MUESTREOS: METODOLOGÍA

La aplicación de técnicas de muestreos correctas es fundamental en cualquier seguimiento de lagunas de estabilización. De hecho, gran cantidad de estudios de lagunas producen resultados prácticamente inutilizables debido a que las técnicas de muestreo aplicadas han sido defectuosas. A continuación veremos algunas de las consideraciones a tener en cuenta en relación con los distintos tipos de muestreos, y su frecuencia.



Tipos de muestras

Los tres tipos fundamentales de muestras que pueden tomarse en una laguna de estabilización son los siguientes:

1. Muestras puntuales. Son muestras simples, tomadas en un solo punto de los estanques y en un solo momento del día. Por ejemplo, para tomar una muestra puntual del efluente de la planta tendríamos simplemente que llenar un recipiente con el agua de salida.

En este tipo de muestras es importante registrar cuidadosamente la localización del punto de muestreo y la hora del día a la que se llevó a cabo la toma de muestras. Las muestras puntuales informan sobre el estado de la parte de la instalación muestreada en ese punto y ese momento, por lo que sólo tienen valor con respecto a aquellas variables que no sufren grandes variaciones durante el transcurso del día o la posición en el estanque.


2. Muestras compuestas. A diferencia de las muestras puntuales, estas muestras proporcionan información sobre la media diaria de las variables que se analicen.


Para tomar una muestra compuesta hay que combinar varias muestras puntuales tomadas a diferentes horas del día, mezclándolas en proporción directa al caudal que representan. Por ejemplo, para tomar muestras compuestas a la entrada de la planta habría que tomar muestras puntuales de agua residual a intervalos regulares de una-dos horas, y medir simultáneamente con cada toma de muestras puntual el caudal de entrada a la planta. A continuación se mezclarían estas muestras puntuales de forma que la cantidad de cada una de ellas que aparece en la muestra final sea directamente proporcional al caudal medido en el momento en que se tomó la muestra puntual correspondiente. La tabla 10.2 presenta los valores del caudal medido a cuatro horas distintas a la entrada de una depuradora:


TABLA 10.2
Medidas del caudal a disdintas horas del día

 

Supongamos que tenemos que tomar una muestra compuesta del agua residual que entra en la depuradora. Para ello tomamos una muestra simple del agua de entrada a cada una de las horas especificadas en la tabla. Cada vez tomamos, por ejemplo, un litro de muestra. El número de muestras simples debe ser de al menos cuatro espaciadas regularmente como en este ejemplo. Cuanto mayor sea el número de muestras, tanto más representativa será la muestra final obtenida.

Una vez hemos tomado todas las muestras simples, para determinar en qué proporción deben mezclarse para obtener la muestra compuesta se elige el valor más bajo de los caudales medidos. En nuestro ejemplo el valor más bajo sería 50 m3/h, correspondiente a las seis de la tarde (muestra 4). Tomamos este valor como referencia, y obtenemos la proporción en que deben estar representados todos los demás en la muestra final en relación a él:

Muestra de las 9 de la mañana (1): 60/50 = 1,2.

Muestra de las 12 del mediodía (2): 90/50 = 1,8.

Muestra de las 3 de la tarde (3): 100/50 = 2.

Es decir, que si queremos obtener aproximadamente un litro de muestra compuesta, podemos tomar 200 cm3 de la muestra 4, y añadirle:

Muestra 1: 200 · 1,2 = 240 cm3.

Muestra 2: 200 · 1,8 = 360 cm3.

Muestra 3: 200 · 2 = 400 cm3.

En total obtendremos (240 + 360 + 400 + 200) = 1.200 cm3. Siempre es preferible manejar números redondos de volumen, como los de este ejemplo, y luego tirar el exceso de muestra.

En ocasiones las plantas de depuración por lagunaje disponen de muestreadores automáticos que toman las muestras a intervalos regulares, almacenan estas muestras, y al final del día las mezclan en las proporciones adecuadas para obtener una media diaria representativa de la carga que realmente se aplica a la depuradora. Desgraciadamente estos muestreadores automáticos no son muy comunes, por lo que hay que recurrir a la toma manual de muestras puntuales, seguida por la mezcla para obtener la muestra compuesta.

Cuando debido a limitaciones en tiempo o mano de obra no es posible la toma de muestras durante períodos de veinticuatro horas a intervalos de una-dos horas, hay que intentar por lo menos la toma de muestras durante las horas de luz, separadas como máximo por intervalos de tres horas.

Aunque este procedimiento de toma de muestras es mucho más tedioso que las muestras puntuales, es la única forma de conseguir información válida sobre algunos aspectos de las lagunas, especialmente la alimentación. Si se toman únicamente muestras puntuales se corre el riesgo de detectar máximos o mínimos que no son representativos de la marcha real de la instalación, y todas las evaluaciones basadas en ellos serán necesariamente erróneas.

3. Muestras promedio en profundidad. Como hemos visto en los capítulos anteriores, algunas de las variables más importantes en las lagunas (oxígeno disuelto, algas) presentan cambios muy importantes de concentración en función de la profundidad del estanque a la que se toma la muestra. En estos casos, una estimación adecuada de la variable en cuestión tiene que ir acompañada de la profundidad a la que se verificó la medida.

De igual forma, para el conjunto del estanque hay que suministrar un valor medio que represente dicha variable para la totalidad de la columna de agua. Esto se consigue tomando muestras a varias profundidades y obteniendo la media de los resultados obtenidos. Esta media debe hacerse teniendo en cuenta que el volumen de agua representado por cada profundidad varía en función del talud, siendo máximo en superficie y mínimo en el fondo.


Frecuencia de los muestreos

Con objeto de determinar el comportamiento de las lagunas durante las épocas del año en las que su eficacia es máxima y mínima, se recomienda escoger dos períodos de muestreos que correspondan a los meses más fríos y cálidos.

Los muestreos deben llevarse a cabo con periodicidad semanal durante al menos cinco semanas situadas en la zona central de la época seleccionada (por ejemplo, en enero-febrero y julio-agosto). Aunque normalmente es mejor realizar los muestreos entre semana para detectar mejor los vertidos industriales, en zonas turísticas con gran afluencia de visitantes los fines de semana es conveniente incluir también muestreos durante esos días. Por tanto, al diseñar el programa de muestreos hay que tener en cuenta los condicionantes locales que puedan influir en los vertidos de aguas residuales.

Este sistema de dos campañas anuales de muestreo debe tomarse como el mínimo necesario para la evaluación del comportamiento de las lagunas. Siempre que sea posible, y se cuente con los medios necesarios para un seguimiento más completo, es preferible la toma de muestras mensual, complementada con las dos campañas anuales descritas en el párrafo anterior.


Medidas de caudal

La medida del caudal tiene una importancia decisiva para evaluar el comportamiento de las lagunas. No sólo es necesaria para obtener muestras compuestas, sino también para determinar el tiempo de retención del agua en la planta, la carga superficial y volumétrica y la capacidad de tratamiento de la instalación.

Normalmente existe siempre un medidor de caudal a la entrada de la planta. El tipo más habitual es el canal Parshall, cuyo principio de funcionamiento se describe en el capítulo 4. Algunas plantas cuentan con dos medidores de caudal, uno a la entrada y otro a la salida. Disponer de estas dos medidas es muy conveniente, ya que de esa forma se pueden calcular las pérdidas por evaporación e infiltración en el terreno.


CONTROL OPERATIVO DE LAS LAGUNAS: INSPECCIÓN DIARIA

Además de las determinaciones analíticas que veremos a continuación, el operador de la planta de tratamiento debe efectuar un control diario de las incidencias de las lagunas, con objeto de detectar lo antes posible cualquier problema de funcionamiento y poder así tomar las medidas correctoras correspondientes antes de que se produzcan fallos en la depuración.

Este control diario es muy sencillo y se limita a las observaciones que pueden reunirse durante un paseo alrededor de la instalación, que debe realizarse en forma rutinaria a la misma hora del día. Si no es posible efectuar esta inspección diariamente, por lo menos hay que llevarla a cabo una vez a la semana.

Durante esta inspección visual, el operador debe tomar notas relativas a las incidencias siguientes:

- Aparición de espumas y flotantes en distintos puntos de las lagunas. Esta condición puede indicar la presencia de concentraciones elevadas de detergentes en las aguas, y resulta perjudicial para la marcha general de la depuración.

 



Foto 10.1. Espumas en lagunas facultativas.

 

- Acumulación de grasas en las lagunas, aspecto de estas manchas y localización en los estanques. Las películas de grasa en superficie previenen la aireación a través de la interfase y bloquean la entrada de luz en las lagunas, por lo que conviene retirarías cuanto antes.

- Desprendimiento de fangos desde el fondo de los estanques y acumulación de éstos en la superficie. Esta incidencia también es indeseable, con la excepción de las lagunas anaerobias.

- Coloración de las distintas lagunas. Como veíamos en los capítulos anteriores, las lagunas anaerobias deben presentar un color gris, y las facultativas y de maduración un color verde brillante, menos intenso en las últimas.

- Es importante consignar la aparición de manchas de distinto color en las lagunas, ya que estas variaciones pueden indicar el principio de desarrollo de microorganismos no deseables. También es muy importante registrar cualquier cambio del aspecto del agua, tal como el desarrollo de turbiedad o apariencia lechosa, coloraciones amarillentas, marrones, rosadas o rojas, y aparición de zonas diferenciadas dentro de las lagunas.

- Crecimiento de plantas en los taludes o dentro de las lagunas.

- Erosión de los taludes por la acción del agua.

- Infiltración visible del agua en los taludes: zonas húmedas en la base de los taludes, normalmente acompañado por crecimientos de cañas.

- Estado de los caminos de acceso a la planta depuradora y de los pasillos interiores entre las lagunas: presencia de barro, deterioro de la cubierta de grava o asfalto.

- Estado de la verja que rodea la instalación.

- Si la planta dispone de jardinería, condición en que se encuentra ésta: necesidad de reponer ejemplares de plantas, avance de las labores de poda, fumigación, etcétera.

- Estado de los medidores de caudal y arquetas de reparto: acumulación de suciedad o fangos, desequilibrios visibles en los repartos de caudal, presencia de válvulas atascadas.

- Si la planta dispone de una caseta donde almacenar las herramientas utilizadas por el operario, consignar el estado de la misma, necesidad de reparaciones, necesidad de reponer utensilios o mejorar de alguna forma la instalación.

- Pretratamiento: Condición en que se encuentran las rejas de desbaste, posibles dificultades en la remoción de gruesos, estado de desarenadores, desengrasadores, filtros y sedimentadores, de haberlos.

- Presencia de insectos o larvas en las lagunas.

- Presencia de aves acuáticas.

- Presencia de roedores.

- Desarrollo de olores en distintas partes de la instalación.



DETERMINACIONES ANALÍTICAS EN LAGUNAS

En la tabla 10.3 se recogen las variables que deben analizarse en plantas de tratamiento por lagunaje, los puntos de la instalación donde deben tomarse muestras y los tipos de muestreos a efectuar para cada variable.

Para todas aquellas determinaciones que deban hacerse en el laboratorio, la función del operador es conseguir muestras representativas y tomar las precauciones necesarias para que lleguen al laboratorio en las mismas condiciones en que se tomaron.

Las aguas residuales son muy inestables, ya que contienen nutrientes y microorganismos en grandes cantidades, por lo que hay que tomar precauciones para evitar que su composición varíe entre el punto de toma de muestras y el laboratorio.

En primer lugar, los análisis deben hacerse siempre que sea posible en un laboratorio que esté como máximo a dos horas de las lagunas de estabilización. En caso contrario habría que tomar precauciones especiales para la preservación de las muestras, con adición de distintos reactivos químicos para las distintas determinaciones. Si no se puede encontrar un laboratorio a menos de esta distancia, hay que asegurarse que se toman estas precauciones.

El laboratorio seleccionado deberá señalar en este caso los reactivos y cantidades de éstos a añadir a cada muestra, así como suministrar los aditivos correspondientes. Normalmente es posible disponer de un laboratorio que esté suficientemente próximo a la planta. En este caso el operador debe disponer de neveras portátiles y suficientes frascos de muestreo, que deberán estar esterilizados para las determinaciones microbiológicas. Estos últimos pueden conseguirse en las farmacias. Las muestras deben ponerse en la nevera llena de hielo inmediatamente, y llevarse al laboratorio.

En cuanto a las determinaciones «in situ», el operador debe disponer como mínimo de un medidor portátil de oxígeno disuelto y temperatura. Es muy recomendable disponer también de un medidor de pH. Estos aparatos son muy fáciles de usar y de mantener. Las casas suministradoras proporcionan siempre instrucciones para su correcto uso y mantenimiento, así como los productos necesarios para que estén siempre limpios y preparados para su uso.

Como puede verse en la tabla 10.3, se recomiendan algunas técnicas especiales para la medida de algunas de las variables:

 

 

 

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