Practica hidrobiologia

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Practica hidrobiologia

  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN C R I S TO B A L D E H U A M A N G A ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE BIOLOGIA RECURSOS HIDROBIOLOGICOS GUIA DE TRABAJOS PRÁCTICOS ELMER AVALOS PÉREZABRAHAM GÓMEZ CISNEROS AYACUCHO –2010
  2. 2. INTRODUCCION Prácticamente cualquier trabajo en recursos hidrobiológicos debe comenzar por la descripcióndel ambiente a estudiar, incluyendo la mayor cantidad de parámetros (tanto biológicos como nobiológicos) representativos posible. En este sentido, existe una serie de "comunidades" y biotoposque deben ser muestreados y/o descriptos de diferentes maneras, y un conjunto de valores físicosy químicos que deben ser estimados y medidos. Los cuerpos de aguas continentales son muy variables con respecto a su tamaño, profundidad,caudal, calidad de agua y cada uno de ellos muestra características particulares que los diferenciaentre sí, lo cual hace necesario el estudio de cada uno de ellos, puesto que no se admiteinferencias para cada cuerpo de agua, a partir del estudio de otro. Por lo tanto cada uno de ellosconstituye un ecosistema que debe ser tratado en estudio en forma individual. A continuación se detallan algunos de estos trabajos en ambientes lénticos y lóticos (lagos,lagunas, embalses, ríos, etc.), así como los métodos más usuales para su realización. La evaluación en los diferentes cuerpos de agua es para conocer su potencial ó el estado tróficoen el que se encuentran, ya sea en formas naturales ó intervenidas por las actividades del hombre,es uno de los rubros más importantes actualmente de la Limnología. Luego de conocer el estadoen que se encuentra permitirá proponer ó establecer planes de corto, mediano ó largo plazo parapotenciarlo, aprovechamiento y manejo adecuado del mismo, de esa manera, se logrará eldesarrollo sostenido del cuerpo de agua el cual ha sido evaluado, el cual es uno de los fines de laZonificación Ecológica Económica. La presente guía se elaboró especialmente para realizar trabajos de investigaciónhidrobiológica y limnológica de una manera práctica y sencilla permitiendo obtener resultadosconfiables en las fases de campo, de laboratorio y análisis de la información. Para comenzaralgunas consideraciones que se deben tener en cuenta en el momento del muestreo como sonmateriales y equipos que se necesitan, características ambientales y las metodologías paraevaluar parámetros hidrológicos, fisicoquímicos y biológicos, en este caso se orienta a laparte de fitoplancton (composición, biomasa y productividad primaria ) y zooplancton (composición y abundancia) en algunos ambientes lénticos y lóticos. Los autores.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos 2
  3. 3. INDICE Pag 1. Confección de redes para muestreo de comunidades acuáticas 03 2. Morfometría y batimetría de un ambiente léntico 10 3. Morfometría y batimetría de cuerpos lóticos pequeños. 20 4. Características físicas y químicas de los ambientes acuáticos 25 5. Preparación de reactivos para análisis químico de aguas 31 6. Evaluación de las características físicas y químicas del agua continental 41 7. Las Comunidades Acuáticas el “Neuston” 49 8. La comunidad planctónica 52 9. Composición y biomasa del zooplancton de una laguna 66 10. Evaluación de la fauna béntica de ambientes acuáticos continentales 91 11. Estudio del necton y otros animales acuáticos continentales 99 12. Composición y biomasa de las macrófitas acuáticas 102 13. Evaluación del perifitón en ambientes acuáticos artificiales 104 14. Análisis microbiológicos de las aguas (parque ecológico la “Totorilla”) 108 15. Estudio de Una Comunidad Acuática. 111Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos 3
  4. 4. PRACTICA Nº01 NNº CONFECCIÓN DE REDES PARA MUESTREO DE COMUNIDADES ACUÁTICASI. INTRODUCCION. El conjunto de organismos que se hallan en suspensión en el seno del agua a cualquierprofundidad, es conocido como plancton. Clásicamente este término reúne a aquellosanimales, protistas y plantas cuyos movimientos son nulos o muy débiles como paracontrarrestar el efecto de las corrientes. De acuerdo al tamaño puede clasificarse comosigue:Picoplancton : menos de 2 µmNanoplancton : 2 a 20 µmMicroplancton : 20 a 200 µmMesoplancton : 200 µm a 2 mmMacroplancton : más de 2 mm La gran mayoría de los estudios biológicos se basa sobre muestras. En el caso delplancton se trabaja sobre muestras del ambiente correspondiente, es decir el agua, que asu vez contiene a los organismos objeto del análisis. Para que estas muestras sean unreflejo adecuado del ambiente que se estudia y, en consecuencia, para que permitaninferir conclusiones razonablemente correctas, deben satisfacer una serie de condiciones.Algunas de las más importantes son que la densidad de organismos en la muestra searepresentativa de la densidad original in situ (o que permita estimarla correctamente),que las proporciones entre los diferentes planctontes en la muestra coincidan conaquéllas en el ambiente, y que los organismos recogidos se encuentren en un estadorazonable de preservación. El que estos requisitos sean satisfechos depende, en primerlugar, de los aparatos de muestreo que se utilicen y de su operación. Gran parte de los problemas relacionados con la colección de muestras de planctonestán relacionados con la obtención de adecuadas cantidades de organismos de unmedio en el cual muchos de éstos no están suficientemente concentrados. Para algunosde los fitoplanctontes de menor tamaño, en especial los fitoplánctontes, la densidad en elmedio natural es usualmente alta de manera que no es necesario recurrir a su extracciónselectiva (es decir, extraer proporcionalmente más partículas que agua), o concentración.Sin embargo, la densidad natural de muchos otros es baja, y frecuentemente no essuficiente con simplemente tomar una porción de agua conteniendo organismos, sino quehay que concentrar a estos últimos antes, durante o después de su obtención. Estosorganismos menos abundantes son frecuentemente los de mayor tamaño, de sentidosmás desarrollados y más móviles, lo que a su vez genera el problema de que reaccionanactivamente frente a los aparatos muestreadores huyendo de ellos. Los micropláncterespoco frecuentes, a su vez, presentan otro problema diferente: las cantidades que seobtienen sin concentrarlos previamente son insuficientes para el estudio, mientras que laElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos 4
  5. 5. concentración durante el muestreo requiere redes o tamices de poro tan chico que secolmatan inmediatamente.Las Redes Se trata de conos de tela de nylon (también suelen utilizarse otros materiales como elperlon, seda, polipropileno, poliéster, pero son menos recomendables que el nylon), deporosidad uniforme y estable que, al ser pasados por el seno del agua retienen laspartículas y escurren el líquido. La figura 1 ilustra los componentes principales de una redde plancton con cono reductor. Las redes suelen utilizarse con la finalidad de llevar a cabo estudios cualitativosexclusivamente, en cuyo caso no es de fundamental importancia conocer el volumen deagua que se ha filtrado para obtener la muestra en cuestión. Para este tipo de estudioslas redes normalmente son de tamaño reducido, para facilitar su manipulación, y puedenconstruirse de acuerdo al esquema y relaciones morfométricas indicados en la figura 2. El aro metálico que define la boca puede llevar un asa o manija lateral, o tres bridas yun cabo de arrastre. El copo o recipiente colector puede ser ciego (sin ventanas para eldrenaje del agua; Fig. 3A, B), y fácilmente desmontable para su vaciado.Alternativamente, en calidad de copo pueden utilizarse los frascos de almacenamiento delas muestras directamente, fijados al extremo de la red por medio de una abrazadera queajusta sobre una tapa (roscada) desfondada (Fig. 3A); en este caso no es necesarioElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos 5
  6. 6. trasvasar las muestras para su almacenamiento y se utiliza un nuevo frasco con cadalance. Tanto para estas redes, como para aquéllas que permiten estimar la cantidad de aguafiltrada durante el lance (ver más adelante), el tamaño de los poros de la malla debe seralrededor de un 25% menor que la dimensión mínima (largo, ancho o espesor) de losorganismos más pequeños que se pretende colectar para asegurar una retención cercanaal 100%.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos 6
  7. 7. De todas formas, las redes no sirven para el trabajo con los organismos pequeños y muylábiles, como por ejemplo los ciliados, ya que estas células se deforman y pasan a travésde poros mucho más chicos que el organismo, o son totalmente destruidas por la presióndel agua sobre la tela. En estudios limnológicos suelen utilizarse mallas de 20-25 µmpara fitoplancton (obviamente, estas redes no capturan las fracciones nano ypicoplanctónica, normalmente de gran importancia energética en los ecosistemasdulceacuícolas), y de alrededor de 40 a 65 µm para zooplancton. El tipo de tejido másconveniente es el simple (sin hilos dobles ni retorcidos), monofilamento (cada hiloformado por una única hebra, y no por varias hebras paralelas). Para estudios querequieran la cuantificación del material planctónico (cálculo de la cantidad de individuospor unidad de volumen de agua filtrada) deben tenerse en cuenta una serie deprecauciones adicionales: El volumen del agua que pasó a través de una red planctónica al cabo de un lancedepende de varios factores: distancia recorrida, velocidad del remolque, tamaño (longitudy boca) y forma de la red y tamaño de sus poros, porosidad de la malla utilizada, densidady tamaño de las partículas en suspensión en el medio, etc. Estimar el volumen filtradosobre la base del volumen del cilindro que define la boca de la red en su pasaje por elagua es totalmente incorrecto, ya que usualmente entra en la misma solamente unafracción (a veces menos del 50%) del líquido ubicado frente al muestreador (ver másadelante).Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos 7
  8. 8. II. OBJETIVOS:  Diseñar y confeccionar una red de Plancton.  Reconocer los diferentes tipos de redes que se utilizan para la captura de organismos acuáticos.III. MATERIALES:  Papel molde  Tela nylon o seda fina  Regla, compas, transportador, lápiz tijeras Cuyas medidas que se dan son 10 cm. de largo, que tenga como radio mayor 10 cm. y radio menor de 3 cm.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos 8
  9. 9. IV. PROCEDIMIENTO.Construcción de red plancton que tengan diámetro de la boca de : 30, 28, 26 cm, y eldiámetro del copo de 6, 5, 4 cm, altura 40 cm  Hallar empleando la fórmula h3= ( r2 )( h2)/ (r1-r2), el valor de h3 para determinar a que distancia del ápice se encuentra el diámetro menor y conocer la longitud total. h1 donde h1= h2 + h3  h1 da la medida del radio de un cierto arco, el cual representa la forma y longitud de la parte superior de la red.  Calculamos el ángulo: X = 360 ( r1)/h3  Usando h2+h3 como radio extraer el arco del círculo más grande y marcarlo sobre un papel molde. (2 phi r1)  En el centro del arco así construido determinar el ángulo por medio de un transportador y trazarlas líneas  Luego con h3 como radio, trazar el arco del círculo más pequeño.  Dejar un margen de 01 cm para la costura y cortar el área, así mismo en la parte superior medir unos 12 cm que será el área no filtrante que se cocerá al aro de metal. r1 radio mayor r2: radio menor h1: longitud de la red h2: longitud de r2 al vértice del cono x: ánguloV. RESULTADOS. a. Construcción de red plancton que tengan diámetro de la boca de 30 cm, y el diámetro del copo de 6 cm, altura 40 cm Cálculos:Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos 9
  10. 10. b. Construcción de red plancton que tengan diámetro de la boca de 28 cm, y el diámetro del copo de 5 cm, altura 40 cm Cálculos: c. Construcción de red plancton que tengan diámetro de la boca de 26 cm, y el diámetro del copo de 4 cm, altura 40 cm Cálculos:Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos10
  11. 11. PRACTICA Nº02 NNº MORFOMETRIA Y BATIMETRIA DE UN AMBIENTE LENTICOI. INTRODUCCION. Las características topográficas que presentan los cuerpos de agua lénticos, sonbásicos y fundamentales para determinar los parámetros morfométricos, los mismos queson empleados en estimar el índice morfo-edáfico, valores de importancia para elestablecimiento del grado de evolución trófica del sistema acuático. Entre otras de lascaracterísticas establecidas en los estudios limnológicos de cuerpos de agua lenticos, serequiere el estudio cartográfico de la línea de orilla y el área de influencia del cuerpo deagua, es decir que no sólo consistiría en determinar las características de los bordes, sinotambién aquella que está influenciadas por el comportamiento del nivel de agua.Existen dos alternativas para trazar la línea de orilla El estudio y descripción de los rasgos morfológicos de los ambientes acuáticos, tantolenticos (lagos, lagunas), como lóticos (ríos, arroyos) son de importancia en el manejo delrecurso hídrico y para compararlo con otros cuerpos de agua, las dimensiones deben serexpresadas en forma cuantitativa mediante el uso de parámetros morfométricos. Estos seobtienen a partir de material cartográfico o de levantamientos topográficos,planialtimétricos y batimétricos especiales. La información se complementa confotografías aéreas. Para calcular los parámetros morfométricos se consideran lascaracterísticas más notorias: longitud y ancho máximos, ancho medio, perímetro olongitud de línea de orilla, volumen retenido y la profundidad máxima y media. La relaciónde magnitudes de estos parámetros determina muchas características de los cuerpos deagua.Por ejemplo, cuanto mayor es la profundidad media de una laguna, menor será laproporción de su volumen que puede albergar poblaciones fitoplanctónicasfotosintéticamente activas (volumen productivo), y menor su extensión colonizable porhidrófitas. Por otro lado, una baja profundidad media condiciona la cercanía de las zonasproductiva (eufótica) y desintegradora (fondo), facilitando el acceso de nutrientes a lascapas donde son asimilados.El intercambio gaseoso y la circulación general del agua son más activos en lagunas conescasa profundidad media. Los lagos proporcionalmente más profundos son menosinfluenciados por los fenómenos de evaporación, de tal manera que, en líneas generales,sus condiciones de vida son más estables. De esta manera, muchas de los condicionantesde la bioproductividad están directamente relacionados con la estructura y forma de loscuerpos de agua continentales.Longitud máxima: Es la longitud de la línea que conecta los dos puntos más extremos deun cuerpo de agua. Debe representar lo más fielmente la longitud de las aguas abiertas yno deberá cruzar ninguna porción de terreno, a menos que ésta sea una isla. Esta línea esrecta en la mayoría de los casos, debido a la forma regular, más o menos ovoide de lamayoría de las lagunas. A veces es curva, tal como en las lagunas en forma de S ó U.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos11
  12. 12. Algunos cuerpos tienen forma tal que es difícil seleccionar una posición para determinarla longitud máxima. En todos los casos se deberá indicar la dirección del eje de medicióny expresarlo según la Rosa de los Vientos. En el caso de cursos de agua, se mide lalongitud directamente en el terreno o sobre planos de escala adecuada. Si el trabajo serealiza sobre un mapa, lo más conveniente es aplicar alguno de los métodos de mediciónde la longitud de las líneas de costa.Longitud máxima efectiva: Es la longitud de la línea recta que conecta los puntos másremotos de un cuerpo de agua, a lo largo de la cual la acción del viento y de las olas seproduce sin interferencias de ningún tipo. Los parámetros, longitud máxima total (LM) ymáxima efectiva (LME) coinciden en el caso de cuerpos limnéticos de forma regular, conla salvedad de que no tengan islas situadas de tal modo que efectivamente interrumpanla acción del oleaje; si esto sucede, la cubeta queda virtualmente dividida en dos o máspartes. En cuerpos de agua de contorno muy irregular, se dan las máximas diferenciasentre ambos términos, sobre todo si éstos tienen islas.Anchura máxima (AM): Es la longitud de la línea transversal que conecta los puntos másextremos del cuerpo de agua y que no cruza otros terrenos además de islas. Se puededecir que es la medida de la línea recta tomada aproximadamente perpendicular al eje delongitud máxima.Anchura máxima efectiva (AME): Es la longitud de la línea transversal a la LME queconecta los puntos más extremos del cuerpo de agua, a lo largo de la cual la acción delviento y el oleaje se realiza sin ninguna clase de impedimentos de terrenos.Ancho medio (amd): Es la medida que se obtiene al dividir la superficie del cuerpo deagua por la longitud máxima total. Se puede establecer también en base al promedio delas medidas del ancho de los diferentes sectores, tomados en forma equidistante yperpendicularmente a la línea de máxima longitud.Perímetro o longitud de línea de orilla (p): A veces este parámetro morfométrico se puededeterminar directamente por las mediciones de campo; sin embargo, la mayoría de lasveces se mide sobre un mapa de escala adecuada, según los siguientes métodos: el delcurvímetro, el del hilo y el del compás.a) Método del curvímetroCuando se trabaja sobre mapas, la forma más directa de medición es mediante elcurvímetro o cartómetro. Este instrumento está construido de tal manera que permitemedir la longitud de líneas irregulares (distancias) por medio de una rueda trazadoracuyas revoluciones son transmitidas a una manecilla que porta sobre una escalagraduada, semejante a la esfera de un reloj. Las graduaciones de la esfera representanunidades de longitud recorridas por la rueda trazadoraProcedimiento:1) Se sitúa la aguja índice en cero y se marca con un lápiz un origen para las mediciones.2) Se coloca cuidadosamente el eje de la rueda trazadora sobre el origen elegido y se desplaza a lo largo de la línea de orilla en forma tal que la aguja se mueva continuamente en sentido directo, manteniendo el aparato verticalmente en toda la operación.3) Si la distancia a recorrer en el plano es grande, es importante anotar las veces que la aguja pasa por el cero, o sea las vueltas completas que se realizan.4) Para obtener la longitud buscada, se lee directamente en la escala o múltiplo de escala correspondiente. Si la escala o sus números no están marcados en la escala del curvímetro, tal como en el caso de las escalas exóticas, que frecuentemente se producen en los planos realizados en base a fotografías aéreas (por ejemplo, escalaElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos12
  13. 13. 1:36800 1:21400, etc.), entonces se lee directamente la escala de 1:100 000, que es la equivalente a la escala natural, es decir, cada unidad de ella equivale a 1 cm y se resuelve por regla de tres simple; i.e., escala de plano: 1:21400, lectura en la escala de 1:100.000 del curvímetro: 97; longitud hallada: 20758 m.Si la escala exótica fuera numérica, se deberá medir con el curvímetro una unidad dadadel mapa y obtendremos el número de divisiones correspondientes para esa unidad enescala de 1:100 000, y luego dividir la longitud de la línea de costa hallada leyendo laescala de 1:100 000 por el número de divisiones de la unidad a escala, siendo el cocientela longitud de esa línea, expresada en km.Ejemplo:1 km en el mapa = 6,5 divisiones del curvímetro; lectura del curvímetro para la línea decosta: 147 div.; perímetro hallado: 147/6.5=22.615 Km. Los resultados de lasoperaciones dependerán principalmente del cuidado puesto en la manipulación delinstrumento, por ello es recomendable la ejercitación previa con él. Asimismo, para tenerresultados comparables entre sí es necesario recorrer al menor tres veces el perímetro dela figura a medir.b) Método del hiloSi no se dispone de un curvímetro se pueden obtener bastante buenos resultadosmediante el uso de un hilo, que se sitúa sobre el contorno de la figura a medir.Posteriormente, la longitud del hilo es convertida en unidades de longitud de la línea deorilla, pasando a la escala del mapa.Procedimiento:Se requiere un mapa de tamaño conveniente, alfileres largos, un hilo no deformable y unatabla de madera blanda o similar. 1) Se sitúan los alfileres sobre el contorno, e forma de empalizada. El número de alfileres dependerá de lo irregular de la línea de la costa. A lo largo de las porciones convexas de la línea de la costa, se sitúan los alfileres en el borde externo; a lo largo de las cóncavas, se sitúan en el interno de la línea. Se ponen suficientes alfileres como para que el dibujo del hilo represente fielmente el contorno de la figura. 2) Se marca a lápiz un punto de origen. Se le hace un nudo al hilo y se lo pasa por un alfiler, que se clava en el origen. Se va colocando el hilo externamente a las hileras de alfileres situados en forma cóncava y por adentro en las hileras convexas, siguiendo así hasta llegar al origen, donde se marcará sobre el hilo una señal. 3) Se retira el hilo y se mide su longitud entre ambas marcas. Se mide la longitud de una unidad de escala del mapa y de divide la longitud del hilo por la unidad de escala, siendo el cociente el dato buscado, expresado en la unidad elegida. Se realizan tres intentos para comparar los resultados.c) Método del compásBajo ciertas condiciones, tales como la regularidad de la línea de orilla, la longitud de estalínea de costa puede ser medida mediante pequeños intervalos iguales, obtenidos con uncompás de puntas secas. El número total de dichos intervalos a escala nos darádirectamente la longitud deseada.CÁLCULO DE ÁREAS Solamente en ocasiones especiales se puede medir la superficie de los cuerpos deagua en forma directa en el campo o mediante el cálculo directo con fórmulas. Se debe aElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos13
  14. 14. que éstos no presentan, por lo general, formas geométricas regulares, motivo por el cualse utilizan distintos métodos de cálculo sobre planos exactamente dibujados, y en loposible de escala grande. En este trabajo se describirán seis métodos distintos paracalcular áreas sobre planos, a saber: gráfico, del planímetro, de la ordenada promedio, delas ordenadas.A) Método gráficoSe trata de determinar la superficie de una figura tal como un lago, laguna, etc., a partirde una hoja de plancheta u otro plano cualquiera dibujado a escala. Para ello se toman lamedidas necesarias gráficamente y se descompone la superficie a medir en diversasfiguras geométricas regulares, tales como triángulos, rectángulos, trapecios, círculos, etc.,obteniéndose las medidas correspondientes a las diagonales y alturas, con ayuda deescuadras, escalas y compás.Procedimiento: 1) Dentro del perímetro del plano, se dibuja la máxima figura geométrica que puede contener y se calcula su área. 2) Se dividen las porciones restantes no incluidas en triángulos y pequeños rectángulos y se computan estas áreas. Se continúa así hasta cubrir todo el mapa. 3) Se suman las áreas de todas las figuras. Si el cálculo no se realizó a escala, hay que transformar las unidades del plano en unidades del campo. Se divide el área total por el área unidad, donde el cociente será el área buscada, expresada en términos de la unidad de escala.Ejemplo:La suma de las áreas parciales del mapa es 1000 cm2; si el plano esta realizado enescala 1:5000, tenemos:1 cm2 = 5000 cm x 5000 cm = 25 000 000 cm2 = 2500 m21000 cm2 = 25 000 000.000 cm2 = 2 500 000 m2 = 2.5 km2 = 250 Ha Es importante destacar que el método es solamente aplicable en cuerpos de agua decontorno muy regular o en planos de escalas muy grandes, que contengan figuras desuperficies muy amplias. Las fórmulas a aplicar en función de los elementos conocidosen cada caso, son las siguientes:Área cuadrado = lado x ladoÁrea rectángulo = base x alturaÁrea triángulo = base x altura / 2 Área del triángulo (según Herón) A = ඥ࢖(࢖ − ࢇ)(࢖ − ࢈)(࢖ − ࢉ) donde p es la mitad del perímetro del triángulo (fórmula de Herón) ࢇା࢈ାࢉ ૛ p= ( ௔ା௕ ) ௛ ଶÁrea trapecio de lados paralelos =B) Método del planímetro El planímetro es un instrumento basado en un método de integración gráfica, quepermite determinar la superficie de una figura dibujada a escala con el solo recurso deElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos14
  15. 15. recorrer su contorno con un índice unido al aparato. El uso de este instrumento es elmedio más rápido para la obtención de áreas. Además, si es cuidadosamente operadopor una mano experta, es el método más exacto para la determinación de superficies, nosolo en los estudios limnológicos, sino también en otros campos de la técnica. Existendiversos tipos de planímetros, tales como el polar, el radial y el lineal. De ellos el másusado, debido a fácil manejo y a su bajo costo es el planímetro polar, de ahí que nosocuparemos de describir exclusivamente ese modelo.Entre los planímetros polares, uno de los más cómodos es el de compensación oplanímetro polar de Amsler, dado que permite recorrer la figura con polo a la izquierda ycon polo a la derecha, con lo que se eliminan los errores experimentales. El planímetropolar de Amsler está compuesto por las siguientes partes (ver figura): un polo (P), que sefija en algún punto del plano, alrededor del cual puede girar un brazo o palanca, llamadobrazo polar (a); por medio de una articulación (A) el brazo se une a otro llamado brazotrazador (b), que consiste en una varilla que lleva la punta o punzón índice (I), con la quese puede recorrer el perímetro de la superficie a medir. El brazo trazador traspone laarticulación, prolongándose en su extremo (c), donde se sitúa una roldana (R) que ruedasobre el papel y que gira alrededor de un eje paralelo a dicho brazo. P a c b R A I Para contar el número de vueltas de la roldana, lleva ésta un limbo contador conengranaje a tornillo sin fin, que indica las vueltas en la relación de 10:1 y un tambordividido en 100 partes iguales, provisto de un nonius, que permite apreciar las milésimaspartes de vuelta. Si la figura a medir es de poca extensión, se sitúa el polo fuera de lafigura. Si la superficie a medir es de mucha extensión y no puede ser recorrida de una vezcon el polo afuera, es conveniente dividirla en otras más pequeñas. Pero si se trata demedir superficies aún más grandes, o no se desea realizar subdivisiones en el plano, segana tiempo colocando en polo dentro de la figura.C) Método de la ordenada promedio Este método es sólo una aproximación basada en el criterio de queindependientemente de la forma del cuerpo de agua, puede ser asimilada una figurageométrica que responda a la sencilla fórmula de base por altura. Es decir, consideramosun eje longitudinal (si lo posee, sería el de máxima longitud), y tal como en la medicióndel ancho medio, el promedio de las medidas tomadas en forma equidistante yperpendicularmente al eje longitudinal.Procedimiento:1) Por debajo o sobre la figura cuya superficie se quiere medir, se traza una línea que corresponde al eje longitudinal y a medir en sentido horizontal. Luego se traza la vertical perpendicular al eje longitudinal, tangente al extremo izquierdo de la figura; en el otro extremo se traza otra tangente paralela a la anterior y se divide el eje longitudinal en un número cualquiera de partes iguales.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos15
  16. 16. 2) Las divisiones del eje longitudinal a su vez se bisectan y en cada bisección se levanta una ordenada. 3) Se mide la longitud de cada ordenada dentro del perímetro de la figura y luego se suman; se divide por el número de ordenadas, excluyendo los extremos, y se determina la longitud promedio de las mismas; se multiplica por la longitud del eje horizontal, siendo el resultado el área aproximada de la figura. 4) Se transforma el área de la figura, expresada en la unidad adoptada en el cálculo, a la escala del mapa.D) Método de papel cuadriculado Cuando se superpone el contorno de un cuerpo de agua sobre papel cuadriculado, susuperficie puede ser determinada dividiendo el número total de cuadrículas incluidas porel número de cuadrículas semejantes contenidas en un área unidad tomada a escala delmapa.Procedimiento: 1) Se transfiere (con pantógrafo, papel carbónico, etc.) el contorno de la figura al papel 1) cuadriculado. 2) Se cuentan todas las cuadrículas que se encuentran completamente dentro del perímetro de la figura. Luego se cuentan como enteras aquellas cuadrículas alrededor de la periferia de la figura cuyas áreas están mitad o más dentro del perímetro, pero se omiten aquéllas que no alcanzan a tener la mitad dentro del contorno; luego se juntan ambos resultados. 3) Se dibuja sobre la cuadrícula una figura geométrica que represente una unidad del área a escala, expresada en la forma más conveniente. Si la figura dada es un círculo, se 4) cuentan los cuadros que caen dentro de él, tal como se indicó en el párrafo anterior, expresando el total en función del área del círculo. Si la figura es un cuadrado, se cuentan los cuadrados enteros y se estiman todos los cuadros incompletos. Se divide el total de las cuadrículas del mapa por el total de las cuadrículas de la figura, expresadas en la unidad a escala, donde el cociente representa el área buscada por la unidad dada.CALCULO DE VOLUMEN El volumen que ocupa una masa de agua puede ser determinado computando elvolumen de cada estrato horizontal de agua tal como aparece limitado por las diversascurvas de nivel sumergidas (isobatas), obtenidas sobre el mapa batimétrico y haciendo lasuma de todos los volúmenes de dichos estratos. Se pueden utilizar diversas fórmulaspara calcular el volumen de dichos estratos, sin embargo la experiencia señala que sellega esencialmente con la mayoría de ellas a los mismos resultados. En este trabajo serecomienda el uso de la fórmula de Pennack, es decir la fórmula del cono truncado V = h/3 · [S1 + S2 + √S1·S2 ]aplicada en limnología: En donde V es el volumen y h representa el espesor vertical de cada estrato de agua,dado por la diferencia entre dos isobatas contiguas; S1 es el área de la cara superior delestrato y S2 el área de la cara inferior del estrato de agua.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos16
  17. 17. Procedimiento: 1) Se determina el área total que ocupa la masa de agua (S1). 2) Se calculan por el método más conveniente (planímetro, Simpson, etc.) las áreas circunscriptas por cada una de las curvas de nivel sumergidas (isobatas). A continuación se determina S2, restando de S1 la superficie del anillo delimitado entre la isobata 0 y la contigua. Otra forma de determinar S2 es calculando directamente el área total que delimita la isobata considerada. 3) Se calcula el volumen del primer estrato de agua, limitado por el plano de la superficie = espejo de agua = isobata 0 = S1 y el plano determinado por la segunda isobata (S2); se aplica la fórmula de Pennack. 4) Se computan de igual manera los volúmenes de los demás estratos de agua, teniendo en cuenta que la superficie de la cara inferior del primer estrato (S2) pasa a ser la superficie de la cara superior del segundo estrato (S1 del segundo estrato) y así sucesivamente hasta llegar a la última isobata. Como esta última siempre queda impar, no se le puede aplicar la fórmula, por tanto su volumen deberá calcularse como promedio entre la profundidad dada por la última curva y el punto de máxima profundidad contenido en la isobata. Por ejemplo, tomemos la isobata de -2.20 m de una laguna cualquiera. El punto de máxima profundidad es - 2.26 m y el promedio de -2.23 m. El volumen será 0.03 m x superficie contenida en la isobata - 2.20 m. Luego se suman los volúmenes parciales, obteniéndose al volumen total del cuerpo de agua.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos17
  18. 18. NOTA: Es importante que la isobata 0 del levantamiento batimétrico quede referida aalgún punto fijo, tal como una escala hidrométrica y/o un punto trigonométrico, con locual rápidamente se logrará conocer el cambio de altura y volumen experimentado en elseno de esa masa de agua.II. OBJETIVOS:  Realizar el levantamiento topográfico de un cuerpo léntico.  Conocer los diferentes métodos de levantamiento topográfico.III. MATERIALES.  Teodolito  Brújula  Mira taquimétrica  Wincha  Jalones  Libreta de campo  Lápiz borradorIV. PROCEDIMIENTO Identificar un cuerpo de agua lentico, realizar el levantamiento topográfico ybatimétrico, utilizando los métodos señalados.Cuerpos de agua mayoresa) Método PolarEste método mide ángulos y distancia a partir de un línea base.  Reconocimiento de toda la orilla del cuerpo de agua a estudiar  Simultáneamente con este reconocimiento se seleccionan los puntos que van a servir como línea base. Esta línea base debe guarda ciertas condiciones: visibilidad perfecta de todos los puntos de referencia, terreno más o menos plano y accesibilidad al instrumento.  Proceder con la instalación y nivelación del instrumento. Luego alinear el instrumento respeto al otro punto de la línea de base, midiendo el ángulo y distancia con referencia al norte magnético. Luego se lanzan los visuales a los puntos de referencia de la línea de orilla, mas cercanos al punto de la línea base (en este caso A) determinando ángulos y distancias, siguiendo el sentido de las agujas del reloj.  Determinar la orientación magnética de la línea base  Una vez terminado dichas lectura, se traslada el instrumento al punto B de la línea base, se alinea con respecto a A y se realizan las mediciones pero con referencia a otros puntos de referencia.  Una vez terminada las lectura de los ángulos y distancias en la línea base, permitirse en chequear la lectura de los ángulos rápidamente.Nota: si por situaciones especiales del terreno o la excesiva vegetación circundante de lalínea de orilla, no permitiera una buena visualización de los puntos de referencia puedeElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos18
  19. 19. plantearse una prolongación de la línea base, haciendo girar el instrumento en 180 º y deeste modo se toma un nuevo punto en la línea base.b) Método de las mediciones transversas Se basa en una serie de mediciones que se hacen tomando como referencia a una línea trazada en forma paralela a la longitud mayor del cuerpo de agua, Este método es empleado únicamente para pequeños cuerpos de agua muy someros. Cabo graduado, Brújula, wincha, libreta de campo, lápiz y borrador.Procedimiento. Reconocimiento de la línea de orilla, seleccionando paralelamente los puntos de referencia y la línea de base. Seleccionada la línea de base y elegido los puntos de referencia alinear cada jalón que señala algún punto de referencia con el prisma tomando como referencia a la línea base, este se explica de acuerdo a la siguiente gráfica. Medir la distancia entre la línea base y el punto de referencia y aquella desde la intersección hasta uno de los extremos de la línea base. Determinar la orientación magnética de la línea base. El trabajo en el gabinete es igual que en el método anterior. Batimetría.- Método de la wincha o cabo graduado  Trazar líneas rectas y paralelas que cruzan el espejo de agua, tomando como punto de partida y termino, los puntos de referencia utilizados en el levantamiento del cuerpo de agua.  Los sondajes se realizaran a distancias conocidas (1 m.).  A los extremos del cuerpo se colocaran líneas de sondajes perpendiculares a las otras líneas colocadas anteriormente.  Trazar las isolineas.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos19
  20. 20. En gabinete:Dibujar a escala (sobre papel canson) el levantamiento topográfico del cuerpo lentico evaluado,V . RESULTADOS.  Graficar el mapa a escala de 1:250.  Calcular área.  Calcular la longitud máxima  Dibujar el perfil batimétricoElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos20
  21. 21. PRACTICA Nº03 NNº MORFOMETRIA Y BATIMETRIA DE CUERPOS LOTICOS.I. INTRODUCCION. Una investigación hidrográfica razonablemente precisa es esencial para la evaluaciónde las características morfométricas básicas de los lagos y de secciones de ríos. Laconfección y levantamiento topográfico de cuerpos de agua está más allá de la capacidaddel Limnólogo, quien debe confiar en mapas hechos por grupos de investigadores bienequipados. A menudo fotografías aéreas con escala conocida será suficiente. Sinembargo, pequeños cuerpos de agua (menos de 5 hectáreas) pueden ser mapeados conprecisión utilizando un mínimo de equipo. Cuando se trata de investigaciones ambientales, los investigadores ha visto porconveniente establecer una unidad de trabajo. Cuando se va a estudiar un ambiente lóticola unidad ideal de estudio es considerada la cuenca de drenaje del sistema de aguacorriente, puesto que nos proporciona la información más detallada del relieve y sufunción como un sistema unificado para el transporte de agua. Los geomorfólogos paradescribir los sistemas de los ríos cuantitativamente han introducido una serie deparámetros morfológicos, muchos de ellos poseen significancia hidrológica. El caudal de un río, es decir la cantidad de agua que fluye a través de una seccióntransversal, se expresa en volumen por unidad de tiempo. El caudal en un tiempo dadopuede medirse por varios métodos diferentes y la elección del método depende de lascondiciones de cada sitio. La medición del caudal por el método área–velocidad se explica con referencia a lafigura. La profundidad del río en la sección transversal se mide en verticales con unabarra o sonda. Al mismo tiempo que se mide la profundidad, se hacen mediciones de lavelocidad con el molinete en uno o más puntos de la vertical. La medición del ancho, de laprofundidad y de la velocidad permiten calcular el caudal correspondiente a cadasegmento de la sección transversal. La suma de los caudales de estos segmentosrepresenta el caudal total.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos21
  22. 22. Características morfométricas de un cuerpo lótico:  Morfometría de la cuenca: Tamaño, forma, relieve, orientación, textura, hipsometría.  Morfometría del canal: segmentos de canal, relaciones de ramificación, longitud, inclinación del canal, sección transversal, oscilación del canal.  Capacidad de almacenamiento: Concentrado en depósitos puntuales o distribuidos sobre el área.  Clase y uso del suelo.Erosión pluvial. La magnitud de la erosión pluvial depende del régimen de lluvias y de la geomorfologíade la hoya vertiente. La erosión se cuantifica por medio del parámetro denominado"pérdida de suelo". Esta pérdida de suelo representa un potencial medio de erosión anualy se expresa en milímetros de suelo por año (mm/año). Solamente una parte de estevolumen llega hasta los cáuces naturales y alimenta la carga de sedimentos ensuspensión que transporta la corriente.Los siguientes son los factores que intervienen en el cálculo de la Pérdida de Suelo:  Número de aguaceros fuertes en el año, intensidades de los aguaceros, tamaño y altura de caída de las gotas de agua.  Erodabilidad del suelo.  Distribución de los cultivos.  Mantenimiento y protección de los suelos.  Características físicas de la zona: Area, Longitud y Pendiente.Dinámica de los cauces. La dinámica de los cauces depende de su caracterización hidráulica, la cual se basa enlos siguientes aspectos:  Geometría del cauce.  Régimen de flujo.  Viscosidad del agua.  Capacidad de transporte de sedimentos.  Posibilidad de desbordamientos. La geometría del cauce está representada por la pendiente longitudinal y por lascaracterísticas de la sección transversal.Pendiente longitudinal. En cauces naturales la pendiente longitudinal se mide a lo largo de la línea del agua,debido a que el fondo no es una buena referencia, tanto por su inestabilidad como por susirregularidades. La pendiente de la línea del agua varía con la magnitud del caudal, y esavariación es importante cuando se presentan cambios grandes del caudal en tiemposcortos, por ejemplo al paso de crecientes. En los períodos que tienen un caudal más o menos estable es posible relacionar laspendientes con los caudales utilizando registros de aforos.Sección transversal. En los cauces naturales las secciones transversales son irregulares y la medición desus características geométricas se realiza con levantamientos batimétricos. La corriente tiende a ser más rápida en la zona de los rabiones y más lenta en laszonas estancadas. Esto da como resultado que los rápidos sean áreas de erosión y laszonas de estancamiento áreas de deposición a lo largo del cuerpo de agua. La velocidadde la corriente es medida en varias porciones del canal por medio del correntómetro. SinElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos22
  23. 23. embargo en ausencia de este instrumento, la utilización de un flotador proporcionará unestimado razonable.II. OBJETIVOS.  Realizar el levantamiento topográfico de un cuerpo lotico  Identificar los parámetros morfométricos de un cuerpo lóticoElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos23
  24. 24. III. MATERIALES  Wincha  Cabo graduado  Hoja de papel milimetrado  Metro largo e impermeable  Hoja de campo  Lápices  Calculadora.  Papel o cartulina cansonIV. PROCEDIMIENTO.  Seleccionar un cuerpo lótico (Río).  En una primera fase se propone realizar la cartografía básica del tramo a estudiar. Dicha cartografía sirve como base para plantear los objetivos de los trabajos que se han de realizar en grupo. La cartografía se realiza sobre distintos aspectos del medio físico (unidades morfológicas,  tipología del sustrato; etc). La cartografía se realiza durante el recorrido por el área de estudio. Cada aspecto temático lo realiza un grupo de trabajo.  Durante el recorrido por el río, seleccionar un tramo de unos 500 m de río para llevar a cabo la caracterización.  Realizar un esquema base sobre el que se anotan los distintos aspectos temáticos. Para este esquema se utilizan las medidas de la anchura del cauce en distintos puntos (p.e. cada 50 m) para marcar los límites del agua.a) Levantamiento topográfico (método de transectos perpendiculares). * Establecer una línea de referencia en la que se fija un punto de inicio A, de este punto orientar la mira hacia un punto medio del lecho B, medir el ángulo cuyo vértice es A y la distancia AB, y el ancho de la sección en B la que debe ser perpendicular a AB. * Desde B ubicar otro punto medio en el lecho C, medir la distancia BC y el ancho de la sección en C que sea perpendicular a BC. Y así seguir con diferentes puntos hasta cubrir los 500m. * Con el propósito de comprobar las distancias medidas se efectúan otras mediciones, como por ejemplo CF, BE etc. D C E F B AElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos24
  25. 25. b) Levantamiento topográfico (método de transectos perpendiculares de una línea base externa al río).  Identificar el punto de inicio, y trazar una línea de referencia A B y luego en forma perpendicular a esta establecer la línea base BO externa al cuerpo de agua, medir la distancia BO.  De la línea base BO trazar líneas perpendiculares a ambas orillas del cuerpo lótico c y c´ y continuar con todos los puntos que sean necesarios para trazar las líneas de orillas del río. B C D E F G H O d e c f g h e’ f’ d’ g’ h’ c’ AV.-RESULTADOS.Construir el mapa del cuerpo de agua con las isobatas planteadas en la práctica.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos25
  26. 26. PRACTICA Nº04 NNº CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS DE LOS AMBIENTES ACUÁTICOS.I INTRODUCCIONTEMPERATURA La mayor fuente de calor en el agua es la radiación solar por medio de la absorcióndirecta. Alguna transferencia de calor proveniente de aire y de los sedimentos tambiénocurre pero es pequeño en comparación con la absorción solar, hay un pequeño aporte decompuestos orgánicos disueltos y material articulado suspendido. Es importante conocer la temperatura del agua con toda precisión, pues ella juega unpapel importante en la solubilidad de las sales y principalmente de los gases, en ladisolución de las sales y por ende en la conductividad eléctrica, en la determinación delpH, etc. La medida de la temperatura del agua se efectúa en el momento de la toma de lasmuestras. A la vez es necesario determinar la temperatura del aire en el mismo lugar ymomento. Termómetros de mercurio son útiles para la medida de la temperaturasuperficial por inmersión directa, pero son de uso limitado para las medicionessubsuperficiales.Materiales- Termómetro simple de mercurio (-110 a 110 ºC)- Oxímetro con cable graduado.(con medición de temperatura)- Hoja de registro.Procedimientoa) Temperatura superficial Se hará mediante el termómetro simple, el cual se sumerge de tal manera que el bulboquede sumergido y el nivel del mercurio quede estabilizado por unos 30 seg. Luegorepetir la operación para chequear la lectura inicial. Al efectuar las medidas tener en cuenta las siguientes precauciones: evitar laincidencia del sol directa y la influencia del calor desprendido por el operador. La lecturase hace después de una inmersión de 5 a 10 minutos. Si la operación no se puede hacer directamente en el cuerpo de agua, un medio simpleconsiste e tomar un volumen de agua de agua de 10 a 15 litros en un recipiente y deinmediato sumergir el termómetro para realizar la lectura. En el caso de ambientes lóticos, la medida de la temperatura debe ser hecha en variospuntos de un perfil, a todo lo ancho de un cierto intervalo. Evitar las medidas en lasproximidades de la orilla, puente, presas y otros objetos que puedan interferir. En el casode ambientes lénticos hacer la medida en varios puntos a una distancia de la orilla.b) Temperatura subsuperficial El registro de la temperatura a diferentes profundidades en el cuerpo de agua se haráutilizando el oxímetro el cual posee un electrodo unido a un cabo graduado (en c/0.5m). Una vez calibrado el instrumento según el respectivo manual, dejar caer el electrododel oxímetro a la profundidad deseada y registrar la temperatura que marca la escala delinstrumento.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos26
  27. 27. TURBIDEZ DEL AGUA La turbidez del agua se debe a la presencia de sólidos suspendidos que estándispersos en ella, provocando una reducción en su transparencia, por lo tanto la mediciónde la turbidez indica el grado de opacidad o dispersión de la luz a causa de los sólidossuspendidos. La turbidez es una característica de casi todas las aguas superficiales,debido a la erosión de la superficie terrestre, contienen partículas en suspensión dediversos materiales. La turbidez también puede encontrarse en el agua tratada, si estafue indebidamente estabilizada o filtrada. La turbidez se puede evaluar con un ciertonúmero de métodos, que se practican según las necesidades existentes, en el campo o enel laboratorio. Se recomienda sin embargo efectuar la medida tan rápidamente como seaposible después de tomar la muestra.En el campoLa técnica consiste en medir la profundidad a la que un objeto determinado deja de servisible a un observador.Método del hilo de platino.Hilo de platino de 01 mm de diámetro y de 25 mm de longitud fijado en un extremo deuna cadena de 1.2 m.PROCEDIMIENTO.Medir la profundidad a la que el filamento deja de ser visible al ojo del observador. ,estando este situado inmediatamente al término de la cadena, es decir siempre a 1.20m. del hilo de platina.Método del Disco de Secchi. Este método es conveniente principalmente en ambientes lenticos, aguasestancadas y ambientes marinos.MATERIALES.  Disco Secchi  Cabo graduado (a intervalo de 10 cm)  Hoja de datos o libreta de campo.PROCEDIMIENTODeje de descender el disco Secchi y medir la profundidad a partir de la cual deja de servisible al ojo del observador. Registre la profundidad. Disco Secchi.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos27
  28. 28. En el LaboratorioExisten algunos métodos que son realizadas en el laboratorio según las exigencias en eltrabajo y los requerimientos del operador.En la práctica utilizaremos el procedimiento que es detallado en el manual de laboratorioportátil Hach.TRANSPARENCIAEs una medida de la profundidad a la cual uno ve en el agua, obviamente que estamedida es variable por la condición del día y la condición visual del observador.MATERIAL:  Disco de Secchi: plato circular de 20 cm de diámetro con 04 campos 02 de color blanco y 02 de color blanco, figura disco Secchi.  Cabo graduado a 10 cm de intervalo  Libreta de campo.PROCEDIMIENTOBajar el disco de Secchi lentamente en el agua hasta que éste desaparezca de la vista delobservador y anotar la profundidad. Baja el disco un poco mas, después lentamentesúbalo hasta que reaparezca y anota la profundidad a la que reaparezca. El promedio deestas dos lecturas se toma como la profundidad final para la transparencia final del discoSecchi.Al llevar a cabo la determinación de la transparencia mediante el disco Secchi hay quetener en cuenta lo siguiente:  El estado del día, la posición del sol, la agitación del agua. Lo más importante para un observador es establecer un cuadro estándar de condiciones para uno mismo.  Siempre efectué las lecturas evitando la más mínima agitación de las aguas.  En la operación colóquese de tal forma que de espaldas al sol, es decir que se realizará en la parte sombreada.  Usualmente las mediciones deben ser hechas entre las 9:00 am a 3:00 pm.COLORLa coloración del agua es verdadera o real cuando se debe solo a sustancia que tiene lasolución. Se denomina color aparente cuando su color es debido a la sustancia que tieneen suspensión.El color aparente del agua de un lago o río, resulta de la dispersión de la luz al atravesar elagua y de la atenuación selectiva en su camino.En estudios de ambientes loticos es importante tomar información sobre la cantidad ycalidad del material transportado por el agua, ya que sus abundancia y escasesdeterminará las características que tomara la cubeta del cuerpo de agua seminatural y lainfluencia que tendrá en el comportamiento químico del medio. (Avalos 1986)La determinación del color se realiza mediante varios procedimientos, por comparacióncon patrones, ejemplo la escala de ForelII OBJETIVOS Preparar y estandarizar los reactivos para los análisis químicos.III.-MATERIALES:  Laboratorio portátil Hach, con escala de color.  Muestra de agua  Hoja de datosElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos28
  29. 29. IV.-PROCEDIMIENTO.Tome una muestra en un tubo de ensayo y comparar con la escala de color.En el caso de usar el laboratorio portátil Hach, seguir los pasos indicados en el manual-CÁLCULO DEL CAUDALEl caudal es el volumen de agua que pasa a través de una determinada sección de caucefluvial. Q (m3/s) = A. x VQ = caudal del ríoA = superficie o área de la sección del río (m2)V = velocidad media (m/s)Procedimiento:En campo:*.Seleccione y mida una longitud apropiada del ambiente lótico, marque el inicio y el finaldel tramo seleccionado. Procure que sea lo suficientemente largo para dar mayorprecisión de tomar el tiempo de recorrido del flotador. En lo posible seleccione un tramosin muchos accidentes en el fondo y preferible recto.*.Coloque el flotador en el punto inicial y mida el tiempo requerido para alcanzar el puntofinal. Repita esto al menos tres veces y obtenga el promedio para cada una de las zonas:cercana a las orillas, al centro del canal, y entre ellas. ௟*.Calcule la velocidad media para cada zona mediante la siguiente fórmula: ௧ V=En donde: V = velocidad de la corriente en m/seg. l = longitud del tramo seleccionado t = tiempo empleado por el flotador en recorrer el segmento.*.Exprese la velocidad promedio para el segmento seleccionado en m/seg.Flujo de un ambiente lótico (aforo) El flujo de un ambiente lótico o descarga, es el volumen de agua que pasa a través deuna sección transversal del canal en un tiempo dado y es calculado mediante la fórmulasiguiente: Q=ĀVSiendo: Q = descarga en m3/seg Ā = área de la sección transversal V = velocidad media en m/seg.La descarga puede ser el aproximado de medidas simples usando un flotador, ௪ ௗ ௟௔ ௧ Q=En donde: w = ancho del canal en metros (sección transversal) d = profundidad media en metros l = distancia que recorre el flotadorElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos29
  30. 30. t = tiempo que emplea el flotador en recorrer l a = coeficiente que varía con la naturaleza del sedimento Si es pedregoso, rocoso o accidentado usar 0.8 Si el fondo es plano, liso,(arena, limo, arcilla) 0.9IV.-Procedimiento-.Localice una sección del canal del ambiente lótico en estudio, observe y registre lapresencia de bancos en el lecho.-.Mida la sección transversal del canal que se ha seleccionado.-.Proceda a medir la profundidad a lo largo de la sección transversal (a 0.5m de intervalo,si existiera bancos de arena incluirlos en las medidas, luego halle el promedio de lasprofundidades.-.Use un flotador para estimar la velocidad superficial, midiendo el tiempo que demora enrecorrer cierta distancia previamente fijada. Efectué esta operación 5 veces y determineel error estándar de la media).-.Repita todo el procedimiento en otras dos secciones del canal.-.Calcule la descarga para cada una de las secciones transversales, basadas en el nivel deagua.Utilice el cuadro para registrar sus datos:Sección transversal 1 2 3 Ancho del canal (w) Profundidad (d)Promedio (d)Distancia(l)Tiempo (t)Promedio (t)Descarga (Q)En gabinete:1. Dibujar a escala (sobre papel milimetrado) un esquema de la sección de cadatransectos, uniendo los puntos de las distintas profundidades. Contar los cuadrados ycalcular la superficie del mismo.2. Calcular la velocidad mediaElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos30
  31. 31. 3. Calcular el caudal:Caudal (m3/s) = área (m2) x velocidad media (m/s)IV. RESULTADOS.  Graficar la sección de cada transecto en mapa a escala de 1:250Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos31
  32. 32. PRACTICA Nº05 NNº PREPARACION DE REACTIVOS PARA ANALISIS QUIMICO DE AGUAI. INTRODUCCION. La preparación de soluciones de ácidos y bases fuertes implica conocer la definición de unidades de concentración tales como la molaridad y la normalidad: Molaridad. Sedefine como el número de moles de soluto presentes en un litro de solución esdecir, M= n/V(L) donde M es la molaridad , n el número de moles y Vel volumen en litros de solución.Normalidad. Se define como el número de equivalentes de soluto presentes en un litro desolución. Es decir N= eq/V(L) donde N es la normalidad, y que representa a losequivalentes que para sistemas de ácido base dependen del número de ionesH + ó de iones OH.OXIGENO DISUELTO El oxígeno se encuentra en abundancia en la atmósfera (casi el 21% a nivel delmar) y se disuelve fácilmente en el agua. Su solubilidad está relacionada no linealmentecon temperatura y se incrementa considerablemente en aguas frías, como se observa enla tabla que sigue: Solubilidad del oxígeno en agua pura en relación a la temperatura, para aire saturadoa 760 mm Hg de presión. La solubilidad del gas es influenciada además por la presiónatmosférica, por lo que deben considerarse las condiciones meteorológicas y la altitud delcuerpo de agua. Si el agua está en reposo total, la difusión del oxígeno hacia abajo esmuy lenta. En cambio, cuando existe turbulencia el transporte es más rápido, ya que seacelera la difusión en el sentido del gradiente existente. Otro factor que debe considerarse al estudiar el oxígeno disuelto es la actividadbiológica: la fotosíntesis aumenta el contenido de O2, mientras que la respiración(incluyendo la bacteriana) lo disminuye.Obtención de la Muestra.Para evitar cambios en la cantidad de oxígeno disuelto ocasionados por actividadbiológica o por liberación a la atmósfera, es indispensable realizar la fijación del oxígenotan pronto como la muestra es recolectada. Durante la colección debe evitarse agitar laElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos32
  33. 33. muestra e incluir burbujas de aire en el recipiente; normalmente se utilizan botellas de100-200 ml de vidrio con tapa esmerilada llenándolas hasta el tope y eliminando elexcedente al cerrar la botella.Determinación. El método para calcular el oxígeno disuelto en soluciones acuosas fue introducidopor Winkler hace varias décadas y en el transcurso de los años se fue perfeccionando condiversas modificaciones. Dada su sencillez y relativa eficiencia, la determinación deloxígeno es una de las primeras medidas que se realiza al estudiar un cuerpo de agua. Esta determinación se basa en el hecho de que el NaOH ó KOH con el sulfatomanganoso (SO4Mn) da hidróxido manganoso (Mn(OH)2), precipitado blanco. MnSO4 + 2NaOH --------> Mn(OH) 2 + Na2SO4El hidróxido manganoso tiene la propiedad de ser fácilmente oxidado, en presencia deO2, a hidróxido mangánico: 2Mn(OH) 2 + O2 + H2O --------> 2Mn(OH)4 Las sales mangánicas son inestables en soluciones ácidas, y en presencia de una salde yodo se revierten a sales manganosas y el ioduro ( I ) correspondiente, se oxida a yodo(I2), reduciéndose el Mn+4 del hidróxido al correspondiente catión Mn +2 : 2Mn(OH)4 + 4H2SO4 --------> 2 Mn(SO4)2 + 8H2O 2Mn(SO4)2 + 4KI(NaI) --------> 2MnSO4 + 2I2 + K+ (Na+) La cantidad de yodo libre que se forma es equivalente a la cantidad de oxígeno que sepuede determinar titulando el yodo con tiosulfato de sodio (S2O3Na2), hasta que todo elyodo libre se haya transformado en ioduro de sodio: 4Na2S2O3 + 2I2 --------> 2Na2S4O6 + 4INa El yodo libre otorga a la solución un color pardo, cuya intensidad es proporcional a laconcentración de oxigeno en la muestra original. La observación del punto final de latitulación (desaparición del color) se realiza con más exactitud mediante el agregado dealmidón como indicador, que da color azul en presencia de yodo (I2), y no lo da con iodurode sodio (NaI).LA ALCALINIDAD. La alcalinidad de las aguas se refiere a la cantidad y clase de compuestospresentes que, en conjunto, llevan el pH a valores mayores que 7. Los términosalcalinidad, alcalinidad de carbonatos, base de titulación, reserva alcalina, capacidad decombinación con ácidos, capacidad buffer y exceso de base son sinónimos. El término alcalinidad no es el mejor nombre entre los mencionados, aunque seamuy usado, ya que tiene poca relación con la terminología del pH; aguas con bajo pHpueden ser de alta alcalinidad.La alcalinidad se determina titulando con un ácido fuerte la cantidad total de bases,normalmente en equilibrio con el carbonato y bicarbonato. Dentro de la gama de valoresbajos de alcalinidad, ésta es atribuible en su mayor parte al calcio; en los casos de valoresmuy altos, el sodio forma una parte importante del exceso de cationes. La alcalinidadpuede considerarse como un índice de la naturaleza y del grado de lavado de las rocas enun drenaje. Se suele expresar en partes por millón (mg/l) de CaCO3, aunque la expresiónmás clara es la de mili equivalentes por litro (1 meq = 50 ppm CaCO3). En lagos de cubierta silícea, con aguas muy puras, es de alrededor de 0.3 meq/l;en lagos alcalinos llega a 4.5 meq/l. Las aguas con mayor reserva alcalina son las mástamponadas, mientras que las muy puras, de pequeña alcalinidad, están sometidas aElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos33
  34. 34. oscilaciones violentas de pH. Sin embargo, en aguas muy alcalinas puede producirse unaintensa precipitación de Ca++ , que puede llegar a depositarse sobre los mismosorganismos.Obtención de la muestra Aún con una cuidadosa técnica de extracción es de esperar una cierta pérdida dedióxido de carbono libre durante la obtención y almacenamiento de las muestras. Estasituación ocurre más frecuentemente cuando el gas está presente en grandes cantidades.Ocasionalmente, las muestras pueden evidenciar un incremento en el contenido dedióxido de carbono libre durante su almacenamiento, por lo cual es recomendable ladeterminación en el campo en el momento de extracción de la muestra. En el caso deque una determinación en el campo sea impracticable, las botellas de recolección debenser llenadas en su totalidad para ser transportadas al laboratorio. Las muestras se debenmantener, hasta el momento de su análisis, a una temperatura por debajo de aquélla a laque se encontraba el agua en el momento del muestreo. Además, la determinación en ellaboratorio debe ser realizada lo antes posible para así minimizar los cambios deconcentración de dióxido de carbono en la muestra.DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO (DBO) La determinación del oxígeno consumido es una medida del material oxidable yconstituye una aproximación a la cantidad de materia orgánica y/o reductora presente. Elmétodo más usado es el del dicromato de potasio. Se lleva a cabo realizando unadigestión de la muestra en medio ácido mediante el agregado de una solución de ácidosulfúrico y sulfato de plata, y utilizando como agente oxidante dicromato de potasio. Lamuestra así preparada se hace hervir durante dos horas. Este proceso debe realizarse enun aparato de reflujo, que consiste de un erlenmeyer sobre el cual se adapta uncondensador a fin de evitar la pérdida de sustancias volátiles producidas durante ladigestión. También puede hacerse en autoclave. Finalmente el dicromato de potasioexcedente se titula con sulfato ferroso amoniacal utilizando ferroína como indicador hastaque el color vire de verde azulado a marrón rojizo. Debe realizarse simultáneamente un blanco de agua destilada que se someterá altratamiento completo.Los resultados se calculan según la siguiente fórmula: DQO (mg/l) = [(a-b) · N · 8000] / V donde: a= volumen utilizado en la titulación del blanco (ml); b= volumen utilizado para la titulación de la muestra (ml); N= normalidad del sulfato ferroso amoniacal; V= volumen de la muestra (litros).Para evitar la interferencia de los cloruros debe agregarse a la muestra 1 g de sulfato demercurio por cada 100 mg de cloruros presentes.También los nitritos pueden interferir en las determinaciones; para evitarlo se añaden a lasolución de dicromato de potasio 10 mg de ácido sulfámico por cada mg de nitritopresente en la muestra.FOSFATOS El fósforo (P) es un factor limitante principal del que muchas veces dependen losorganismos acuáticos. Proviene de la disgregación y lavado de las rocas que lo contienen,degradación de los organismos, aportes de origen antrópico (desechos domésticos,agroquímicos, etc.). El ortofosfato es la única forma mineral significativamenteElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos34
  35. 35. importante. Más del 90% del fósforo del agua continental está como fosfatos orgánicos ycomo constituyentes celulares de la materia viva particulada del seston, o asociado dediversas formas con partículas orgánicas muertas y materiales inorgánicos. En losorganismos el fósforo se encuentra en forma de ésteres fosfóricos, y la liberación delfosfato luego de la muerte es rápida y uniforme ya que el enlace de éste con lasmoléculas orgánicas es fácilmente hidrolizable. Parte del fósforo que interviene en el ciclo orgánico queda inmovilizado en lossedimentos como fosfato de calcio o fosfato férrico. Las concentraciones totales defosfato en las aguas naturales no contaminadas varían entre amplios límites, desdemenos de 1 mg/l hasta niveles extremos en lagos salinos cerrados (>200 mg/l). Si lasmuestras recolectadas en el campo no se filtran o se preservan para su posteriorfiltración, el agua recolectada contendrá el fósforo en todas sus formas. En este caso esconveniente analizar el fósforo total, para lo cual debe realizarse previamente unadigestión de la muestra en medio ácido. Con esta digestión todas las formas pasan afosfato soluble (fósforo total = fósforo disuelto + fósforo particulado).MétodoExisten varios métodos para determinar fosfatos pero los más utilizados son el del ácidoascórbico y el del cloruro estañoso. El segundo, que describiremos detalladamente, esmás sensible (mínimo detectable: 3 µg/l de PO4-P), y consiste en la reacción delmolibdato de amonio con el fósforo de la muestra dando ácido molibdofosfórico, y lareducción de este compuesto por cloruro estañoso. Se origina un compuesto de color azul(azul de molibdeno), y se determina la concentración por espectrofotometría.Preparación de los reactivosSolución de fenolftaleína: disolver 1 g en 100 ml de etanol.Reactivo de molibdato de amonio: disolver 25 g de molibdato de amonio en 175 ml deagua destilada; en otro recipiente agregar cuidadosamente 280 ml de ácido sulfúricoconcentrado a 400 ml de agua destilada y dejar enfriar. Agregarle la solución demolibdato de amonio y completar a 1 l con agua destilada.Reactivo reductor: disolver 2.5 g de cloruro estañoso en 100 ml de glicerol y calentar enbaño María revolviendo con una varilla de vidrio.Solución patrón de fosfato: disolver 219.5 mg de fosfato de potasio anhidrodihidrogenado en 1 l de agua destilada (1 ml de esta solución = 50 µg de PO4-P). Diluir 10ml de esta solución en 90 ml de agua destilada.Solución S-N fuerte: agregar 300 ml de ácido sulfúrico concentrado a 600 ml de aguadestilada y dejar enfriar. Añadir 4 ml de ácido nítrico concentrado y llevar a 1 l con aguadestilada (para controlar pH).Solución de H2SO4 para digestión: agregar cuidadosamente 300 ml de H2SO4concentrado a 600 ml de agua destilada y luego llevar a 1 litro con agua destilada.Curva de calibraciónSe construye una curva de calibración según el siguiente esquema (cantidades en ml):Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos35
  36. 36. Se agitan las soluciones y entre los 10 y los 12 minutos se leen en unespectrofotómetro a 690 nm contra el blanco. Debe trabajarse a temperatura constanteentre 20 y 30°C, dado que la intensidad del color depende de ella.ProcedimientoSe toman 50 ml de muestra y se le agrega 1 gota (0,05 ml) de fenolftaleína. Si toma colorrosado agregar una gota de la solución S-N para que desaparezca el color. Si esto noocurre repetir la operación. Luego se agrega 1 ml de solución ácida para digestión y unapunta de espátula de persulfato de amonio (tratamiento para digestión ácida). Se lleva lamuestra a autoclave durante 30 minutos. Enfriar y llevar a 100 ml con agua destilada.Controlar el color con fenolftaleína según se explicó más arriba. Luego se procede de igualmanera que con los patrones de fosfato (4 ml de molibdato de amonio, 0,5 ml de reactivoreductor). Por interpolación entre los puntos de la curva de calibración se obtiene elcontenido de fosfato para cada muestra.COMPUESTO DE NITROGENOEl nitrógeno se encuentra en tres formas en el agua:Nitrógeno molecular (N2): gas disuelto, en equilibrio con el atmosférico.Compuestos inorgánicos: amoníaco (NH3) en equilibrio con amonio (NH4+), e hidróxido deamonio (NH4OH); nitrito (NO2-) en pequeñas cantidades (excepto en condicionesanaeróbicas) ya que generalmente se oxida a nitrato (NO3-), la única forma estable y laque es mayormente captada por las algas y bacterias. Compuestos orgánicos, ya sea enforma de materia particulada o disueltos. De los mencionados, es interesante el estudiode los de tipo inorgánico como amonio, nitrito y nitrato; las proporciones relativas entreestas tres distintas formas representan el equilibrio de una multitud de procesosbiológicos y expresan la marcha de los mismos. Así, los enlaces del amonio se liberan porla degradación de proteínas, y por una mayor o menor degradación bacteriana pasan anitrito y luego a nitrato. Por otra parte, las aguas subterráneas y de manantial que noestán contaminadas por el hombre contienen, por lo general, nitrato pero no amonio. Sieste último aparece en cantidades fácilmente detectables (más de 0.1 mg/l) indicaprocesos de putrefacción en el agua, ya sea por oxidación incompleta del amonio, o deorigen exógeno.DETERMINACION DE AMONIO El método se basa en que el ion amonio da una coloración pardo- amarillenta con elreactivo de Nessler (tetraiodo mercuriato de potasio). esta reacción permite determinar,en forma semicuantitativa en el campo las cantidades de amonio presentes en el agua,acotando las cantidades según la intensidad del color.DETERMINACION DE NITRITO El método consiste en hacer reaccionar el nitrito con sulfanilamida en medioácido, resultando un diazocompuesto que reacciona con la n-(1-naftil)-etilendiamina,dando un compuesto coloreado cuya extinción se mide a 543 nm.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos36
  37. 37. DETERMINACION DE NITRATO Su determinación consiste en el pasaje de los nitratos del agua a nitritos, los que luegose determinan por el método anterior. El nitrato pasa a nitrito casi completamente alatravesar una columna con limaduras de cadmio.DETERMINACION DE MATERIA ORGANICA. A continuación se describe un método rápido y sencillo que permite estimar enforma cualitativa si el contenido de materia orgánica en una muestra de agua es alto,medio o bajo.MaterialesTubos de ensayo (uno por muestra) gradillaPinzas de madera mecheroAcido sulfúrico (H2SO4 ) diluído (1:3)Permanganato de potasio (KMnO4 ) N/100 Método Al agregar ácido sulfúrico el permanganato de K desprende oxígeno, y éste oxidaa la materia orgánica: 2 KMnO4 + 3 H2SO4 [violeta]------------> 2 MnSO4 + K2SO4 + 3 H2O + 5 O [incoloro] El permanganato de potasio es reducido y el consumo de permanganato necesariopara la oxidación de la materia orgánica se puede estimar por la desaparición del colorvioleta.ProcedimientoSe colocan en un tubo de ensayo 10 ml de muestra, se añade 5 gotas de H2 SO4 diluido y3 gotas de solución N/100 de KMnO4. Se agita y se deja reposar. Si no se decolora, seprocede a calentar, agitando cuidadosamente para evitar que el líquido hirviendo salte deltubo.Según el contenido de materia orgánica de la muestra, variará el consumo de KMnO4 y eltipo de reacción observada de la siguiente manera:II. OBJETIVOS.  Preparar soluciones para el análisis químico del agua.  Determinar y estandarizar los reactivos para el análisis de Oxigeno, Alcalinidad, Dureza, Fosfatos y Nitratos.  Reconocer los indicadores adecuados para la titulación.III. MATERIALES Y REACTIVOS.  Frascos de vidrio de 01 litro de capacidad.  Pipetas.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos37
  38. 38.  Probeta.  Matraz.  Balanza analítica. Reactivos:  Yodato de Potasio (KIO3)  Tiosulfato de Sodio (Na2S2O3) 0.025 N  Acido Fosfórico (H3PO4)  Sulfato de Manganoso (MnSO4)  Almidón  Alcohol etílico al 95 %  Hidróxido de Sodio (NaOH)  Acido sulfúrico (H2SO4)  Rojo de metilo  Anaranjado de Metilo.  Versenato de Sodio (EDTA)  Borax  Hidróxido de sodio  Negro de Eriocromo.  Cloruro de Amonio  N-(1-Maftil) Etilendiamida  Sulfanilamida.  Acido Fosfórico (H3PO4)  Hidroquinona  Molibdato de amonio  Agua destilada.IV. PROCEDIMIENTO.a). Preparación de reactivos y determinación de Oxígeno Disuelto (Metodo Winkler)  Yodato de Potasio KIO3 01N : Disolver 3.567 g KIO3 en agua, llevar a un 1 litro de agua destilada.  Tiosulfato de sodio Na2S2O3·5H2O 0.025 N. (una solución 1 N de tiosulfato contiene el peso molecular de esa sustancia en g/l; una solución 0.025 N: 248.19 · 0.025 = 6.2048 g/l.): Llevar 6.2 g de tiosulfato puro a 1 litro con agua destilada. Agregar un pellet de NaOH, guardar en botellas oscuras.  Acido Fosfórico H3PO4 ó Acido sulfúrico (H2SO4) concentrado (3.6N).  Solución Yoduro Alcalina Acida: Disolver 400 g de NaOH en 560ml de agua destilada, agregar NaI 900 g., enfriar y llevar a un 1 litro de agua.  Sulfato manganoso (MnSO4·4H2O) sólido: 480 g (o 296.598 g de MnSO4· H2O). Llevar a un 1 litro de agua.  Almidón soluble: disolver 2 g en 100 ml de agua. Calentar hasta transparencia. Pueden agregarse 0.5 ml de formol para preservar.Factor de corrección para el tiosulfato es: ml dicromato/ml tiosulfato = 50/x Por ejemplo, si la titulación requirió 48.8 ml de tiosulfato 0.025 N, el factor será: FC = 50/48.8 = 1.024Determinación  En el campo se utilizan botellas de 100-300 ml de capacidad y con tapa esmerilada. Luego de llenarlas con el agua a analizar se tapan inmediatamente evitando que queden burbujas de aire.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos38
  39. 39.  Se anota la temperatura del agua; se abre cuidadosamente la botella, se agregan 1 ml de sulfato manganoso y 1 ml de ioduro alcalino.  En ambos casos colocar el extremo de la pipeta (jeringa) en el borde del cuello de la botella, 1 cm debajo de la superficie del líquido y verter la cantidad indicada. Se tapa y se agita vigorosamente. El precipitado pardo que aparece es hidróxido mangánico.  Estas etapas deben realizarse en el terreno, y lo antes posible, para evitar el contacto con el aire atmosférico. La mezcla puede entonces guardarse por dos o tres días.  En el laboratorio in-situ se agrega 1 ml de ácido sulfúrico concentrado ó acido fosfórico. Si el precipitado no se disuelve, agregar algo más. Puede formarse una burbuja gaseosa, pero es de CO2 y no tiene importancia.  Se transfieren 100 ml de la muestra a un erlenmeyer de 250 ml. Se titula con tiosulfato de sodio o potasio hasta que el color pardo del I2 desaparezca casi completamente.  Agregar unas gotas de almidón y se continúa titulando hasta desaparición total del color azul. Es posible que ocurra un posterior retorno del color azul, el cual debe ignorarse; esto se debe a la absorción de O2 adicional del aire y a la liberación de I2 del HI presente en la solución ácida: 4HI + O2 -------> 2I2 + 2H2O 4b). Preparación de reactivos y determinación de Anhidrido carbónico (Método de lafenolftaleína)  Indicador de fenolftaleína: Disolver 5 g de fenolftaleína en un 1 litro de alcohol etílico al 50%m neutrailzar la solución con NaOH (prepara 01 litro de alcohol al 50% aforado 526ml al 95% llevar 01 litro de agua destilada). También se puede preparar disolviendo 0.5g de fenolftaleína en 100ml de etanol al 50%, agregar gotas de solución de NaOH, hasta que la solución se torne ligeramente rosado.  Solución de NaOH N/50 : Disolver 0.8g de NaOH en agua destilada y llevar a un 1 litro. (N/44 = 0.0227 disolver 0.9 g. en un litro de agua destilada)Determinación:Recoger una muestra 100 ml de agua, agregar 0.8 ml de fenolftaleína:Si se torna de color rosado, la concentración de CO2 es ceroNo se torna de color rosado, titular con NaOH, hasta que vire al color rosado. Cálculo: mg/lt de CO2 = ml de NaOH N/44 x 10c). Preparación de reactivos y determinación de la Alcalinidad fenolftaleína y totalElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos39
  40. 40.  Acido Sulfurico ó Acido Clorhidrico: H2SO4 0.1N (500 ml de H2SO4 en 500 ml de agua), H2SO4 4N (200 ml de H2SO4 en 500 ml de agua), HCl 0.1 N (HCL 12 N – diluir 330 ml en um 1 litro)  Indicador de fenolftaleína: disolver 0.5g de fenolftaleína en 100ml de etanol al 50%, agregar gotas de solución de NaOH, hasta que la solución se torne ligeramente rosado.  Indicador Mixto: disolver 0.02 g de rojo de metilo y 0.08 g de verde de bromocresol en 100 ml de etanol al 95%, para rangos de pH mayor de 4.6 a 5.2.  Indicador anaranjado de metilo: disolver 0.05g de anaranjado de metilo en 100 ml de agua destilada, pH menores de 4.6.Determinación.( HCO3-, CO3= y OH-).  Se toman 100 ml exactos de muestra y se colocan en un erlenmeyer. Se agregan 2 ó 3 gotas de indicador fenolftaleína, si no se torna El ensayo de alcalinidad es el método común para la determinación del contenido de CO3= en una muestra de agua, y puede hacerse de varios modos. El método de Wattenberg consiste en titular el agua con un ácido fuerte (suele emplearse ácido clorhídrico) a fin de desplazar los iones carbonato y bicarbonato de sus sales; al bajar drásticamente el pH, estos pasan a dióxido de carbono libre; éste se elimina por calentamiento y se valora el exceso de ácido con una base fuerte de la misma normalidad. Se usa fenolftaleína como indicador del pasaje de carbonato a bicarbonato, y heliantina para la indicación del punto final en valoración de bicarbonatos totales. Para la titulación se emplea ácido sulfúrico 0.01 N.  El método que se describe a continuación es el que se empleará en la práctica;  valora la alcalinidad total (atribuible de color rojo, la alcalinidad es cero.  Si se torna de color rojo agregar el indicador mixto y titular con HCL (Fenolf) y anotar el gasto  Utilizar indicador naranja de metilo cuando el pH es menor 4.6 y se titula con ácido clorhídrico HCL (Total) 0.1 N ó 0.01 N. El punto final de la titulación se determina con el viraje del indicador de AMARILLO a NARANJA. Cálculos: Alcalinidad fenolftaleína es mg/CaCO3 = F x 10 Alcalinidad Total es mg/CaCO3 = T x 10d). Preparación de reactivos y determinación de la Dureza Total  Solución Tituladora EDTA ; disolver 4 g de versenato de sodio, llevar a un 1 litro y añadir 0.86 g de NaOH.  Solución Tampon: disolver 40g de bórax en 800 ml de agua destilada.  Solución indicadora: disolver un poco de negro de eriocromo en unos 20 ml de agua. Determinación. Se toman 50 ml exactos de muestra y se colocan en un erlenmeyer, se agregan 3 ml de sol tampón y 4 gotas de solución indicadora. Cálculos: Dureza mg/lt = 103 x ml de sol. tituladora / ml de la muestra utilizadaElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos40
  41. 41. e). Preparación de reactivos y determinación de Nitratos  Solución concentradora de Cloruro de Amonio: disolver 175 g de cloruro de amonio en 500 ml de agua destilada.  Solución diluida de cloruro de amonio: disolver 50ml de cloruro de amonio a 200 ml de agua destilada.  N-(1-Naftil) Etilendiamida; disolver 0.5 g de compuesto en 500 ml de agua destilada.  Sulfanilamida: disolver 5 g de sulfanilamida, mezclar en solución de 50 ml de HCL concentrado, llevar 300 ml de agua destilada y enrazar a 500 ml de agua destilada. Determinación. Se toman 50 ml exactos de muestra y se colocan en un erlenmeyer, se agregan 1 ml de solución concentradora de cloruro de amonio, vaciar. Tomar una muestra 25 ml de muestra, en un matraz, agregar 0.5 de sulfanilamida, dejar 2 a 8 min, luego agregar 0.5 ml de N-(1-Naftil), esperar 10 min. tampón y 4 gotas de solución indicadora. Utilizar el espectrofotómetro y leer a longitud de onda de 543 um con celda 1.0 cm.f). Preparación de reactivos y determinación de Fosfatos.  Solución patrón de fosfatos: disolver 0.10 mg de H3PO4 llevar a un 1 litro  Acido sulfúrico al 10%  Hidroquinona: disolver 1 g de hidroquinona con 5 g de sulfato acido de sodio y aforar en 100 ml  Molibdato de amonio: disolver 10 g de molibdato de amonio en 90 nl de agua destiladam conteniendo 10 ml de amoniaco puro. Determinación. Tomar una muestra de 20 ml, y colocar en un matraz, agregar 2 ml de acido sulfúrico, 2 ml de hidroquinona y 2 ml de molibdato de amonio, aforar con agua destilada, después de 30 minutos leer la absorbancia a 300 um, utilizando el tubo de filtro rojo. Calibrar: preparar una solución patrón a 5 ml, 10 ml y 15 ml, leer su absorbancia.V. RESULTADOS.Interprete y explique sus resultados de cada análisis realizado, establecer la reacciónquímica.a) El empleo de cantidades precisas de las sustancias en los reactivos.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos41
  42. 42. b) El fundamento para el uso de los indicadores en los análisis químicos.Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos42
  43. 43. PRACTICA Nº06 NNº EVALUACION DE LAS CARACTERISTICAS FISICAS QUIMICAS DEL AGUA CONTINENTALI.. INTRODUCCION. La evaluación limnológica de un cuerpo de agua sea léntico ó lótico comprende los siguientes rubros: 1) Físico 2) Físico – Químico 3) Químico 4) Biológico a) PARÁMETROS FISICOS Dentro de los parámetros Físicos tenemos:  Temperatura del agua (°C)  Transparencia ó Visibilidad (cm) (disco Secchi)  Color verdadero (Bandas de pintura)  Color Aparente (Disco de Platinum – Cobalto) (Unidades)  Velocidad de sedimentación (Cuanto de materia orgánica e inorgánica arrastra) (en ml ó gr según el método) Morfometría de los ambientes lénticos:  Longitudes (Largo y ancho)  Profundidades (máxima y media)  Volumen  Área  Tiempo de residencia del agua. De estos parámetros se consideraran para el estudio de Zonificación los siguientes: longitudes referenciales (m), profundidades (m) y luego estimar el volumen (m3). Morfometría de los ambientes lóticos:  Velocidad de Corriente (m/s)  Caudal ó Aforo (m3/s)  Profundidad (m)  Longitud (desde el nacimiento hasta su desembocadura) (km)  Ancho (corte transversal en diferentes sectores) (m)  Área (varía con la creciente y vaciante) (km2)  Volumen (m3)  Extensión de la orilla (sectores determinados a evaluarse). De estos parámetros se consideraran los siguientes: Velocidad de corriente (m/s), ancho del sector (m), profundidades (m) y el caudal (m3/s).Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos43
  44. 44. El caudal se obtiene a través de la siguiente ecuación: Q = A x Vel. Corr. Donde: Q = Caudal en m3/s A = Ancho x Profundidad promedio expresado en m2 Temperatura del agua: la temperatura del agua está derivada directamente de la radiación solar, juega un papel fundamental en la regulación de numerosos procesos físicos, químicos y biológicos que se llevan a cabo en los ecosistemas acuáticos. Las plantas verdes y las algas en el agua, son la puerta de entrada a través del cual la energía solar se convierte en energía química. Los valores se expresaran en ° C. Transparencia: Mide la zona fótica de un cuerpo de agua, es decir, hasta donde penetra la luz solar. Este paso es interrumpido por el material sobrenadante presente en la columna de agua. disco Secchi. Los valores se expresarán en cm. Color aparente: El color de un cuerpo está constituido por la luz no absorbida. El color aparente del agua se debe al resultado de la acción de la luz sobre los materiales particulados suspendidos, junto con los otros factores como, tipo de fondo ó reflexión del cielo del cielo. Método de Platinum-Cobalto. Los valores se expresarán en Unidades de Color. PARÁMETROS FISICO – QUÍMICO Entre estos parámetros tenemos a los siguientes: Turbidez (Turbidímetro ó espectrofotómetro).La turbidez define el grado de opacidad producido en el agua por la materia orgánica particulada suspendida. Normalmente, los ecosistemas acuáticos tropicales, especialmente rios y embalses de bajas alturas sobre el nivel del mar, son muy turbios debido al arrastre de materiales, propiciado por la alta lixiviación que se da en éstas regiones. El Turbidímetro proporciona datos más precisos. Los valores se expresaron en NTU (Unidades Nefelométricas) ó FTU (Unidades Formadoras de Turbidez). Conductividad eléctrica (Conductivímetro) (se expresaran en µS/cm y mS/cm ó µmhos/cm y mmhos/cm respectivamente) 1 mS/cm ó 1 mmhos/cm equivale a 1000 µS/cm ó 1000 µmhos/cm). Mide la cantidad de iones presentes en el cuerpo de agua. Se correlaciona con la salinidad. La medida de la conductividad eléctrica de un cuerpo de agua es uno de los parámetros más importantes en limnología. A través de ella se puede conocer mucho acerca del metabolismo de un ecosistema acuático. Además, altas diversidades de especies corresponden a menudo a bajos valores de conductividad y viceversa. Salinidad: Es la concentración total de los componentes iónicos – sales inorgánicas. Se expresaran en partes por mil (o/oo) ó gr/l ó también según aparatos en ppm ó mg/l. Sólidos Totales Disueltos (TDS): Residuo seco que contiene materiales tanto orgánicos como inorgánicos que se encuentran en el ecosistema acuático. Se expresaran en ppm ó mg/l.b).. PARÁMETROS QUÍMICOS Son los siguientes: pH : Potencial de hidrogeniones (H+). El pH se define como el logaritmo negativo de la concentración de hidrogeniones en moles por litro, es decir, si el agua evaluada es ácida, alcalina ó neutra. Se expresaran en UI unidades internacionales de pH).Elmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos44
  45. 45. Oxigeno Disuelto (O2) Es uno de los gases más importantes en la dinámica y caracterización de los sistemas acuáticos. El oxígeno llega al agua por difusión de la atmósfera ó por fotosíntesis. Los valores se expresaran en ppm ó mg/l. (Oxímetro ó Método de Winkler). Anhidrido Carbónico Libre (CO2) Es el segundo gas en importancia presente en el agua. Se origina por la descomposición de la materia orgánica, por la respiración de los animales y las plantas y por el agua de lluvia. Método de la Fenolftaleina. Los valores se expresaran en ppm ó mg/l. Alcalinidad: Determina la capacidad de neutralizar ácidos) Es decir, a mayor alcalinidad resiste mejor los cambios de pH. Es más estable su capacidad Buffer. La alcalinidad está íntimamente asociada a formas en que se encuentra el dióxido de carbono. La alcalinidad del agua es una medida de su capacidad para neutralizar ácidos, es decir, es la forma de expresar la cantidad de iones bicarbonatos y carbonatos e hidroxilo. Método del anaranjado de metilo. Los valores se expresaran en mg HCO3/l. Dureza Total: Está constituida por la cantidad de iones de Calcio y Magnesio. La dureza del agua por carbonatos y bicarbonatos se conoce como Temporal, ya que ésta desaparece al hervir el agua y provocar la precipitación de los carbonatos de calcio y magnesio. Por su parte la dureza permanente es la causada por la presencia de cloruros y sulfatos de calcio y magnesio, los cuales no se precipitan ni por la prueba de la alcalinidad ni por el calentamiento del agua. Los valores se expresaran en mg CaCO3/l. DUREZA (CALCIO Y MAGNESIO): Constituida por la cantidad de iones de Ca y Mg. Aguas Blandas (biológicamente poco productivas) Aguas Duras (muy productivas). Colorimétrico. Los valores se expresaran en mg CaCO3/l. Los iones de calcio son los que más están presentes. Estos parámetros pueden ser considerados los básicos para una evaluación limnológica junto con la temperatura del agua, transparencia, conductividad eléctrica, TDS, salinidad, Color aparente y turbidez. El siguiente grupo pertenece a los compuestos nitrogenados, que también pueden ser evaluados en estudios de productividad primaria, contenido de clorofila, correlacionar con el fitoplancton. NH4: AMONIO (importante para los productores, puede ser utilizado como fuente de N durante las síntesis de las proteínas). Colorimétrico ó Espectrofotométrico. Los valores se expresaran en ppm ó mg/l. NH3: AMONIACO: La presencia del amoniaco en el agua es la base para la formación de los ácidos aspártico y glutámico, es decir, es el punto de partida para la síntesis de las proteínas. Empleado por los procariontes a partir del N atmosférico puede convertirse en Nitritos ó Nitratos. Colorimétrico y Espectrofotométrico. Los valores se expresaran en ppm ó mg/l. NO2: NITRITO. Uno de los nutrientes empleados por el fitoplancton incorporándoles a sus células. Se encuentra en bajas concentraciones en aguas oxigenadas, pero enElmer Avalos Pérez, Abraham Gómez Cisneros Guía de Prácticas de Recursos Hidrobiológicos45

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