El monitoreo de la cantidad de agua consiste en la determinación de los caudales, es decir, medir la cantidad de agua que pasa por un determinado punto por unidad de tiempo. Permite estudiar el comportamiento del recurso en el tiempo y determinar la disponibilidad de agua en una zona en particular. Los arroyos urbanos se caracterizan por exportar mayor cantidad de agua en un evento de precipitación que un arroyo de iguales características en un área rural. La urbanización de las cuencas de drenaje afecta fuertemente la cantidad de agua que llega al canal de manera superficial. Esto se debe principalmente a la impermeabilización del suelo que trae aparejado el desarrollo urbano (Paul and Meyer, 2001).
USO DEL MONITOREO DE CANTIDAD DE AGUA PARA ANALIZAR EL RIESGO DE INUNDACIONES
Conociendo el área impermeabilizada de una cuenca, la precipitación y cómo responde el caudal mediante hidrogramas (gráficos de la variación del caudal a lo largo de un determinado tiempo) (Figura 1) se pueden generar modelos que permiten realizar análisis de riesgo de inundaciones (Figura 2) así como conocer a fondo el funcionamiento de una cuenca en estudio. Por otra parte, el estudio del caudal y la velocidad del agua es fundamental a la hora de realizar proyectos de diseño de obras hidráulicas como puentes y canales
Figura 1. Hidrograma para la cuenca del Río Cuareim entre los meses de enero y septiembre de 2001. Los puntos muestran los caudales medidos y la línea roja la variación del caudal estimado con un modelo de simulación hidrológica.
Se observan picos máximos en el nivel del caudal en mayo y junio. Imagen tomada de Crisci, et al., 2015.
Figura 2. Inundación en la ciudad de Salto, año 2009. Foto: Gabriela Torres y Verónica Solana, SMA, FADU, Udelar.
IMPORTANCIA DEL MONITOREO DE CANTIDAD PARA CONOCER LA CALIDAD DEL AGUA
La calidad de vida de los organismos asociados a un ecosistema acuático está influenciada por la variabilidad temporal y espacial del caudal, su profundidad y velocidad de corriente (Hynes, 1970). Los usos antrópicos pueden verse limitados o no por el volumen de agua disponible. Las concentraciones de las propiedades físicas y químicas del agua dependen del caudal. Esto hace pertinente el estudio de la cantidad de agua cuando se pretende conocer su calidad.
El conocimiento de las variaciones temporales de los caudales permite estimar las cargas de contaminantes, siendo muy importante poder muestrear en diferentes momentos del hidrograma debido a que el transporte de contaminantes puede tener una fuerte variación en el tiempo de acuerdo a si provienen de fuentes puntuales o difusas.
¿QUÉ MEDIR EN UN MONITOREO DE CANTIDAD DE AGUA?
En el monitoreo de cantidad de agua suele utilizarse un velocímetro doppler acústico Flow Tracker (Figura 3), un instrumento electrónico diseñado para medir la velocidad de partículas suspendidas en el agua entre 0,001 metros por segundo (m/s) y 4,0 m/s. Con el fin de minimizar el sesgo causado por la propia variación de la velocidad de la corriente de agua, se toman medidas en un punto del río o arroyo por segundo durante un período mínimo de 10 segundos y luego se obtiene el promedio de todas las medidas que representa la velocidad para esa estación de muestreo. Asimismo, para medir la velocidad con una mayor precisión pueden registrarse las velocidades a dos profundidades, por ejemplo 0.20 y 0.80 cm debajo de la superficie del agua y obtener el promedio de las dos observaciones que es usado como la velocidad media en la sección transversal del curso (Tapia et al., 2012).
El velocímetro doppler acústico emite ondas de ultrasonido a una determinada frecuencia. Si el agua está en movimiento reflejará las ondas a una frecuencia distinta de la emitida. Un receptor en el aparato registra esta frecuencia que utiliza para calcular la velocidad de la corriente (Turnispeed and Sauer, 2010).
Figura 3. Uso del velocímetro doppler acústico Flow Tracker en el Arroyo Ceibal, Salto. Foto: Núcleo Aguas Urbanas.
El caudal equivale al producto de la velocidad del agua por la sección (área) transversal del cauce. Para calcularlo comúnmente se emplea el método de medición del caudal de la sección media. Se divide el canal en secciones verticales (Figura 4) y se toman medidas de velocidad del agua, profundidad y ancho de cada sección. Se obtiene el área como el producto de la profundidad por ancho. El caudal total es la suma de los caudales registrados en cada sección. (Turnispeed and Sauer, 2010).
