La Confederación Hidrográfica del Ebro realiza periódicamente desde 1999 estudios mensuales de los análisis físicos, químicos y microbiológicos de las estaciones de control de las aguas superficiales que dichos estudios tienen como objetivo utilizar las mediciones para clasificar las aguas en base a los métodos de tratamiento que permitirán la transformación de las aguas superficiales en agua potable.
No sólo la CHE realiza estudios de sus propios datos; existen bastantes investigadores de diferentes campos interesados en analizar esta cuenca hidrográfica, generalmente fijándose en un único parámetro y realizando estimaciones o previsiones de aspectos de interés común como los aportes por escorrentía, la cantidad de agua exportada al mar, entre otros.
Antes de abordar las teorías que sustentan los procesos de disolución de los minerales, se debe discutir el concepto de agua natural. Según plantean algunos especialistas (Stumm y Morgan, 1970) [8], se entiende por agua natural un sistema de cierta complejidad, no homogéneo, que puede estar constituido por una fase acuosa, una gaseosa y una o más fases sólidas. La composición química de este sistema en función del uso que se le da, recibe el nombre de calidad del agua. Por tanto, como en dependencia de la composición química de un agua esta podrá encontrar distintos usos, se hace necesario tener en cuenta algunos aspectos a la hora de la toma, conservación y análisis de la muestra, los cuales podrían alterar el resultado dado. La composición química de las aguas naturales está controlada por los equilibrios químicos de los
carbonatos y otros minerales constitutivos de los acuíferos y es variable en el tiempo. Por esta razón los análisis de alcalinidad y las mediciones de temperatura, pH y otros parámetros químico-físicos inestables deben hacerse "in situ”.
Edwards estudió, [9] en el río Wensum (Inglaterra), el efecto del caudal sobre los solutos más comunes en la zona y evidenció que el valor del exponente iba decreciendo en el sentido siguiente: NO-3, (SO4)-2 y K+ tendencia positiva; Ca2+ y Na+ prácticamente neutra; y (HCO)-3, Mg2+, y en (PO4)-3 tendencia negativa con respecto al caudal. Es decir el ión fosfato era el que más disminuía al incrementarse el caudal. Los iones K+ y NO-3 con tendencia positiva se encuentran en los ciclos de nutrientes de bosques y brezales. Estos iones se almacenan en materiales biológicos y se movilizan en la superficie del cauce a través de la acción de la vegetación.
En este trabajo, la relación entre el caudal y los parámetros físico-químicos estudiados no se va a concretar en una fórmula, como en el caso de los trabajos citados anteriormente. La investigación va a llevarse a cabo mediante el estudio de las series de caudales diarios y el análisis de gráficos combinados donde se enfrenta las variaciones de caudal y las de los parámetros hidroquímicos a lo largo del tiempo.
García-Amilivia realizó una investigación de este tipo en su trabajo titulado “El Duero, una visión integral desde el río” [10]. En 1998 La junta de Castilla y León, en el marco del Proyecto Douro/Duero Región Fluvial (Programa Terra) llevó a cabo una evaluación del estado de conservación integral del río Duero desde su nacimiento hasta su desembocadura en el Atlántico. El estudio consistió en el análisis en continuo de la calidad de las aguas, de la calidad hidromorfológica y de la calidad de los hábitats para la biota acuática y ribereña. De acuerdo con sus características, el río se dividió en 49 tramos homogéneos, de los cuales 7 se encontraron en buen estado, 39 en un estado moderado y 3 en mal estado.
El método se basó en una aproximación, esencial en el estudio de los cursos fluviales, que es la continuidad espacial y la consideración de “tramos” fluviales en vez de “puntos”. Además la aplicación de esta metodología tanto en el tramo español como en el portugués ahonda en la línea de unificar criterios de gestión en las cuencas fluviales compartidas, y facilita las colaboraciones entre los organismos de Ordenación de Recursos Naturales de España y Portugal. El equipo de expertos que navegó el río en 1998 fue completando un extenso listado de observaciones y evaluaciones georreferenciadas que posteriormente se incluyeron en un Sistema de Información Geográfica. La metodología de las evaluaciones se inspiró en los protocolos de la
Environmental Protection Agency para el “Biodiagnóstico rápido de ríos”. Las mencionadas observaciones fueron complementadas, tanto en la parte española como en la portuguesa, con informaciones cedidas por organismos oficiales (Confederación Hidrográfica del Duero, diferentes Servicios y Consejerías de la Junta de Castilla y León relacionados con la Calidad del Agua, Espacios Naturales y Vida Silvestre, Instituto Nacional da Agua, Direcçao Regional de Ambiente do Norte, Universidad de Porto,Universidad de Trásos Montes e Alto Douro y el Instituto de Conservaçao da Natureza ), por usuarios del agua (Iberdrola y Companhia Portuguesa de Producçao de Electricidad) y también con encuestas que se fueron realizando por las poblaciones ribereñas. El recorrido se llevó a cabo en época de estiaje, que es cuando se manifiestan en mayor grado los factores regionales y antrópicos que inciden en el río, y el bosque de ribera se encuentra en su esplendor vegetativo. El trabajo realizado demostró tener un interés extraordinario y constituye una herramienta de gestión muy eficaz en dos ámbitos muy concretos. Por un lado ha contribuido sustancialmente al proceso de homogeneización de la información ecológica disponible sobre el Duero. Por otro, sienta las bases para la adopción de medidas para la mejora de su estado.
Otro trabajo de investigación a destacar es el titulado “Plan de policía de aguas. Toma de muestras y análisis de aguas y sedimentos acuáticos en el río Guadalquivir” (Sevilla, mayo 2008) [11]. En el ámbito de estudio, y de manera sistemática, el Plan de Policía de Aguas del Litoral Andaluz realiza muestreos y análisis trimestrales de 17 parámetros físico-químicos, en las aguas del río, y muestreos y análisis anuales de 18 parámetros, en los sedimentos acuáticos de su estuario.
Tras haberse observado unos niveles de partículas en suspensión extraordinariamente elevados en varios puntos del río Guadalquivir, a partir del otoño de 2007, la Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía consideró necesario realizar, además, un conjunto de toma de muestras y análisis adicionales, de manera complementaria a los que se vienen realizando en el ámbito del Plan de Policía de Aguas.
Se realizaron 7 muestreos de aguas, 5 para el Plan de Policía de Aguas y 2 adicionales. Los muestreos del Plan de Policía de Aguas se corresponden con:
• 4 trimestrales durante el año 2007.
En cada uno de esos 5 muestreos se tomaron muestras en 11 puntos. Los muestreos adicionales fueron:
• 1 para el análisis de la composición química de las partículas en suspensión, realizado durante los días 17 y 18 de abril de 2008.
• 1 para la determinación de los niveles de partículas en suspensión en 6 puntos del río Guadalquivir, realizado el día 21 de abril de 2008, inmediatamente después de unas lluvias muy intensas y con las compuertas abiertas de la presa de Alcalá del Río.
Los parámetros que se analizaron en este trabajo de investigación fueron los siguientes: cromo, cobre, cadmio, plomo, níquel, zinc, manganeso, hierro, plata, arsénico, mercurio, conductividad, salinidad, pH, sólidos en suspensión, oxígeno disuelto, aceites y grasas, cianuros, fenoles y floruros.
Las conclusiones a las que se llegó a cabo fueron las siguientes:
1. En el río Guadalquivir se han producido grandes incrementos en los niveles de partículas en suspensión en periodos con elevadas precipitaciones atmosféricas. 2. La composición de las partículas en suspensión es similar a la de los sedimentos. 3. La composición de las capas superficial y profunda de los sedimentos no
presenta grandes diferencias entre sí, aunque los niveles de metales de la capa más profunda (la más antigua) son algo más elevados.
En el trabajo de investigación titulado “Hidrografía y parámetros de calidad del agua en el tramo medio del río Tajo” [12] se seleccionó un tramo del río Tajo comprendido entre la presa de Bolarque y la confluencia del río Tajo con el Jarama para obtener, mediante campañas de muestreo de campo, datos físicos, químicos e hidráulicos del río. Estos datos son indicadores del actual estado físico y químico del río y son requeridos para estudios posteriores del estado ecológico del río. Para la determinación de los parámetros ambientales, como los hidráulicos, se utilizó instrumental que permitió poder muestrear un tramo de río extenso para captar la heterogeneidad de hábitats que pueda albergar el tramo medio del río Tajo.
Las aguas fuertemente modificadas en nuestro país lo son porque están sometidas a grandes modificaciones de su régimen de caudales. El río Tajo es el río más largo de la península ibérica y es regulado por todo el curso por diversas presas. Los parámetros ambientales e hidrológicos fueron medidos en el tramo medio-alto del río Tajo desde febrero a diciembre del 2010 en 21 estaciones de muestreo para analizar el actual estado del río.
Los puntos de muestreo se encuentran aguas debajo de una presa o azud, en reserva natural o a una distancia razonable entre muestreos, ya que reflejan así las características de las masas de agua encontradas en el tramo. Los muestreos de campo han consistido en la medida in situ de parámetros ambientales del agua y en la toma de muestras de agua para su posterior análisis en el laboratorio en las 21 estaciones entre la presa de Bolarque y la confluencia con el río Jarama en Aranjuez.
Las fechas de muestreo son representativas de la variación estacional de los parámetros medidos a lo largo del año. Sobre cada muestra se analizaron los siguientes parámetros químicos: nitratos, nitritos, amonio, fosfatos, sulfatos, cloruros, calcio, potasio, magnesio, sodio y sílice, además de otros parámetros físicos y químicos como pH, conductividad eléctrica, turbidez y sólidos suspendidos totales. Los aniones y cationes se determinaron mediante cromatografía iónica en el laboratorio. Se realizaron medidas in situ de temperatura del agua, porcentaje de saturación de oxígeno, pH, conductividad eléctrica y turbidez, en los puntos de muestreo donde se tomaron las muestras de agua mediante una sonda multiparamétrica YSI 6600V2-4.
Las conclusiones que se alcanzaron con este proyecto de investigación fueron que los parámetros ambientales e hidrológicos medidos se presentan como buenos indicadores del actual estado físico y químico del río. Estos parámetros son requeridos para estudios posteriores del estado ecológico del río.
Otro trabajo sobre análisis de aguas superficiales es el titulado “Características físico-químicas de las aguas superficiales afectadas por drenaje ácido de minas de la faja pirítica ibérica en el sector meridional de la cuenca del Guadiana (suroeste de la península ibérica)” [13].
En este trabajo se exponen los resultados de los parámetros físico-químicos (Tª, conductividad, pH, Potencial REDOX y Oxígeno disuelto) y el análisis químico de las aguas de 78 puntos de observación. Los datos muestran una fuerte variación estacional (empeoramiento de la calidad de las aguas en el estiaje), junto con la capacidad de atenuación natural del medio con el aumento de la distancia a los focos de contaminación, tanto por simple dilución, como por la intrusión salina con la proximidad al mar, que contribuye a un aumento gradual del pH de las aguas y, en consecuencia, a la perdida de movilidad de los metales en solución.
Para el desarrollo del trabajo se realizó un muestreo de 79 puntos de observación seleccionados en la parte española y portuguesa de la Cuenca baja del río Guadiana,
zonas costeras limítrofes. A fin de caracterizar las variaciones estacionales de la calidad de las aguas en la cuenca fueron recogidas 2 muestras de cada punto correspondientes a la vertiente española, una en la estación seca (mayo 2005) y otra en la estación húmeda (noviembre 2005), por lo que el total de muestras disponibles se eleva a 113.
Como conclusión de la investigación fueron distinguidos tres tipos de aguas en la cuenca baja del Guadiana según las propiedades físico-químicas:
1. grupo I, que se caracteriza por ser muestras de zonas interiores de la cuenca con aportes de AMD (drenaje ácido de minas).
2. grupo II, correspondiente a zonas de influencia mareal (estuario del río Guadiana) y zonas costeras.
3. grupo III, al que pertenecen la mayor parte de los puntos de muestreo y clasificadas como aguas no contaminadas.
En el trabajo titulado “Análisis de la calidad del agua superficial en la cuenca hidrográfica del Júcar: Periodo 2000-2009” [14] se analiza la calidad del agua superficial en el ámbito de la Confederación Hidrográfica del Júcar, a lo largo del periodo 2000-2009. En primer lugar, se determinan los correspondientes valores del denominado Índice de Calidad General (ICG), en un amplio conjunto de puntos de muestreo y en distintos momentos del tiempo, a partir de los datos observados sobre los parámetros físico-químicos que intervienen en dicho índice. Con los resultados obtenidos se evalúa la calidad del agua superficial, independientemente de su posible uso. Posteriormente, utilizando métodos de análisis de datos de panel, se modeliza el comportamiento del índice general en función de sus parámetros más importantes y otras variables de control. Esta metodología permite tratar el efecto individual específico de cada uno de los puntos de muestreo seleccionados con más flexibilidad que los métodos clásicos de regresión.
La evaluación de la calidad del agua, que depende del uso que se vaya a hacer de ella, se efectúa en base a la medición de diferentes parámetros. La integración, en un único índice sintético, de los valores observados sobre el correspondiente conjunto de parámetros se puede realizar mediante la aplicación de distintos indicadores. El llamado Índice de Calidad General (ICG) es muy utilizado por las distintas Confederaciones Hidrográficas españolas para medir la calidad o el grado de contaminación de las aguas. Es éste el índice que se emplea en la presente investigación con objeto de evaluar la calidad de las aguas superficiales circulantes por la cuenca hidrográfica del Júcar. Para su aplicación, se han considerado los datos observados sobre el conjunto de parámetros
físico-químicos que definen dicho índice, en diferentes puntos de muestreo (o estaciones de control) y a lo largo de un amplio periodo de tiempo.
En el ámbito de la cuenca del Júcar se ha seleccionado una muestra de 60 estaciones de control y los datos obtenidos sobre ellas cubren el periodo comprendido entre los años 2000 y 2009 (ambos inclusive). Las estaciones de control forman parte de la Red Oficial de Control de Calidad de la Confederación Hidrográfica del Júcar, y están repartidas a lo largo de todo el territorio administrado por dicha confederación: 6 en la provincia de Teruel; 7 en la provincia de Cuenca; 5 en la provincia de Castellón; 24 en la provincia de Valencia; 6 en la provincia de Albacete y 12 en la provincia de Alicante.
Considerando el periodo temporal completo (2000-2009), el valor promedio del ICG obtenido para el conjunto formado por todas las estaciones seleccionadas indica que la calidad general del agua, en la cuenca del Júcar, puede calificarse como intermedia. En el estudio también se ha tenido en cuenta la altitud correspondiente a las estaciones de control seleccionadas. Al clasificar las estaciones en tres categorías según su altitud, se observa que la calidad del agua no es la misma en los tres grupos, de forma que empeora a medida que las estaciones de control se sitúan en altitudes más bajas.
En el trabajo también se estudia, mediante la estimación de un modelo de datos de panel, la influencia que tienen sobre el ICG los parámetros básicos que lo integran (coliformes totales, conductividad, demanda bioquímica de oxígeno, demanda química de oxígeno, fosfatos totales, materias en suspensión, nitratos, oxígeno disuelto y pH). El modelo especificado permite controlar el efecto individual específico de cada una de las estaciones de medición seleccionadas en la investigación y también considera la influencia del caudal de agua circulante por las mismas.
Dentro de los objetivos principales del proyecto GUADALMED (Calidad de las aguas de los ríos mediterráneos del proyecto GUADALMED. Características físico- químicas) [15], se encuentra la caracterización hidroquímica de los ríos mediterráneos incluidos en el estudio. Las 157 estaciones de muestreo del proyecto están distribuidas en cuencas con superficies y características ambientales muy diversas. Ciertos factores como la geología, la vegetación de la cuenca, la temporalidad o el régimen natural de caudales, van a ser determinantes, como factores naturales, de la composición química de las aguas, condicionando la distribución de la biota o las características de la vegetación de ribera. Otros factores no naturales, como la contaminación directa o
clasificación de los tramos fluviales donde se localizan las estaciones de muestreo como naturales o muy modificados en base a la calidad de sus aguas.
En este trabajo se estudian los parámetros físico-químicos que caracterizan a los ríos estudiados, sus rangos de variación y las variables que más influyen en la calidad de sus aguas. El proyecto GUADALMED abarca 12 cuencas fluviales ibéricas de la vertiente mediterránea, seleccionándose para el estudio 65 cursos fluviales de diversos órdenes, en los que se han establecido 157 estaciones de muestreo. Los muestreos se realizaron estacionalmente durante dos años, desde la primavera de 1999 hasta el otoño de 2000, con un total de 7 campañas.
Los parámetros físico-químicos que se estudiaron fueron los siguientes: pH, conductividad, oxígeno disuelto, temperatura, sólidos en suspensión, sulfatos, cloruros, amonio, nitritos, fosfatos, alcalinidad, caudal.
El análisis global de los parámetros físico-químicos de los ríos estudiados permite una clasificación de los mismos en función de su variación espacial y temporal. Desde el punto de vista espacial se observa como la naturaleza del substrato de las cuencas determina marcadamente la composición química de las aguas y su reacción ante posibles alteraciones de las mismas. En general, hay una serie de parámetros como son el oxígeno disuelto, el amonio, los fosfatos y, en menor medida, la conductividad, que reflejan más fielmente las estaciones sometidas a impactos o alteraciones de la calidad del agua. Por el contrario, otras variables como el pH, alcalinidad, cloruros y sulfatos, y los nitratos, guardan una relación más directa con las condiciones naturales de las cuencas, viéndose menos alterados por los cambios en la calidad del agua.
Como se ha comentado anteriormente para el río Ebro, objeto del presente estudio, no sólo la Confederación Hidrográfica del Ebro realiza estudios de sus propios datos. Existen bastantes investigadores de diferentes campos interesados en analizar esta Cuenca hidrográfica generalmente fijándose en un único parámetro y realizando estimaciones o previsiones de aspectos de interés común como los aportes por escorrentía, la cantidad de agua exportada al mar, etc.
Alberto y Aragüés [16] realizaron un estudio del total de sales disueltas en algunos puntos del eje del río Ebro, mostrando que siempre aumenta según se acerca a la desembocadura. Además establecen una predicción de incremento del orden de 10 a 15 mg/L por año en la desembocadura.
Quilez y cols. [17] estiman que el río Ebro descarga alrededor de 6.7×109Kg. de sales anualmente en el Mediterráneo, valor próximo al expresado por la propia