El uso de trazadores en Ingeniería Ambiental Hidráulica

En Ingeniería Ambiental Hidráulica resulta muy útil el uso de trazadores, como ser: isótopos radioactivos (tritio, iodo-131), moléculas orgánicas fluorescentes (rodamina y uranina), sales inorgánicas y gases. Se realizaron estudios costeros frente a Montevideo, Punta Carretas y Punta Lobos. Para el rastreo y la medición de las sustancias trazadoras se emplearon para ello termómetros, medidores de salinidad en agua, programas basados en modelos matemáticos de diagnóstico y equipos detectores de radiación gamma, entre otros.


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Autor: Roberto Suárez Antola
Tema: AMBIENTE

Los trazadores

Los trazadores son sustancias que introducidas en pequeñas cantidades en un medio, permiten seguir su flujo o movimiento, debido a que sus propiedades (químicas, físicas, nucleares o biológicas) se distinguen de las del medio, posibilitando ser rastreados y medir su concentración, sin afectar al ambiente, ni a la salud. En Ingeniería Ambiental Hidráulica resulta muy útil el empleo de trazadores y para ello se utilizan sustancias de distinto tipo: isótopos radioactivos (como el tritio, vida media 12,3 años, y el iodo-131, vida media 8 días), moléculas orgánicas (como rodamina y uranina) que emiten radiaciones fluorescentes, sales inorgánicas que alteran la conductividad eléctrica de una solución acuosa, gases con diferentes propiedades fisicoquímicas respecto de los componentes de mezclas gaseosas a las que se los incorpora, entre otros. En el ejemplo presentado en esta Hojita, el medio donde se inyectaron este tipo de trazadores fue el agua de la bahía frente a la ciudad de Montevideo (Uruguay), cuya circulación se deseaba estudiar, y las aguas costeras adyacentes cuya interacción con el agua de la bahía se deseaba investigar.(2)

Ejemplos de aplicación

El diseño y la ejecución de los experimentos con trazadores no es algo sencillo. Los mismos requieren mediciones de muchas variables (además de las concentraciones del trazador): tiempos, posiciones y profundidades, fondo de radiación ionizante, vientos locales, perfiles de corriente, temperatura, salinidad y turbidez. Para ello es necesario contar con los instrumentos adecuados: cronómetros, GPS, ecosondas, detectores de radiación gamma, anemómetros, termómetros, medidores de salinidad en agua, etc. A veces se requiere medir también otras propiedades, como la demanda biológica de oxígeno del cuerpo de agua investigado, que se relaciona con la presencia de materia orgánica. Como herramientas de diseño, se emplean programas de computación basados en modelos matemáticos de pronóstico que permiten estimar el mejor sitio de inyección y la cantidad de trazador más adecuada. Para interpretar y analizar los resultados obtenidos se emplean programas basados en modelos matemáticos de diagnóstico. Con el fin de estudiar la dinámica de circulación y la renovación del agua en la bahía frente a la ciudad de Montevideo (Uruguay), en 1991 se inyectaron agua con tritio y uranina, estimándose un tiempo promedio de permanencia del agua en la bahía de 29 horas. Se comprobó por medio de estos trazadores que cuando la corriente (por marea alta) se dirige al Oeste, la bahía en general tiende a llenarse. Cuando la corriente se dirige al Este, aparece un patrón de circulación neta en sentido horario: el agua del estuario entra a la bahía desviada por la escollera oeste, y sale por el canal de navegación, mezclándose con las aguas costeras adyacentes. Posteriormente, entre 1993 y 1996, se realizó una nueva serie de experimentos con trazadores empleándose tritio, rodamina y uranina. Para obtener información sobre el funcionamiento del emisor subacuático(3) de Punta Carretas se marcó su descarga con iodo-131. En 2001 se estudió la capacidad de autodepuración de las aguas costeras en la región de Punta de Lobos, ubicada al Oeste de la boca de la bahía, para obtener información destinada a estimar la longitud mínima de un segundo emisor subacuático para la ciudad de Montevideo.

Conclusiones

En base a estos estudios se obtuvo mucha información. Se determinaron direcciones y velocidades de movimiento de masas de agua. Se estimaron tiempos de transporte de sustancias entre la bahía y las playas próximas y tiempos de autodepuración (por radiación UV y salinidad del agua) en las aguas costeras.

Por su gran utilidad, desde hace años, se utilizan distintas sustancias trazadoras, también en biología, medicina, industria y ciencias de la Tierra.

REFERENCIAS

1 Estos ejemplos se basan en un trabajo científico (Suárez Ántola R, “Estudios con trazadores en las aguas costeras del Departamento de Montevideo”, Actas de Trabajos Completos E-ICES 8, CNEA, Argentina, pp. 368- 385, 2013) y en una presentación efectuada por el autor en conmemoración de los 100 años del Instituto Geológico, Montevideo, DOI:10.13140/RG.2.2.11362.63680.
2 Es una tubería que se utiliza para conducir agua de desecho mar adentro, lejos de la línea costera.

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SOBRE EL AUTOR

Licenciado en Física (Universidad de la República – Uruguay)
Doctor en Ciencias con formación en Medicina e Ingeniería
Ex Profesor Universitario y Ex Director de Departamento (1973-2015)
Dirigió los laboratorios (Dirección Nacional de Tecnología Nuclear/ Ministerio de Industrias, Energía y Minería de la República Oriental del Uruguay) 1989-1999
Director científico (OMNIA Sciences/Technologies/Services – Uruguay)
Asesor del Ministerio de Industrias, Energía y Minería de la República Oriental del Uruguay
Fue premiado por las Academias Nacionales de Medicina (1985), de Ingeniería (2004) y por el MIEM - Premio Génesis (1987).