La sedimentación es la contaminación del agua causada por partículas de material clástico terrestre , con un tamaño de partícula dominado por el limo o la arcilla . Se refiere tanto al aumento de la concentración de sedimentos en suspensión como al aumento de la acumulación (temporal o permanente) de sedimentos finos en fondos donde son indeseables. La sedimentación suele ser causada por la erosión del suelo o el derrame de sedimentos.
A veces se la denomina con el ambiguo término " contaminación de sedimentos ", que también puede referirse a una contaminación química de los sedimentos acumulados en el fondo, o a contaminantes unidos a partículas de sedimentos. Aunque la "sedimentación" no es perfectamente estricta, ya que también incluye tamaños de partículas distintos del limo, se prefiere por su falta de ambigüedad.
El origen del aumento del transporte de sedimentos hacia un área puede ser la erosión de la tierra o las actividades en el agua.
En las zonas rurales, la fuente de la erosión suele ser la degradación del suelo provocada por prácticas agrícolas intensivas o inadecuadas, que provocan la erosión del suelo , especialmente en suelos de grano fino como el loess . El resultado será una mayor cantidad de limo y arcilla en los cuerpos de agua que drenan el área. En las zonas urbanas, la fuente de erosión suelen ser las actividades de construcción, que implican limpiar la vegetación original que cubría el suelo y crear temporalmente algo parecido a un desierto urbano del que los finos se eliminan fácilmente durante las tormentas.
En el agua, la principal fuente de contaminación es el derrame de sedimentos proveniente del dragado , el transporte de material dragado en barcazas y la deposición de material dragado en el agua o cerca de ella. Esta deposición puede realizarse para deshacerse de material no deseado, como el vertido en alta mar de material dragado de puertos y canales de navegación. La deposición también puede ser para mejorar la línea costera, para islas artificiales o para reabastecimiento de playas .
El cambio climático también afecta las tasas de sedimentación. [1]
Otra causa importante de sedimentación son los sedimentos y otros lodos de depuradora que se vierten desde hogares o establecimientos comerciales sin fosas sépticas ni instalaciones de tratamiento de aguas residuales a los cuerpos de agua.
Mientras el sedimento en el transporte está en suspensión , actúa como contaminante para quienes requieren agua limpia, como para refrigeración o en procesos industriales, e incluye la vida acuática que es sensible al material suspendido en el agua. Mientras que se ha demostrado que el necton evita las columnas de vertido en el agua (por ejemplo, en el proyecto de vigilancia medioambiental durante la construcción del puente de Øresund ), los organismos bentónicos que se filtran no tienen forma de escapar. Entre los organismos más sensibles se encuentran los pólipos de coral . En términos generales, las comunidades de fondos duros y los bancos de mejillones (incluidas las ostras) son más sensibles a la sedimentación que los fondos de arena y lodo. A diferencia de lo que ocurre en el mar, en un arroyo la columna cubrirá todo el canal, excepto posiblemente los remansos, por lo que los peces también se verán directamente afectados en la mayoría de los casos.
La sedimentación también puede afectar los canales de navegación o los canales de riego. Se refiere a la acumulación no deseada de sedimentos en canales destinados a embarcaciones o a la distribución de agua.
Se puede distinguir entre mediciones en el origen, durante el transporte y dentro del área afectada. Las mediciones de la erosión en el origen pueden resultar muy difíciles, ya que el material perdido puede ser una fracción de milímetro por año. Por lo tanto, el enfoque adoptado típicamente es medir el sedimento en transporte en la corriente, midiendo la concentración de sedimento y multiplicándola por la descarga ; por ejemplo, 50 mg/L (1,8 × 10 −6 lb/cu in) multiplicado por 30 m 3 /s (1100 cu ft/s) da 1,5 kg/s (200 lb/min).
Además, el derrame de sedimentos se mide mejor durante el transporte que en la fuente. El transporte de sedimentos en aguas abiertas se estima midiendo la turbidez , correlacionando la turbidez con la concentración de sedimentos (utilizando una regresión desarrollada a partir de muestras de agua que se filtran, secan y pesan), multiplicando la concentración con la descarga como se indicó anteriormente e integrando sobre todo el penacho. Para distinguir la contribución del derrame, la turbidez de fondo se resta de la turbidez del penacho del derrame. Dado que la columna de derrame en aguas abiertas varía en el espacio y el tiempo, se requiere una integración de toda la columna y se repite muchas veces para obtener una incertidumbre aceptablemente baja en los resultados. Las mediciones se realizan cerca de la fuente, del orden de unos pocos cientos de metros.
Cualquier cosa más allá de la zona de amortiguamiento del área de trabajo para el derrame de sedimentos se considera área de impacto potencial. En mar abierto, el impacto que preocupa es casi exclusivamente con las comunidades sésiles del fondo, ya que los datos empíricos muestran que los peces evitan efectivamente el área impactada. La sedimentación afecta a la comunidad del fondo de dos maneras principales. El sedimento suspendido puede interferir con la recolección de alimentos de los organismos filtrantes, y la acumulación de sedimento en el fondo puede enterrar a los organismos hasta el punto de que mueran de hambre o incluso mueran. Sólo si la concentración es extrema, el nivel de luz disminuye lo suficiente como para afectar la productividad primaria. Una acumulación de tan solo 1 mm (0,039 pulgadas) puede matar los pólipos de coral.
Si bien el efecto de la sedimentación en la biota (una vez que el daño ya está causado) se puede estudiar mediante inspecciones repetidas de parcelas de prueba seleccionadas, la magnitud del proceso de sedimentación en el área de impacto se puede medir directamente mediante monitoreo en tiempo real. Los parámetros a medir son la acumulación de sedimentos, la turbidez a nivel de la biota filtrante y, opcionalmente, la luz incidente. [2]
La sedimentación de la magnitud que afecta al transporte marítimo también puede controlarse mediante estudios batimétricos repetidos .
En las zonas rurales, la primera línea de defensa es, en primer lugar, mantener la cobertura terrestre y prevenir la erosión del suelo. La segunda línea de defensa es atrapar el material antes de que llegue a la red de arroyos (lo que se conoce como control de sedimentos ). En las zonas urbanas, las defensas consisten en mantener el terreno descubierto durante el menor tiempo posible durante la construcción y utilizar pantallas de sedimento para evitar que los sedimentos se liberen en los cuerpos de agua.
Durante el dragado, el derrame se puede minimizar, pero no eliminar por completo, mediante la forma en que se diseña y opera la draga. Si el material se deposita en tierra, se pueden construir cuencas de sedimentación eficientes. Si se vierte en aguas relativamente profundas, habrá un derrame significativo durante el vertido, pero no después, y el derrame que surge tiene un impacto mínimo si solo hay fondos de sedimentos finos cerca.
Uno de los conflictos de intereses más difíciles de resolver, en lo que respecta a la mitigación de la sedimentación, es quizás la alimentación de las playas . Cuando se colocan sedimentos en o cerca de las playas para reponer una playa en proceso de erosión, cualquier fino del material continuará siendo arrastrado mientras se vuelva a trabajar la arena. Dado que todas las playas reabastecidas se están erosionando o no necesitarían reposición, contribuirán a la sedimentación cerca de la costa casi durante el tiempo que sea necesario para erosionar lo que se agregó, aunque con una intensidad algo decreciente con el tiempo. Dado que la fuga es perjudicial para los arrecifes de coral, la práctica conduce a un conflicto directo entre el interés público de salvar las playas y la preservación de los arrecifes de coral cercanos a la costa. Para minimizar el conflicto, la reposición de las playas no debe realizarse con arena que contenga fracciones de limo o arcilla. En la práctica, la arena suele extraerse de zonas marinas y, dado que la proporción de finos en los sedimentos suele aumentar en dirección mar adentro, la arena depositada inevitablemente contendrá un porcentaje significativo de finos que contribuyen a la sedimentación.
Es deseable minimizar la sedimentación de los canales de riego mediante el diseño hidrológico, siendo el objetivo no crear zonas con una caída de la capacidad de transporte de sedimentos, ya que esto favorece la sedimentación. Una vez que se ha producido la sedimentación, en canales de riego o de navegación, el dragado suele ser el único remedio.
