La sedimentación es la contaminación del agua causada por material clástico terrestre particulado, con un tamaño de partícula dominado por limo o arcilla . Se refiere tanto al aumento de la concentración de sedimentos en suspensión como a la mayor acumulación (temporal o permanente) de sedimentos finos en los fondos donde son indeseables. La sedimentación es causada con mayor frecuencia por la erosión del suelo o el derrame de sedimentos.
A veces se hace referencia a este término con el ambiguo término de " contaminación por sedimentos ", que también puede referirse a una contaminación química de los sedimentos acumulados en el fondo, o a contaminantes ligados a partículas de sedimentos. Aunque el término "sedimentación" no es perfectamente estricto, 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 una zona puede ser la erosión de la tierra o actividades en el agua.
En las zonas rurales, la erosión suele deberse a la degradación del suelo provocada por prácticas agrícolas intensivas o inadecuadas, que provocan 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 la zona. En las zonas urbanas, la erosión suele deberse a las actividades de construcción, que implican la limpieza de la vegetación original que cubría el terreno y la creación temporal de 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 vertido de sedimentos procedentes del dragado , el transporte de material dragado en barcazas y la deposición de material dragado en el agua o cerca de ella. Dicha deposición puede realizarse para eliminar material no deseado, como el vertido en alta mar de material dragado de puertos y canales de navegación. La deposición también puede tener como finalidad la construcción de la línea costera, la creación de islas artificiales o la recuperación de playas .
El cambio climático también afecta las tasas de sedimentación. [1]
Otra causa importante de sedimentación son los lodos sépticos y otros lodos de depuradora que se vierten a los cuerpos de agua desde hogares o establecimientos comerciales que no cuentan con fosas sépticas o instalaciones de tratamiento de aguas residuales .
Mientras que el sedimento en el transporte está en suspensión , actúa como un contaminante para aquellos que requieren agua limpia, como para refrigeración o en procesos industriales, e incluye la vida acuática que es sensible al material suspendido en el agua. Si bien se ha descubierto que el necton evita las columnas de derrames en el agua (por ejemplo, el proyecto de monitoreo ambiental durante la construcción del Puente de Øresund ), los organismos bentónicos filtradores 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 barro. 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 afectados directamente en la mayoría de los casos.
La sedimentación también puede afectar a los canales de navegación o 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 la fuente, durante el transporte y dentro del área afectada. Las mediciones de erosión en la fuente pueden ser muy difíciles, ya que el material perdido puede ser una fracción de milímetro por año. Por lo tanto, el enfoque adoptado es típicamente medir el sedimento en transporte en el arroyo, midiendo la concentración de sedimento y multiplicándola por el caudal ; por ejemplo, 50 mg/L (1,8 × 10 −6 lb/cu in) por 30 m 3 /s (1100 cu ft/s) da 1,5 kg/s (200 lb/min).
Además, el vertido de sedimentos se mide mejor en 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 por la descarga como se indicó anteriormente e integrando sobre toda la columna. Para distinguir la contribución del vertido, la turbidez de fondo se resta de la turbidez de la columna del vertido. Dado que la columna del vertido en aguas abiertas varía en el espacio y el tiempo, se requiere una integración sobre toda la columna, y repetirla muchas veces para obtener una incertidumbre aceptablemente baja en los resultados. Las mediciones se realizan cerca de la fuente, en el orden de unos pocos cientos de metros.
Todo lo que se encuentre más allá de la zona de amortiguación de un área de trabajo para evitar el derrame de sedimentos se considera como una zona de impacto potencial. En mar abierto, el impacto que preocupa es casi exclusivamente en las comunidades sésiles del fondo, ya que los datos empíricos muestran que los peces evitan eficazmente la zona afectada. 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 filtradores, y la acumulación de sedimento en el fondo puede enterrar a los organismos hasta el punto de que se mueran de hambre o incluso mueran. Solo si la concentración es extrema, disminuye el nivel de luz 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 sobre la biota (una vez que el daño ya está hecho) se puede estudiar mediante la inspección repetida de parcelas de prueba seleccionadas, la magnitud del proceso de sedimentación en el área de impacto se puede medir directamente mediante un 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 se puede monitorear mediante estudios batimétricos repetidos .
En las zonas rurales, la primera línea de defensa consiste en mantener la cobertura del suelo y evitar la erosión. La segunda línea de defensa consiste en atrapar el material antes de que llegue a la red fluvial (lo que se conoce como control de sedimentos ). En las zonas urbanas, las defensas consisten en mantener la tierra descubierta durante el menor tiempo posible durante la construcción y utilizar pantallas de sedimentos para evitar que los sedimentos se liberen en los cuerpos de agua.
Durante el dragado, el derrame puede minimizarse, pero no eliminarse 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, se producirá un derrame significativo durante el vertido, pero no después, y el derrame que se produzca tendrá 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 regeneración de playas . Cuando se depositan sedimentos en las playas o cerca de ellas para reponer una playa en erosión, las partículas finas del material seguirán siendo arrastradas mientras se rehace la arena. Como todas las playas regeneradas se están erosionando o no necesitarían ser regeneradas, contribuirán a la sedimentación cercana a la costa casi durante el tiempo que se tarda en erosionar lo que se agregó, aunque con una intensidad algo decreciente con el tiempo. Como la filtración es perjudicial para los arrecifes de coral, la práctica conduce a un conflicto directo entre el interés público de salvar las playas y preservar los arrecifes de coral cercanos a la costa. Para minimizar el conflicto, la regeneración de playas no debe realizarse con arena que contenga fracciones de limo o arcilla. En la práctica, la arena a menudo se toma de áreas alejadas de la costa y, como la proporción de partículas finas en los sedimentos generalmente aumenta en dirección a la costa, la arena depositada inevitablemente contendrá un porcentaje significativo de partículas finas que contribuyen a la sedimentación.
Es conveniente minimizar la sedimentación de los canales de riego mediante un diseño hidrológico, con el objetivo de no crear zonas con capacidad de transporte de sedimentos en caída, ya que ello favorece la sedimentación. Una vez que se ha producido la sedimentación, en los canales de riego o de navegación, el dragado suele ser el único remedio.
