en forma de gasto sólido de fondo y el transporte en suspensión, analizando en este último caso la capacidad de resuspensión de sedimentos desde el lecho. Gasto Sólido de Fondo: El gasto sólido de fondo se estima para condiciones de caudal máximo, medio y mínimo, con el fin de definir un rango característico para las tasas de transporte de sedimentos en cada una de las estaciones analizadas. Los resultados del cálculo de gasto sólido de fondo se presentan en la Figura III-13, donde se observa la rápida caída de la capacidad de transporte de sedimento grueso desde el Sitio 3 hacia aguas abajo, lo cual es consecuente con la disminución en la velocidad de corte del flujo, la que determina directamente las tasas de arrastre de sedimentos. Este resultado es consecuente también con la generación de grandes embanques en la cercanía de la estación E3 y la transición a un cauce de características trenzadas en esta zona, el que es característico del sector bajo del río. El material depositado en esta zona sólo es transportado hacia aguas abajo bajo condiciones de crecidas capaces de generar escurrimientos de velocidad y esfuerzo de corte considerables, generándose, por lo tanto, una movilidad intermitente del sedimento hacia aguas abajo.



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Figura III-13. Gasto sólido de fondo estimado en las estaciones E1 a E6 del río Cachapoal.

Además del gasto sólido de fondo se estimó la velocidad de movimiento de las partículas arrastradas como gasto sólido de fondo, con el objeto de estimar los desplazamientos que el sedimento experimenta durante los episodios de transporte. Las velocidades de transporte estimadas se presentan en la Figura III-14, en donde se observa las mayores velocidades de desplazamiento del gasto sólido en el sector alto del río, de mayor pendiente, asociado a la alta capacidad de transporte de sedimentos. En la zona alta del río la velocidad de desplazamiento del sedimento grueso es cercana a la velocidad media del flujo, en tanto hacia aguas abajo la velocidad de desplazamiento disminuye haciéndose prácticamente nula en el sector bajo del río. En el sector bajo se tendrá un desplazamiento del sedimento solo durante las crecidas, como se discutió en la sección precedente. En esos casos, los resultados obtenidos permiten estimar que el sedimento sería desplazado a razón de entre 20 a 35 Km. por día de crecida, cuando más.

Figura III-14. Velocidad de transporte del gasto sólido de fondo estimado en las estaciones E1 a

E6, río Cachapoal.



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Capacidad de resuspensión: Un parámetro importante de determinar para efectos del presente estudio es la capacidad de resuspensión de sedimentos desde el lecho. Para analizar esta capacidad se determinó el máximo tamaño de partícula capaz de ser incorporado en suspensión desde el lecho en cada uno de los sitios estudiados. Los valores estimados para los distintos caudales considerados se presentan en la Figura III-15. En ella se observa que el tamaño máximo a ser resuspendido disminuye hacia aguas abajo, consecuentemente con la disminución del esfuerzo de corte. Los tamaños a ser resuspendidos se encuentran en el rango entre los 9 mm o superior en el sector alto del río, hasta valores de entre 1 a 5 mm en el sector bajo, siendo los valores mayores potencialmente suspendidos solo durante crecidas. Este análisis muestra, sin embargo, que incluso durante bajos caudales el flujo sería capaz de transportar en suspensión partículas tan gruesas como aproximadamente 1 mm. Esto es de importancia para el proceso de desorción de solutos desde las partículas de sedimento fino, ya que ellas, al mantenerse en suspensión, podrían transferir esos solutos a la columna de agua si las condiciones químicas así lo permiten. Las partículas transportadas en suspensión tienden a desplazarse con velocidades cercanas a la velocidad media del flujo. Esto implica, considerando las estimaciones de la velocidad media del escurrimiento de la Figura III-9, que durante crecidas estas partículas podrían ser desplazadas por distancias del orden de 170 Km. por día, las que resultan bastante mayores a las del sedimento grueso transportado como gasto sólido de fondo.

Figura III-15. Tamaño máximo para la resuspensión estimado en las estaciones E1 a E6 del río

Cachapoal.



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2.5. Análisis del intercambio de masa, cuenca del río Cachapoal La transferencia de masa entre los sedimentos del lecho y la columna de agua y su posterior mezcla en el campo de flujo es cuantificada a través de dos parámetros característicos, correspondientes al coeficiente de transferencia de masa (Figura III-16) y el tiempo de mezcla vertical (Figura III-17). El primero representa la capacidad de transferencia de masa disuelta en el agua intersticial de los sedimentos del lecho hacia la columna de agua, dependiendo de las condiciones del flujo de cada sitio de medición, básicamente de la velocidad de corte y altura de escurrimiento. Para este análisis se supuso un coeficiente de difusión molecular D = 10-9 m2/s, el que corresponde, aproximadamente, a un valor típico para la difusión de metales como Cobre en agua (Ferreira et al., 2008; Twiss and Moffett, 2002). Los resultados obtenidos se muestran en la Figura. III-16. Los valores del coeficiente de transferencia están en el rango entre 0,14 mm/s y 0,017 mm/s aproximadamente, disminuyendo hacia aguas abajo y aumentando con el caudal.

Figura III-16. Coeficiente de transferencia de masa estimado estaciones E1 a E6, río Cachapoal.

El tiempo de mezcla vertical mide la escala temporal en la cual, dadas las condiciones del escurrimiento en la zona (esencialmente velocidad de corte y profundidad de escurrimiento), el flujo es capaz de mezclar completamente en la columna los aportes de masa provenientes desde los sedimentos. El rango de valores estimados de esta escala de tiempo para las distintas estaciones analizadas, se presenta en la Figura III-17. Claramente este tiempo es corto en el sector alto del río, inferior al minuto, sin embargo se incrementa en el sector bajo del río a dos o tres veces este valor, dependiendo de los caudales (aumentando a medida que el caudal disminuye). Considerando las velocidades medias del flujo presentadas en la Figura III-9, estas escalas de tiempo implican que la mezcla vertical en la columna de agua tiende a ocurrir en longitudes no superiores a los 220 m medidos desde del punto donde se produce la descarga (por ejemplo la transferencia de masa desde los sedimentos).

De los resultados mostrados en las Figuras III-16 y 17 es posible concluir que, al igual que para las tasas de transporte de sedimento por arrastre de fondo, se tiene una capacidad de incorporación de masa desde los sedimentos bastante alta en el sector alto del río, la que decae rápidamente hacia aguas abajo. Esto es consecuencia de la mayor turbulencia del flujo en el sector alto del río, lo cual genera a su vez que las escalas de tiempo y longitud para la mezcla vertical en la columna de agua sea menor en este sector que en la zona baja



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del río. Los resultados obtenidos muestran, sin embargo, que, incluso en el sector bajo del río, el flujo tiene capacidad de transferir solutos disueltos en los intersticios de los sedimentos hacia la columna de agua, si el gradiente de concentraciones así lo permite, y que estos solutos serían eficientemente mezclados en la columna de agua en escalas temporales y espaciales relativamente pequeñas (pocos minutos y pocos cientos de metros).

Figura III-17. Tiempo de mezcla vertical estimado en los estaciones E1 a E6, río Cachapoal.



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3. Química de agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal 3.1. Parámetros Físico-químicos En la Tabla III-5 se muestran la clasificación según clase objetivo de calidad para los distintos componentes que contiene la Guía de CONAMA (2004). Los componentes se clasificaron según clase objetivo para el Establecimiento de Normas Secundarias de Calidad Ambiental para aguas continentales superficiales (Anexo II, Guía CONAMA 2004).

Tabla III-5. Componentes químicos por estación de muestreo y Clase de calidad Objetivo (C), Cuenca del Río Cachapoal

Excelente Clase de Calidad C0

Muy Buena Clase de CalidadC1

Buena Clase de CalidadC2

Regular Clase de CalidadC3

Muy Mala Clase de CalidadC4

FISICO-QUIMICOS INORGANICOS Campaña Estación

O.D. pH CE DBO5 SST SDT NH4+ Cl- SO4

2- E1 C0 C0 C2 C1 C0 C1 C0 C0 C1 E2 C0 C0 C0 C0 C3 <C1 C0 C0 C1 E3 C0 C0 C0 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 E4 C0 C0 C0 C0 C4 <C1 C0 C0 C0 E5 C0 C0 C0 C0 C2 C2 C0 C0 C0

Primavera

E6 C0 C4 C0 C0 C0 <C1 C0 C0 C0

E1 C0 C0 C0 C0 C4 C1 C0 C0 C0 E2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 E3 C0 C0 C0 C0 C4 C1 C0 C0 C0 E4 C0 C0 C0 C0 C4 C2 C0 C0 C0 E5 C0 C0 C0 C0 C3 C2 C0 C0 C0

Verano

E6 C4 C0 C1 C0 C3 C0 C0 C0 C0

E1 C0 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C0 C2 E2 C0 C0 C0 C4 C4 C1 C0 C0 C2 E3 C0 C0 C0 C4 C4 C0 C0 C0 C0 E4 C0 C0 C0 C3 C4 C0 C0 C0 C0 E5 C0 C0 C0 C3 C4 C0 C0 C0 C0

Otoño

E6 C0 C0 C0 C3 C4 C0 C0 C0 C0

E2 C0 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C0 C3 E4 C0 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C0 C0 E5 C0 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C0 C3

Invierno

E6 C0 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C0 C3 Obs: Datos en Anexo III. Las estaciones (E) E1 y E3 no fueron consideradas en la Campaña de invierno.



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3.1.1. Primavera, Campaña 1: La campaña 1 corresponde a la época de primavera que se caracteriza por un mayor caudal aportado por deshielos y que favorece los procesos de meteorización y transporte de partículas, esto se acentúa en las estaciones ubicadas a mayor altura. El río se presentó oxigenado a lo largo de todo su cauce, el pH sin embargo se presentó en la última estación (E6) con calidad objetivo (C4) concentración no apta para la protección de la biota. Este pH fue de 8,6 básico, en este caso el calcio estaría preponderantemente tendiendo a carbonato. Las mayores concentraciones de calcio se presentaron en la E6 con 68 mg/L y en la E1 con 78,9 mg/L. En la E1 podría atribuirse la concentración de calcio al material parental. Se destacan los valores altos de sólidos disueltos totales presentándose la mayor concentración en la E1 con 448 mg/L disminuyendo hacia abajo hasta la E4 con 244 mg/L para aumentar más levemente en la últimas estaciones E5 y E6 con 278,7 y 281 mg/L respectivamente. 3.1.2. Verano, Campaña 2: La campaña 2 correspondió a la época de verano donde el caudal en este caso fue levemente más bajo (Fig III-3). El río se presentó oxigenado a lo largo de todo su cauce, el único parámetro físico y químico en alta concentración según lo considerado en la Guía de CONAMA fue el sólido suspendido total (SST), el cual fluctuó entre 1132 mg/L en la E1 hasta un valor de 62 mg/L. en las últimas estaciones. La única estación con valores adecuados fue la E2 con 8 mg/L, sin embargo los sólidos disueltos totales (SDT) en la E2 fueron los valores más altos con 380 mg/L. 3.1.3. Otoño, Campaña 3: La campaña 3 correspondió a la época de otoño, en esta fecha hubo un incidente considerado histórico en el río por lluvias intensas que culminaron en un aluvión de considerada magnitud. En esta ocasión fue muy afectada la parte alta de Cachapoal sobre todo lo que corresponde a la E1 y E2, incrementando los aportes de material aguas abajo donde se desbordó el río en varios tramos. Se observó este hecho en los resultados de la calidad del agua. Específicamente los parámetros físicos y químicos afectados considerablemente fueron los SST y la DBO5. Los SST se presentaron muy altos en todo el cauce, para la E2 se detectaron 1,74x103 mg/L (valor más alto que superó todos los valores propuestos para diferentes tramos en la propuesta de Norma definitiva para la cuenca que aún está proceso) y el valor más bajo fue de 152 mg/L en la E6. Respecto a la DBO5 fue alta a partir de la E2 con 36 mg/L la cual disminuyó río abajo con 8 mg/L en la E5. El valor en E2 resultó ser muy alto considerando que es un sistema fluvial, esto podría estar altamente influenciado por la dinámica del sistema teniendo en cuenta el evento de aluvión anteriormente mencionado. Frente al evento el sedimento pudiese haber actuado como fuente resuspendiendo material hacia la columna de agua, incluyendo la materia orgánica depositada en estos. Hay que considerar que E2 corresponde a Coya, donde ha habido vertimientos históricos de aguas servidas que aún continúan.



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3.1.4. Invierno, Campaña 4: En esta campaña notablemente predominaron aguas de buena calidad, excepto para los componentes SST y Sulfato (SO4

-2). Los SST predominaron en concentraciones muy altas en todas las estaciones muestreadas, se presentaron rangos entre 1,86x103 mg/L para E2 disminuyendo hasta 66 mg/L en la última estación. Probablemente parte del material suspendido es por la remoción de material ocurrido en la estación otoñal. También el sulfato se encontró en altas concentraciones, en E2 este podría ser en parte atribuible a la actividad minera, también se encontró alto en E5 y E6 en este sector hubo actividad de minería (cuarzo, oro) que actualmente están paralizadas y abandonadas. 3.2. Comparación de parámetros físicos y químicos por campañas de muestreo, Cuenca del Río Cachapoal 3.2.1. Conductividad eléctrica

Río Cachapoal: Conductividad Eléctrica en Agua Superficial

0

200

400

600

800

1000

E1 E2 E3 E4 E5 E6

Es ta c io ne s de m ue s tre o

Ca mpaña 1 (primave ra )Ca mpaña 2 (ve rano)Ca mpaña 3 (ot oño)Ca mpaña 4 ( invie rno)750>Clase 2

(La línea de color naranjo indica los valores que caen en Clase objetivo (C) 2 respecto a la Guía de CONAMA; por sobre este valor la calidad es considerada regular).

Figura III-18. Conductividad eléctrica en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal La conductividad eléctrica se mantuvo relativamente pareja, sin embargo se puede observar que en primavera el valor más alto lo presentó la E1 con 965 µS/cm (clase objetivo C4) lo que puede ser atribuible a efecto de un mayor caudal, de alta velocidad que influencia una mayor intensidad del proceso de meteorización en esta época de deshielo favoreciendo el material disuelto. . En verano el valor más alto correspondió a E6 con 628 µS/cm. En otoño fueron las Estaciones E1 y E2 con valores de 576 y 540 µS/cm respectivamente y en invierno los valores más altos se presentaron en E2 con 540 µS/cm y E5 con 520 µS/cm. La época de otoño fue particular con el aluvión se alteró el cauce del río afectando el movimiento del lecho en mayor proporción en las primeras estaciones de muestreo.



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3.2.2. pH Los pH se mantienen relativamente parejos, el menor se presentó en la estación E2, época de otoño siendo de 6,57 ligeramente ácido, estación caracterizada por actividad de minería. Los pH ácidos aumentan la solubilidad de algunos metales y la probabilidad de resuspensión de estos desde los sedimentos a la matriz agua superficial.

Río Cachapoal: pH en Agua Superficial

0

2

4

6

8

10

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Ca mpaña 1 (prima ve ra )Ca mpaña 2 (ve ra no)Ca mpaña 3 (ot oño)Ca mpaña 4 ( invie rno)8,5>Cla se 4>6,5

(Fuera del intervalo de las líneas de color rojo se considera Clase de Calidad Objetivo C4 considerada de mala calidad, por el contrario dentro del intervalo generado por las líneas de color rojo se considera Clase de Calidad Objetivo C0, considerada de excelente calidad respecto a la Guía de CONAMA).

Figura III-19. pH en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal

3.2.3. DBO5

Río Cachapoal: DBO5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Ca mpaña 1 (prima ve ra )Ca mpaña 2 (ve rano)Ca mpaña 3 (ot oño)Ca mpaña 4 ( invie rno)5>Cla se 2


Figura III-20. DBO5 en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal En general se observó alta concentración de DBO5 para la campaña de otoño a partir de la E2, lo que fue anteriormente explicado, y asociado a la resuspensión de sedimentos dado el aluvión. Los rangos a partir de E2 cayeron entre C4 y C3. La estación E5 presentó una tendencia a tener la mayor DBO5 en la campaña de primavera y resultó similar a la estación E4 para la campaña de verano. La E4 y E5 representan la parte media y potámica



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del río donde la probabilidad de acumular materia orgánica aumenta por la topografía del terreno presentándose pendientes menores del lecho. En invierno todas las estaciones estuvieron bajo 5 mg/L. Aledaño al río se han observado basurales, poblaciones y cultivos, así el sistema es receptor de material alóctono tanto actualmente como históricamente, además del material proveniente de los tramos más altos. 3.2.4. Fósforo total

Río Cachapoal: Fósforo total Agua Superficial

0,00

0,40

0,80

1,20

1,60

2,00

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Ca mpa ña 1 (pr ima ve ra )Ca mpa ña 2 (ve rano)Ca mpa ña 3 (ot oño)Ca mpa ña 4 (invie rno)LD=0,315 mg/ L

Figura III-21. Fósforo total en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal

Los valores de fósforo encontrados correspondieron a concentraciones que para sistemas fluviales son considerados eutroficados (Smith et al., 1999), los rangos se presentaron entre 0,315 – 1.700 mg/L. En la estación E1 en la época de verano se presentó la mayor concentración de fósforo total, este valor es muy alto para esta localidad, puesto que corresponde a la estación de muestreo más limpia. La estación E4 presentó las mayores concentraciones en los 3 muestreos encontrándose entre 0,6 y 1,3 mg/L. Esta estación se localiza bajo el Estero La Cadena donde históricamente el río ha sufrido descargas ricas en materia orgánica. En invierno los valores nunca superaron los 0,315 mg/L. 3.2.5. Nitrógeno total Los valores de nitrógeno total indicaron rangos entre aguas consideradas eutroficadas para las campañas de primavera y verano y mesotróficas para la campaña de otoño (Smith et al., 1999). Las mayores concentraciones en la campaña de primavera fueron de 5,26 mg/L y de 4,89 mg/L. para las estaciones 1 y 5. Para el caso de verano fue de 4,37 mg/L y 11,500 mg/L en las estaciones E3 y E5, esta última localidad está rodeada de poblados, basurales y de actividad agrícola aledaña al río. Las descargas históricas al río se han caracterizado por un alto contenido de materia orgánica proveniente en parte por industrias procesadoras de alimento. En la campaña de otoño los valores más altos fueron en las estaciones E5 y E6 con de 1,25 y 1,37 mg/L. Los valores en invierno fueron los más bajos comparados con las otras campañas siendo de 0,78 mg/L.



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Río Cachapoal: Nitrógeno Total Kjeldahl

0

2

4

6

8

10

12

14

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Ca mpaña 1 (prima ve ra )Ca mpaña 2 (ve ra no)Ca mpaña 3 (ot oño)Ca mpaña 4 (invie rno)

Figura III-22. Nitrógeno total en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal

3.2.6. Sulfato

Río Cachapoal: Sulfato

0

100

200

300

400

500

600

700

800

E1 E2 E3 E4 E5 E6Estaciones de Muestreo

SO4 (

mg/

L)

Camp aña 1Camp aña 2Camp aña 3Camp aña 4> 150 Clase 2


Figura III-23. Sulfato en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal Valores altos de sulfato se presentaron en las primeras y últimas estaciones. En la primera estación se detectaron a lo más 284 mg/L en época de otoño, y en época de invierno se sobrepasó esta clase de calidad. En esta época en las estaciones E2, E5 y E6 los valores de sulfato fueron altos entre 737 mg/L a 807 mg/L. En época de otoño se removieron los sedimentos lo que probablemente resuspende compuestos azufrados de los sedimentos, y que bajo las concentraciones de oxígeno presentes estarían a la manera de sulfato. Las concentraciones altas de sulfato podrían constituir un factor de riesgo en la estación E2 ante una disminución de pH, pues solubilizaría algunos metales presentes.



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3.3. Metales en Agua Superficial, Cuenca del Río Cachapoal Clasificación según Clase de Calidad Objetivo de Guía CONAMA (2004) para agua superficial (Guía en Anexo II). 3.3.1. Metales Totales

Tabla III-6. Clase de calidad Objetivo (C), para metales totales por estación de muestreo (E), Cuenca del Río Cachapoal.

METALES TOTALES

Campaña Estación B Cu Cr Fe Mn Mo Ni Zn Al As Cd Pb

E1 C4 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C2 <C1 C0 E2 C0 C2 C0 C0 C0 C2 C0 C2 C3 C1 <C1 C2 E3 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C0 <C1 C2 E4 C0 C2 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C3 C1 <C1 C2 E5 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C1 C0

Primavera

E6 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C2 <C1 C0

E1 C0 C2 C0 C4 C0 C2 C0 C0 C4 C1 C0 <C2 E2 C0 C3 C0 C0 C0 C2 C0 C1 C3 C1 C1 <C2 E3 C0 C2 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C3 C0 C0 <C2 E4 C0 C2 C0 C4 C0 C1 C0 C0 C4 C2 C0 <C2 E5 C0 C2 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C3 C0 C0 <C2

Verano

E6 C0 C2 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C3 C0 C0 <C2

E1 C4 C0 C1 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C1 C0 E2 C4 C4 C2 C4 C2 C4 C0 C2 C4 C4 C0 C2 E3 C1 C2 C0 C4 C0 C0 C0 C0 C4 C0 C0 <C2 E4 C2 C2 C0 C4 C0 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C2 E5 C2 C2 C0 C4 C0 C0 C0 C0 C4 C1 C0 <C2

Otoño

E6 C0 C2 C0 C4 C0 C0 C0 C0 C4 C1 C0 C2

E2 C1 C2 C0 C4 C4 C0 C0 C0 C4 C0 C0 <C2 E4 C2 C2 C0 C4 C4 C0 C0 C0 C4 C0 C0 C2 E5 C2 C2 C0 C4 C4 C0 C0 C0 C4 C1 C0 <C2

Invierno

E6 C0 C2 C0 C4 C4 C0 C0 C0 C4 C1 C0 C2 Los datos crudos se pueden ver en el Anexo III.



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3.3.2. Metales Disueltos

Tabla III-7. Clase de calidad Objetivo (C), para metales disueltos por estación de muestreo (E), Cuenca del Río Cachapoal.

METALES DISUELTOS Campaña Estación B Cu Cr Fe Mn Mo Ni Zn Al As Cd Pb

E1 C2 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C2 C0 E2 C0 C2 <C1 C0 C4 C2 C0 C1 C1 C0 <C2 C0 E3 C0 C2 <C1 C0 C2 C0 C0 C0 C3 C0 <C2 C0 E4 C0 C2 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C3 C0 <C2 C0 E5 C0 C0 <C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 <C2 C0

Primavera

E6 C0 C1 <C1 C0 C0 C1 C0 C0 C0 C0 <C2 C0

E1 C0 C0 C0 C0 C1 C2 C0 C0 C3 C0 C0 C0 E2 C0 C2 C0 C0 C4 C2 C0 C0 C0 C1 C2 C0 E3 C0 C0 C0 C0 C1 C2 C0 C0 C1 C0 C0 C0 E4 C0 C2 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C3 C0 C0 C0 E5 C0 C0 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C3 C0 C0 C0

Verano

E6 C0 C2 C0 C0 C0 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C0

E1 C1 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C1 C0 C1 C2 E2 C0 C4 C0 C4 C4 C2 C0 C3 C4 C2 C0 C1 E3 C0 C2 C0 C2 C4 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C1 E4 C0 C2 C0 C2 C2 C0 C0 C0 C3 C2 C0 C1 E5 C0 C2 C0 C2 C2 C0 C0 C0 C3 C1 C0 C1

Otoño

E6 C0 C2 C0 C2 C2 C0 C0 C0 C3 C0 C0 C1

E2 C0 C2 C0 C0 C2 C2 C0 C0 C0 C0 C0 C2 E2 C0 C2 C0 C0 C1 C1 C0 C0 C0 C0 C0 C2 E5 C0 C0 C0 C0 C2 C1 C0 C0 C0 C0 C0 C2

Invierno

E6 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C0 C2

Los datos crudos se pueden ver en el Anexo III. Primavera, Campaña 1: La E2 presentó un 41 % de metales totales a partir de la clase objetivo 2, contrario a E5 en que todos los metales pesados se presentaron bajo C2. Los metales totales que con mayor concentración se presentaron a lo largo del río fueron cobre, aluminio, plomo y molibdeno. Respecto a los metales disueltos, la mayor cantidad por sobre C2 se presentaron en las estaciones E2, E3 y E4 lo que representó entre un 25 a 33 %. Destacó la presencia de Cobre, Manganeso, Aluminio y Cadmio. Las estaciones E5 y E6 localizadas en la parte potámica del río resultaron tener concentraciones similares de metales disueltos.



56


Verano, Campaña 2: La presencia de cobre, molibdeno y aluminio en clase objetivo 2 se presentó a lo largo de todo el sistema desde la primera estación. En la estación E2 el cobre y molibdeno se destacaron, reflejando la actividad minera de la zona. El cobre se presentó con valores de 751 µg/L y el Mo con 35, 4 µg/L. En las otras estaciones el Cu no superó los 67 µg/L y el Mo los 14,5 µg/L. El Al fue el otro metal destacado, con mayor concentración en la E1 y E4 con valores de 6.620 µg/L y 6.090 µg/L respectivamente, para el resto de las estaciones a lo más se observó un valor de 734 µg/L y fue en la E6. También se observó en E1 y E4 altas concentraciones de hierro con rangos entre 2970 µg/L 3.600 µg/L respectivamente, y en las otras estaciones el mayor valor fue de 651 µg/L en E6. La E4 corresponde a Coinco estación influenciada por la cantidad de materia orgánica vertida históricamente desde el Estero La Cadena, esto la convierte en una estación vulnerable por toxicidad por metales, con riesgos a sufrir disminución de pH y solubilización de estos, como por ejemplo el Al y el Fe. Respecto a los metales disueltos el Cu fue alto en E2, E4 y E6 con rangos entre 144 µg/L a 11,3 µg/L representando a Clase objetivo 2. El Mo fue parejo presentándose en C2, en todas las estaciones con rangos entre 34,8 µg/L (en Coya) a 10,5 µg/L. En Coya se observó además, una alta concentración de Mn con 276 µg/L que correspondió a C4. El Al se presentó también en altas concentraciones en E1 con 276 µg/L asociado a procesos de meteorización, en E4 y E5 con 933 µg/L y 161 µg/L respectivamente clasificando estas estaciones en C3. Otoño, Campaña 3: En esta campaña se observó alta concentración de metales producto del aluvión que removió gran parte de los sedimentos. Los metales totales son los que más se destacaron en concentración. En la E1 sólo el B se encontró en (C4) con 706 µg/L, para la E2 fue más serio puesto que el 50% de los metales analizados cayeron en (C4) con valores desproporcionados dado el impacto hidrodinámico a que fue sometido el sistema, estos metales fueron Cu, B, Fe, Mo, Mn, Al y As. La situación se tornó más delicada pues el pH del agua fue de 6,57 ligeramente ácido. El resto de las estaciones respondió en forma pareja desde E3 a E6 y los metales que cayeron en (C4) fueron Fe y Al. Los rangos para el caso del Fe se presentaron entre 1,57x104 µg/L a 9,01x103 µg/L y para el caso del Al estuvieron entre 1,72x104 µg/L y 1,54x103 µg/L. Para el caso de los metales disueltos la E2 nuevamente presentó la mayor concentración de metales entre calidad objetivo (C3) y (C4) representando un 42 %, estos fueron Cu, Fe, Mn, Al y Zn. Se destacó el Aluminio que se presentó en (C3) a partir de la E3 con 2,08x103 µg/L concentración que fue disminuyendo río abajo terminando en la última estación E6 con 1,01x103 µg/L. Invierno, Campaña 4: En esta campaña se destacó el hierro y aluminio total presentándose en altas concentraciones llegando a calidad objetivo C4 en todas las estaciones desde E2 a E6. Sus valores fluctuaron entre 7,22x104 µg/L a 7,22x103 µg/L para hierro y de 5,9x104 µg/L a 308 µg/L para el aluminio. El Cobre total se detectó en C2 en todas las estaciones desde 6,17x103 a 64,3 µg/L, sólo en E2 y E4 se detectó a la forma disuelta con 26,5 µg/L y 15,9 µg/L respectivamente.



57


3.4. Comparación de metales totales y disueltos en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal. Se destacan los metales que se encontraron en mayor concentración. 3.4.1. Cobre

Figura III-24. Cobre en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal

Se observa que las mayores concentraciones de cobre total y disuelto fueron a partir de la E2 donde su efecto estaría repercutiendo en gran medida hasta la estación E4. Para el caso de la campaña 2 (verano), donde el caudal disminuye, la estación E2 presentó los mayores valores tanto de cobre total como disuelto. Respecto a metales totales destacó la E3 y E4 por sobre la E5 y E6. En metales disueltos la E4 y E6 presentaron mayor concentración respecto a E3 y E5. Se debe considerar el contenido de materia orgánica, los aportes alóctonos especialmente por minería que se dan en el curso del río y los aportes de la matriz sedimentos. En la campaña 3 destacó la estación E2, pero en las estaciones río abajo la concentración de cobre tanto disuelto como total fueron similares. En este último caso podría ser atribuible a la crecida del río resultando que homogenizó el sistema respecto a la concentración de cobre y a la actividad minera que es preponderante en la E2. Para el caso de la época de invierno los mayores valores para cobre total se encontraron en la E2 con 6,17 *10 3 µg/L y en E4 con 217 µg/L. También los mayores valores para cobre disuelto fueron de 26, 6 µg/L en la E2 disminuyendo a 15,9 µg/L en E4.

Campaña 1 Río Cachapoal: Cobre en Agua Superficial

1

10

10 0

10 0 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6

Estaciones de muestreo

Cu

(ug/

L)

Cu (to tal)Cu (d isuelto )LD=3 ,9 1 ug /L


1

10

10 0

10 0 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6Estaciones de muestreo

Cu

(ug/

L)



1

10

10 0

100 0

10 00 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Cu

(ug/

L)

Cu (to tal)Cu (d isuelto )LD=3 ,91 ug /L


1

10

100

10 00

100 00

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Cu

(ug/

L)




58


3.4.2. Manganeso

Figura III-25. Manganeso en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal En la campaña 1 se observó que la E2 es la estación que presentó mayor concentración de manganeso total y disuelto y que fue disminuyendo río abajo. En la E5 la concentración de este metal disminuyó para luego aumentar su concentración en la E6, esta última estación es receptora de las aguas de la subcuenca Tinguiririca. La campaña 2 se presentó muy pareja, la campaña 3 incrementó por sobre los valores naturales. En la campaña de invierno el mayor valor se presentó en la estación E2 con 1,8 mg/L alcanzando la calidad objetivo C4, en los tramos más bajos la concentración disminuyó, alcanzando la clase objetivo C2. Para el manganeso disuelto el valor más alto alcanzó la clase objetivo C4 en la E2 con 460 µg/L, disminuyendo a clase objetivo 2 en E 4 y E5 para terminar en clase objetivo 1 en la última estación.

Campaña 1 Río Cachapoal: Manganeso en Agua Superficial

1

10

10 0

10 0 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Mn

(ug/

L)

Mn (to tal)Mn (d isuelto )LD=2 ug /L


1

10

10 0

10 0 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6Estaciones de muestreo

Mn

(ug/

L)



1

10

10 0

100 0

10 00 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Mn

(ug/

L)



1

10

100

10 00

100 00

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Mn

(ug/

L)




59


3.4.3. Hierro

Figura III-26. Hierro en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal La campaña 1 presentó en general altas concentraciones, sólo en la E5 disminuyó notoriamente respecto a las otras estaciones. La cantidad de hierro se mantuvo pareja y además se presentaron similares concentraciones entre metales totales y disueltos. En la campaña 2 esto cambió, ahí cabe destacar que la E3 fue la estación con menor concentración de cobre y la E4 presentó el mayor valor de hierro tanto en metales totales como disueltos. La mayor concentración de materia orgánica podría influir en la disponibilidad de hierro. En la última campaña aumentaron las concentraciones probablemente por remoción de material sedimentario. En la campaña de invierno las concentraciones fueron altas para el hierro total alcanzando la clase objetivo C4, sin embargo para el hierro disuelto las concentraciones indicaron aguas limpias.

Campaña 1 Río Cachapoal: Hierro en Agua Superficial

1

10

100

10 00

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Fe (u

g/L)

Fe (to tal)Fe (d isuelto )LD=5,4 1 ug /L


1

10

10 0

10 0 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Fe (u

g/L)



1

10

10 0

10 0 0

100 0 0

10 00 0 0

10 0 00 0 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Fe (u

g/L)

Fe (to tal)Fe (d isuelto )LD=5,41 ug /L


1

10

100

10 00

100 00

10 00 00

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Fe (u

g/L)




60


3.4.4. Molibdeno

Figura III-27. Molibdeno en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal

En todas las campañas se presentó la misma respuesta, en la estación E2 se detectó la mayor concentración atribuible a la minería cuprífera y en el resto de las estaciones la concentración disminuyó. Para las tres primeras campañas el molibdeno total presentó su valor más bajo alrededor de 8 µg/L y para la campaña de invierno este subió a 12 µg/L, sólo en un sólo caso alcanzó la calidad objetivo C4, correspondiente a época de otoño con 19,8 µg/L. Sin embargo en invierno la E4, E5 y E6 alcanzaron la clase objetivo C2 estando los valores entre 12 µg/ y 21,7 µg/ sólo en la E2 alcanzó la clase objetivo C3 con 302 µg/L. Para el caso del molibdeno disuelto el valor más bajo en esta campaña fue cercano a 8 µg/L, y no se superó la clase objetivo C2.

Campaña 1 Río Cachapoal: Molibdeno en Agua Superficial

1

10

10 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Mo

(ug/

L)

Mo (to tal)Mo (d isuelto )

LD=8 ug /L


1

10

10 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Mo

(ug/

L)

Mo (to tal)Mo (d isuelto )LD=8 ug /L


1

10

100

10 00

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Mo

(ug/

L)

Mo (to tal)

Mo (d isuelto )

LD=8 ug /L


1

10

10 0

100 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Mo

(ug/

L)Mo (to tal)

Mo (d isuelto )

LD=8 ug /L



61


3.4.5. Aluminio

Figura III-28. Aluminio en agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal

En la campaña 1 se observó mayor concentración desde E1 a E4 disminuyendo en las últimas estaciones, en la campaña de verano las mayores concentraciones fueron en E1 y E4. En la primera estación es importante el transporte por acción erosiva y en el segundo caso aparte del material litogénico, el material alóctono por actividades industriales podría estar influyendo en las concentraciones altas de aluminio, tanto para metales totales como disueltos. En la campaña 2 aumentaron las concentraciones de aluminio llegando casi todas a 100 µg/L, en la campaña 3 las remociones fueron mayor en todas las estaciones. Para la campaña de invierno el aluminio total alcanzó la clase objetivo C4 en todas las estaciones estando los valores entre 7,22 *104 µg/L y 3,7 *10 3 µg/L.

Campaña 1 Río Cachapoal: Aluminio en Agua Superficial

1

10

100

10 00

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Al (

ug/L

)

Al (to tal)Al (d isuelto )


1

10

10 0

10 0 0

100 0 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Al (

ug/L

)



1

10

10 0

100 0

10 00 0

10 0 00 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Al (

ug/L

)



1

10

10 0

100 0

10 00 0

10 0 00 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Al (

ug/L

)

Al (to tal)

Al (d isuelto )



62


4. Física y Química de sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal 4.1. Análisis granulométrico, Cuenca del Río Cachapoal Los resultados del ensayo granulométrico en la cuenca del Cachapoal tercera y cuarta campaña, se recogen en las siguientes tablas (Tablas III-8 a II-10). Este análisis es importante pues los ríos presentan una variedad de textura de los sedimentos y la distribución de metales es diferente en cada fracción granulométrica. Según referencias bibliográficas, cuanto más finos son los sedimentos mayor concentración de metales acumulados, fenómeno que se atribuye a la elevada superficie específica que poseen las partículas finas favoreciendo la adsorción (Förstner, 1983; Usero et al., 1997; Tuy et al., 2000). Los resultados del ensayo granulométrico en la cuenca del río Cachapoal para la campaña de otoño e invierno, se muestran en la Tabla III-8 (A y B). Tabla III-8. Análisis granulométrico de sedimentos, campaña otoño e invierno. Porcentaje (%) de

tamaño de partículas (luz de malla en µm)

A. CAMPAÑA 3, otoño Estaciones de muestreo <1000 < 850 < 500 < 355 < 212 < 106 < 63 E1: Cortaderal 0,3 4,9 11,4 35,4 39,5 8,0 0,5 E2: Río Coya 0,4 3,3 7,9 23,9 41,4 20,7 2,4 E3: Ribera Sur 2,5 5,9 3,8 4,1 5,3 7,4 71 E4: Coinco 0,1 0,2 0,5 5,1 46,1 40,9 7,1 E5: Codao 0,1 0,2 1,0 8,6 45,2 37,2 7,7 E6: Las Cabras 0,2 0,7 1,2 2,1 22,8 50,1 22,9

B. CAMPAÑA 4, invierno

Estaciones de muestreo <1000 < 850 < 500 < 355 < 212 < 106 <63 E2: Río Coya 0,9 1,0 1,1 1,7 16,4 32,0 46,8 E4: Coinco 0,1 0,8 1,4 8,4 51,3 28,6 9,4 E5: Codao 0 0,3 1,0 5,9 42,1 38,2 12,5 E6: Las Cabras 0 0 0,2 2,6 35,9 39,6 21,5

Como se puede observar, en las tablas III. 9 A y B el porcentaje de partículas correspondiente a la fracción <63 μm es bajo, excepto en la estación Ribera Sur (E3) otoño, donde este porcentaje es mayor. También se observa un porcentaje importante en Río Coya (E2) invierno. Los metales pesados analizados en esta fracción corresponderían a una fracción minoritaria del total, a pesar que las partículas más finas son las que tienen una mayor superficie específica. La granulometría permite clasificar la textura de los sedimentos considerando los tres grupos de tamaño de partículas arena 20-2000 μm, limo 2-20 µm y arcilla < 2μm



63


De acuerdo a los resultados encontrados, la textura de los sedimentos corresponde a:

Tabla III-9. Textura de sedimentos y porcentaje de partículas correspondientes a la fracción 63 μm, campaña otoño e invierno, Cuenca del Río Cachapoal

Campaña otoño Campaña invierno

Estaciones %<63 Textura %<63 textura

E1: Cortaderal 0,5 Arenosa - - E2 Río Coya 2,4 Arenosa 46,8 Arenosa-limosa E3: Ribera sur 71 Arenosa-limosa - -

E4: Coinco 7,1 Arenosa 9,4 Arenosa E5: Codao 7,7 Arenosa 12,5 Arenosa E6: Las Cabras 22,9 Arenosa 21,5 Arenosa- Nota: Cortaderal y Ribera Sur en la cuarta campaña no fueron muestreados

Como se puede observar en la tabla III-9, la textura y distribución de partículas tiene una importante componente temporal, debido al arrastre de partículas por efecto del caudal, lo que se destaca en Río Coya en que las diferencias encontradas en ambas campañas son significativas. En la campaña de invierno, en relación a la campaña de otoño, los sitios muestreados tienen un número relativamente similar de porcentaje de partículas correspondientes a la fracción fina del sedimento: En general, el porcentaje de partículas correspondientes a la fracción fina corresponde a un porcentaje bastante bajo del total, excepto Río Coya (campaña invierno) en que las partículas más finas corresponden a la mitad del total. 4.2. Análisis de parámetros In-situ sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal Los parámetros medidos in situ: pH y potencial redox tanto para el agua superficial como para el sedimento en las cuatro campañas se muestran en las siguientes figuras y tablas (Datos en Anexo IV). 4.2.1. pH sedimento v/s pH agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal

En la campaña de primavera, período de alto caudal, no hay variabilidad significativa de pH en sedimento respecto a agua superficial en los primeros tres sitios de muestreo (Cortaderal, Río Coya y Ribera Sur). Río Coya (E2), presentó el pH menos básico en el sedimento y en el agua superficial, esto es atribuible en parte a descargas mineras provenientes de la minería del Cobre, con aportes de Hierro y Aluminio. El sitio mas bajo (Las Cabras) mostró un pH menos básicos en el sedimento que en al agua superficial, esto se puede deber a la acumulación de materia orgánica presente en estos sedimentos. Por otro lado, Codao presentó el pH más alcalino, probablemente debido a la remoción de materiales y descargas de RILes con influencia de la industria pecuarias desde sitios aledaños. En la campaña de verano, el caudal es menor respecto a primavera, los sedimentos tendieron a ser más básicos que en el agua, las diferencias se mantienen en los tres primeros sitios, luego en los tres últimos sitios el pH de los sedimentos llega a ser neutro, acidificándose con respecto a los primeros sitios y con respecto al agua, lo que en parte



64


pH sedimento vs agua superficial, cuenca del rio Cachapoal, campaña primavera

6,5

7

7,5

8

8,5

9

E1 E2 E3 E4 E5 E6

estaciones de muestreo

pH

pH sedimentos

pH agua superficial

pH sedimentos vs agua superficial, cuenca del rio Cachapoal, campaña verano

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

E1 E2 E3 E4 E5 E6

estaciones de muestreopH

pH sedimentospH agua superficial

pH sedimentos vs agua superficial, cuenca del rio Cachapoal, campaña otoño

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

E1 E2 E3 E4 E5 E6


pH

pH sedimentos

pH agua superficial

pH sedimento vs pH agua superficial, cuenca del río Cachapoal, campaña invierno

6,5

7

7,5

8

8,5

9

E1 E2 E3 E4 E5 E6

estaciones

pH

pH sedimentos

pH agua superficial

puede influir la mayor cantidad de materia orgánica presente en los sectores m,ás potámicos. Los pH más básicos del agua pueden deberse a remoción de materiales (sales) desde los sedimentos.

Figura III-29. pH sedimento v/s pH agua superficial, Cuenca del Río Cachapoal. En otoño, la toma de muestras se realizó después de un evento de crecida, hubo una remoción significativa de material y arrastre de sedimento en toda la cuenca. El pH resultó alcalino en el primer sitio, y en Coya cambió a pH más ácido, estaciones más abajo los valores aumentaron hacia valores levemente alcalinos. En Río Coya (E2) el pH del agua fue bastante más ácido que el pH del sedimento, debido probablemente a Aluminio y Hierro de procedencia minera, disueltos en el agua. En las estaciones más potámicas los valores de pH fueron más alcalinos, donde hubo sales disueltas por contaminación urbana desde sectores aledaños.



65


4.2.2. Potencial de oxidación-reducción de sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal El potencial redox de un ambiente dado influye sobre los fenómenos de especiación metálica. Los equilibrios redox están controlados por la actividad de electrones libres en el agua, que a su vez vienen definidos por el potencial redox (Eh) (mV). A altos valores de Eh se asocian fenómenos oxidantes; mientras que a bajos valores del mismo Eh hacen los reductores. En la siguiente tabla (Tabla III-10), se muestran los potenciales de oxidación y reducción medidos in situ para los sedimentos.

Tabla III-10. Potencial redox (Eh) en sedimentos (mV), Cuenca del Río Cachapoal

Estaciones Campaña primavera

Campaña verano

Campaña otoño

Campaña invierno

E1: Cortaderal 17,6 192,7 71,7 - E2: Río Coya 209,3 190,7 180,0 146,0 E3: Ribera sur 145,7 182,3 156,0 -

E4: Coinco -115,1 -161,7 153,3 145,0 E5: Codao 139,7 -78,3 166,3 147,0 E6: Las Cabras -172,7 -192,0 161,0 145,6

La Tabla III-10 muestra los potenciales redox del sedimento en las cuatro campañas. Se observa que en la primera y segunda campaña (primavera y verano), los sitios más ritrónicos (Cortaderal, Coya), presentaron un potencial oxidante más alto y las estacones de menor pendiente (Coinco, Codao y Las Cabras), un potencial reductor, excepto en Codao en primavera. En la tercera y cuarta campaña (otoño e invierno), el potencial fue oxidante en toda la cuenca debido a la remoción de material después del temporal, lo cual indica una mayor oxigenación de los sedimentos. Los valores más bajos de potencial se presentaron en verano, esto significaría que la mayor probabilidad de solubilidad de metales con los sedimentos actuando como fuente sería en esta época. 4.3. Análisis de parámetros de sedimentos medidos en laboratorio, Cuenca del Río Cachapoal. En las siguientes figuras se grafican los resultados obtenidos de los análisis de sedimentos realizados en el laboratorio para las cuatro campañas (Anexo IV).



66


Valores de pH distribución por estaciones y por campañas, cuenca del río Cachapoal

0

2

4

6

8

10

12

14

E1 E2 E3 E4 E5 E6


pH

primaveraveranootoñoinvierno

Valores de CE (dS/m) distribución por estaciones y por campañas, cuenca del río Cachapoal

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

E1 E2 E3 E4 E5 E6


CE

(dS/

m)

primavera

verano

otoño

invierno

4.3.1. pH de sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal

Figura III-30. pH de sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal.

El pH en la tercera (otoño) compaña fue levemente más ácido en toda la cuenca debido a la remoción de sedimento y la probable liberación de metales, como Hierro y Aluminio. Entre la primera y segunda campaña, no se observaron diferencias. Destacan un pH levemente alcalino en Cortaderal (E1) y Ribera Sur (E3), comportamiento que indica remoción de materiales especialmente Carbonatos y sales básicas. Las concentraciones de Calcio (12,7 a 7,6 μgg-1) y Carbonato (26,7 μgg-1, primera campaña), destacaron en Cortaderal. En la cuarta campaña, solamente se muestreó Río Coya (E2), Coinco (E4), Codao (E5) y Las Cabras (E6), en todos estos sitios el pH no cambió a lo largo del tramo muestreado. Tomando en cuenta todas las campañas los valores fluctuaron entre 6,5 E1 (otoño) y 8,6 E1 (primavera). 4.3.2. Conductividad eléctrica en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal.

Figura III-31. Conductividad eléctrica (CE) (dSm-1) en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal



67


Contenido de MO (%) distribución por estaciones y por campañas, cuenca del río Cachapoal

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

E1 E2 E3 E4 E5 E6


MO

(%)


En general se presentó un aumento de la conductividad eléctrica (CE) en todas las estaciones en la tercera campaña (otoño), lo que se debería a la remoción de material por el temporal antes mencionado. Las estaciones Coinco (E5) y Las Cabras (E6) mostraron una CE alta en la segunda campaña (verano), siendo de 1,6 dS/m y 0,9 dS/m respectivamente, en comparación con el período de primavera el caudal fue menor, y pudiese reflejar una mayor concentración de iones en los sedimentos. Cabe destacar los altos valores de CE en Las Cabras (1,27 dS/m en la campaña primavera), reflejando un alto nivel de sales solubles, atribuida a la influencia urbana y agrícola de esta zona. En la cuarta campaña solamente en la estación Coya (E2) la CE fue alta, semejante a la tercera campaña, por la alta concentración de iones, por su influencia minera. Los valores tomando en cuenta todas las campañas fluctuaron entre 0,1 dSm-1 E1 (verano) y 1,3 dSm‐1 E6 (primavera). 4.3.3. Porcentaje de Materia Orgánica en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal

Figura III-32. Porcentaje de Materia orgánica (% MO) en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal

La importancia de la materia orgánica radica en el hecho de la interacción con metales pesados con la posibilidad de formar complejos órgano-metálicos estables. La materia orgánica presentó mayor acumulación en las estaciones de carácter potámicos. En algunos lugares Coya (E2) y Coinco (E4), no fue detectada en la campaña de otoño, atribuido al arrastre de material dada la crecida, sus consecuencias influyen en la campaña de invierno, pues la materia orgánica continua baja. En la primera y segunda campaña destacan los valores relativamente altos en la estación E5 (2,0 % y 3,2 %) y la estación E6 (2,7 % y 2,3 %) por la influencia urbana y agrícola en el sector. Reforzado en la alta CE y concentración de cationes en estas estaciones. Se debe tener en cuenta que el porcentaje de MO en suelos agrícolas es alrededor de 5%.



68


Concentracion de Fosforo disponible (ug/g) distribución por estaciones y por campañas, cuenca del río Cachapoal

0

10

20

30

40

50

60

E1 E2 E3 E4 E5 E6estaciones de muestreo

fosf

oro

disp

onib

le (u

g/g)


Los valores tomando en cuenta todas las campañas fluctuaron entre 0,1 % en E3 (verano) y 3,2 % en E5 (verano). 4.3.4. Fósforo disponible en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal

Figura III-33. Fósforo disponible (µgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal

Los contenidos de Fósforo disponible pueden ser considerados en dos aspectos: Fósforo es un nutriente en las aguas lo que puede provocar problemas de eutrofización y otro lado concentraciones altas de Fósforo pueden contribuir en la formación de compuestos poco solubles de algunos metales pesados como, Hierro, Aluminio, etc. Al comparar las campañas se observó que el fósforo disponible disminuyó en todos los sitios en la tercera campaña, al igual que lo observado para la MO (figura III-34). Los valores más altos fueron encontrados para la primera campaña, destacando especialmente en las estaciones de menor pendiente (E4 con 53,9 μgg-1); (E5 con 43,5 μgg-1); E6 con 43,7 μgg-1). Coinco (E4), además mostró valores altos en la campaña de verano (27,0 μgg-1) y en la campaña de invierno (25,8 μgg-1), probablemente esto tenga relación con uso de fertilizantes en sitios agrícolas aledaños y aguas servidas. Los valores en general fluctuaron entre 2,7 μgg-1 en E1 (verano) y sobre 50 μgg-1 en E4 (primavera). 4.3.5. Sales solubles en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal Las llamadas sales solubles compuestas por cationes como: Sodio, Potasio, Calcio y Magnesio y los aniones como: Cloruro, Carbonato, Bicarbonato, Nitrato y Sulfato son extraíbles en solución acuosa desde los sedimentos. Los aportes directos al sedimento de estas sales al agua, contribuyen a las variaciones de pH y conductividad eléctrica. Por otro lado, el contenido de aniones permite inferir la formación de compuestos con algunos metales pesados. Estos iones inorgánicos presentes en las aguas, tanto aniones como cationes, tienen una gran influencia sobre la toxicidad de los metales pesados, debido a la formación de compuestos insolubles como carbonatos o a la adsorción sobre carbonato de calcio (Prosi, 1981; Tebbutt et al., 1999). Esto sucede especialmente cuando se produce la mezcla de



69


aguas de diferentes orígenes, como son los vertidos industriales y domésticos en los cursos fluviales naturales o las aguas superficiales de distintas características físico-químicas (Catalán L., 1981). Cabe destacar que las sales solubles tienen origen litogénico por meteorización natural de los minerales presentes en el sistema y también de origen antrópico por fuentes urbanas domésticas, agrícolas y descargas de RILes. En las siguientes figuras se muestra el contenido de cationes en los sedimentos para las cuatro campañas (Tablas en Anexo IV). 4.3.5.1. Cationes

Figura III-34. Concentración de cationes (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal En la campaña de primavera, en la mayoría de los sitios predominó el Calcio proveniente de origen litogénico y además el aporte antrópico por fuentes domésticas, especialmente en E4 (15,60 μgg-1). El Sodio predominó en Cortaderal (E1 con 10,5 μgg-1), lo que probablemente es atribuible a origen litogénico y/o asociado a remoción de material (en época de deshielos). La concentración de Potasio es más o menos similar en todos los sitios de muestreo, por lo que estaría indicando el origen litogénico de este catión.

Distribución cationes, por estaciones, campaña primavera

0%

20%

40%

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80%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


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Mg2+

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Distribución cationes, por estaciones, campaña verano

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E1 E2 E3 E4 E5 E6


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Mg2+

Ca2+

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Na+

Distribución cationes, por estaciones, campaña otoño

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E1 E2 E3 E4 E5 E6


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K+

Na+

Distribución cationes, por estacionescampaña invierno

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E2 E4 E5 E6


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Mg2+

Ca2+

K+

Na+



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El Magnesio aumento en la última estación (E6, 13,9 μgg-1), tal vez asociado a la agricultura (período de fertilización y aplicación de plaguicidas), la presencia en alta concentración de este catión estaría asociada a la alta CE (1,27 dS/m) encontrada en esta estación. En la campaña de verano nuevamente Calcio es el catión que se mantiene en concentraciones altas en todas las estaciones, destacó la alta concentración en Coinco (E4, 15,6 μgg-1), probablemente debido a desechos mineros de yeso en lugares cercanos. El sodio y potasio se mantienen en concentraciones relativamente bajas, excepto en Coya (E2), en que las concentraciones aumentaron levemente, lo mismo ocurre con Magnesio. En la campaña de otoño, el Calcio es el catión que se presentó en las más altas concentraciones, destacó Cortaderal (E1, 24,6 μgg-1), esto indicaría remoción de materiales y transporte hacia las otras estaciones más abajo. Sodio, Potasio y Magnesio se encontraron en bajas concentraciones en la mayoría de las estaciones, excepto Sodio en Coinco (E4, 25,2 μgg-1), en que su concentración fue alta, esto en parte podría deberse a descargas de RILes correspondientes a manufactura porcina. En la campaña de invierno se muestreo en cuatro sitios (Río Coya, Coinco, Codao y Las Cabras). Para estas estaciones Sodio y Magnesio no fueron detectados. Calcio y Potasio se encontraron en todas las estaciones, destacando la estación E6 por las concentraciones relativamente más altas de estos cationes (6,3 y 6,5 µgg-1) respectivamente, lo que podría deberse a fuentes domésticas y agrícolas. Resumen de Cationes: Sodio La concentración de Sodio en la mayoría de los sitios y para todas las campañas fue baja, indicando un aporte más bien litogénico, excepto en Coinco, para la campaña otoño en que la concentración aumentó notablemente. Para la campaña de invierno los valores estuvieron bajo el límite de detección (<LD) y 25,19 μgg-1 (para Coinco, campaña otoño). Potasio La concentración de Potasio fue relativamente similar en todos las estaciones, y para todas las campañas, lo cual indica escaso aporte antrópico y solamente su origen litogénico. Los valores fluctuaron entre 1,3 μgg-1 (Coinco, campaña invierno) y 3,6 μgg-1 (Coinco, campaña primavera). Calcio Este catión se presentó en concentraciones relativamente altas en todas las estaciones y en todas campañas, indicando origen litogénico y antrópico, este último por remoción de materiales, especialmente áridos. Los valores fluctuaron entre 3,45 μgg-1 (Río Coya, campaña verano) y 24,65 μgg-1 (Cortaderal campaña otoño).



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Distribución aniones, por estaciones, campaña primavera

0%

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E1 E2 E3 E4 E5 E6


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Distribución aniones, por estaciones, campaña verano

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Distribución de aniones, por estaciones, campaña otoño

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Distribución aniones, por estaciones, campaña invierno

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CO32-

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Magnesio Magnesio se mantiene en concentración baja en la mayoría de las estaciones y en todas las campañas excepto en Las Cabras para la campaña de primavera. Los valores fluctuaron entre bajo el límite de detección (<LD) para todas las estaciones, en la campaña invierno y 13,3 μgg-1 (Las Cabras, campaña primavera). 4.3.5.2. Aniones

Figura III-35. Concentración de aniones (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal. En primavera, las concentración de Cloruro y Nitrato son muy bajas en la mayoría de las estaciones, excepto en Cortaderal, Nitrato (E1, 4,3 μgg-1) y Cloruro (14,36 μgg-1), en que las concentraciones son levemente más alta que en las otras estaciones. Carbonato se presentó en concentraciones levemente mayores, destacando su concentración en Cortaderal (E1, 26,7 μgg-1). También en las estaciones de menor pendiente E4 y E5 la concentración de este anión fue levemente más alta que en las otras estaciones En toda la cuenca en esta campaña, se observó una alta concentración del anión Sulfato, atribuible a origen litogénico y antrópico. Coinco destaca en alta concentración de Sulfato (E4, 118,7 μgg-1). Este sitio ha sido históricamente perturbado por aportes del estero La Cadena, que contiene descargas de industrias alimentarias aledañas, como se indicó anteriormente. También en esta estación se encontró una alta concentración de Sodio, por lo que se desprende que Sulfato de Sodio podría ser una de las descargas.



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En la campaña de verano se detectan aportes de Sulfato, en toda la cuenca, en las estaciones de menor pendiente (E4, con 43,5 μgg-1); (E5 con 39,2 μgg-1) y (E6, con 117,7 μgg-1) se observaron las más altas concentraciones, esto en parte puede deberse a la actividad agrícola y pecuaria que se ejerce en estos sectores del Cachapoal. Los aportes de Carbonatos también son importantes en estas estaciones, las condiciones de pH son favorables para la presencia de este anión. La alta concentración de Carbonato en Las Cabras (E6 con 31,2 μgg-1), podría ser la causa de la alta CE detectada en esta estación. Cloruro y Nitrato se encuentran en bajas concentraciones en todas las estaciones.

En otoño, Sulfato, predomina en toda la cuenca, destacando en la estación Codao, donde la concentración alcanza los 446,2 µgg-1, esto se puede deber a las descargas del estero La Cadena, donde sus RILes provienen de industrias alimentarías aledañas. Los otros aniones no muestran concentraciones altas. En esta campaña la alta concentración de Sulfato concuerda con la alta concentración de Magnesio encontrada en Codao. Carbonato aparece en alta concentración en Las Cabras E6, con 23,1 µgg-1), también Nitrato está presente en las estaciones de menor pendiente y cercano a asentamientos urbanos. En invierno el Sulfato, se encuentra en todas las estaciones, su concentración en E6 (50,2 μgg-1), probablemente una causa sería la contaminación urbana, también sucede con Carbonato (15,1 μgg-1). Los otros aniones, Nitrato y Cloruro, se encuentran en bajas concentraciones, aunque la concentración de Cloruro es algo mayor en la estación E6, (6,8 μgg-1). Resumen de Aniones: Cloruro Las concentraciones de Cloruro son relativamente bajas en todas las estaciones y todas las campañas, excepto Cortaderal, campaña primavera, debido probablemente a remoción de materiales de origen litogénico por los deshielos. Los valores fluctuaron entre 0,4 μgg-1 (Río Coya, campaña primavera y 14,4 μgg-1 (Cortaderal campaña primavera). Nitrato Este anión se encontró en concentraciones muy bajas en todas las estaciones y todas las campañas, inclusive en algunos sitios no es detectado.



73


Los valores fluctúan entre bajo el límite de detección en algunos sitios, (especialmente Río Coya y Las Cabras campañas primavera y verano) y 5,0 μgg-1 (Las Cabras, campaña otoño) Sulfato Este anión es el que se presentó en las más altas concentraciones en todas las estaciones y todas las campañas. Los valores fluctuaron entre 6,9 μgg-1 (Cortaderal campaña verano) y 496,2 μgg-1 (Coinco campaña otoño) La presencia de este anión en altas concentraciones, en la mayoría de las estaciones, se podría atribuir a aportes mineros y desplazamiento por las condiciones hidrodinámicas de la cuenca. Carbonato Este anión se presentó en concentraciones relativamente altas especialmente en las tres últimas estaciones, las más potámicas. Los valores fluctuaron entre bajo el límite de detección (Río Coya campaña otoño) y 48,9 μgg-1 (Coinco campaña otoño). La presencia de este ión en los sitios más bajos del río, indicarían intervención antrópica y remoción de materiales. Los valores fluctuaron entre <LD (Las Cabras en diferentes campañas) y 0,40 μgg-1 (Codao, campaña otoño). 4.3.5.3. Balance Iónico de Sales Solubles, Cuenca del Río Cachapoal Evidentemente los sedimentos son neutros por lo que las concentraciones de todos los cationes encontrados se deberían corresponder con las concentraciones de los aniones (balance de masa), sin embargo, no necesariamente todo lo que se analiza son las únicas especies presentes, aunque, es posible considerarlas como las mayoritarias. A modo de ejemplo, en la siguiente tabla se muestra una balance da masa de los cationes y aniones llamados sales solubles, para todas las estaciones, campaña primavera.

Tabla III-11. Distribución de cationes y aniones formando sales solubles, Campaña primavera, Cuenca del Río Cachapoal

Estaciones de muestreo Conc. Aniones (meqg-1) Conc. Cationes (meqg-1) E1: Cortaderal 69,0 27,6 E2: Río Coya 50,4 9,5 E3: Ribera Sur 26,4 16,7 E4: Coinco 139,8 21,8 E5: Codao 48,9 12,7 E6: Las Cabras 44,7 22,6



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Como se puede observar en la tabla, en este ejemplo de balance de masa, la concentración en meqg-1 de los aniones excede la concentración de los cationes. Las diferencias de concentración encontradas, indican que algunos de estos aniones forman sales con otras especies por ejemplo, Hierro, Cobre, Manganeso, Aluminio, etc. El anión que contribuye a aumentar la concentración total de los aniones es Sulfato, cuya procedencia en parte se debería a la oxidación de minerales sulfurados por ejemplo, CuS, FeS, etc. 4.3.6. Metales pesados solubles, intercambiables y ligados a Carbonato, Cuenca del Río Cachapoal Los metales pesados y elementos trazas metálicos (ETMs), son aquellos elementos que con mayor facilidad se liberarían a la columna de agua. Por esto, son los que revisten mayor peligrosidad, tanto para la calidad del agua, la vida acuática y los seres humanos. Debido a la formas de extracción, levemente ácida (ver parte metodológica), se supone que la concentración de estos elementos está relacionada con su forma solubles, extraíbles y ligados a Carbonatos. El análisis de los resultados (tabla correspondiente Anexo IV), para la determinación de los metales pesados indica que en primavera, otoño e invierno Molibdeno no fue detectado, mientras que Cromo, Níquel, Plomo, Arsénico y Boro fueron detectados en bajas concentraciones en la mayoría de las estaciones. En verano, otoño e invierno Cadmio, Cromo, Boro y níquel fueron detectados en bajas concentraciones. Además en verano Molibdeno, en otoño Arsénico fueron detectados en baja concentración. En verano las concentraciones de arsénico si bien es cierto no son muy altas, es preocupante la concentración de este elemento en Las Cabras (E6, 9,3 µgg-1), la fuente además de la minería se podría deber al uso de algunos plaguicidas que contienen este elemento en su formulación. En las siguiente figura (Figura III-36), se muestran las concentraciones de metales pesados mayoritarios (Al, Cu, Fe, Mn y Zn), para las cuatro campañas de terreno y en todas las estaciones. Como se puede observar en la figura, en primavera destacó la alta concentración de Cobre en Río Coya (E2, 3168,7 µgg-1), producto de las faenas mineras, el que se traslada hacia los sitios de menor pendiente. El hecho de que este elemento no se encuentre en el Cortaderal, indica claramente su procedencia antrópica. En primavera manganeso se encuentra en todas las estaciones indicando su procedencia litogénica. La concentración de Hierro es relativamente importante en Coinco (E4, 917,4 μgg-1) y Las Cabras (E6, 401,3 μgg-1), probablemente por traslado y depósito de materiales, lo que estaría de acuerdo con el pH más ácido medido in situ para ambas estaciones.



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Distribución metales pesados, por estaciones, campaña primavera

0%

10%

20%

30%

40%

50%

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100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


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Fe

Mn

Al

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Zn

Distribución metales pesados, por estaciones, campaña verano

0%

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E1 E2 E3 E4 E5 E6


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Fe

Mn

Al

Cu

Zn

Distrubución metales pesados, por estaciones, campaña otoño

0%

20%

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100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


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Fe

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Distribución metales pesados, por estaciones, campaña invierno

0%

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20%

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E2 E4 E5 E6


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Fe

Mn

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Cu

Zn

Figura III-36. Distribución de metales pesados mayoritarios (μgg-1) en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal

En verano, el metal predominante es Cobre, destacando la estación con actividad minera (Río Coya 3249,5 μgg-1), lo que indica que esta faena genera grandes aportes de este metal en la cuenca. Manganeso y Aluminio están presentes en toda la cuenca en concentraciones similares, lo que indica el origen litogénico de estos metales. Hierro también está presente en toda la cuenca, destaca Coinco (E4 691,4 μgg-1), este elemento tiene origen litogénico y también origen antrópico debido a la actividad urbana e industrial. En parte se podría considerar traslado de material por la actividad de minería, que en parte contribuiría a disminuir el pH, en las estaciones de menor pendiente, el que en condiciones in situ se detectó un pH ácido respecto a las otras estaciones. En otoño la concentración de Manganeso se mantiene relativamente constante, indicando su origen litogénico, mientras que Cobre, se encuentra en altas concentraciones en Río Coya (E2, 2352,6 μgg-1), la alta concentración de Cu encontrada muestra claramente el aporte antrópico de origen minero de este elemento el que por traslado de materiales se encuentra en las estaciones de menor pendiente. En invierno, el elemento de mayor concentración en Río Coya fue Cobre, también se detectó Hierro en alta concentración, sus valores fueron para Cu 1203,0 μgg-1 y para Fe 187,4 μgg-1.



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La concentración de Cobre y Hierro decrecen hacia los sitios de menor pendiente indicando que el arrastre de materiales lleva consigo estos elementos, cuando las condiciones hidrodinámicas de la cuenca lo permiten. Manganeso y Aluminio mantienen su concentración relativamente constante en todos los sitios indicando su procedencia litogénica, lo mismo ocurre con Cinc aunque este elemento se presentó siempre en menor concentración. Resumen de Metales pesados: Cinc Presentó las concentraciones más altas en todos los sitios en primavera y verano respecto a otoño e invierno. Los valores fluctuaron entre 2,1 μgg-1 (Cortaderal, campaña otoño) y 115,6 μgg-1 (Río Coya campaña verano). Cobre Este elemento fue el que se encontró en mayor concentración, especialmente en Río Coya, mostrando claramente la actividad minera. Los valores fluctuaron entre 5,1 μgg-1

(Cortaderal, campaña primavera) y 3252,6 μgg-1 (Río Coya, campaña otoño). Aluminio Este elemento se encontró en concentraciones relativamente medianas en casi todas las estaciones y en todas las campañas, se destacó la segunda campaña (verano), en las concentraciones de este elemento las que aumentaron, especialmente en Río Coya. Los valores fluctuaron entre 10,1 μgg-1 (Cortaderal, campaña primavera) y 136,9 μgg-1 (Río Coya, campaña verano). Manganeso Este elemento se encontró en concentraciones relativamente constante en todos los sitios y todas las campañas, lo que indica claramente su origen litogénico. Los valores fluctuaron entre 108,7 μgg-1 (Cortaderal, campaña primavera y 626,6 μgg-1 (Codao, campaña primavera). Hierro Las concentraciones de este elemento fueron variables en las estaciones y las diferentes campañas. Los valores fluctuaron entre 1,5 μgg-1 (Cortaderal, campaña primavera) y 691,4 μgg-1 (Coinco, campaña verano). 4.3.7. Determinación de Metales pesados totales (µgg-1) en Campaña verano, Cuenca del Río Cachapoal Los metales totales corresponden a aquellas especies muy insolubles, estos elementos solamente pueden ser extraídos con ácidos fuertes y medios oxidantes. Desde el punto de vista de la contaminación de las cuencas hidrográficas pueden ser poco importante. Sin embargo, constituyen una fuente potencial que puede liberar estos



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elementos si las condiciones del entorno como: pH, Eh, caudal y temperatura cambian drásticamente. Los resultados de los análisis realizados para los metales totales en la segunda campaña de verano (tabla correspondiente, Anexo IV) indicaron que las concentraciones de todos los metales analizados son bastante más altas para todas las estaciones que los metales solubles en la segunda campaña. Cabe hacer notar que Molibdeno que se encontró en muy bajas concentraciones o no detectado en la fracción soluble, en esta fracción se encontró en concentración baja en todas las estaciones, excepto en Cortaderal. Arsénico también presentó concentraciones levemente alta, especialmente en Coinco (758,6 µgg-1). Mientras que la concentración de Cromo fue significativa en Río Coya (336,5 µgg-1). Cromo y Níquel también mostraron concentraciones relativamente importantes en todas las estaciones, mientras que Cadmio y Plomo mostraron concentraciones relativamente bajas. Las concentraciones de todos los metales pesados analizados son bastante más altas para todas las estaciones que los metales solubles en la segunda campaña. En la siguiente tabla (Tabla III-12), se muestran las concentraciones de los metales pesados en la campaña de verano.

Tabla III-12. Distribución de metales pesados y elementos traza metálicos totales (μgg-1) en sedimento, Campaña verano, Cuenca del Río Cachapoal

Estación Cd Zn Cr Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe As

E1: Cortaderal 1,3 36,1 66,8 61,7 38,3 9,7 5607,7 445,1 0,3 61,5 12515,7 13,3

E2: Río Coya 3,1 175,8 336,5 5832,7 125,3 26,4 14899,3 876,7 77,4 120,2 54330,2 75,0

E3: Ribera Sur 2,9 76,4 184,7 961,2 124,9 14,2 10224,0 403,0 37,6 117,4 52123,2 196,6

E4: Coinco 2,3 102,2 84,2 1125,5 51,3 15,4 13818,5 751,9 44,0 97,5 44003,9 758,6

E5: Codao 2,1 75,1 11,5 496,5 13,1 11,8 19319,2 874,4 16,1 87,8 38632,5 201,6

E6: Las Cabras 2,3 83,8 57,8 643,3 35,3 12,5 12193,6 379,8 29,2 94,8 45309,0 <LD

Entre los metales pesados mayoritarios (en azul), claramente Hierro es el elemento de mayor concentración, con aporte litogénico desde Cortaderal y antrópico desde la minería de río Coya, la que en parte contribuiría a las concentraciones mayores de las estaciones de menor pendiente. El segundo elemento en importancia es Aluminio también con aportes litogénicos y antrópicos.



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Cobre esta presente mayoritariamente en río Coya (E2 5832,7 ugg’1), estación de faenas mineras. Manganeso se encuentra en todas las estaciones y en concentraciones relativamente similares y bajas lo que demuestra su origen litogénico. Entre los metales pesados y elementos trazas metálicos (en rojo) cabe destacar la presencia de Arsénico en la mayoría de las estaciones, especialmente en E4 Coinco, indicando origen antrópico por arrastre desde la minería o alguna descarga adicional. Cadmio, Cromo, Boro y Molibdeno se encuentran en todas las estaciones en concentraciones relativamente bajas, destaca Cromo en E2, probablemente de origen minero. El elemento de menor concentración en todas las estaciones fue Cadmio. Como se ha indicado anteriormente los metales pesados en los sedimentos se pueden encontrar en diferentes formas químicas: solubles, intercambiables, ligados a Carbonato, complejados, adsorbidos y precipitados, si las condiciones si las condiciones de pH y Eh lo permiten. Todas estas especies químicas constituirán el reservorio de metales totales en los sedimentos sin embargo, es posible que algunas de ellas, se solubilicen dependiendo de las características del entorno transformándose en fuente de metales pesados hacia la columna de agua. Un ejemplo de relación porcentual de ETMs en la fracción soluble versus la concentración de los metales pesados totales, para la segunda campaña se muestra en la tabla III-13.

Tabla III-13. Relación porcentual metales solubles/metales totales en campaña de verano (μgg-1),

Cuenca del Río Cachapoal

Estaciones Cd Zn Cr Cu Ni Pb Al Mn Mo B Fe As E1. Cortaderal 15,4 14,7 * 24,1 * 5,3 0,8 25,6 * * 0,7 30,8

E2: Río Coya 12,9 65,8 0,1 55,7 3,7 24,6 0,9 31,0 * 0,8 0,1 0,1

E3: Ribera sur 3,4 45,5 0,1 25,8 0,4 15,5 1,0 52,8 * 0,8 0,4 0,8

E4: Coinco 8,7 29,0 0,1 64,0 * 9,1 0,7 37,8 2,3 * 1,6 0,2

E5: Codao 19,0 26,6 * 26,0 1,5 18,6 0,2 34,4 1,1 0,1 0,9 4,6

E6: Las Cabras 17,4 25,2 0,2 27,8 0,3 12,8 0,4 68,5 2,1 * 0,4 *

Nota: * indica concentración fracción soluble <LD Como se puede observar en la tabla, el porcentaje de la fracción soluble de algunos elementos como: Aluminio, Arsénico, Cromo, Molibdeno, Boro, Níquel y Hierro es insignificante frente a la concentración total de estos elementos, inclusive en algunos de



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ellos y en algunas estaciones no se pudo calcular, debido a que estos estuvieron bajo el límite de detección en la fracción soluble. Otros en cambio como Cinc, Cobre, Plomo, y Manganeso, corresponden a alrededor de 20% o más del total en la mayoría de las estaciones. Esto indica que en las condiciones de muestreo en esta campaña, estos elementos podrían llegar a trasladarse hacia la columna de agua según las condiciones químicas e hidrodinámicas. 4.3.8. Determinación de óxidos de Aluminio, Hierro y Manganeso, Cuenca del Río Cachapoal Los metales pesados se pueden encontrar en numerosos formas químicas, dependiendo esto del pH, potencial redox, cantidad de materia orgánica, concentración de Carbonato, etc. Muchos de estos elementos se encuentran formando óxidos, los cuales son difícilmente disueltos y la probabilidad de pasar a la columna de agua es escasa, sin embargo, estas superficies tienen carácter adsorbente pudiendo así, adsorber otros metales pesados, los que si pueden ser fácilmente liberados. Estos óxidos se determinaron sólo en la segunda campaña. En la siguiente figura se muestra la distribución de estos óxidos en las diferentes estaciones (Tablas en Anexo IV).

Determinaciòn de òxidos, campaña verano

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Porc

ntaj

e (%

) de

òxid

os m

etal

icos

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Al2O3

MnO2

Fe2O3

Figura III-37. Distribución de óxidos de Aluminio, Hierro y Manganeso (%) para sedimentos en

Campaña verano, Cuenca del Río Cachapoal Como se puede observar en la figura, el Hierro (eje secundario, conserva las mismas unidades que el eje primario), en la forma química de óxido es el de mayor concentración. Este es importante en todas las estaciones, mostrando su origen litogénico, le sigue en concentración el Aluminio y finalmente Manganeso.



80


4.3.9. Determinación de silicatos en Campaña primavera y verano, Cuenca del Río Cachapoal El porcentaje de silicatos en sedimentos es de gran interés, a mayor concentración de este compuesto la dificultad de ataque de la muestra en el proceso de digestión es mayor, así se podría considerar al silicio un elemento conservador no influido por la contaminación ambiental (Sólomons y Förstner, 1984; Casas, 1989). En la siguiente figura se muestra la distribución de los silicatos en la campaña de primavera y verano (Tablas en Anexo IV).

Determinación de silicatos, campañas primavera y verano

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0


conc

entr

ació

n de

sili

cato

s (%

)

primavera

verano

Figura III-38. Distribución de silicatos (%) para sedimentos, Campaña primavera y verano,

Cuenca del Río Cachapoal Como se puede observar en la figura los porcentajes de silicatos son importantes y relativamente similares en las dos campañas. En E1 sin embargo, en la segunda campaña el porcentaje de silicatos fue bastante alto (86,5%), lo que podría deberse a un mayor asentamiento de partículas finas en este estación. Los valores fluctuaron entre 64,5% E1, campaña primavera y 86,5 campaña verano.



81


4.3.10. Correlación de metales, Cuenca del Río Cachapoal 4.3.10.1. Metales solubles

Tabla III- 14. Correlación de metales solubles Campaña primavera, Cuenca del Río Cachapoal

%MO % Silicatos

Cd sol.

Zn sol.

Cr sol.

Cu sol.

Ni sol.

Pb sol.

Al sol.

Mn sol.

B sol.

Fe sol.

As sol.

%MO 1,00

% Silicatos 0,31 1,00

Cd sol. -0,52 -0,49 1,00

Zn sol. -0,09 0,49 -0,23 1,00

Cr sol. -0,03 0,09 0,00 0,49 1,00

Cu sol. -0,03 0,71 -0,23 **0,94 0,49 1,00

Ni sol. -0,14 0,54 -0,35 **0,94 0,22 *0,89 1,00

Pb sol. -0,09 0,49 -0,23 **1,00 0,49 **0,94 **0,94 1,00

Al sol. 0,03 0,43 -0,06 0,77 0,09 0,71 *0,83 0,77 1,00

Mn sol. *0,89 0,14 -0,64 -0,09 0,31 -0,14 -0,03 0,09 0,14 1,00

B sol. 0,66 0,26 0,20 -0,03 0,09 0,09 -0,14 0,03 0,31 0,43 1,00

Fe sol. 0,54 0,54 0,03 0,49 0,34 0,60 0,31 0,49 0,54 0,26 *0,83 1,00

As sol. -0,94 -0,09 0,29 0,37 0,19 0,31 0,43 0,37 0,14 0,83 -0,71 0,43 1,00

** La correlación es significativa al nivel 0,01; n=6

* La correlación es significativa al nivel 0,05; n=6 La tabla de correlación de la primera campaña indica que los parámetros altamente correlacionados (p<0,01) son; Cobre-Cinc, Níquel-Cinc, Plomo-Cinc, Plomo-Cobre, Plomo-Níquel. Con un menor grado de correlación (p<0,05) se encuentran asociados; Níquel-Cobre, Aluminio-Níquel, Hierro-Boro y Manganeso-materia orgánica. Para el caso de Manganeso-materia orgánica o indicaría posible formación de complejos o asociaciones.

Tabla III-15. Correlación de metales solubles Campaña verano, Cuenca del Río Cachapoal

%

MO %

Silicatos %

Al2O3

% Fe2O3

% MnO2

Cd sol.

Zn sol.

Cr sol.

Cu sol.

Ni sol.

Pb sol.

Al sol.

Mn sol.

Mo sol.

B sol.

Fe sol.

As sol

% MO 1,00 % silicatos -0,83 1,00 % Al2O3 0,32 -0,38 1,00 % Fe2O3 0,12 -0,12 *0,90 1,00 % MnO2 0,18 -0,18 **0,94 *0,85 1,00 Cd sol. 0,64 -0,75 0,66 0,28 0,54 1,00 Zn sol. -0,31 -0,09 0,67 0,70 0,62 0,23 1,00 Cr sol. -0,52 0,21 0,46 0,65 0,38 0,09 *0,88 1,00 Cu sol. -0,14 -0,14 *0,81 *0,84 0,71 0,35 **0,9

** 0,88 1,00

Ni sol. -0,09 -0,31 0,55 0,41 0,62 0,41 0,77 0,39 0,60 1,00 Pb sol. 0,20 -0,49 0,64 0,41 0,71 0,61 0,60 0,15 0,49 **0,9 1,00 Al sol. -0,66 0,49 0,49 0,58 0,62 0,06 0,77 0,76 0,71 0,54 0,37 1,00 Mn sol. 0,77 -0,60 0,75 0,67 0,71 0,58 0,14 -0,09 0,31 0,26 0,49 0,09 1,00 Mo sol. 0,76 -0,46 0,34 0,43 0,19 0,18 -0,21 -0,16 0,03 -0,33 -0,15 0,46 0,76 1,00 B sol. -0,34 0,03 0,39 0,33 0,57 0,13 0,68 0,36 0,46 **0,9 *** 0,83 0,68 0,09 -0,49 1,00 Fe sol. 0,60 -0,31 0,12 0,32 0,00 0,12 -0,26 -0,15

-0,09 -0,37 -0,26 -0,49 0,60 ** 0,9 0,46 1,00

As sol. 0,49 -0,43 -0,64 -0,72 -0,71 0,06 -0,71 -0,76

-0,77 -0,37 -0,26 0,94 -0,09 0,21 0,46 0,31 1,0

** La correlación es significativa al nivel 0,01; n=6 * La correlación es significativa al nivel 0,05; n=6

La tabla de correlación de la segunda campaña (verano), indica que con una alta correlación (p<0,01) se encuentran los siguientes pares; óxidos de Manganeso-Aluminio, y pares de metales como: Cobre-Cinc, Cobre-Cromo, Plomo-Níquel, Boro-Níquel, Hierro-Molibdeno. Esta correlación muestra que los óxidos están asociados por factores de pH. Con una correlación menor (p<0,05) se encuentran los siguientes pares; óxidos de Hierro-Aluminio, óxidos Manganeso-Hierro, Cromo-Cinc, Cobre-óxidos-Aluminio, Cobre-óxidos-Hierro, Boro-Plomo. Esta correlación indica una fuerte asociación de los metales solubles con los óxidos de Fe, Mn y Al, en parte por la condición de pH del sistema. Tabla III-16. Correlación de metales solubles Campaña otoño, Cuenca del Río Cachapoal

%MO Cd sol. Zn sol. Cr sol. Cu sol. Ni sol. Pb sol. Al sol. Mn sol. B sol. Fe sol. As sol. %MO 1,00

Cd sol. 0,56 1,00

Zn sol. -0,03 0,28 1,00

Cr sol. -0,13 -0,14 -0,65 1,00

Cu sol. -0,58 -0,31 0,71 -0,65 1,00

Ni sol. 0,00 0,00 *0,84 -0,66 0,64 1,00

Pb sol. -0,38 -0,15 *0,89 -0,65 **0,94 0,78 1,00

Al sol. -0,14 0,31 -0,43 0,65 -0,43 -0,81 -0,49 1,00

Mn sol. 0,46 0,62 -0,26 0,65 -0,77 -0,46 -0,60 0,66 1,00

B sol. -0,03 -0,36 -0,09 -0,42 0,15 0,40 0,03 -0,76 -0,64 1,00

Fe sol. -0,32 -0,03 0,60 0,13 0,43 0,32 0,60 0,14 0,14 0,64 1,00

As sol. -0,64 -0,31 0,60 -0,65 **0,94 0,64 *0,83 -0,49 -0,83 0,39 0,20 1,00 ** La correlación es significativa al nivel 0,01; n=6 * La correlación es significativa al nivel 0,05; n=6

La tabla de correlación de la tercera campaña indica una menor correlación de parámetros, y sólo entre pares de metales que están asociados por condiciones del sistema o por asociación de minerales, como: Cobre-Plomo y Cobre-Arsénico. Para un nivel de correlación p<0,01 se encuentran Plomo-Cobre y Arsénico-Cobre y con una p<0,05 se encuentran Níquel-Cinc, Plomo-Cinc, Arsénico-Plomo.



84


Tabla III-17. Correlación de metales solubles Campaña invierno, Cuenca del Río Cachapoal

%MO Cd sol. Zn sol. Cu sol. Ni sol. Pb sol. Al sol. Mn sol. Mo sol. B sol. Fe sol.

%MO 1,00

Cd sol. -0,60 1,00

Zn sol. -0,80 0,80 1,00

Cu sol. -0,80 0,80 **1,00 1,00

Ni sol. -0,80 0,80 **1,00 **1,00 1,00

Pb sol. **-1 0,60 0,80 0,80 0,80 1,00

Al sol. 0,20 0,20 -0,40 -0,40 -0,40 -0,20 1,00

Mn sol. 0,40 0,40 -0,20 -0,20 -0,20 -0,40 0,80 1,00

Mo sol. 0,77 -0,26 -0,26 -0,26 -0,26 -0,77 -0,26 0,26 1,00

B sol. -0,80 0,80 **1,00 **1,00 1,00 0,80 -0,40 -0,20 -0,26 1,00

Fe sol. **-1 0,60 0,80 0,80 0,80 1,00 -0,20 -0,40 -0,77 0,80 1,00

** La correlación es significativa al nivel 0,01; n=4 La correlación de la cuarta campaña sólo tiene índice de correlación de p<0,01, debido a que el número de casos es sólo 4. Los pares correlacionados son; Materia Orgánica, Pb y con Fe. Pares de metales: Cu-Zn, Ni-Zn, Zn,-B, Cu-Ni, Cu-B. Esta correlación muestra cierto grado de relación de los metales unidos con la matriz de sedimento (materia orgánica), lo que indicaría que estos metales, Pb y Fe se encuentran formando complejos o asociaciones con la MO.

4.3.10.2. Correlación de metales totales, segunda campaña (verano),Cuenca del Río Cachapoal Tabla III-18. Correlación de metales totales Campaña verano, Cuenca del Río Cachapoal

%MO %

Silicatos %

Al2O3 % Fe2O3 % MnO2 Cd total Zn total Cr total Cu total Ni total Pb total Al total Mn total Mo total B total Fe total As total %MO 1,00

% Silicatos -0,83 1,00 % Al2O3 0,32 -0,38 1,00 % Fe2O3 0,12 -0,12 *0,90 1,00 % MnO2 0,18 -0,18 **0,9 *0,85 1,00 Cd total -0,26 -0,26 0,52 0,46 0,44 1,00 Zn total 0,09 -0,37 *0,81 0,75 0,62 0,77 1,00 Cr total -0,71 0,43 0,41 0,49 0,44 0,71 0,60 1,00 Cu total -0,14 -0,14 *0,81 *0,84 0,71 *0,83 **0,94 0,77 1,00 Ni total -0,71 0,43 0,41 0,49 0,44 0,71 0,60 *1,0 0,77 1,00 Pb total -0,14 -0,14 *0,81 *0,84 0,71 *0,83 **0,94 0,77 **1,00 0,77 1,00 Al total 0,71 -0,66 *0,81 0,61 0,79 0,20 0,43 0,14 0,37 0,14 0,37 1,00 Mn total 0,20 -0,03 0,75 0,58 *0,88 0,09 0,31 0,26 0,37 0,26 0,37 0,71 1,00 Mo total -0,14 -0,14 *0,81 *0,84 0,71 *0,83 **0,94 0,77 **1,00 0,77 **1,00 0,37 0,37 1,00 B total -0,31 -0,09 0,67 0,70 0,62 **0,94 *0,83 *0,8 **0,94 *0,8 *0,94 0,26 0,26 **0,94 1,00 Fe total -0,26 -0,26 0,52 0,46 0,44 **1,00 0,77 0,71 *0,83 0,71 *0,83 0,20 0,09 *0,83 *0,94 1,00 As total 0,14 0,14 0,52 0,75 0,62 -0,09 0,14 0,09 0,31 0,09 0,31 0,49 0,49 0,31 0,20 0,09 1,00

* La correlación es significativa al nivel 0,05 ; n=6 ** La correlación es significativa al nivel 0,01; n=6

La matriz muestra que los pares con una alta correlación (p<0,01) son; óxidos-Mn-óxidos-Al. Pares de metales como: Cobre-Cinc, Plomo-Cinc, Plomo-Cobre, Molibdeno-Cinc, Molibdeno-Cobre, Molibdeno-Plomo, Boro-Cadmio, Boro-Cobre, Boro-Molibdeno y Hierro-Cadmio, lo que indica que los pares de metales totales tiene un origen o fuente común.

Con un índice de correlación menor (p<005), se muestran los siguientes pares; óxido-Manganeso-óxido-Hierro, óxido-Manganeso-óxido-Aluminio, Cinc-óxido-Aluminio, Cobre-óxido-Aluminio, Cobre-óxido-Hierro. Pares de metales como: Cobre-Cadmio, Níquel-Cromo, Plomo-óxido-Manganeso, Aluminio-óxido-Aluminio, Manganeso-óxido-Manganeso, Molibdeno-óxido-Aluminio, Molibdeno-óxido-Hierro, Molibdeno-Cadmio, Boro-Cinc, Boro-Cromo, Boro-Níquel, Boro-Plomo, Hierro-Cobre, Hierro-Plomo, Hierro-Molibdeno, Hierro-Boro. Esta correlación muestra asociación de los metales totales con la matriz del sedimento ligado principalmente los óxidos de Hierro, Aluminio y Manganeso. 4.3.11. Matriz de jerarquía de Metales Totales, Cuenca del Río Cachapoal Método del vecino más lejano, Distancia Euclidiana (Miller & Millar, 2002).

Figura III-39. Dendrograma Campaña verano, Cuenca del Río Cachapoal El dendrograma muestra tres grandes grupos:

Grupo 1: estaciones E3, E4, E5 y E6, en los cuales las estaciones E5 y E6 presentan un comportamiento más similar.

Grupo 2, E1, la cual es la estación de mayor altura (pendiente).

Grupo 3: E2, Río Coya, tiene un comportamiento diferente del resto de las

estaciones, es un afluente del Cachapoal y es una zona de descarga de actividad minera.

p

0

10

20

30

40

E1 E2E3 E4 E5 E6


87


Relación porcentual Zn disuelto en agua vs Zn soluble en sedimento, cuenca del río Cachapoal

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n Zn

(%)


5. Relación Sedimento-Agua, Cuenca del Río Cachapoal Se ha considerado que los sedimentos son un reservorio de descargas en las aguas superficiales y deposiciones atmosféricas, y a la vez ellos son fuente de elementos hacia la columna de agua si las condiciones químicas e hidrodinámicas del sistema lo permiten. Para comprender la relación sedimentos-agua se considerará: 5.1. Relación porcentual de metales pesados solubles en sedimento y metales pesados solubles en agua En este capítulo se analizara la relación de concentración de metales pesados en sedimentos. Para esto se ha calculado el porcentaje de metal disuelto en agua con relación a la concentración de la fracción del metal soluble en sedimento. Para este análisis se han seleccionado los metales pesados de mayor concentración en todas las estaciones: Zn, Cu Al, Mn y Fe y en las cuatro campañas. En las siguientes figuras se muestran estas relaciones (tablas correspondientes en Anexo IV). 5.1.1. Relación Sedimento-Agua de Zn (Cinc), Cuenca del Río Cachapoal

Figura III-40 Relación porcentual de Zn disuelto en agua y la fracción soluble de Zn en

sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal Como se puede observar en la figura el Zn en el agua superficial con relación al Zn soluble en el sedimento, se encuentra presente en un determinado porcentaje en todas las estaciones y todas las campañas. Los mayores porcentajes se encuentran en la cuarta campaña (invierno), especialmente en las estaciones de menor pendiente E4, E5 y E6. Cabe destacar el porcentaje de Zn en la campaña de otoño en E2 es cercano al 80%, con aportes litogénicos desde E1 y aportes antrópicos desde la minería el cuan se traslada hacia las estaciones de menor pendiente.


88


Distribución porcentual Cu disuelto en agua vs Cu soluble en sedimentos, cuenca del río Cachapoal

0

5

10

15

20

25


conc

entr

ació

n C

u (%

)

primavera

verano

otoño

invierno

Es necesario indicar que en E5 y E6 en invierno la concentración de Zn disuelto en agua superó el 100%, lo que indica aporte directo al agua probablemente por descargas desde sectores industriales o agrícolas Esto demuestra que se estaría removiendo una cantidad apreciable de Zn desde los sedimentos hacia la columna de agua, las diferencias entre campañas y estaciones se deberían preferentemente a factores hidrodinámicos del sistema. 5.1.2. Relación Sedimento-Agua de Cu (Cobre), Cuenca del Río Cachapoal

Figura III-41. Relación porcentual de Cu disuelto en agua y la fracción soluble de Cu en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal

Como se puede observar en la figura el Cu en el agua superficial con relación al Cu soluble en el sedimento, se encuentra presente en un determinado porcentaje en todas las estaciones y todas las campañas. Los mayores porcentajes se encuentran en la cuarta campaña (invierno), especialmente en la estación E2 (20,0 %). En la campaña verano se encuentra un porcentaje relativamente importante en E1 (18%). En otoño la concentración más importante se encuentra en E2 (8%), repercutiendo en las estaciones de menor pendiente Esto demuestra que se estaría removiendo una cantidad apreciable de Cu desde los sedimentos hacia la columna de agua, las diferencias entre campañas y estaciones se deberían a factores hidrodinámicos del sistema.


89


Distribución porcentual Al soluble en agua vs Al soluble en sedimento, cuenca del río Cachapoal

0

20

40

60

80

100

120

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n A

l (%

)

primavera

verano

otoño

invierno

5.1.3. Relación Sedimento-Agua de Al (Aluminio), Cuenca del Río Cachapoal

Figura III-42 Relación porcentual de Al disuelto en agua y la fracción soluble de Al en sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal

Como se puede observar en la figura, el Al en el agua superficial con relación al Al soluble en el sedimento, se encuentra presente en un determinado porcentaje en todas las estaciones y todas las campañas. En otoño tercera campaña (otoño), se observó en la estación E2, por sobre un 100 % disminuyendo aguas abajo presentándose por sobre un 60 % en la E3. E4 y E6. Esta gran remoción debería estar influenciada por el evento de crecida durante esta estación. En la campaña de verano se encuentra un porcentaje por sobre un 100 % en E1 y E4 y por sobre un 40 % en el resto de las estaciones a excepción de E2. En la campaña de primavera, siempre las concentraciones fueron bajas. Esto demuestra que se estaría removiendo una cantidad apreciable de Al soluble desde los sedimentos hacia la columna de agua, las diferencias entre campañas y estaciones se debería a factores hidrodinámicos del sistema. Sin embargo, es posible inferir que Al tiene otra fuente en el agua además de los sedimentos como por ejemplo vertidos directos ya que, en una de las estaciones la concentración de Aluminio en el agua superó el 100%. 5.1.4. Relación Sedimento-Agua de Mn (Manganeso), Cuenca del Río Cachapoal

Como se puede observar en la figura el Mn en el agua superficial con relación al Mn soluble en el sedimento, se encuentra presente en un determinado porcentaje en todas las estaciones y todas las campañas. Los porcentajes más significativos se encuentran en la cuarta campaña (invierno), especialmente en la estación E2 (38,5%).


90


Distribución porcentual Mn soluble en agua vs Mn soluble en sedimentos, cuenca del río Cachapoal

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n M

n (%

)

primavera

verano

otoño

invierno

Distribución porcentual Fe disuelto en agua vs Fe soluble en sedimento, cuenca del río Cachapoal

0

20

40

60

80

100

120

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n Fe

(%)

primavera

verano

otoño

invierno

Figura III-43. Relación porcentual de Mn disuelto en agua y la fracción soluble de Mn en

sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal En la campaña de primavera lo valores son bajos siendo de un 5 % a lo más en E2. En otoño los valores fueron bajo un 10 % en todas las estaciones y en verano solo en la E1 se observó por sobre un 10 %, el resto de las estaciones nunca superaron el 5 %. 5.1.5. Relación Sedimento-Agua de Fe (Hierro), Cuenca del Río Cachapoal

Figura III-44. Relación porcentual de Fe disuelto en agua y la fracción soluble de Fe en

sedimentos, Cuenca del Río Cachapoal Como se puede observar en la figura el Fe en el agua superficial con relación al Fe soluble en el sedimento, se encuentra presente en un determinado porcentaje en todas las estaciones y todas las campañas. Los mayores porcentajes se encuentran en la tercera campaña (otoño), especialmente en la estación E4, E5 y E6; en verano en E1 y en invierno en E2, E4, E5 y E6 todas sobre el 100%. En primavera solamente se encontró un porcentaje importante en E1 (58%) Esto demuestra que se estaría removiendo una cantidad apreciable de Fe desde los sedimentos hacia la columna de agua, las diferencias entre campañas y estaciones se debería a factores hidrodinámicos del sistema.


91


Cabe destacar que los altos porcentajes encontrados en agua por sobre el 100% indicarían vertidos o descargas directas al agua. 5.2. Relación metales totales en sedimentos y metales totales en agua Los metales pesados totales en sedimentos corresponden a las diferentes especies químicas, es decir, metales con posibilidad de solubilizarse, intercambiables o ligados a carbonatos, metales adsorbidos por óxidos, metales ligados o complejados con la materia orgánica y metales residuales. Estos pueden ser transferidos a la columna de agua aparte de los aportes alóctono, en dos formas solubles o como material suspendido, así, los metales totales en agua corresponderán a aquellos elementos correspondientes a la fracción soluble y a aquellos elementos no solubles pero presentes en el material en suspensión.

MEALES DISUELTOS EN AGUA (Correspondería a la fracción soluble, que se transfiere desde el sedimento)

SEDIMENTOS AGUA (metales totales) (metales totales)

MATERIAL EN SUSPENSIÓN (Correspondería a las diferentes formas químicas en que se encuentran los metales pesados en el sedimento

Para este análisis se han seleccionado los metales pesados totales mayoritarios en todas las estaciones: Zn, Cu Al, Mn y Fe, tanto en sedimento como en agua.

Figura III. 45. Distribución de metales pesados totales en sedimentos (Fig. A) y en agua (Fig. B),


Distribución metales pesados totales en agua, por estaciones, campaña verano

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6

estaciones demuestreo

conc

entr

ació

n m

etal

es to

tale

s (u

g/g)

Fe

Mn

Al

Cu

Zn

Distribución metales totales en sedimentos, por estaciones, campaña verano

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E1 E2 E3 E4 E5 E6


conc

entr

ació

n m

etal

es o

esad

os (u

g/g)

Fe

Mn

Al

Cu

Zn

A B


92


De las figuras se puede observar el mayor porcentaje de metales totales en sedimentos corresponden principalmente a Hierro y Aluminio en todas las estaciones, lo que indica la procedencia litogénica de estos elementos. Cobre se observa preferencialmente en la estación E2 (río Coya), atribuido a aportes mineros, en las estaciones de menor pendiente Cu se encuentra en bajas concentraciones (inferior al 5%), posiblemente en parte por arrastre de material desde E2. En el agua se encuentran principalmente metales solubilizados como Manganeso y Cinc, este último distribuido en todas las estaciones, ambos de procedencia litogénica. El mayor porcentaje de Cobre en agua indicaría un traspaso desde el sedimento, ya que este elemento se solubiliza fácilmente y puede existir como ión de acuerdo a las características de la cuenca (pH, Eh, condiciones hidrodinámicas, caudal, etc.), al igual que en los sedimentos se observa cobre en las estaciones de menor pendiente, posiblemente por arrastre desde E2. Aluminio y Hierro pueden corresponder al material en suspensión, Aluminio tiene un aporte importante desde la estación E1, probablemente de origen litogénico. También se observa un aporte de este elemento desde la estación E3, posiblemente de carácter antrópico Este análisis permite inferir un traspaso de elementos desde los sedimentos al agua, lo que estaría condicionado por las características químicas e hidrodinámicas del sistema. Es necesario volver a destacar que los metales totales en agua corresponden a aquellos que están en solución y los adsorbidos en el material en suspensión, ambos serán perjudiciales para el ecosistema si las concentraciones exceden los límites de toxicidad.


93


5.3. Correlación relación Sedimento-Agua, Cuenca del Río Cachapoal

Tabla III-19. Correlación relación Sedimento-Agua, Cuenca del Río Cachapoal

Correlación Campaña 1, Primavera Znsed Cused Alsed Mnsed Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua

Znsed 1,000 Cused 0,943** 1,000 Alsed 0,829* 0,771 1,000 Mnsed -0,086 -0,143 0,086 1,000 Fesed 0,486 0,600 0,714 0,257 1,000

Znagua -0,029 -0,116 -0,522 -0,406 -0,812* 1,000 Cuagua 0,986** 0,928** 0,812* -0,232 0,464 0,000 1,000 Alagua 0,714 0,771 0,886 -0,257 0,771 -0,551 0,754 1,000 Mnagua 0,886* 0,771 0,657 -0,257 0,371 0,116 0,928 0,600 1,000 Feagua 0,754 0,812* 0,928* -0,116 0,812* -0,588 0,765 0,986** 0,580 1,000

** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). * La correlación es significativa al nivel 0,05 (bilateral). Sed (Sedimento); Agua (agua superficial), Campaña 1 primavera

Correlación Campaña 2, Verano Znsed Cused Alsed Mnsed Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua

Znsed 1,000 Cused 0,943** 1,000 Alsed 0,771 0,714 1,000 Mnsed 0,143 0,314 -0,086 1,000 Fesed -0,257 -0,086 -0,486 0,600 1,000

Znagua -0,86 -0,029 0,029 -0,143 -0,657 1,000 Cuagua 0,406 0,551 0,174 0,029 -0,319 0,667 1,000 Alagua -0,543 -0,371 -0,200 0,086 0,600 -0,429 -0,464 1,000 Mnagua 0,371 0,314 0,829* -0,371 -0,771 0,429 0,203 -0,143 1,000 Feagua -0,371 -0,200 0,086 0,143 0,429 -0,314 -0,405 0,943** 0,143 1,000

** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). * La correlación es significativa al nivel 0,05 (bilateral). Sed (Sedimento); Agua (agua superficial), Campaña 2 verano

Correlación Campaña 3, Otoño Znsed Cused Alsed Mnsed Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua

Znsed 1,000 Cused 0,714 1,000 Alsed -0,429 -0,429 1,000

Mnsed -0,257 -0,771 0,657 1,000 Fesed 0,600 0,429 0,143 0,143 1,000

Znagua 0,000 0,029 -0,265 -0,029 0,500 1,000 Cuagua 0,886* 0,943** -0,486 -0,600 0,600 0,147 1,000 Alagua 0,754 0,812* -0,638 -0,638 0,493 0,328 0,899* 1,000

Mnagua 0,771 0,886* -0,543 -0,657 0,543 0,265 0,943** 0,986** 1,000 Feagua 0,714 0,714 -,0714 -0,600 0,429 0,383 0,829* 0,986** 0,943** 1,000

** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). * La correlación es significativa al nivel 0,05 (bilateral). Sed (Sedimento); Agua (agua superficial), Campaña 3 otoño

Correlación Campaña 4, Invierno Znsed Cused Alsed Mnsed Fesed Znagua Cuagua Alagua Mnagua Feagua

Znsed 1,000 Cused 1,000** 1,000 Alsed -0,316 -0,316 1,000

Mnsed -0,200 -0,200 0,949 1,000 Fesed 0,800 0,800 -0,316 -0,400 1,000

Znagua 0,316 0,316 -1,00** -0,949 0,316 1,000 Cuagua 0,949 0,949 -0,333 -0,316 0,949 0,333 1,000 Alagua -0,400 -0,400 0,949 0,800 -0,200 -0,949 -0,316 1,000

Mnagua 0,800 0,800 -0,632 -0,400 0,400 0,632 0,632 -0,800 1,000 Feagua -0,800 -0,800 0,632 0,400 -0,400 -0,632 -0,632 0,800 -1,000** 1,000

** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). Sed (Sedimento); Agua (agua superficial), Campaña 4 invierno


94


De estas correlaciones se obtiene la siguiente información: Los metales que presentaron correlación significativa fueron cobre, aluminio y hierro siendo importante poder monitorearlos. Para el cobre se muestra que en las campañas de primavera y otoño (primera y tercera) habría una relación sedimento-agua, con bajos porcentajes de intercambio (1,9% - 6,6%), explicado en parte por factores químicos físicos y aspectos hidrodinámicos del sistema. Para el caso de aluminio y del hierro sólo la campaña de primavera (primera) mostró una correlación significativa, lo que también estaría explicado por una dinámica química y física del sistema. El resto de las correlaciones de pares de metales (Al-Zn, Mn-Cu, etc.), se puede deber a factores de pH, potencial redox, materia orgánica, asociación a óxidos de Fe, Mn u Al, a fuente u origen común, como también la combinación de estos parámetros. En esta cuenca se realizó una Modelación computacional de especiación química para sedimentos mediante Visual Minteq, la cual se muestra en el Anexo V.


95


6. Aspecto Biológico, Cuenca del Río Cachapoal 6.1. Abundancia relativa, Cuenca del Río Cachapoal A causa de un aluvión que significó la remoción de sedimentos con levantamiento de clastos, para la campaña de otoño no fue posible realizar cálculos de parámetros biológicos ni de índices bióticos. • Cachapoal Bajo Cortaderal (E1) En primavera se presentaron dos Familias, el orden Díptera con las familias Chironomidae con un 84 % y Empididae con un 9 %. También el orden Ephemeroptera con Leptophlebiidae bajo un 5 y el orden Trichoptera con Hydrobiosidae con un 2 %, familias registradas como indicadoras de lugares limpios. (Fig. III-46). (Lopretto y Tell, 1995; Roldán 1996; De La Lanza, 2000). Se registró una densidad de 700 Ind./m2 (Anexo VI). En verano se presentaron 5 Familias, más abundantes, estas fueron: orden Díptera, familia Chironomidae con 31,7 % de abundancia, Plecoptera, familia Gripopterygiidae con 23 %, orden Ephemeroptera con la familia Baetidae con 19,52 % y Trichoptera con la familia Hydropsychidae con 13,41 % y Leptophlebidae con 6 %. Esta última registrada en lugares de aguas limpias. Otras familias indicadoras de aguas de buena calidad encontradas fueron: Blephaceridae, Athericidae e Hydrobiosidae que en total suman 6,1 % de abundancia relativa. (Fig. III-46). La abundancia total fue de 304,8 Ind./m2 (Anexo VI).

E1 Cortaderal

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Primavera Verano

Campañas

Ab.

rela

tiva

(%)

Otros

Hidropsychidae

Gripopterygiidae

Leptophlebidae

Beatidae

Empididae

Chironomidae

(Otros indican los organismos que representaron una abundancia relativa menor al 5 %).

Figura III-46. Abundancia Relativa en estación Cortaderal.

• Río Coya (E2) En primavera sólo se encontró en un 100 % representado el Orden Díptera con la Familia Chironomidae, (Fig. III-47). Esta familia se le ha asociado a lugares que presentan abundante carga de materia orgánica y presencia de metales pesados (De La Lanza, 2000; Domínguez y Fernández 2001; Roldán, 2003; Figueroa, 2004). Este sitio se caracteriza por estar impactado por la actividad minera. La densidad de este sitió fue muy baja siendo de


96


3,8 Ind./m2 ( Anexo VI). En esta estación la biota debería responder a alta carga de metales pesados y considerar el vertimiento de aguas servidas histórico en esta estación. En la estación de verano se encontraron representantes de dos ordenes, Díptera con la familia Chironomidae con un 75% y Ephemeroptera con la familia Baetidae con un 25 % (Fig. III-47). La densidad fue menor que en la estación anterior con sólo 15 Ind./m2, lo que es atribuible a la influencia de la actividad minera que es preponderante en esta estación, (Tabla II-8).

E2 Coya

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Primavera Verano

Campañas

Ab. r

elat

iva

(%)

BeatidaeChironomidae

Figura III-47. Abundancia Relativa en estación Coya.

• Ribera Sur (E3) En primavera se presentaron 3 Familias, las más representativas fueron Chironomidae con un 59,7 % Baetidae con un 26,13 % y Naididae con 6,7 %. Menos abundante fueron las familias; Hydropsychidae e Hydroptilidae; con casi un 2% e Hidrobiosidae, (Fig. III-48). Llama la atención la diversidad de organismos encontrados, estos han sido registrados con diferentes rangos de tolerancia (Figueroa et al 2004). Además esta estación presenta inestabilidad física pues su plano de inundación a lo largo del año es muy variable. Se sugiere poder realizar muestreos que representen tramos de menor longitud para una mejor representatividad de la biota. Este sitio presentó una densidad de 496,3 Ind./m2 organismos.

E3 Ribera Sur

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Primavera Verano

Campañas

Ab. r

elat

iva

(%) Otros

Hidropsychidae Elmidae NaidaeBeatidaeChironomidae


Figura III-48. Abundancia Relativa en estación Ribera Sur.


97


En verano se presentaron 4 Familias, las más representativas fueron Baetidae con 43,37 %, Chironomidae con un 37,62 %, Hydropsychidae con 11,9 % y Elmidae con 7 %, (Fig.III-48). Este sitio presentó una densidad de 530 Ind./m2. Esta estación presenta una gran inestabilidad en relación a cambios en el plano de inundación a lo largo del año, (Anexo VI). • Coinco (E4) Las familias registrada en este sitio de muestreo para la campaña de primavera del 2007, está compuesto principalmente por 2 Familias, Orden Díptera con la Familia Chironomidae (32%) y la Familia Naididae perteneciente al Orden Haplotaxida (63%), Clase Oligochaeta. En menor proporción el orden Coleoptera con la Familia Elmidae con un 2 % aproximadamente y las Familias Hydropsychidae e Hydroptilidae; Hygrobatidae y Planariidae con un total de 2 % (Fig. III-49). La densidad registrada fue de 848,148 Ind./m2. En verano se presentaron 4 familias más representativas, estas fueron Baetidae con 46,15 %, Hydropsychidae con 27%., Elmidae con 10,25% y Chironomidae con 6,4 %. (Fig. III-49). Otras familias presentes menor a un 5% fueron las familias Planariidae y Naididae, Hydropsychidae, y Gripopterygiidae esta última se restringe a hábitat que indican buena calidad. Este sitio presentó una densidad de 289 Ind./m2. Es recomendable hacer un estudio de la heterogeneidad de hábitat para poder fortalecer los estudios de bioindicación.

E4 Coinco

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Primavera Verano

Campañas

Ab. r

elat

iva

(%) Beatidae

OtrosHidropsychidae Elmidae ChironomidaeNaidae


Figura III-49. Abundancia Relativa en estación Coinco.

En la campaña de invierno sólo se presentó un 100% del Orden Díptera representada por la Familia Chironomidae; con una densidad de 7,4 Ind./m2 (Anexo VI).


98


• Codao (E5) En la campaña de primavera se registraron 4 familias más abundantes, representadas por Díptera con la familias Chironomidae con un 33,4% y Naididae con un 43%, Trichoptera con la familia Hydropsychidae con una abundancia relativa de 9,3% y finalmente Baetidae con un 7 % de abundancia relativa, (Fig. III-50). Se registró una densidad de 796,296 Ind./m2. En verano se registraron 2 familias más abundantes, Naididae con 62,8 % y Chironomidae con un 24 % (Fig. III-50). El resto de las familias se presentaron con una abundancia menor a un 6 %. Estas fueron Tipuliidae; Baetidae; Elmidae, Hydroptilidae y Acari, familias que por literatura indican contaminación orgánica intermedia. Sin embargo también se encontraron representantes de las familias Physidae, Hydrophilidae que junto con Naididae indican hábitat con alta contaminación orgánica. La densidad tendió a ser la mayor de todos los sitios con 2.985 Ind./m2, (Anexo VI).

E5 Codao

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Primavera Verano

Campañas

Ab. r

elat

iva

(%) Otros

BeatidaeHidropsychidae ChironomidaeNaidae


Figura III-50. Abundancia Relativa en estación Codao.

En la campaña de invierno se registraron 3 Familias, representadas por Díptera con la familia Chironomidae con un 83,3 %, la familia Elmidae con un 11 % y en menor porcentaje la familia Ceratopogonidae. La densidad fue de 66,67 Ind./m2, (Anexo VI).


99


• Las Cabras (E6) Este lugar representa la estación más potámica. En primavera se destaca la familia Naididae con un 81,1 % siguiendo Chironomidae con un 13,1%, (Fig. III-51). La familia Naididae es dominante en este sitio y en la literatura se registra como bioindicador de aguas muy contaminadas, se asocia a lugares con alta materia orgánica. En este sitio las macrófitas fueron abundantes, estas proporcionan ambientes con sustratos ricos en materia orgánica. La densidad registrada tendió a ser la mayor de todos los sitios muestreados con 2.419 Ind./m2. Esto podría en parte deberse a la disponibilidad de nutrientes detectada en este sitio. En verano se encontró la familia Naididae con un 94,7 % y el resto de las familias con menos de 2 %., por ejemplo Physidae con 1,7 %, (Fig. III-51). La densidad registrada fue de 1.533 Ind/m2. En invierno, la abundancia relativa fue similar a la estación E4 (Coinco). Sólo se presentaron un 100% del Orden Díptera con la Familia Chironomidae; con una densidad de 7,4 Ind./m2 (Anexo VI).

E6Las Cabras

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Primavera Verano

Campañas

Ab. r

elat

iva

(%)

OtrosChironomidaeNaidae


Figura III-51. Abundancia Relativa en estación Las Cabras.


100


6.2. Densidad (Ind./m2), Cuenca del Río Cachapoal A causa de un aluvión que significó la remoción de sedimentos con levantamiento de clastos, para la campaña de otoño no fue posible realizar cálculos de parámetros biológicos ni de índices bióticos. La densidad total (Ind./m2) comparada entre las estaciones de la campaña de primavera, mostró que sólo la estación 2 que correspondió a Coya fue significativamente de menor densidad que el resto de las estaciones (Mann-Whitney; p ≤ 0,05) con 3,7 Ind./m2 . La mayor densidad total promedio se dio en la estación Las Cabras con una densidad de 2418,5 Ind./m2 (Fig. III-52). En parte esta mayor densidad en la última estacion, podría estar dada por los nutrientes alóctonos producto de la acción antrópica, y la menor en Coya se atribuiría a la gran perturbación por actividad minera, que se ha dado históricamente en este sitio.

Figura III-52. Densidad (Ind./m2) por estación de muestreo, Cuenca del Río Cachapoal En verano, la densidad total (Ind./m2) comparada entre las estaciones de la campaña de verano, mostraron que la E2 Coya presentó una menor densidad total significativa respecto a la E5 Codao y a la E6 Las Cabras (p <0,003). La mayor densidad total promedio se presentó en la estación Codao (2989 Ind./m2), y la menor en Coya (15 Ind./m2), Fig. III-52. En invierno se observa que la mayor densidad total tendió a presentarse en la E5 Codao, en la E2 no se registraron organismos y en E4 y E6 los únicos representantes encontrados fueron de la familia Chironomidae.

Campaña Primavera

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

E1 E2 E3 E4 E5 E6

Estaciones de Muestreo

Ind/

m2

Campaña Verano

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500


Ind/

m2

Campaña Invierno

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

E2 E4 E5 E6


Den

sidad

(Ind

./m2 )


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6.3. Riqueza, Cuenca del Río Cachapoal

A causa de un aluvión que significó la remoción de sedimentos con levantamiento de clastos, para la campaña de otoño no fue posible realizar cálculos de parámetros biológicos ni de índices bióticos.

Al comparar la riqueza de las estaciones en la campaña de primavera se observó que la menor riqueza la presentó la estación Coya (p ≤ 0,05) al compararla con el resto de las estaciones. Las otras estaciones no mostraron diferencias en la riqueza (Kruskal-Wallis = 7,711; p = 0,173). Coya presentó una riqueza promedio de 0,333, el resto de las estaciones fluctuó entre 4,7 (Cortaderal) y 5,7 (Codao) como riqueza promedio, (Fig III-53).

Figura III-53. Riqueza por estación de muestreo, Cuenca del Río Cachapoal

Al comparar la riqueza de las estaciones en verano, se observó diferencias significativas entre las estaciones (Kruskal-Wallis= 13,983; p = 0,016), especificamente la E2 Coya presentó menor riqueza respecto a la E5 Codao (p < 0,003), esta última presentó la mayor riqueza promedio con 8,667 ± 0,577, (Fig III-53). La riqueza en invierno tendió a ser mayor en la E5 con 3 familias en total, en E4 y E6 sólo se presentó Chironomidae (Fig III-53).

Campaña Primavera

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9


Riq

ueza

Campaña Verano

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Riq

ueza

Campaña Invierno

0

0,5

1

1,5

2

2,5

E2 E4 E5 E6


Riq

ueza


102


6.4. Índice de Diversidad, Shannon & Wiever (H), Cuenca del Río Cachapoal

En primavera la estación Coya presentó la menor diversidad promedio, es más algunas réplicas no presentaron organismos. .Las otras estaciones presentaron una riqueza similar entre ellas (Kruskal-Wallis= 7,86; p = 0,164). La diversidad promedio fluctuó entre 0,6 (E6 Las Cabras) y 1,16 (E5 Codao), Fig III-54. La campaña de verano mostró diferencias significativas entre sus estaciones (Kruskal-Wallis = 14,53; p = 0,013). La estación Cachapoal bajo Cortaderal (E1) presentó significativamente mayor diversidad que la E6 Las Cabras (Mann-Whitney=14; p < 0,003). La mayor diversidad promedio se observó en la estación Cachapoal bajo Cortaderal (E1 = 1,467 ± 0,199), y la menor en Coya (E2 = 0,231 ± 0,4), Fig.III-54.

Figura III-54. Índice de Diversidad de Shannon & Wiever (H) por estación de muestreo, Cuenca del Río Cachapoal

Por los resultados obtenidos en la campaña de invierno, sólo fue posible calcular este índice para E5, que fue de 0,11 (Fig. III-54).

Campaña Primavera

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1 2 3 4 5 6Estaciones de Muestreo

Indi

ce d

e Sh

anno

n &

Wie

ver

Campaña Verano

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Indi

ce d

e Sh

anno

n &

Wie

ver

Campaña Invierno

00,050,1

0,150,2

0,250,3

0,35

E2 E4 E5 E6


Indi

ce d

e S

hann

on &

W

eive

r


103


6.5. Índices Bióticos de Familia (Ch IBF), Cuenca del Río Cachapoal Se calculó el índice cuantitativo Ch IBF para las cuatro campañas de terreno realizadas en el río Cachapoal. La tabla III-20 muestra los valores de tolerancia de las familias y la tabla III-21 muestra el rango de las clases de calidad del ChIBF.

Tabla III-20. Valores de Toletancia de Taxa

Clase Orden Familia Puntaje Aeshnidae 5

Odonata Lestidae 9

Plecoptera Diamphipnoidae 0 Baetidae 4 Caenidae 7 Ephemeroptera

Leptophlebiidae 2 Hydrobiosidae 0

Hydropsychidae 4 Trichoptera Hydroptilidae 4

Elmidae 4 Coleoptera

Hydrophilidae 8 Tipulidae 3

Chironomidae 7 Athericidae 2 Simulidae 6

Diptera

Ceratopogonidae 6

Insecta

Hemiptera Corixidae 5 Crustacea Amphipoda Hyalellidae 8

Physidae 8 Gastropoda Basommatophora

Empididae 6 Oligochaeta Haplotaxida Naididae 8 Turbellaria Tricladida Planariidae 4

Tabla III-21. Rangos de Clase de calidad según el índice ChIBF, aplicado en la Cuenca del Río Cachapoal

Clase Ch IBF Calidad Color

I 0,00-3,65 Excelente Turquesa II 3,66-4,15 Muy Buena Azul III 4,16-4,90 Buena Verde IV 4,91-5,65 Regular Amarillo V 5,66-6,40 Relativamente Mala Café VI 6,41-7,15 Mala Naranjo VII 7,16-10,00 Muy Mala Rojo

Obs.: Se especifica la clase de calidad y el color que corresponde a esa clase.


104


Al aplicar el índice Ch IBF para la campaña de primavera se observó que el río presentó, clase de calidad, desde regular mala calidad a muy mala calidad. Llama la atención el resultado en la E1 que es Cortaderal que representaría la estación más limpia. La familia dominante en esta estación fue Chironomidae con un 84,12 %. Esta familia se presentó a lo largo de toda la cuenca, incluso en la E4 y E5 su representatividad fue de 31 % y 33 % respectivamente disminuyendo en la última estación a un 13 %. Importante sería poder determinar un nivel inferior a Familia en estas taxa que se presentan a lo largo de todo el tramo. Es necesario realizar estudios en el país sobre la dinámica poblacional de macroinvertebrados, para aportar al tema de bioindicación. Es importante destacar que en E1 se encontraron representantes de aguas limpias, como las familias Hydrobiosidae y Leptophlebiidae en menor representatividad sumando un 4 %. La E1, E3 y E5 indicaron según el índice aguas relativamente malas. La E 4 y E6 indicaron aguas de muy mala calidad, esto es coherente sobre todo con la E 4 que da cuenta de la alta perturbación que ha sufrido pues está directamente influenciada por el Estero La Cadena y la E6 que da cuenta de la alta perturbación del río y la estación más potámica, Fig III-55.

Figura III-55. Índice Biótico ChIBF por estación de muestreo, Cuenca del Río Cachapoal

Del índice biótico Ch IBF calculado para la campaña de verano se observa que el río presenta clase de calidad desde excelente en la E1 Cachapoal bajo Cortaderal a muy mala calidad en las últimas dos estaciones Codao y Las Cabras. En primavera la E1 presentó una clase de calidad relativamente mala, sin embargo esta diferencia de resultados podría atribuirse a que las comunidades en verano están más estructuradas. También podría estar dado porque en el muestreo se habría cubierto una mayor cantidad de habitat disponible. Se sugiere realizar un estudio de la diversidad de hábitat que de cuenta en parte de la variabilidad espacial de los sistemas fluviales, lo que aportará a mejorar la información para aplicar la bioindicación. La E2 reflejó una clase regularmente mala, posteriormente la E3 y E4 indicaron aguas de buena calidad y las últimas dos estaciones E5 y E6 aguas de muy mala calidad, asociado probablemente a una alta carga orgánica, (Fig. III-55). A causa de un aluvión que significó la remoción de sedimentos con levantamiento de clastos, para la campaña de otoño no fue posible realizar cálculos de parámetros biológicos ni de índices bióticos. El Ch IBF para la campaña de invierno sólo fue posible aplicarlo para la E5 con un valor de 5,87 lo que indicó aguas de relativamente mala calidad. Este muestreo no representaría

Indice Biotico ChIBF Campaña Verano

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Valo

r de

Tole

ranc

iaIndice Biotico ChIBF Campaña Primavera

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

E1 E2 E3 E4 E5 E6


Valo

r de

Tole

ranc

ia


105


la dinámica natural del sistema sino que da indicios de la manera en como el río se empieza a recuperar después de una perturbación física natural considerable en magnitud. Esta perturbación alteró la diversidad de hábitat y por lo tanto de los organismos que la componen. En este muestreo se tomaron muestras de 4 estaciones E2, E4, E5 y E6. La estación E2 no registró biota por lo que se informa desde la E4 a la E6. Los mapas de calidad realizados en base al Indice ChIBF en la cuenca del río Cachapoal se encuentran en el Anexo I, Mapa 7. 6.6. Análisis de conglomerados de Abundancia de individuos por familia, Cuenca del Río Cachapoal Se realizó un análisis espacial para detectar alguna similitud entre las estaciones de muestreo basado en la abundancia de individuos por familia. Para esto se usó análisis multivariado, cluster Bray Curtis diferenciando a un 60% de similitud los grupos por campaña de terreno, los cuales se pueden ver en la figura III-56.

Figura III-56. Conglomerado de campaña primavera y verano, Cuenca del Río Cachapoal. En primavera se distinguieron cinco grupos con un 60% de similitud que fueron los siguientes: el primero por las estaciones E1 y E3; otro grupo estuvo conformado por E4 y E5; E6 y E2 no presentaron similitud por lo que por si solas construyen un grupo. La abundancia de biota de las estaciones E1 y E3 presentó similitud por la familia Chironomidae. En las estaciones E4 y E5 se registraron las familias Chironomidae con aproximadamente un rango 33% y la familia Naididae con una densidad por sobre el 40%. En verano se distinguieron cuatro grupos con un 60% de similitud que fueron los siguientes: el primero por las estaciones E3 y E4; otro grupo estuvo conformado por las estaciones más potámicas E5 y E6; E1 y E2 no presentaron similitud por lo que por si solas construyen un grupo. La abundancia de biota de las estaciones E3 y E4 presentaron similitud por la familia Baetidae con rangos alrededor del 40%, también se presentó Hydropsychidae por sobre un 12% y Elmidae con un rango del 10% para ambas

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1 E3 E1 E4 E5 E6 E2E3 E1 E4 E5 E6 E2

Sim

ilitu

d

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1 E5 E6 E3 E4 E1 E2 E5 E6 E3 E4 E1 E2

Sim

ilitu

d

Verano Primavera


106


estaciones. Respecto a las estaciones E5 y E6 estas presentaron abundancia de la familia Naididae con un rango por sobre un 63%. 6.7. Correlaciones entre parametros físicos y químicos (PFQ) y biota, Cuenca del Río Cachapoal Tabla III-22. Correlaciones entre parametros físicos y químicos (PFQ) y biota incorporando la data de las campañas primavera y verano. A.- Correlación (Spearmann p≤ 0,05), de parametros físicos y químicos (PFQ) con riqueza (R), densidad (D), biodiversidad de Shannon y Wiever (H)..SST, sólidos suspendidos totales, SDT sólidos disueltos totales; DBO5 demanda bioquímica de oxígeno.

PFQ R D H Conductividad eléctrica 0,380 -0,531 Potencial Redox -0,636 0,332 SST 0,484 SDT -0,443 Ca +2 -0,414 Mg +2 -0,52 SO4

-2 -0,47 -0,42 Fósforo total 0,475 Cloruro 0,349 DBO5 0,375 0,455

B.- Correlación (Spearmann p≤ 0,05), de Metales totales) con riqueza (R), Densidad (D), Biodiversidad de Shannon y Wiever (H).

Metales totales R D H Bt 0,368 0,343 Cut -0,481 -0,698 Mnt -0,352 -0,532 Znt -0,558 -0,712 Alt 0,344 Cdt -0,405 Pbt -0,386 Bt 0,368 0,343 Cut -0,481 -0,698 Mnt -0,352 -0,532

C.- Correlación (Spearmann p≤ 0,05), de Metales disueltos con riqueza (R), Densidad (D), Biodiversidad de Shannon y Wiever (H).

Metales disueltos R D H Bd 0,369 0,350 Cud -0,510 -0,530 -0,483 Fed 0,369 Mnd -0,444 -0,586 Mod -0,345 Nid -0,364 Znd -0,340 -0,437 Ald 0,430 Asd -0,420 -0,330


107


Cabe destacar las correlaciones negativas entre H con los siguientes variables: conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales y los cationes calcio y magnesio. Los metales totales cobre manganeso y zinc presentaron una correlación negativa con densidad y riqueza. El cobre disuelto mostró una correlación negativa con densidad, riqueza y biodiversidad (H). 6.8. Análisis de correspondencia canónica, CANOCO, entre Variables Ambientales y Biota, Cuenca del Río Cachapoal Se analizó la relación entre las variables ambientales y la variable respuesta biota (familias de macroinvertebrados bentónicos) para las campañas de primavera y verano, mediante un análisis de correspondencia canónica (CCA; CANOCO 3.12).

Tabla III-23. Tabla de análisis de correspondencia canónica CANOCO.

Ejes 1 2 3 4 Total inertia Eigenvalues: 0,530 0,256 0,229 0,057 1,768 Species-environment correlations: 0,953 0,926 0,920 0,757 Cumulative percentage variante of species data: 30,0 44,4 57,4 60,6 of species-environment relation: 45,3 67,1 86,7 91,5 Sum of all eigenvalues 1,768 Sum of all canonical eigenvalues 1,171

Se indican los primeros 4 ejes de ordenación con los autovalores. Considerando los dos primeros ejes de ordenación la correlación familia-variable ambiental fue de 0,95 y 0,92. La relación familia-variable ambiental explicó el 67,1 % de la varianza (Tabla III-25). Las variables ambientales significativas p< 0,001 que explicaron el 66 % de la varianza total fueron sodio, sulfato, SST, SDT, conductividad eléctrica, magnesio, calcio, velocidad y aluminio disuelto.


108


-1.0 0.8

-0.6

1.0

Gripop

Lepto

BeatHidropt

Hydrop

HidrobElmi

Hidrophi

ChiroTipul

Emp

Nai

Acari xHygrobat

Planari

Phys

OstracCollem

AtheriBlepha

Cerat

CE

SST

SDT

velocCa

Na

Mg

SO4

Ald

Figura III-57. Análisis de correspondencia canónica, CANOCO para las campañas de primavera y

verano De la figura se puede distinguir que: - Los SST (sólidos suspendidos totales) se correlacionaron con las familias Blepharoceridae, Athericidae y Gripopterigidae las cuales estuvieron presentes en la primera estación con los menores valores de SST (4 mg/L). - El Aluminio disuelto se correlacionó con la familia Leptophlebidae. Esta familia se encontró en la primera estación solamente, en primavera la concentración de Al fue baja de 36 mg/L, en verano este valor incrementó a 276 mg/L, probablemente en parte por meteorización. - Sodio se correlacionó con la familia Ceratopogonidae, la cual se presentó sólo en la campaña de invierno con valores de sodio de 15,5 mg/L, fueron los más bajos respecto a las otras estaciones en esta campaña. - La familia Hygrobaetidae se correlacionó con sulfato, esta se encontró en las dos primeras campañas en las estaciones E3 y E5 con valores relativamente bajos de sulfato en comparación con las otras estaciones y otras campañas. Este valor fluctuó entre 52 mg/L y 69 mg/L.


109


7. Bioensayos en sedimentos Los bioensayos conducidos durante la 2da. Campaña corresponden a ensayos crónicos mantenidos por un período de 9 días. En la cuenca del río Cachapoal no se obtuvo reproducción en ninguno de los 2 controles (agua reconstituida (C1) y cuarzo (C2)), motivo por el cual los resultados no son presentados en este informe, y lo que determinó que la metodología de realización de los ensayos fuera cambiada en las siguientes campañas. 7.1. Bioensayos, Campaña otoño E2, Coya: Se realizó un ensayo agudo, de cuyos resultados se observa que la tasa de inmovilización de los individuos es significativa en concentraciones de la muestra de 50%, no así en 100% (Fig. III-58.A), siendo comparables a tasas de inmovilización generadas por el tóxico de referencia (Fig. III-58.B).

(A) muestra de agua de poro de Coya, y (B) tóxico de referencia K2Cr2O7. Barras de error muestran IC 95%.

Figura III-58. Tasa de inmovilización de D. magna (% inmovil·día-1) en Campaña otoño, Estación

E2 Cuenca del Río Cachapoal En la Fig. III-59 se muestra el porcentaje de individuos inmovilizados en el transcurso de la realización del ensayo agudo, se observa que en las concentraciones 50 y 100% se produce ya una inmovilización significativa (15%) a las 24 horas de iniciado el ensayo, y que se incrementa hasta el término (48 h), con un máximo de 30-40%. De los ensayos crónicos se estimó la sobrevivencia edad-específica (lx). Para las concentraciones 25 y 100% se obtuvieron mortalidades similares, con una mortalidad completa de los organismos en el día 15-16 de ensayo. Para las concentraciones bajas (< 12,5%) se obtuvieron curvas de sobrevivencia cualitativamente similares a la situación control (Fig. III-60).

% Concentración muestra

100 50 25 12,5 6,25

Tasa

inm

ovili

zaci

ón D

. mag

na

(% in

mov

iliza

ción

·día

-1)

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030

Concentración tóxico de referencia K2Cr2O7 (mg·L-1)

2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 0

Tasa

de

inm

ovili

zaci

ón D

. mag

na

(% in

mov

iliza

ción

·día

-1)

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030

A B


110


Barras de error muestran IC 95%. Figura III-59. Porcentaje de la población experimental de D. magna inmovilizado durante ensayo

agudo, en distintas concentraciones de agua poral, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal

Figura III-60. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal

Barras de error corresponden a IC 95%. Figura III-61. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua

poral en Campaña otoño, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal Las tasas de crecimiento poblacional muestran valores ≥ 1 para todo el gradiente de concentraciones analizado, i.e. crecimiento positivo o nulo de las poblaciones experimentales. En las concentraciones bajas (3,125-12,5%) se obtuvo un crecimiento

24 48Tiempo (h)

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Inm

ovili

zaci

ón (%

)

6 12 25 50 100


111


poblacional significativamente mayor que en el control y que en las restantes concentraciones (Fig. III-61). Los resultados del análisis de experimento de respuesta de tabla de vida (LTRE) permiten identificar que este incremento en λ respecto del control se debe a una positiva y significativa contribución de la sobrevivencia de los estadios juveniles (σ1) y la sobrevivencia de los adultos (σ2) y a una contribución negativa del parámetro α, i.e. un adelantamiento de la edad de primera reproducción, en las muestras de concentración 3,125-12,5%, mientras que en las muestras 25 y 100% concentrada, no existe variación respecto de los parámetros obtenidos en la matriz control (Fig. III-62). (Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Coya, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%)

Figura III-62. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña otoño, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal

E4, Coinco: Se realizó un ensayo agudo, de cuyos resultados se observa que la tasa de inmovilización de los individuos no resultó significativa en ninguna de las concentraciones del gradiente analizado (Fig. III-63).


100 50 25 12,5 6,25

Tasa

de

inm

ovili

zaci

ón D

. mag

na

(% in

mov

iliza

ción

·día

-1)

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030

(A) muestra de agua de poro de Coinco, y (B) tóxico de referencia K2Cr2O7. Barras de error muestran IC 95%. Figura III-63. Tasa de inmovilización de D. magna (% inmovil·día-1) en Campaña otoño, Estación

E4 Cuenca del Río Cachapoal

A


2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 0

Tasa

de

inm

ovili

zaci

ón D

. mag

na

(% in

mov

iliza

ción

·día

-1)

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030 B


112


Este resultado también se aprecia en la Fig. III-64, en la que no existe inmovilización significativa para ninguna de las concentraciones analizadas, ni en 24 ni en 48 h.

Barras de error muestran IC 95%.

Figura III-64. Porcentaje de inmovilización de D. magna en ensayo agudo a distintas concentraciones de agua poral, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal

En el ensayo crónico se reflejó una mortalidad en los primeros días de iniciado el ensayo tan sólo para la concentración 100%; las concentraciones menores sólo registraron mortalidad de Daphnia posterior al día 15, no registrándose mortalidad en la concentración 10% (Fig. III-65).

Figura III-65. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal

Las tasas de crecimiento poblacional muestran valores ≥ 1 para todo el gradiente de concentraciones analizado, i.e. crecimiento positivo o nulo de las poblaciones experimentales. En las concentraciones intermedias (10-50%) se obtuvo un crecimiento poblacional significativamente mayor que en el control y que en la concentración 100%, las que no difieren entre sí (Fig. III-66). Los resultados del análisis de experimento de respuesta de tabla de vida (LTRE) permiten identificar que este incremento en λ de la concentración 10% respecto del control se debe a una positiva y significativa contribución de la sobrevivencia de los estadios juveniles (σ1) y de la sobrevivencia de los adultos (σ2) y a una contribución negativa del parámetro α, i.e. un adelantamiento de la edad de primera reproducción, mientras que en la muestra 100% concentrada, no existe variación respecto

24 48

Tiempo (h)

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Inm

ovili

zaci

ón (%

)

6 12 25 50 100


113


de los parámetros obtenidos en la matriz control (Fig. III-67). Para la concentración 50% la rutina programada no arrojó resultados de las contribuciones de las tasas vitales.

Barras de error corresponden a IC 95%.

Figura III-66. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal

(obrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Coinco, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%)


E6, Las Cabras: En este punto se realizó un ensayo crónico que muestra una sobrevivencia del 100% de los individuos hasta el día 15, en todas las concentraciones analizadas (Fig. III-68), tras lo cual se produce una mortalidad que aumenta al 80% al día 20, comparable entre concentraciones y relativas al control. Las tasas de crecimiento poblacional son todas > 1 en las concentraciones de prueba, y significativamente mayores a la concentración control ≈ 1 (Fig. III-69). Este incremento en las tasas de crecimiento poblacional de D. magna en las muestras, se debe a contribuciones significativas de todas las tasas vitales, i.e. sobrevivencias de juveniles y de adultos


114


mayores a las obtenidas en el control, y edades de primera madurez más tempranas que las logradas en el control. En menor magnitud, pero igualmente significativo es el incremento de las fecundidades en todas las concentraciones respecto de la matriz control (Fig. III-70).

Figura III-68. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua

poral en Campaña otoño, Estación E6 Cuenca del Río Cachapoal


Figura III-69. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña otoño, Estación E6 Cuenca del Río Cachapoal


115


(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Las Cabras, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%)


7.2. Bioensayos, Campaña invierno Los bioensayos realizados en la 4ta campaña corresponden a ensayos agudos y crónicos conducidos en distintas diluciones de agua de poro de sedimentos provenientes de distintos puntos de la cuenca, por tanto se presentan a continuación los resultados del ensayo agudo y luego los resultados de los ensayos crónicos obtenidos por punto de muestreo. 7.2.1. Ensayos de toxicidad aguda en D. magna, Campaña invierno E2, Río Coya: Se realizó un ensayo agudo, de cuyos resultados se observa que la tasa de inmovilización de los individuos es significativa en concentraciones de la muestra de 50 y 100% (Fig. III-71.A), siendo sobre a un orden de magnitud superior a las tasas de inmovilización generadas bajo concentraciones de 0,6-2,4 mg·L-1 del tóxico de referencia (Fig. III-71.B).


100 50 25 12.5 6.25

Tasa

inm

ovili

zaci

ón D

. mag

na

(% in

mov

iliza

ción

·día

-1)

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6


2.4 1.2 0.6 0.3 0.15 0

Tasa

de

inm

ovili

zaci

ón D

. mag

na

(% in

mov

iliza

ción

·día

-1)

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

(A) muestra de agua de poro E2, Río Coya, y (B) tóxico de referencia K2Cr2O7. Barras de error muestran IC 95%.

Figura III-71. Tasa de inmovilización de D. magna (% inmovil·día-1) en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal

A B


116


En la Fig. III-72 se muestra el porcentaje de individuos inmovilizados en el transcurso de la realización del ensayo agudo, se observa que en la concentración 50% se produce ya una inmovilización significativa (40% app) a las 24 horas de iniciado el ensayo, aumentando a un 70% al término (48 h). En la muestra 100% concentrada la inmovilización es de una 80% en 24 h y completa (100% de los individuos) a las 48 h. En la Fig. III-73 se muestra la concentración letal o concentración efectiva 50%, para la estación de muestreo de Coya, correspondiente a una concentración en promedio de 39%, i.e. basta con una dilución del 60% del agua de poro proveniente de esta estación para observar efectos letales en el 50% de la población.


Figura III-72. Porcentaje de inmovilización de D. magna en ensayo agudo en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal


Figura III-73. Concentración letal 50% en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal

24 48Tiempo (h)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

% In

mov

iliza

ción

6.25 12.5 25 50 100

C o y a

LC50

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0


117


7.2.2. Ensayos de toxicidad crónica en D. magna, Campaña invierno E2, Río Coya: Se estimó la sobrevivencia edad-específica (lx), y no se registró la función mx dado que para los ensayos realizados se obtuvo reproducción sólo en el control y en la muestra de concentración 10%. Para la concentración control (0%) se obtuvo una sobrevivencia del 100% durante todo el experimento, en la concentración 10% se obtuvo una mortalidad del 20% al finalizar el ensayo, mientras que en concentraciones 50 y 100% se produjo una mortalidad completa de los individuos (100%) a partir del día 5 (Fig. III-74).

Figura III-74. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal

Se realizaron estimados demográficos de tablas de vida poblacionales únicas, basadas en las tablas individuales medidas directamente de los ensayos. Para este punto, se observa que el tiempo generacional no fue afectado por el agua de muestra no difiriendo de lo obtenido par el agua control en (Fig. III-75). La tasa neta reproductiva R0 presentó bajos valores (<10), no logrando reproducción en muestras de concentración 50 y 100% (Fig. III-75). La tasa de crecimiento poblacional de la concentración 10% no difiere de la obtenida en el control (Fig. III-76). El parámetro que mayor relevancia tuvo en la inviabilidad de las poblaciones experimentales expuestas a concentraciones 50 y 100% fue la fuerte contribución negativa del parámetro σ1 de la sobreviviencia de juveniles. Sin embargo todos los parámetros presentaron contribuciones negativas: reducción de sobreviviencia de juveniles, de adultos, retraso en la madurez y disminución de la fecundidad promedio (Fig. III-77).

C o n cen trac ió n m u estra (% )0 2 4 6 8 10 12 14 16

Sobr

eviv

enci

a (l x)

0 .0

0 .2

0 .4

0 .6

0 .8

1 .0

C on tro l1 05 01 00


118


(Tasa neta reproductiva (R0) y tiempo generacional (G) de D. magna)

Figura III-75. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal


Figura III-76. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E2 Cuenca del Río Cachapoal

(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Coya, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%) Figura III-77. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E2


C oncen tración m uestra (% )0 10 50 100

Pará

met

ro d

emog

ráfic

o

0

2

4

6

8

10

12

14T asa neta reproductiva R 0

T iem po generacional G

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

0 10 50 100

Tasa

de cr

ecimi

ento

pobla

ciona

l (λ

)

Concentración muestra (%)

-1.2-1

-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.6

10 50 100

Cont

ribuc

ión

Concentración muestra

σ1

σ2

α

F


119


E4, Coinco: Se realizó un ensayo crónico de donde se obtuvieron parámetros de tasas vitales, edad y estado específicos. En la figura III-78 se muestran curvas de sobrevivencia de D. magna para distintas concentraciones de agua de poro obtenidas de sedimento provenientes de Coinco, que se mantuvieron hasta el término del experimento para todas las concentraciones analizadas. Se observa que en las muestras 10-100% concentradas se produjeron mortalidades que no superaron el 10% hacia el fin del ensayo. Los parámetros demográficos de tasa neta reproductiva y tiempo generacional se muestran en la figura III-79. Los tratamientos de dilución tuvieron un efecto importante sobre el tiempo generacional y sobre la tasa neta reproductiva, dado que en concentraciones 50 y 100% no se registró reproducción de los individuos.

Figura III- 78. Sobrevivencia edad-específica para distintas concentraciones de muestra de agua poral en Campaña invierno, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal


Figura III-79. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno,

Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal

C oncen tración m uestra (% )0 2 4 6 8 10 12 14 16

Sobr

eviv

enci

a (l x)

0 .0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

C ontrol1050100

Concentración muestra (% )0 10 50 100

Pará

met

ro d

emog

ráfic

o

0

2

4

6

8

10

12

14Tasa neta reproductiva R 0

Tiem po generacional G


120


Dado que un hubo reproducción en las muestras menos diluidas, no fue posible una estimación de tasas de crecimiento poblacional. La tasa estimada en el tratamiento 10% fue levemente superior a la obtenida en el control (Fig. III-80). Los resultados del análisis de experimento de respuesta de tabla de vida (LTRE) permiten identificar la causa del decremento en λ en las muestras 50 y 100% concentrada, como respuesta a una disminución de todos los parámetros demográficos, fundamentalmente fuertes disminuciones de la sobrevivencia de los estadíos juveniles (Fig. III-81).


Figura III-80. Tasas de crecimiento poblacional a distintas concentraciones de muestra de agua

poral en Campaña invierno, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal

(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Coinco, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%)

Figura III-81. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E4 Cuenca del Río Cachapoal

Tasa

de

crec

imie

nto

0 .00

0 .20

0 .40

0 .60

0 .80

1 .00

1 .20

1 .40

0 10 50 100

∠

C o n cen tració n m u estra (% )

-1.2-1

-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.6

10 50 100

Cont

ribuc

ión


σ1

σ2

α

F


121


E5, Codao: Del ensayo crónico realizado, se observa que tanto el control como todos los tratamientos reflejaron 100% de sobrevivencia durante el tiempo analizado (Fig. III-82). El análisis de parámetros demográficos (Fig. III-83) muestra un incremento gradual en R0 hasta la concentración 50%, sin embargo, en la concentración 100% R0 alcanza valores por debajo al control. El tiempo generacional no mostró variaciones. En concordancia con la tasa neta reproductiva, la tasa de crecimiento poblacional, muestra crecimiento gradual desde el control hasta la concentración 50%. En todas las diluciones se observó crecimiento poblacional (λ >1). En la concentración 100% se observa una disminución significativa de la tasa respecto del control (Fig. III-84).



Figura III-83. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno, Estación E5 Cuenca del Río Cachapoal

C o n cen trac ión m uestra (% )0 2 4 6 8 10 12 14 16

Sobr

eviv

enci

a (l x)

0 .0

0 .2

0 .4

0 .6

0 .8

1 .0

C on tro l1050100

C oncentración muestra (% )0 10 50 100

Pará

met

ro d

emog

ráfic

o

0

2

4

6

8

10

12

14Tasa neta reproductiva R 0

Tiem po generacional G


122




La contribución de las tasas vitales (Fig. III-85) que determinan los valores del crecimiento poblacional sugieren que el incremento en F es significativo en el tratamiento 10 y 50%. En la concentración 100% grandes contribuciones tanto positiva (α) como negativas σ1 y σ2), sin embargo, tan sólo una disminución en la sobrevivencia de los juveniles resultó marginalmente significativa.

(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Codao, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%)

Figura III-85. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E5


E6, Las Cabras: Se realizó un ensayo crónico de donde se obtuvieron parámetros de tasas vitales, edad y estado específicos. En la figura III-86 se muestran curvas de sobrevivencia de D. magna para distintas concentraciones de agua de poro obtenidas de sedimento provenientes de Las Cabras, que se mantuvieron hasta el término del experimento para todas las

0.95

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

1.25

0 10 50 100

Tasa

de cr

ecim

iento

pobla

ciona

l (λ

)Concentración muestra (%)

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

10 50 100

Cont

ribuc

ión


σ1

σ2

α

F


123


concentraciones analizadas. Se observa que las muestra 50 y 100% concentradas generaron mortalidades que no superaron el 10% al término del experimento.


Los parámetros demográficos de tasa neta reproductiva y tiempo generacional se muestran en la figura III-87. Los tratamientos de dilución no tuvieron efecto sobre el tiempo generacional, mientras que la tasa neta reproductiva presentó valores mayores en el control y en la muestra 10%, disminuyendo en los tratamientos 50 y 100%.

Las tasas de crecimiento poblacional muestran valores significativamente superiores a 1 en todas las concentraciones de muestra, con un máximo en el control y en la concentración 10%, y tasas significativamente menores en las concentraciones 50 y 100% (Fig. III-88). Los resultados del análisis de experimento de respuesta de tabla de vida (LTRE) permiten identificar que el decremento en λ en las muestras 50% y 100% concentradas se deben a marginalmente significativas contribuciones negativas del parámetro F, i.e. una disminución de la fecundidad promedio de Daphnia en esa dilución. Por otra parte, las contribuciones de las tasas vitales en los tratamientos 10 y 100% no son significativas, por lo tanto la población en esas concentraciones no se aleja del modelo aditivo planteado (Fig. III-89).

(Tasa neta reproductiva (R0) y tiempo generacional (G) de D. magna) Figura III-87. Estimados de parámetros demográficos en ensayos crónicos de Campaña Invierno,

Estación E6 Cuenca del Río Cachapoal

C oncentración m uestra (% )0 2 4 6 8 10 12 14 16

Sobr

eviv

enci

a (l x)

0 .0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

C ontrol1050100

C oncentración m uestra (% )0 10 50 100

Pará

met

ro d

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ráfic

o

0

2

4

6

8

10

12

14T asa neta reproductiva R 0

T iem po generacional G


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(Sobrevivencia de los juveniles (σ1), sobrevivencia de los adultos (σ2), edad de primera madurez (α) y fecundidad promedio (F) a las tasas de crecimiento poblacional en distintas concentraciones de muestra de agua de poro de muestras de Las Cabras, respecto de la tasa de crecimiento de la población control. Barras de error corresponden a IC 95%) Figura III-89. Contribuciones de los parámetros poblacionales en Campaña invierno, Estación E6


-0.40

-0.30

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

10 50 100

Cont

ribuc

ión


σ1

σ2

α

F

0.95

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

0 10 50 100

Tasa

de cr

ecim

iento

pob

lacio

nal

(λ)

Concentración muestra (%)


125


IV. OBSERVACIONES FINALES 1. Actividades Antrópicas en la cuenca Las principales actividades económicas desarrolladas en la cuenca del río Cachapoal son las del tipo silvoagropecuaria y minera, sin embargo se destaca la diversidad de otros rubros productivos del tipo manufacturero tales como industrias de alimentos, conservas, caldos concentrados y otros alimentos deshidratados, industria avícola, fabricación de productos metálicos, artículos de pulpa, papel y cartón, vinos y servicio de saneamiento, fabricación de productos químicos industriales y frigoríficos relacionados con la conservación de carnes. Desde el punto de vista de su aporte al producto, las actividades silvoagropecuarias contribuyen con el 29,3%, seguido por la minería con el 24,8%, el comercio con el 11,0% y la industria manufacturera con el 10,0%. La cuenca aloja unos 542.900 habitantes, de los cuales un 76% corresponde a población urbana (concentrada en las comunas de Rancagua, Rengo y Machalí) y un 24% a población rural, la que se encuentra dispersa en las distintas comunas de la cuenca. La actividad minera está presente desde la estación E2 (Río Coya, División El Teniente, CODELCO), dispersándose en la cuenca, sin embargo esta se concentra en los afluentes principales del estero La Cadena (extracción de oro), estero que está asociado al sector medio de la cuenca y que es afluente al río Cachapoal en la estación E4 (Puente Coinco). De 61 faenas mineras, 32 se encuentran activas y 29 paralizadas (52 y 48%, respectivamente), dichos porcentajes no incluyen relaves mineros. La actividad minera se ve representada por la extracción de cobre y oro (comuna de Rancagua) y cuarzo (comuna de Coltauco). Otra actividad productiva desarrollada en la cuenca es la agricultura, presente desde la estación E3 (Bocatoma Ribera sur; agua para riego) hacia aguas abajo. 2. Aspecto Hidrodinámico El río Cachapoal en el tramo analizado, presenta una disminución de sus pendientes de fondo desde el Sitio E1 a E6, variando desde valores superiores al 3% en el sector alto del río (Sitios E1 y E2) hasta valores inferiores al 1% en el sector bajo (Sitios E3 a E6). Esta disminución de la pendiente ocurre simultáneamente a un aumento en los anchos del escurrimiento, asociado a la salida del río al valle central desde la zona Cordillerana, en las proximidades de la ciudad de Rancagua. La disminución de la pendiente tiene asociada una disminución de la velocidad media del flujo y también del esfuerzo de corte sobre el fondo. Esto genera una notable disminución en la capacidad de transporte de sedimentos a partir del Sitio E3 hacia aguas abajo, lo que explica la ocurrencia de grandes depósitos de sedimentos en el sector bajo del río y un comportamiento trenzado del río Cachapoal, con la formación de distintos brazos que se entrelazan y que evolucionan dinámicamente en el tiempo. Estos depósitos corresponden principalmente al material sedimentario más grueso, lo cual genera una coraza superficial en el lecho, generada por el lavado del material más fino (arenas), por lo tanto el lecho en la zona baja del río Cachapoal sería removido principalmente durante grandes crecidas, dándole al transporte de sedimentos gruesos un carácter esporádico. Las velocidades de desplazamiento del gasto sólido de fondo disminuyen desde el sector alto al bajo, con valores en el rango de los 0,2 a 0,45 m/s en este último sector. Esto implica que crecidas de un par de días de duración generan desplazamientos del material del lecho no muy superiores a unos 70 Km. en el sector bajo


126


del río. El flujo también disminuye su capacidad de resuspender material desde el lecho en el sector bajo, manteniendo en suspensión partículas de menor tamaño que en el sector alto, e inferiores a aproximadamente 1 mm. Este valor, sin embargo implica que partículas de arena podrían ser mantenidas en suspensión, dando las condiciones para la desorción de masa adsorbida en las partículas de sedimento fino. Dado que el sector alto del río presenta una mayor turbulencia que el sector bajo, esto redunda en una mayor capacidad de transferencia de masa hacia la columna de agua y menores tiempos de mezcla, comparados con los del sector bajo. En este último sector el coeficiente de transferencia de masa alcanza valores del orden de 0,03 a 0,04 mm/s con tiempos de mezcla vertical no superiores a 2 o 3 min. Estos tiempos de mezcla y las velocidades medias del escurrimiento estimadas, indican que una transferencia de masa desde los sedimentos se mezclaría en la columna de agua en distancias no superiores a los 220 m desde el punto de descarga. Esto implica a su vez una relativamente buena dilución de las concentraciones descargadas desde los sedimentos y una rápida exposición de toda la columna de agua a las sustancias disueltas. 3. Aspecto Químico de Agua Superficial 3.1. Parámetros Físico-químicos El río a lo largo del año se encontró oxigenado, los parámetros físicos y químicos que demostraron mayor alteración fueron los Sólidos suspendidos totales (SST), sulfatos y DBO5. Los SST fluctuaron preferentemente entre clase de calidad (C) C3 y C4 en la mayoría de las campañas y a lo largo de todo el tramo del río. La concentración de sulfato se destacó en invierno preferentemente en las estaciones potámicas E5 y E6 donde alcanzó clase de calidad C3. Un indicador de materia orgánica es la DBO5, esta se encontró alta en la época de estiaje donde los componentes estarían más concentrados. Su concentración fluctuó ente una clase de calidad C3 y C4. El Sulfato fue relevante en la campaña de invierno en las estaciones más potámicas E5 y E6 alcanzando clase de calidad C3. 3.2. Metales Totales Los metales totales que se presentaron a lo largo de todo el tramo del río fueron cobre (C2) y aluminio (C4). El cobre es atribuible a la actividad minera y el aluminio en gran parte a procesos de meteorización de material parental. La alta concentración de hierro total, que alcanzó clase de calidad C4, se encontró en las campañas de otoño e invierno. En otoño hubo un evento importante que significó la remoción de sedimento, lo cual en parte serían las consecuencias de las altas concentraciones detectadas en invierno más aportes de escorrentías por las lluvias. Manganeso total se encontró en la campaña de invierno, esto en parte estaría reflejando aportes alóctonos o por escorrentías de suelos aledaños. 3.3. Metales Disueltos La mayor concentración de metales disueltos se detectó en la campaña de otoño, en esta destacó a partir de clase de calidad C2 el cobre, el hierro, manganeso y aluminio. Esto en parte podría deberse a dos motivos, por un lado la gran perturbación física del sistema por el aluvión de otoño y en general otoño representa la época de estiaje donde la capacidad de


127


dilución de los componentes químicos es la menor en comparación con las otras estaciones del año. Molibdeno se detectó a lo largo de todo el tramo del río en verano a partir de la E1. 4. Aspecto Químico de Sedimentos Los sedimentos se comportan como un reservorio, sin embargo su comportamiento dependerá de la hidrodinámica del sistema, de la estabilidad química, entre otros por lo cual debe ser vigilado. Por ejemplo, frente a cambios de pH, o potencial redox esta matriz sedimento podría actuar como fuente liberando elementos traza metálicos solubles metales (ETMs) al sistema en alta concentración en forma soluble, también por factores hidrodinámicos podría favorecerse una remoción de estos a la columna de agua. Los sedimentos mostraron cierta estabilidad de pH (levemente alcalino), en el transcurso de las cuatro campañas de muestreo, por lo que factor más relevante para la dinámica desde el punto de vista químico fue el potencial redox. Este factor varió estacionalmente desde potencial oxidante (en alto caudal), en las zonas más ritrónicas del río. En las localidades de menor pendiente el potencial fue reductor, en las dos primeras campañas correspondientes a primavera y verano. La conductividad eléctrica (CE) da cuenta de las sales disueltas y acumuladas, los valores más altos se presentaron en las estaciones de menor pendiente, como en E6 Las Cabras en las tres primeras campañas (primavera, verano y otoño). Respecto a las sales solubles se demostró que el catión que presentó mayor concentración en la mayoría de las localidades muestreadas en el tiempo fue Calcio. Algunas excepciones detectadas es posible atribuirlas a descargas de RILes como por ejemplo para Sodio en época de primavera en E1 y en época de otoño en la E4. Para el caso de los aniones se destacó por su concentración el ión Sulfato y le sigue Carbonato. Este último fue importante en las localidades de menor pendiente el que probablemente influye en los pH levemente alcalinos. En las estaciones de mayor altura se destacó el ión Cloruro específicamente en la E1 en primavera. Posiblemente se encuentre como Cloruro de Sodio de origen litogénico y solubilizado por efecto de un aumento de caudal. La mayor contribución de elementos traza metálicos solubles (ETMs) en los sedimentos en las zonas altas fue atribuible a un carácter litogénico, excepto en la E2 que tiene históricamente una influencia por descargas mineras, reflejado en la composición de su sedimento. En las estaciones de muestreo de menor altura se observó un enriquecimiento de los sedimentos en materia orgánica (estaciones E5 y E6). Esto se produciría por actividad antrópica de la cuenca tales como la influencia de las zonas urbanas con sus aportes de desechos. También la extracción de áridos que altera las riberas y la composición del sedimento reflejado en el aumento de las concentraciones de Carbonatos, Hierro y Aluminio.


128


En la distribución de metales pesados por campaña se destacó la E2, Coya y corresponde al siguiente orden: Campaña 1(primavera): Cu › Fe › Mn › Zn › Al. Campaña 2 (verano): Cu › Mn › Al › Zn › Fe. Campaña 3 (otoño): Cu › Mn › Fe › Al › Zn. Campaña 4 (invierno): Cu › Mn › Fe › Al › Zn. Los elementos traza metálicos solubles (ETMs) totales se pueden ordenar en dos grupos mayoritarios y minoritarios según sus concentraciones. Se muestran los elementos que se destacan para la campaña de verano: ETMs mayoritarios: Fe (E2) › Al (E2) › Cu (E2) › Mn (E2) › Zn (E2). ETMs minoritarios: As, Cd, Cr, Ni, Pb, Mo y B los cuales mostraron concentraciones variables en toda las estaciones, As › Cr › B ≈ Ni › Cd › Mo. Los componentes mayoritarios Fe y Al mostraron que un porcentaje mínimo estaría solubilizado, sin embargo Zn, Cu y Mn mostraron un porcentaje apreciable de la fracción soluble respecto de la concentración total, lo que posibilitaría su traspaso a la columna de agua. Los análisis de correlaciones indicaron que algunos metales como Aluminio y Cadmio, serían de origen litogénico, otros como Mn y Cd se encontrarían adsorbidos, Boro estaría asociado a la MO, y algunos pares de metales como Fe-Mn, Cd-Mn, Mo-Mn, Al-Mn, Cu-Pb, Cu-Zn, Cu-Cr, Al-Ni, Al-Zn, Al-Cr, Al-Cd, Al-Fe, Fe-B, Fe-Pb, B-Zn y B-Cu se encontrarían asociados indicando fuente u origen común. Pb y Fe se encontrarían asociados a la materia orgánica. Según la matriz de jerarquía (refleja un ordenamiento de las estaciones) mostró que E2 Coya, presentó un comportamiento diferente del resto de las estaciones, lo que estaría de acuerdo con las más altas concentraciones de elementos traza metálicos solubles (ETMs) de este sitio de muestreo con relación a las otros sitios. 5. Relación sedimento - agua - Cinc se encontró en la matriz agua superficial en diferentes porcentajes y en todas las estaciones. - Cobre en general se encontró en concentraciones apreciables en la campaña de otoño desde la estación E2. En las otras campañas las concentraciones fueron muy bajas, a excepción de la campaña de primavera en E1. - Aluminio se encontró en concentraciones apreciables, solamente en la E3 en la campaña de verano y en la E2 en la campaña de otoño. En ambos casos superó el 100% lo que estaría indicando otras fuentes diferentes al sedimento, esto es corroborado por la escasa solubilidad de este elemento bajo las condiciones químicas del sistema.


129


- Manganeso se encontró en la matriz agua superficial distribuido en diferentes porcentajes y en todas las estaciones, especialmente en la estación E2 campaña primavera, verano y otoño. En esta campaña las condiciones hidrodinámicas del sistema estarían favoreciendo la solubilidad y remoción de este elemento desde el sedimento hacia el agua. - Hierro de acuerdo a las relaciones fracción soluble y concentración en la fracción total indicaría una escasa solubilidad. Sin embargo se presentaron casos en que se encontraron concentraciones muy altas de hierro, por ejemplo para las campañas de primavera en E1 y otoño en E2 y E5, los porcentajes superaron el 100% y en menor concentración para la campaña de verano en E3. Esto podría ser atribuible a vertidos directos al sistema fluvial. La remoción desde el sedimento de los elementos traza metálicos solubles (ETMs) hacia la matriz agua superficial, dependería en gran parte de factores hidrodinámicos, condiciones químicas del sistema tales como Eh, pH, entre otros además de características químicas de los elementos (solubilidad y estabilidad). 6. Aspecto Biológico: Biota Bentónica Las observaciones respecto a la biota se refieren específicamente a los resultados de las campañas de primavera y verano, donde la abundancia fue mayor por ciclos de vida de los organismos. En general se puede concluir que la menor densidad de organismos, riqueza, biodiversidad se presentaron en la E2 (Río Coya), estación que ha presentado históricamente actividad minera. De hecho, del resultado del análisis de correlaciones entre parámetros físicos y químicos con parámetros comunitarios se desprende una correlación negativa entre el cobre disuelto con riqueza, biodiversidad y densidad. La mayor densidad y riqueza se presentó en la E5 Codao y la mayor diversidad se observó en primavera en la E5 (Puente Codao) y en verano en la E1 (Cortaderal). La E1 (Cortaderal) estaría representando la estación más limpia, sin embargo esta presentó algún grado de perturbación dado por las concentraciones de Sólidos Suspendidos Totales (SST) y algunos metales totales y disueltos que preponderantemente serían de fuente litogénica, tales como hierro y aluminio. Respecto a la biota registrada en esta estación se encontraron familias que representan sitios de buena calidad de agua, como las familias Leptophlebiidae e Hydrobiosidae, pero en bajas concentraciones (entre un 2 y 6 %). Respecto a la calidad del agua del río en primavera se encontró de relativamente mala a muy mala calidad, esta situación se mejora bastante en verano cuando las poblaciones de organismos estarían más estructuradas y el río estaría más homogenizado producto de los deshielos de primavera. En verano la E1(Cortaderal) reflejó aguas de buena calidad, la E2 (Río Coya) continúa de mala calidad, sin embargo esta se depura en las estaciones E3 y E4 que representaría la zona media del río, para disminuir la calidad del agua en las estaciones más potámicas e históricamente más presionadas por las actividades antrópicas. También hay que considerar la actividad que se da en la matriz sedimento que bajo condiciones hidrodinámicas más estables podrían estar actuando en parte como fuentes de contaminantes, como sería el caso de las dos últimas estaciones que representan la zona potámica del río. El análisis espacial de las estaciones en base a la biota bentónica


130


aglomeró a estas dos estaciones como un solo grupo y a E2 (Río Coya) conformando un grupo aparte por si sola. Del análisis de correspondencia canónica se desprende que una de las variables significativas que podrían explicar alguna correlación con la biota fueron los sólidos suspendidos totales, estos además se correlacionaron con las familias Blepharoceridae, Athericedae y Gripopterigidae las cuales estuvieron presentes en la primera estación con los menores valores de SST que fueron de 4 mg/L. 7. Aspecto Biológico: Bioensayos Estación E2 (Río Coya): En la campaña de otoño se registró un LC50= 112% significativo, y en la campaña de invierno se obtuvo un LC50= 38% significativo, y una disminución en la sobrevivencia. No hay viabilidad en D. magna debido a una temprana mortalidad y de gran magnitud. Esta estación es identificada como por un efecto muy negativo sobre la población. Estación E4 (Puente Coinco): En otoño, no hay variación en tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control. Efecto nulo sobre parámetros de fecundidad y edad de primera madurez. No registra LC50 significativo. En invierno no hubo viabilidad en tasas de crecimiento de D. magna debido a una falta de reproducción en altas concentraciones. Estación E5 (Puente Codao): Disminución en tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control. Efecto negativo sobre parámetro de fecundidad y nulo para edad de 1era madurez. No registra LC50 significativo. Estación E6: Aumento en tasa de crecimiento poblacional de D. magna relativo al control. Incremento en parámetros de sobrevivencia (juveniles y adultos), fecundidad y retraso en edad de 1era madurez. No registra LC50 significativo.


131


V. CONCLUSIONES De acuerdo a las observaciones se puede concluir que: Las principales actividades productivas de la cuenca hidrográfica del río Cachapoal son de tipo silvoagropecuaria y minería, las que en conjunto representan el 54%. La minería afecta todos los tramos del río. En la zona ritrónica se encuentra la estación E2 (río Coya), una de las estaciones más perturbadas, se localiza la mina cuprífera El Teniente, CODELCO, afluentes de los tramos medios del río son afectados por minería aurífera (Coinco) y la zona potámica por minería de cuarzo (Coltauco). La actividad agrícola está presente desde el tramo medio del río, estación E3 (Bocatoma Ribera sur) hasta la desembocadura. La población urbana ha incrementado y representa un 34 % más que la población rural. Las actividades productivas se reflejaron en las aguas superficiales de la cuenca hidrográfica. En la calidad del agua superficial se detectaron metales pesados, e indicadores de materia orgánica. Los metales pesados fueron atribuidos a la minería, detectándose en mayor concentración en épocas de estiaje, en este caso en forma normal en la campaña estival. En otoño del 2008, época de estiaje ocurrió un evento no frecuente de crecida, donde las concentraciones de metales fueron muy altas, hecho muy considerable y en su magnitud hace 30 años no sucedía. En general en el río destacaron tanto como metal pesado total y disuelto el Cu, Mo y Al. En el evento de crecida en otoño se observó Cu, Al, Fe y Mn. Las mayores concentraciones de materia orgánica representada por la DBO5, se presentó en las estaciones más potámicas, donde la probabilidad de acumulación es mayor, por condiciones hidrodinámicas del sistema. Los valores de fósforo y nitrógeno encontrados indicaron eutrofización para sistemas fluviales. El fósforo total se encontró entre 0,315 – 1.700 mg/L, principalmente observado en la E4 localizada bajo el Estero La Cadena donde históricamente el río ha sufrido descargas ricas en materia orgánica, también en E1 en verano atribuible a vertidos por actividad antrópica de la cuenca. Los rangos más altas de nitrógeno fueron detectadas durante la estación estival (4,37 mg/L a 11,500 mg/L) en las estaciones E3 y E5, esta última localidad está rodeada de poblados, basurales, actividad agrícola aledaña al río y en la zona se localizan industrias procesadoras de alimento. El evento de crecida específicamente influyó en la alta concentración de sólidos suspendidos totales (SST), sulfatos y DBO5, predominando en las estaciones potámicas E5 y E6. En la capacidad de reservorio de los sedimentos la componente hidrológica juega un rol importante, en el estiaje las concentraciones de metales pesados fueron mayor similar a lo sucedido para aguas superficiales. Entre los metales en la zona ritrónica destacó el Mn, Fe, Al y Cu en la E2 (Coya), en el tramo medio E3 el Cu, Mn y Fe fueron relevantes y al final en los dos últimos tramos el Fe, Mn y Al cobraron importancia. En el evento de crecida destacó el Mn, Cu y Al y en invierno se homogenizó el sistema con Cu, Al y Fe. El río presenta una disminución de sus pendientes de fondo aguas abajo, con valores por sobre el 3% en los tramos altos del río (Sitios E1 y E2) hasta valores inferiores al 1% en los tramos medios a bajos (Sitios E3 a E6). También aguas abajo aumenta en los anchos del escurrimiento, disminuye la velocidad media del flujo y el esfuerzo de corte sobre el


132


fondo. Así a partir de los tramos medios, (en E3), disminuye la capacidad de movilizar sedimentos como gasto sólido, y se da un comportamiento trenzado del río. La capacidad del flujo de resuspender material desde el lecho es menor, se mantienen en suspensión partículas de menor tamaño que en el sector alto (menores a 1 mm), favoreciendo las partículas en suspensión y la desorción de masa adsorbida en las partículas de sedimento fino. En el sector alto la mayor turbulencia aumenta la capacidad de transferencia de masa hacia la columna de agua y los tiempos de mezcla son menores, comparados con los del sector bajo, lo que indica una buena dilución de las concentraciones descargadas desde los sedimentos y una rápida exposición de toda la columna de agua a las sustancias disueltas. En la relación sedimento agua, la capacidad de remoción de metales desde los sedimentos a la columna de agua destacó el Cu, Al, Mn y Fe (mayor en época de estiaje). El Cu resultó estar en forma pareja en todas las estaciones, el Al se observa alto tanto por procesos de meteorización dado su origen litogénico como también favorecido por actividades de la cuenca tales como vertidos. El evento de crecida removió Mn siendo considerable en la campaña de invierno. En general, se puede establecer que la dinámica de sedimentos difiere espacialmente. Las condiciones físicas del sistema influencian fuertemente en la zona ritrónica y las condiciones químicas en la zona potámica. Lo destacable, tanto en sedimentos como en agua superficial, fueron Fe, Al y Cu los cuales se correlacionaron positivamente. El Cu se debería fundamentalmente a las condiciones hidrodinámicas del sistema y habría que sumar la influencia química del sistema para el Al y Fe, tal como las concentraciones de materia orgánica, los cambios de potencial redox y cambios de pH dado por las actividades de la cuenca, a partir de los tramos medios. Las condiciones hidrológicas afectan la estabilidad de sedimentos influyendo en la calidad de las aguas superficiales, como también las actividades de la cuenca. Así se observaron diferencias en los parámetros comunitarios tales como la biodiversidad. En general en los tramos medios a bajos se presentó la mayor diversidad, riqueza y densidad se presentó en la zona media del río, donde disminuye la pendiente de fondo e hidrodinámicamente el río es más estable, el desarrollo lateral es mayor lo que contribuiría a una mayor heterogeneidad de hábitat que en parte repercutiría en una mayor biodiversidad. La menor densidad de organismos, riqueza, biodiversidad se presentaron en la E2 (Río Coya), donde se presentó una alta concentración de metales pesados. El cobre disuelto presentó una correlación significativa negativa con riqueza, biodiversidad y densidad. El índice biótico Ch IBF fluctuó entre valores que indicaron aguas de excelente calidad (E1) a aguas de regular (E2) a muy mala calidad correspondiente a la zona potámica (E6), la cual presentó familias típicas de aguas contaminadas orgánicamente, donde las condiciones hidrodinámicas son más estables y los sedimentos podrían estar actuando como fuentes de contaminantes. Los bioensayos respecto a la E2 resultaron tener un LC50 significativo, y una disminución en la sobrevivencia, así tuvo un efecto muy negativo sobre la población. En los tramos medios y bajos de la cuenca no hubo respuesta ante LC50. Sin embargo las respuestas fueron negativas sobre la tasa reproductiva, la tasa de crecimiento. En el tramo más bajo la respuesta fue sobre retraso en edad de primera madurez. Esto demuestra la importancia de probar con otro tipo de bioensayos, aparte de los agudos. Realizar bioensayos crónicos y de


133


tipo demográfico pueden aportar a mejorar los efectos que sustancias biodisponibles pueden causar sobre las poblaciones. Para la integridad del sistema se deben vigilar los metales totales relevantes en una cuenca. Medir los metales pesados totales en todas las épocas y los metales disueltos en estiaje, dado el mayor riesgo que significan por su biodisponibilidad y por lo tanto sus efectos tóxicos sobre la biota. Cuadro resumen de los resultados más relevantes El siguiente esquema muestra las generalidades observadas en zonas altas, medias y bajas, del río para los diferentes aspectos considerados en este estudio:

Figura V-1. Esquema de corte longitudinal de un río, se indican las zonas altas, medias y bajas

Zona Baja Zona Media Zona Alta


134


Tabla V-1. Generalidades de diversos aspectos considerados en este estudio, según zona del río

Zona

Aspecto Alta Media Baja

Impactos e intervenciones

antrópicas

Zona de baja a alta intervención por actividad minera cuprífera.

Zona de alta intervención e impacto medio. Actividad de extracción de oro, vertidos por fuentes industriales, procesadora de alimentos y agricultura.

Zona de alta intervención, de alto impacto. Actividad agrícola e industrial.

Hidrodinámica

Pendiente Alta (3%). Capacidad transporte de sólidos: Alta Capacidad transferencia masa Alta (0.1 a 0.12 mm/s). Tiempos mezcla bajos (< 1 min)

Pendiente Media (< 1 %). Capacidad transporte de sólidos: Media Capacidad transferencia masa Media a baja (0.03 a 0,04 mm/s). Tiempos mezcla medios (2 o3 min aprox.)

Pendiente Baja (<1%). Capacidad de transporte de sólidos: Baja (Movimiento en crecidas). Capacidad transferencia masa Media a baja (0.03 a 0,04 mm/s). Tiempos mezcla medio (2 o 3 min prox.).

Química : Relación de

metales sedimento-

agua

Aumento solubilidad de metales en sedimentos, favorece transferencia a la columna de agua en las campañas de verano. Destacan Zn, Cu, Al. Fe. Cu en E2; Al en E2 por fuente litogénico y antrópico. Mn en E2 la hidrodinámica del sistema favorece su solubilidad. Fe en E1 y E2 aparte de su fuente litogénica se explica por vertidos.

Zn presenta en todas las estaciones. Al por fuente litogénica y antrópica (extracción áridos) y conserveras. Fe por fuente litogénica, es de escasa solubilidad y su presencia se debe a otras fuentes tales como vertidos y extracción de áridos. El evento de crecida removió metales pesados liberándolos a las aguas superficiales. La concentración de materia orgánica en los tramos medios a bajos aumenta la solubilidad de metales. Se destacó el ión Sulfato y Carbonato, este último probable influye en aumentar el pH.

Biota

Enfoque Biodiversidad: REGULAR a BAJA

Enfoque Biótico: Perturbación Leve a Alta

según la estación.

Enfoque Biodiversidad: ALTA

Enfoque Biótico: Respuesta variable

Enfoque Biodiversidad: BAJA

Enfoque Biótico: Perturbación Alta


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VI REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS APHA (1998). Standard Methods for the examination of water and wastewaters, 20th Edition, American Public Health Association, Washington D.C Burriel Moti, F., Arribas Jimeno S., Luceno Conde F. (2003). Química analítica cualitativa. Capítulos XIX y XX. 740-903. Campbell, P.G. C., Tesier, A. (1987). Metals speciation, Separation and Recovery, Lerwis Michigan, 201-224. Casas, J. M. (1989). Estudio de la contaminación por metales pesados de la cuenca del Cardener. Tesis Doctoral 00 271. Chen, M., Tan, S. k., Tay, J. h. (1996). Distribution, fractional composition and release of sediment-bound heavy metals in tropical reservoirs. Water, Air, and Soil Pollution 92, 273-287. CODELCO (2006). Memoria anual 2006. [en línea] disponible en: http://www.codelco.com/la_corporacion/memorias/memoria2006/ CONAMA (2004). Guía para el establecimiento de las Normas Secundarias de Calidad Ambiental para Aguas Continentales Superficiales y Marinas. Crespo, C. (1998). Mecánica de suelos y cimentaciones. Editorial NORIEGA LIMUSA, México, pp 641 DGA (2004). Diagnóstico y clasificación de los cursos y cuerpos de agua según objetivos de calidad. Cuenca del Río Cachapoal. CADE-IDEPE. MOP. 184 pp. Ferreira, D., Tousset, N., Ridame, C., and Tusseau-Vuillemin, M. (2008). More than inorganic copper is bioavailable to aquatic mosses at environmentally relevant concentrations. Environmental Toxicology and Chemistry, Vol. 27, No. 10, pp. 2108–2116. Figueroa, R., C Valdovinos, E. Araya & O. Parra (2003). Macroinvertebrados bentónicos como indicadores de calidad de agua del sur de Chile. Revista Chilena de Historia Natural 76: 275-285. Figueroa, R., A Palma, V. Ruiz y X. Niell. (2007). Análisis comparativo de índices bióticos utilizados en la evaluación de la calidad de las aguas en un río mediterráneo de Chile: río Chillan, VIII Región. Rev. Chil. Hist. Nat. 80: 225-242, 2007. Forstner, U. (1983). Assessment of metal pollution in rivers and estuaries. In: Applied Environmental Geochemistry. I. Thornton (Ed) Academic Press. London, pp 395-423 Förstner, U. (1989). Contamined Sediments. In lecture notes in Earth Sciences. S. Bhattacharij et al (eds). Spring-Verlag, Berlin Heidelberg, hermany, pp 1-157.


136


Forstner, U. (1993). Metal speciation. General concepts and application. En: Proceedings of the Workshop on the sequential extraction of trace metals in soil and sediments. Int. J. Environ Anal Chem. 51, 5-23. INE (1997). CENSO AGROPECUARIO INE (2002). CENSO POBLACIONAL Legret, M. (1993). Speciation of heavy metals in sewage sludge-amended soil. En: Proceedings of the Workshop on the sequential extraction of trace metals in soil and sediments. Int. J. Environ Anal Chem. 51, 161-165. López-Sanches, J.F. (1993). Comparison of two sequential extraction procedures for trace metal partitioning in sediments. En: Proceedings of the Workshop on the sequential extraction of trace metals in soil and sediments. Int. J. Environ Anal Chem. 51, 161-165. Miller N. J y Miller J C. (2002). Estadística y quimiometría para química analítica, capítulo 6, Métodos no paramétricos y robustos, pág.172-176. Petter Gustafsson, Jon (2009). Manual Visual Minteq, versión 2005, revisado 2009. http://hem.bredband.net/b108693. Prusty, B. G., Sahu, K.C., Codgul, G. (1994). Metal contamination due to mining ald milling at the Zawar zinc mine, Rajasthan India I. contamination of stream sediments. Chemical Ecology 112, 275-291. Rosental, R., Eagle, G.A., Orren, M.J. (1986). Trace metal distribution in different chemical fraction of nearshore marine sediments. Est. coast Shelf Science 22, 303-324. Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN, 2002). Atlas de Faenas Mineras. Minas y Plantas, región VI. Dpto. Seguridad Minera. SISS (2005). INFORME DE GESTIÓN DEL SECTOR SANITARIO 2005. [en línea] disponible en: http://www.siss.cl/RepositorioSiss/Archivos/est05/Informe%20de%20gesti%C3%B3n%202005.pdf Smith, R.L. & Smith, T.M. (2001). Ecología, 4.ª edicion. PEARSON EDUCACIÓN, S.A., Madrid. 664 pp. Salomons, W. & Förstner, U. (1984). Metals in Hydrocycle. Sprig-Verlag, New -York berlin Heilderlberg. 340 pp. Twiss, M.R. and Moffett, J.W. (2002). Comparison of copper speciation in coastal marine waters measured using analytical voltammetry and diffusion gradient in thin-film techniques. Environ. Sci. Technol. 36(5), pp. 1061-1068.


137


Ure, A. m. , Quevauviller, P.H., muntau, H. , Griepink, B. (1993). Speciation of heavy metals in soils and sediment. An account of the improvement and harmonization of extraction techniques undertaken under the auspices of the BCR of the commission of the European Communities. Int. Journal Environ. anal Chem. 51, 135-151. Usero, j., Morillo, J., Gracia, I. (1997). Contaminación por metales en sedimentos acuáticos. Tecnología del Agua. 166, 44-50.

Usero, I, Campos, J. M., gracia, I. (1998). Contaminación por metales en los sedimentos del río Odiel. Tecnología del agua, 130, 47-54. Tessier, A., Campbell, P.G.C., Bisson, M. (1979). Sequential extraction procedure for speciation of particulate trace metal. Analytical chemistry 51, 844-851. Tuy, H. T.T., Tobschall, H.I. AN, PU (2000). Trace element distribution in aquatic sediment of Danang Halan area Vietnam. Environ Geology 39 (7) 733-740 Vaithiyanathan, P., Ramanathan, A. J.., Subramanian, V. (1993). Transport and distribution of heavy metals in Cauvery River. Water, Air and Soil Pollution 71, 13-28. Páginas Web consultadas: COMISIÓN NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE. www.conama.cl DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS. www.dga.cl SISTEMA NACIONAL DE INFORMACIÓN AMBIENTAL. www.sinia.cl CORPORACIÓN NACIONAL FORESTAL www.conaf.cl Softwares utilizados: Arc View GIS 3.2 CANOCO 3.12 MatLab 6.0 Probit 1.5 Stadistics 6.0. Visual Minteq (2005)


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ANÁLISIS DE LA COMPOSICIÓN FÍSICO QUÍMICA DE LOS ...

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