ESTUDIO DE LOS SEDIMENTOS

SEDIMENTOLOGIA. CONCEPTOS GENERALES.

TOMA DE MUESTRAS Y EQUIPOS UTILIZADOS

1 Objetivos

El objetivo fundamental del reconocimiento sedimentológico de embalses es el cálculo de la densidad de los sedimentos. También se estudia la composición química del sedimento y relación agua-sedimento en el embalse. Para ello de analiza el contenido en:

Materia Volátil (MV), Insolubles (SiO₂), Carbonato cálcico, hierro (Fe), manganeso (Mn), sodio (Na) potasio (K) y fósforo (P).

2. Densidad del sedimento

Los factores básicos que influyen en la densidad de los sedimentos son:

- La distribución de tamaños de las partículas de sedimento (textura).

- El régimen de explotación del embalse (tipo).

- El grado de compactación de los sedimentos.

2.1. Textura de los sedimentos

Las partículas se clasifican en función de su tamaño y el sedimento en función de la distribución de tamaños de las partículas que lo forman.

Diámetro (mm) Textura del sedimento

2 - 0,064 Arenosa

0,064 - 0,004 Limosa

< 0,004 Arcillosa

2.2. Definición de los tipos de embalses

Los diferentes tipos de embalses se definen en función de la variación del nivel de agua o régimen de explotación.

Tradicionalmente se han descrito cuatro tipos de régimen de explotación de los embalses. A continuación, y de forma resumida, se presentan los tipos de embalse según su régimen de explotación:

2.3 Tipo de embalse Régimen de explotación

1 Embalse normalmente lleno

2 Descensos moderados del nivel de agua.

3 Descensos considerables del nivel de agua

4 Embalse normalmente vacío.

2.4. Coeficiente de compactación

El valor del coeficiente de compactación “K” se estima según el tipo de embalse:

3. Capacidad de retención de sedimentos en el embalse

La tasa de retención de un embalse se define como la relación entre la cantidad de sedimentos depositados y los aportes sólidos totales que llegan al mismo. Esta relación o porcentaje de materiales sólidos retenidos depende del volumen y de la granulometría de los sedimentos entrantes, del aporte de agua y del régimen de explotación del embalse.

4. Composición de los sedimentos

Se entiende por composición de un sedimento, el conjunto de sustancias químicas que lo constituyen. La composición de un sedimento aporta información sobre los diferentes ambientes de constitución y de sedimentación por los que ha pasado. La combinación de los datos de los análisis químicos y mineralógicos de un sedimento reflejan la historia del mismo y los parámetros físicos, químicos, biológicos, etc. de los diversos procesos que han dado lugar a su formación.

4.1. Componentes mayoritarios

Tres son los componentes que de forma general constituyen la mayoría del sedimento: el residuo insoluble, que puede ser asimilado al contenido en materiales detríticos no solubles, el carbonato cálcico equivalente y la materia volátil que se asimila al contenido de materia orgánica.

4.2. Tipología de los sedimentos

Los sedimentos se pueden clasificar en diferentes tipos y subtipos atendiendo a su origen:

Alógenos.- Son sedimentos cuyos componentes proceden de un lugar distinto al de depósito. En el caso de los sedimentos de un embalse podemos definirlos como aquéllos cuyos componentes se originan fuera del vaso.

Endógenos.- Son los sedimentos originados en la propia masa de agua del embalse. Generalmente llegan al embalse como dispersiones coloidales o soluciones iónicas. Si en el vaso del embalse se encuentran con condiciones hidrogeoquímicas distintas floculan o precipitan.

Autígenos.- Son generados mediante reacciones producidas en el interior del sedimento una vez depositado, y controlados por factores hidroquímicos y físico - químicos.

5. Toma de muestras

El muestreo de un embalse debe permitir la obtención de una muestra representativa del conjunto de sedimentos depositados en él.

Antes de realizar el trabajo de campo se debe tener una idea previa de la distribución que los sedimentos pueden adoptar en el vaso al depositarse. Dicha distribución es el resultado de un proceso en el que intervienen numerosos factores, entre los que destacan por ser los mejor conocidos, la influencia de la composición granulométrica del sedimento y las condiciones de estratificación térmica del embalse. Otros factores que influyen de alguna manera en la distribución de los sedimentos son la geometría del vaso, la presencia de corrientes de convección y la existencia de aportes laterales.

Los distintos tipos de depósitos y su distribución espacial exigen un muestreo en toda la extensión del vaso con objeto de garantizar la representatividad de los datos. El emplazamiento de los puntos de muestreo no está definido previamente, aunque es práctica habitual realizar el muestreo a lo largo de los ejes del embalse (el principal y los correspondientes a las vaguadas más importantes), así como en secciones transversales a los mismos. El número de muestras a tomar viene condicionado por el tamaño del embalse, considerándose en general suficiente la extracción de una muestra cada 4 ha de superficie, en embalses de menos de 100 ha, y en embalses mayores una muestra cada 10 - 50 ha. La cantidad de material que se debe recoger en cada punto de muestreo será de unos 1.000 g.

De todas formas serán la experiencia y la formación del operador las que garanticen la ejecución de un muestreo correcto, aumentando o disminuyendo el número de puntos a estudiar, previamente definidos en gabinete, en vista a los testigos obtenidos in situ.

En las zonas en las que el sedimento está sumergido las muestras se toman mediante una embarcación, dotada de grúa y un torno accionado manual y/o eléctricamente con el que se extraen las muestras mediante dragas y sondas.

En las zonas en las que el sedimento está al descubierto o con un mínimo de agua, las muestras se toman mediante muestreadores manuales Las dragas utilizadas normalmente, Birge-Ekman y Van Veen, permiten muestrear superficialmente los depósitos de sedimentos obteniendo un volumen suficiente de muestra. Las sondas empleadas son de "tipo gravedad" con captador. Siempre que sea posible es preferible la utilización de las sondas en lugar de las dragas, pues se obtienen muestras más representativas del sedimento.

6. Trabajos de laboratorio

Las muestras recogidas en el embalse siguen en el laboratorio diversos procesos según un programa de trabajo que consta de las siguientes fases:

1º) Tratamiento previo de la muestra (secado, tamizado y cuarteado).

2º) Análisis granulométrico.

3º) Determinación de la materia volátil.

4º) Digestión con ácidos nítrico y perclórico.

5º) Digestión con ácido clorhídrico.

6º) Determinaciones analíticas de los extractos obtenidos en los apartados 4º y 5º.

7º) Determinación del carbonato cálcico equivalente.

Los valores resultantes de los diferentes análisis se expresan en % respecto del sedimento seco.