ANTECEDENTES DE LA RED DE MONITOREO DE AGUA LLUVIA EN COLOMBIA

El IDEAM es el Instituto representante de la OMM en Colombia y se ha encargado desde el año 1998 de manejar el sistema de monitoreo de lluvia ácida en el país. El instituto ha seguido los preceptos de la Organización, enfrentando limitaciones financieras y logísticas para conseguirlo. A pesar de estas condiciones, el monitoreo de la lluvia ácida ha sido utilizado como un indicador de la incidencia de actividades antrópicas sobre la calidad del aire.

Entre los principales inconvenientes para el desarrollo óptimo del programa, se encuentra la ubicación de los sitios, teniendo en cuenta las difíciles condiciones del territorio y la topografía colombiana, además de los limitados recursos con los que se cuenta para el mantenimiento y la adquisición de nuevos equipos para el adecuado monitoreo. En el país existen 32 sitios de monitoreo distribuidos entre los aeropuertos de distintas ciudades y las Áreas Operativas del IDEAM (Ver Tabla 1). Cabe aclarar que solo 5 se constituyen como los más representativos y confiables durante el periodo 2001-2006.

Tabla 1: Estaciones IDEAM que reportan parámetros de caracterización de aguas lluvias

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Para obtener la información de los sitios, en el sistema de monitoreo se distinguen dos tipos de Operaciones: Operaciones de Campo y Operaciones de laboratorio.

Operaciones de campo

El programa de monitoreo de la lluvia ácida existente, contempla la toma de datos de pH, conductividad in-situ y la muestras para análisis iónico de nitratos y sulfatos. El único sitio de recolección de muestras que cuenta con equipos avalados por la OMM, es el ubicado en Bogotá (Figura 1.a). Se espera la adquisición de recursos económicos para el reemplazo de los colectores utilizados en los demás sitios de monitoreo (Figura 1.b).

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Además de la toma de muestras para análisis en laboratorio, los datos de pH y conductividad se pueden tomar in-situ a través de sensores portátiles marca (mettler toledo, modelo mp120.) (Ver Figura 2)

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Las muestras son recogidas y llevadas al Laboratorio de Calidad Ambiental del IDEAM, en donde son analizadas químicamente. En general los procesos llevados a cabo desde la recolección y el análisis químico, hasta el registro y almacenamiento de datos, sufren un continuo proceso de control de calidad. Todos los procedimientos que se realizan en el laboratorio están basados en la Normas Técnicas Colombianas NTC ISO 17025, que se aplica a los laboratorios ambientales de las entidades del Sistema Nacional Ambiental (SINA)

COMPORTAMIENTO DE LA LLUVIA ÁCIDA EN COLOMBIA

El comportamiento de las características químicas del agua lluvia se determina a partir del seguimiento del pH, conductividad, nitratos y sulfatos, producto del análisis químico de las muestras recolectadas en los sitios de monitoreo del IDEAM (Ver Tabla 1), en las principales ciudades del país y en algunas ciudades intermedias. Los sitios analizados fueron escogidos teniendo en cuenta la representatividad y confiabilidad de los datos. Para cada sitio se muestran las gráficas correspondientes al pH y la conductividad y no se muestran las de nitratos y sulfatos ya que la conductividad representa el comportamiento de estos dos indicadores. La conductividad al ser un indicador significativo del contenido de nitratos y sulfatos, resulta ser contrario al comportamiento del pH.  De esta manera, a medida que la conductividad aumenta (el contenido de nitratos y sulfatos) el pH disminuye.

BARRANQUILLA

A pesar de las actividades económicas e industriales de la ciudad, las cuales aumentan la probabilidad de acidificación de la atmósfera, Barranquilla se encuentra influenciada por la brisa del Mar Caribe, efecto que puede neutralizar cualquier proceso de acidificación en el medio. Además, posee características climáticas secas en los primeros meses del año (que se evidencian en el No-registro de datos).

La conductividad resultó ser un representativo indicador del contenido de Nitratos y Sulfatos de la lluvia en Barranquilla (Gráfica 1 y 2), mostrando una notable disminución durante la serie. La conductividad tuvo valores en los dos primeros años, entre 20 y 80 uS/cm, los cuales tienen una considerable disminución a lo largo de la serie; alcanzando valores entre 20 y 40 uS/cm para el periodo comprendido entre 2003 y 2006, valores que corresponden directamente al contenido de nitratos y sulfatos.

Los valores de pH mantienen un comportamiento con una preponderancia de valores por encima de 5.6, demostrando una notable disminución entre los meses de septiembre y noviembre de todos los años. Los valores de pH por encima del rango normal, indican que no ha existido acidificación de la lluvia, situación que es generada muy probablemente por el efecto que la brisa marina ejerce sobre la ciudad. Este fenómeno se debe específicamente a la evaporación del agua de mar, que al reaccionar en la atmósfera con las sustancias productoras de lluvia ácida, ejerce una función neutralizadora.

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MEDELLÍN

Medellín se encuentra influenciada por terrenos montañosos y por un clima templado con precipitaciones significativas durante el año. La principal actividad económica de la región es el comercio, con una alta influencia del sector industrial, y se encuentra ubicado principalmente en el Valle de Aburrá y en el altiplano de Rionegro, lugares representativos para el monitoreo de la química de la precipitación, a pesar de que el relieve montañoso es un factor contraproducente para dicha actividad, según lo establecido por la OMM.

La conductividad de las muestras recolectadas en la ciudad, presenta valores por encima de 20 uS/cm, indicando un importante contenido de iones disueltos en la muestra, presentando los valores más altos en los dos periodos típicos de lluvia durante el año (abril-mayo y octubre-noviembre), los cuales también corresponden al contenido de nitrato (Gráfica 3). La Serie 2004-2006 presenta un pH fluctuante entre la normalidad de la acidez de la lluvia, sin embargo se presentan los valores de acidez más altos en los periodos de lluvia (este comportamiento es más notorio en el primer año de la serie).

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IBAGUÉ

Ibagué es la capital del departamento del Tolima, posee un clima de transición entre templado y cálido. El departamento se encuentra ubicado al centro-occidente del país entre las Cordilleras Central y Oriental, localización restringida para el monitoreo regional de la química de la precipitación propuesto por la OMM, pero de gran importancia para el monitoreo local del país. La ciudad se encuentra influenciada por un relieve fuertemente quebrado, ya que se encuentra ubicado sobre la Cordillera Central.

La conductividad demuestra una disminución considerable de sus valores al final de la serie, esto en comparación a los primeros años, los cuales tienen valores muy por encima de 20 uS/cm. El valor más alto de la conductividad coincide con los valores más altos de nitratos y al mismo tiempo, con el valor más bajo de pH, el cual alcanza valores cercanos a 4,5. A pesar de estos valores particulares y de otra disminución menor en los valores de pH a mediados de 2005, el comportamiento del pH de la lluvia se mantiene fluctuante entre valores superiores y cercanos al pH normal de la lluvia (Ver Gráfica 4).

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BOGOTÁ

Bogotá, se encuentra ubicada en el extremo suroriental de la sabana del altiplano cundiboyasense de clima frío, se encuentra sobre suelos fértiles y relieves planos. Bogotá se constituye como el primer centro urbano, político y económico del país. La producción industrial representa alrededor de la cuarta parte del total nacional. Por otro lado, la infraestructura vial representa la más densa del país. Debido a las características anteriormente descritas, la influencia de la contaminación en la capital del país, le confiere una tendencia a que se produzca lluvia ácida.

La conductividad, se comporta muy similarmente al contenido de nitratos (Gráfica 5) en las muestras analizadas para la ciudad, presentando una notoria disminución a lo largo del periodo, con valores entre 20 y 60 uS/cm, en los primeros 2 años de la serie, para continuar con una paulatina disminución en los últimos años, con valores entre 5 y 20 uS/cm.

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El pH por su parte, presenta un comportamiento que se mantiene relativamente constante a lo largo de la serie, presentado valores fluctuantes por encima y por debajo del pH normal de la lluvia, indicando una mayor preponderancia de lluvia con carácter ácido. Por otro lado, parece existir una notoria relación entre el régimen de precipitación para la ciudad y los valores más bajos de pH, que se presentan en los meses más lluviosos (abril-mayo y octubre-noviembre) lo que lleva a determinar que gran parte de los óxidos de azufre y nitrógeno son lavados constantemente durante las precipitaciones, disminuyendo así el pH.

CALI

Cali se encuentra ubicada, sobre un valle al oeste del Río Cauca, más exactamente al suroccidente colombiano entre la Cordillera Central y el Océano Pacífico, con una topografía caracterizada principalmente por terrenos planos rodeados por la cordillera occidental. La economía del departamento depende principalmente de los servicios y la industria, además de actividades agropecuarias, que en conjunto, aumentan la probabilidad de que se desarrolle el fenómeno lluvia ácida en la región. Las características físicas de la región influenciada por esta ciudad, unidas a las actividades económicas, le confieren al sitio de monitoreo de la química de la precipitación una importancia estratégica.

Los valores de conductividad tienen una gran relación con los nitratos y sulfatos, pero principalmente con el aumento del contenido de sulfatos, que correlacionado con el pH, evidencia la disminución considerable de la acidez de la lluvia durante la serie. Los valores de la conductividad en algunos meses de los dos primeros años, presentan valores por encima de los 100 uS/cm, los cuales empiezan a tener un comportamiento con valores más bajos y por lo tanto más cercanos a lo esperado, el cual es constante durante los últimos años de muestreo.

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El pH muestra valores que corresponden a la acidez de la lluvia reiterando así la presencia de lluvia ácida en la ciudad. Como se dijo anteriormente, los sulfatos son los valores que indican mejor representatividad de la realidad, ya que a medida que su contenido aumenta, disminuye el pH de las muestra entre 2002 y 2005. (Ver Gráficas 6 y 7).

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NEIVA

La ciudad de Neiva cuenta con un clima cálido-seco. Ubicada en el Departamento de Huila, que posee la mayor parte de la cuenca del Río Magdalena, de topografía plana a ondulada, se constituye como una importante región para el monitoreo de la química de la precipitación. Sin embargo, la región de influencia de la ciudad, posee una economía principalmente sustentada en los servicios y las actividades agropecuarias, razón por la cual, la preponderancia de contaminantes precursores de lluvia ácida no es muy significativa.

En cuanto a los niveles de pH y conductividad, parecen tener un comportamiento relativamente constante entre 2001 y octubre de 2004 (ver Gráfica 8). El periodo siguiente, que corresponde a octubre de 2004 y abril de 2006 es un periodo en donde se nota una clara relación entre la disminución del pH y el aumento de la conductividad, relación que parece ser la más clara de la serie; el periodo siguiente, muestra un comportamiento contrario, bien diferente al esperado, ya que el aumento de la conductividad no refleja una disminución del pH.

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Los niveles de pH por encima de 5,6 durante la mayor parte de la serie, unida a la baja probabilidad de influencia de óxidos de azufre y nitrógeno, demuestran que en el sitio de muestreo (a excepción de un periodo) no fueron recolectadas muestras de lluvia ácida, por lo que se puede decir que la ciudad no está siendo afectada por el fenómeno. Sin embargo, los niveles de conductividad están por encima de los 20 µS/cm, con picos muy altos durante 2001 y mediados de 2004. Además, la reducción importante del pH y el aumento de la conductividad durante finales de 2004 y el primer semestre de 2005, muestran una mayor probabilidad de acidificación de la lluvia en este periodo, situación que conlleva a pensar en errores en los datos de los demás periodos o en una mayor influencia de la contaminación durante el mismo.

BARRANCABERMEJA

Barrancabermeja es una ciudad ubicada sobre la llanura del río Magdalena en el departamento de Santander, está asentada sobre un relieve plano a suavemente ondulado y con un clima cálido y húmedo. La ciudad posee la principal industria de refinería de petróleo y de fabricación de muchos de sus derivados en el país, razón por la que además, cuenta con una red vial importante. Los aspectos locales mencionados tienen influencia en el grado de contaminación atmosférica, que unida a las condiciones geográficas y climáticas, le confieren a la ciudad y sus alrededores, características especiales para convertirse en un lugar estratégico para el monitoreo de la química de la precipitación en Colombia. Sin embargo, y a pesar de la importancia de esta ciudad, se tiene registro de datos sólo en el periodo 2001-2003; de igual manera, no existen datos de nitratos y sulfatos, de los cuales estos últimos, podrían ser un indicador muy representativo de las emisiones generadas por la refinería.

La correlación pH-conductividad encontrada para la ciudad, demuestra un comportamiento cercano al esperado, con dos picos anormales de la conductividad. Estos dos valores son considerablemente importantes y se presentan entre marzo y noviembre de 2002 (ver Gráfica 9). Con un comportamiento fluctuante de la conductividad, unido al aumento paulatino durante la serie, este parámetro se ve reflejado de una manera directa con el pH, esto si se tiene en cuenta el comportamiento inverso entre el pH y la conductividad. De igual manera, se puede observar que los datos de pH tienden a la acidez. El pH tiene un comportamiento relativamente fluctuante entre los rangos normales y de acidez de la lluvia, a excepción del primer y último periodo de muestreo, correspondientes a mayo y junio de 2001 y mayo y septiembre de 2003, con valores por encima de los valores intermedios. El comportamiento del pH no presenta aumentos considerables durante el periodo.

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