50323211-NTC-ISO5667-12 (2)

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC-ISO 5667-12 1998-11-26

CALIDAD DEL AGUA. MUESTREO. PARTE 12. GUÍA PARA MUESTREO DE SEDIMENTOS DE FONDO

E:

EL

WATER QUALITY. SAMPLING. PART 12: GUIDANCE ON SAMPLING OF BOTTOM SEDIMENTS

CORRESPONDENCIA: CORRESPONDENCIA:

esta norma es equivalente (EQV) con la ISO 5667-12:1995

DESCRIPTORES:

calidad del agua; muestreo

I.C.S.: 13.060.10 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado Apartado 14237 Bogotá, Bogotá, D.C. Tel. 6078888 6078888 Fax 2221435 2221435 Prohibida su reproducción

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UNIVERSIDAD LIBRE UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

Además Además de las anteriore anteriores, s, en Consulta Consulta Pública Pública el Proyecto Proyecto se puso a consider consideració ación n de las siguientes empresas: ABONOS ABONOS COLOMBIAN COLOMBIANOS OS ALPINA ALPINA S.A. ACERCAR ACERCAR-DAM DAMA A ACERÍAS ACERÍAS PAZ PAZ DEL RÍO ASOCAÑA ASOCAÑA CAR CENIPALMA CARVAJAL S.A. COLINAGRO S.A. CORPOICA - TIBAITATA ECOPETROL-ICP HIDROGEOCOL ILAM LTDA

INGEOMINAS INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI ISAGEN S.A. ESP MINISTERIO DE AGRICULTURA MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE PIRS - UNIVERSIDAD NACIONAL SECRETARÍA DEL MEDIO AMBIENTE TECNOLOGÍA Y CONSULTORÍA AMBIENTAL TECCA UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA UNIVERSIDAD JORGE TADEO LOZANO

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DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN


NTC-ISO 5667-12 5667-1 2

CALIDAD DEL AGUA. MUESTREO. PARTE 12. GUÍA PARA EL MUESTREO DE SEDIMENTOS DE FONDO

0.

INTRODUCCIÓN

Conviene leer esta parte de la norma NTC-ISO 5667 en conjunto con las normas NTC-ISO 5667-1, NTC-ISO 5667-2 y NTC-ISO 5667-3. La terminología general utilizada utilizada está de acuerdo con las diversas partes de la NTC 3650 y, en particular, con la terminología sobre muestreo dada en la norma NTC 3650-2.

1.

OBJETO

Esta norma suministra orientaciones sobre el muestreo de sedimentos procedentes de -

ríos y arroyos internos

-

cuerpos de agua estacionarias de lagos y similares y

-

áreas de estuarios y bahías.

Se excluyen específicamente los lodos de trabajos industriales y de alcantarillados, el muestreo de paleolimnología y los sedimentos de los océanos abiertos, aunque algunas técnicas se pueden aplicar a estas situaciones. No está dentro del ámbito de esta norma el tomar t omar muestras específicamente para la medición de tasas de depósito, otros criterios de transporte y la delineación detallada de estratos. La investigación puede tener los siguientes objetivos: -

levantamiento de planos descriptivos de un área

-

monitoreo a intervalos regulares de indicadores fijos tales como boyas

-

examen de la calidad de contaminación dragada e

-

investigación fundamental

1

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 2.

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NORMAS QUE SE DEBEN CONSULTAR

Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro de este texto, constituyen disposiciones de esta norma. En el momento de su publicación eran válidas las ediciones indicadas. Todas las normas están sujetas a actualización; los participantes, mediante acuerdos basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de aplicar la última versión de las normas mencionadas a continuación. NTC-ISO 5667-1:1995, Gestión Ambiental. Calidad de agua. Muestreo guía para el diseño de programas de muestreo. NTC-ISO 5667-3:1995, Gestión ambiental. Calidad de agua. Muestreo. Guía sobre el manejo y la preservación de muestras. NTC 4116-6:1997, Gestión ambiental. Calidad de suelo. Muestreo. Guía sobre la recolección, manejo y almacenamiento de suelo para la evaluación de procesos microbiológicos aeróbicos en el laboratorio. ISO 2602:1980, Statistical Interpretation of Test Results. Estimation of the Mean. Confidence Interval. ISO 2854:1976, Statistical Interpretation Data. Techniques of Estimation and Tests Relating to Means and Variances. ISO 9391:1993, Water Quality. Sampling in Deep Waters for Macro-Invertebrates. Guidance Guidance on the Use of Colonization, Colonization, Qualitative and Quantitative Samplers.

3.

DEFINICIONES

Para los propósitos de esta norma se aplican las siguientes definiciones: Muestra compuesta: la constituyen dos o más muestras o submuestras mezcladas entre 3.1 sí en proporciones apropiadas conocidas, a partir de lo cual se puede obtener el resultado promedio de una característica diseñada. Las porciones individuales individuales se pueden obtener a partir del mismo estrato o al mismo espesor del sedimento. Los componentes de la muestra se toman y se someten a tratamiento previo con el mismo equipo y en las mismas condiciones.

3.2 Apilamiento en trabajo: es el fenómeno que ocurre cuando la muestra que surge arriba del interior de un sacamuestra de pistón encuentra una resistencia debido a su propia fricción, un bloqueo ocasionado por un pedazo grande de piedra, o porque el tubo está lleno. Levantamiento de planos descriptivos: es una descripción del sedimento presente, en 3.3 términos de su naturaleza, variación y alcance. El ejercicio se efectúa mediante marcación precisa de las localizaciones de la muestra y el registro de las condiciones del sitio. Las condiciones preestablecidas preestablecidas pueden ser un requisito del ejercicio. Monitoreo: se busca establecer cómo varían con el tiempo las características 3.4 fisicoquímicas y descriptivas del sedimento.

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Calidad de contaminación dragada: se busca establecer la naturaleza química y, en el 3.5 caso de dragado de bancos de arena, las propiedades físicas de la capa de sedimento sacada por el proceso de dragado y la eliminación fuera del sitio.

4.

EQUIPO DE MUESTREO

4.1

MATERIALES Y TIPOS DE RECIPIENTES DE LA MUESTRA

Para la mayoría de las situaciones de muestreo son recomendables los recipientes de polietileno, polipropileno, policarbonato y vidrio, aunque las jarras de vidrio tienen la ventaja de que la condición de su superficie interna es más fácilmente evidente y que se pueden esterilizar más fácilmente que la mayoría de los materiales de plástico antes del uso en situaciones microbiológicas de muestreo. Cuando se deban determinar los constituyentes orgánicos, también conviene usar recipientes de vidrio, mientras que para el muestreo de aquellos elementos que son constituyentes principales del vidrio (por ejemplo, sodio, potasio, boro y silicio) son preferibles los recipientes de polietileno; y para el muestreo de trazas metálicas (por ejemplo mercurio). Estos recipientes sólo se deben usar si los ensayos preliminares indican niveles aceptables de contaminación. Si se usan recipientes de vidrio para almacenar sedimentos con aguas intersticiales (o de poros) que sean débilmente reguladas, conviene seleccionar recipientes de borosilicato en vez de vidrio sódico. Conviene siempre referirse tanto al procedimiento analítico estándar para la guía detallada acerca del tipo de recipiente de muestra por usar, como al laboratorio receptor. Para una guía acerca de la limpieza de los recipientes de muestra, conviene referirse a la norma NTC-ISO 5667-3. En todos los casos, conviene considerar como procedimiento obligatorio la consulta con el laboratorio receptor.

4.2

CRITERIOS PARA SELECCIÓN DEL EQUIPO

4.2.1 tipo de investigación Se pueden distinguir tres tipos de investigación: a)

investigación química

b)

investigación física

c)

investigación biológica exclusiva de muestreadores de colonización, trampas o redes.

Cuando no se use un sistema de cubeta-draga (véase el numeral 4.3.1), también se puede requerir que los criterios para la selección del equipo de muestreo cumplan las siguientes condiciones: -

Que el sedimento se pueda almacenar sin cambiar la estratigrafía

-

Que permita la selección de una capa y

-

Que permita el muestreo a la profundidad requerida del agua. 3


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4.2.1.1 Investigación química. En este tipo de investigación, se puede determinar la naturaleza y las cantidades de las sustancias que se han unido al sedimento. Algunas especies de productos químicos se unen de preferencia a pequeñas partículas de mineral y de material orgánico mientras que algunas se incorporan en agua intersticial residual. Se debe observar que, en los casos en que el dispositivo de muestreo esté hecho de metal, la abrasión y la abrasión química, por ejemplo debido a los sulfuros y los fosfatos, puede conducir a contaminación específica. Se deben tomar medidas apropiadas de control de calidad, consultando ampliamente con el laboratorio receptor, con el propósito de establecer el grado de influencia de tales efectos sobre los resultados de la encuesta. Algunos parámetros de estudio pueden requerir que se mantenga una atmósfera libre de oxígeno (por ejemplo, sulfuros) y puede ser necesario que un gas inerte se almacene y se maneje bajo presión. En todos los casos, conviene efectuar el análisis tan pronto como sea posible. 4.2.1.2 Investigación física. En este tipo de investigación se determina la estructura, la textura y la formación de capas del lecho del agua. Estos detalles son particularmente importantes para la producción de arena, arcilla y revestimiento, y para investigaciones geográficas, morfológicas y, en algunos casos, geotécnicas. 4.2.1.3 Investigación biológica. Una investigación biológica generalmente implica clasificar las especies y los números de flora y/o fauna presentes sobre el lecho del sedimento y dentro de éste. En casi todos los casos, el muestreo se efectúa en la capa del hábitat. La profundidad del sondeo suele ser un máximo de 50 cm. Para detalles específicos, conviene referirse a la norma ISO 9391 respecto a métodos que incluyen trampas de colonización o muestreo con redes. En algunos casos también puede ser de interés la acción microbiológica, tal como desnitrificación, liberación de fosfato, metilización de metales tales como mercurio o estaño.

4.3

TIPOS DE EQUIPOS

Nota 1. También puede estar disponible comercialmente equipo adicional, que emule o cumpla las ventajas del que se analiza en esta parte de la norma NTC-ISO 5667. Oportunamente se considerará el campo de aplicación para inclusión en futuras actualizaciones.

4.3.1 Sistemas de cubeta-draga 4.3.1.1 Generalidades. Muchas muestras se recogen usando sacamuestras del lecho. El más conocido es el sistema de cubeta-draga de tijera, que a veces se denomina como el de tipo Van Veenhapper. Hay, sin embargo, numerosas variaciones. En general, los sistemas de cubeta draga constan de una o más cubetas articuladas que se cierran mientras se están elevando. Durante el cierre las cubetas encierran sedimento, con lo cual se obtienen muestras disturbadas. Las profundidades de sondeo varían desde 5 cm a 50 cm, dependiendo del tamaño y de la masa del sacamuestra y de la estructura del material del lecho. Por la construcción de la cubeta-draga, hay gran posibilidad de que se pierda parte de la fracción más fina y/o de la capa superior. Hay disponibles cubetas-draga en diversos diseños. Dado que todos los sistemas de cubeta-draga tienen las mismas características de muestreo, en el Anexo A sólo se describe en detalle el de tipo Van Veenhapper. En general, el fabricante suministra instrucciones de operación detalladas. 4.3.1.2 Cubeta-draga de tijera o cubetas de concha de mordaza. 4.3.1.2.1 Aplicación. El sistema es recomendable para investigaciones físicas, químicas y biológicas. 4


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4.3.1.2.2 Tipo de lecho. El sistema es muy adecuado para el muestreo de lechos de sedimentos formados por fango y/o arena y grava. No es adecuado para el muestreo de lechos de turba, arcillas o grava en áreas de rápidos. 4.3.1.2.3 Exactitud de la muestra. Una muestra tomada con una cubeta-draga de tijera siempre será disturbada. Surgen inexactitudes debido al lavado de las fracciones finas. La profundidad de la penetración es desconocida y depende de la naturaleza del lecho para cualquier instrumento en particular, por ejemplo, la cubeta-draga puede penetrar a través de una capa delgada de fango, de manera que no se sabrá a qué profundidad se tomó la muestra dentro del sedimento del fondo. 4.3.1.2.4 Condiciones náuticas. La cubeta-draga de tijera se puede usar tanto en agua panda como en agua profunda y en áreas de corrientes lentas y rápidas. Sin embargo, es necesario adaptar la construcción y la masa para que se acomoden a las condiciones. Es recomendable efectuar ensayos usando objetos de una masa similar; esto indica si las corrientes fuertes afectan la posición de las muestras. Se pueden agregar entonces pesos adicionales si esto se considera necesario. Es recomendable agregar un cabo secundario que porte un flotador indicador como medida secundaria, en caso de que se tenga que abandonar el cabo principal por razones de seguridad. Esto ayudará en la recuperación.

4.3.2 Sistemas de sacamuestra El muestreo usando un sistema de sacamuestra se basa en el principio de introducir un tubo hueco en el lecho, de modo que el sedimento se empuja dentro del tubo. Se obtiene una muestra sacando el tubo del lecho. Este principio de muestreo se usa en muchas formas diferentes. Se puede distinguir entre sistemas en que el tubo, extendido mediante varillas en los casos en que sea necesario, se empuja en un lecho manualmente; y sistemas en que el tubo se inserta en virtud de su propio peso o mediante un mecanismo de vibración. 4.3.2.1 Aplicación. Los sistemas descritos son recomendables para investigaciones químicas, físicas y biológicas en forma limitada. 4.3.2.2 Tipo de lecho. Algunos lechos arenosos pueden ser aptos pero primero se tienen que realizar pruebas. Los lechos de tipo arcilloso y los materiales arcillosos suaves también son adecuados para los sacamuestras. Los sacamuestras de turba tienen una aplicación específica. 4.3.2.3 Exactitud de la muestra. La mayoría de las muestras obtenidas con sacamuestra son relativamente no disturbadas y se pueden usar para definir los estratos. 4.3.2.4 Condiciones náuticas. Los tipos operados manualmente son susceptibles de tener restricciones náuticas tales como flujo rápido o vientos altos en pequeños botes. De ordinario se restringen al uso en profundidades pandas, salvo que se recurra a un buzo. Desde botes se pueden usar en forma remota dispositivos mecánicos, siendo más adecuados para uso en condiciones climáticas severas. No son recomendables para uso desde acantilados o puentes. 4.3.2.5 Otra información. Con los sistemas de sacamuestra puede ocurrir el así llamado “apilamiento en trabajo” (véase el numeral 3.2). La cantidad de apilamiento en trabajo depende de variables tales como el diámetro del tubo, la composición del lecho y la velocidad de penetración. Dado que cada localización es diferente, es difícil juzgar cuándo este fenómeno es recurrente, por lo cual las interpretaciones deben ser cuidadosas. 5


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Se puede encontrar evidencia observando las distorsiones en los estratos que indiquen compresión en el centro del sacamuestra y una falta de movimiento en la periferia del sacamuestra durante el muestreo. En general, predominará un aspecto cóncavo desde el fondo de la muestra hacia arriba. Las consecuencias de este hecho variarán dependiendo del motivo por el que ocurra y del uso final de la muestra. Así, este fenómeno puede obstaculizar agudamente los estudios de estratificación. Es posible que la única manera de superar el problema sea usar una técnica diferente, por ejemplo un tubo de sacamuestra con un diámetro más grande. La lubricación del interior del tubo de la muestra sólo se debe usar previo acuerdo con el laboratorio que efectúe los ensayos posteriores. Una muestra de sedimento obtenida con sacamuestra a menudo requiere submuestreo dimensionalmente exacto con el propósito de sacar toda la ventaja posible del análisis y la interpretación posteriores del laboratorio. El dispositivo de extrusión puede ser un simple pistón o una variedad de equipos en que se utiliza un pistón vertical estacionario sobre el cual va colocado el tubo del sacamuestra. El material extruido se puede seccionar con un dispositivo que se puede colocar en la parte superior del tubo de muestreo. La muestra se puede retirar sencillamente con una cuchara o, si el sedimento es suficientemente sólido, con una espátula. El material del sacamuestra o los dispositivos de seccionamiento se deben seleccionar en tal forma que no antagonicen con ningún análisis químico. 4.3.2.6 Equipo de muestreo operado manualmente. En este equipo el tubo se empuja dentro del lecho por medio de varillas. La penetración suele ser hasta un máximo de 2 m, dependiendo de la naturaleza de los materiales del lecho. Las gravas tienen poca posibilidad de ser adecuadas para este método de muestreo. Dado que se usan varillas de extensión, la obtención de muestras trabajando desde un acantilado en donde se deba salvar una distancia de más de 4 m por medio de varillas, puede ser problemática. Debido al movimiento de una embarcación, a menudo es difícil obtener muestras desde un bote. Sin embargo, es posible obtener muestras confiables en una profundidad de agua de aproximadamente 2 m; más allá de esto, puede ser necesario recurrir a un buzo. Se usan diversos tipos de sacamuestras operados manualmente con una multitud de modificaciones, todas basadas en el mismo principio. En los numerales 4.3.2.6.1 a 4.3.2.6.5 se describen las características de varios tipos de sistemas de sacamuestras y, así mismo, se recomiendan aplicaciones típicas. 4.3.2.6.1 Barrena de pistón. Para investigaciones químicas, físicas y biológicas se recomienda la barrena de pistón; ésta es adecuada para el muestreo en lechos formados por lodo consolidado y/o en turba. No es recomendable su uso cuando el lecho de sedimento conste de material arenoso o lodoso, pues puede haber la posibilidad de que la muestra se pierda desde el fondo del tubo sacamuestra por no ser cerrado en su parte inferior. 4.3.2.6.2 Sistema de sacamuestra recurriendo a un buzo. En este sistema un buzo empuja en el sedimento un tubo de sacamuestra. Si es necesario, el tubo se puede acoplar a una bomba de vacío, de modo que la muestra se pueda tomar más fácilmente hacia arriba del tubo: la penetración máxima es de 2 m. El tubo de sacamuestra con la participación del buzo es aplicable a investigaciones químicas, físicas y biológicas (limitadas). 4.3.2.6.3 Sacamuestra de núcleo de Beeker (véase el Anexo D). El tubo se monta en un cabezal draga que contiene un fuelle inflable para evitar que la muestra se caiga del tubo cuando se extrae del sedimento.

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4.3.2.6.4 Sacamuestra de núcleo sellado (véase el Anexo E). El tubo de acero inoxidable que contiene una manga interna de plástico se cierra inflando dos pequeños fuelles, uno en la parte superior del tubo y uno en el cabezal draga, de tal modo que cuando el tubo se saque del sedimento la muestra no se caiga. Siempre que se tengan en cuenta sus limitaciones, el sacamuestra de núcleo sellado se puede usar para investigaciones físicas, químicas y biológicas (limitadas). Este método es adecuado para lechos de agua lodosos y bastante suaves y se puede operar desde una embarcación (pequeña) o desde la ribera (por ejemplo desde un malecón, un muelle o un puente). Nota 2. Los términos dura y suave (según se usan en esta parte de la norma NTC-ISO 5667) son esencialmente arbitrarios y se deberá utilizar un buen número de prueba y error al evaluar la aptitud de ciertos tipos de sacamuestras para aquellas características físicas particulares del sedimento.

Como la parte superior e inferior del tubo se pueden cerrar, la muestra se puede recoger en su forma no disturbada. El uso del equipo para retiro de muestra, que a menudo se suministra con el sacamuestra de núcleo sellado, puede permitir tomar muestras exactas de diversos estratos.

ADVERTENCIA: En el caso del lodo consolidado, hay una alta posibilidad de que se presente “apilamiento en trabajo”. En este caso, la profundidad de penetración es mayor que la profundidad de los estratos comprimidos de la muestra en el tubo núcleo. Conviene tener esto en cuenta durante la operación de muestreo y cuando se interprete el núcleo. Cuando se utilice un bote es importante que permanezca estacionario, de tal modo que, al empujar el tubo núcleo en el sedimento, la embarcación no se desplace. Hay posibilidad de que la embarcación se mueva contra las varillas por efecto del viento o las corrientes. Conviene impedir esto para evitar que el equipo de muestreo y el bote sufran daño. La uniformidad del lecho determina en gran parte el resultado del muestreo. Por su construcción (tubos flexibles para aire y presión) el equipo sólo es utilizable en lechos lodosos bastante suaves hasta una profundidad de agua de aproximadamente 3 m. 4.3.2.6.5 Barrena de Vrijwit o sacamuestra de cuña (véase el Anexo F). El tubo núcleo de cuña tiene una penetración máxima de 1,5 m. Un lado de la cuña permanece abierto mientras se empuja en el sedimento. A continuación se cierra con la corredera el lado abierto del tubo núcleo y se extrae la muestra del sedimento.

4.3.3 Equipo de muestreo operado mecánicamente Se utilizan muchos tipos y modificaciones. En los numerales 4.3.3.1 a 4.3.3.8 se describen las propiedades características de varios tipos comunes y se recomiendan aplicaciones típicas, así como su aptitud para diversos tipos de sedimento. 4.3.3.1 Sacamuestra de núcleo con bomba descendente (véase el Anexo G). El tubo núcleo va montado en un soporte, pesado previamente, que se deja caer libremente desde una embarcación para que penetre en el sedimento. El método es rápido y eficiente porque no es necesario que la embarcación esté anclada. Este método no es adecuado para el uso en sedimentos no consolidados.

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4.3.3.2 Sistema de Jenkins con núcleo sacamuestra de lodo (véase el Anexo H). El sacamuestra va montado sobre una estructura y debido a su gran masa penetra en el lecho. Una vez que el cable de suspensión se suelta suficientemente, se activa un mecanismo que cierra el tubo con la muestra por medio de brazos articulados. El sacamuestra de lodo de Jenkins es adecuado para investigaciones físicas, químicas y biológicas (limitadas) de la capa superior de lechos muy suaves. No es adecuado para lechos de sedimento duro. Al cerrarse las compuertas suavemente mediante un dispositivo de presión con aceite, se puede obtener una muestra no disturbada de la capa superior suave del sedimento. El lecho tiene que ser suave pues las válvulas no se cerrarán apropiadamente si aquél presenta resistencia y el tubo núcleo no penetrará. Se pueden tomar muestras en agua profunda. 4.3.3.3 Sacamuestra de Craib (véase el Anexo J). El sacamuestra de Craib consta de un tubo núcleo montado en una estructura. Al ser levantado respecto de la capa de sedimento, el tubo núcleo se cierra primero en la parte superior mediante una compuerta. Tan pronto como el fondo se ha retirado del lecho, se cierra mediante una esfera. 4.3.3.4 Saca muestra de núcleo Easy All. El Easy All es un sacamuestra cuya masa se puede incrementar hasta aproximadamente 110 kg. Después de que la muestra se ha tomado, el tubo núcleo se cierra en la parte superior y en el fondo por medio de compuertas. El tubo núcleo lleno se puede retirar completamente del soporte una vez que está a bordo. También es posible tomar lecturas directamente del material del núcleo insertando electrodos en pequeñas aberturas laterales en la pared del tubo. Se pueden estudiar fácilmente parámetros tales como las temperaturas y el potencial de reducción-oxidación. 4.3.3.5 Sacamuestra Vibro. Un bastidor que contiene un tubo de cloruro de polivinilo (PVC) se empuja dentro del lecho por medio de pesos y un mecanismo de vibración. Mediante un pistón se asegura que la muestra se pueda mover dentro del tubo más fácilmente. Cuando el tubo núcleo ha alcanzado la profundidad requerida, se retira del lecho de sedimento. Un retenedor de núcleo y el pistón aseguran que la muestra no se caiga del tubo. Las profundidades de penetración de diversos sacamuestras Vibro varían entre 1,2 m y 6 m. La masa total es de aproximadamente 850 kg. Si se va usar el sacamuestra Vibro se requiere un recipiente con una capacidad de elevación de al menos 1000 kg. Este tipo de sacamuestra consta de equipo altamente especializado y se considera que lo relacionado con su uso está fuera del ámbito de lo tratado en esta norma. 4.3.3.6 Sacamuestra de pistón (véase el Anexo K). El sacamuestra de pistón consta de un tubo núcleo que es pesado previamente en la parte superior y que puede tener aletas para mayor estabilidad. Su operación se basa en el principio de la caída libre. 4.3.3.7 Perforador de turba. Estos dispositivos suelen incluir, generalmente, taladros manuales diseñados específicamente para cortar núcleos de sedimentos de turba saturados o parcialmente drenados. En el Anexo L se dan algunos ejemplos procedentes del Polish Peat Institute. 4.3.3.8 Técnicas del dedo frío. Durante el proceso de elaboración de esta norma se observó en la literatura la mención de algún éxito con el muestreo de sedimentos utilizando el dispositivo de “dedo frío”. Esto implica insertar un dispositivo refrigerado en el sedimento para enfriar una porción del mismo y efectuar una extracción y separación estratigráfica. Se les recomienda a los usuarios de esta parte de la norma NTC-ISO 5667 referirse a las fuentes de la literatura citadas en la bibliografía del Anexo M para conocer más detalles del campo de aplicación. 8


NTC-ISO 5667-12

5.

PROCEDIMIENTO DE MUESTREO

5.1

SELECCIÓN DEL SITIO DE MUESTREO

Al seleccionar el punto exacto del cual se requieren las muestras, generalmente están involucrados dos aspectos: a)

La selección del sitio de muestreo (es decir, la localización de la sección de área transversal de muestreo en la base del cuerpo de agua)

b)

La identificación del punto preciso en el sitio de muestreo.

El propósito del muestreo a menudo define en forma precisa sitios de muestreo (como en el caso en que se estudia el depósito procedente de determinado punto de descarga), pero a veces el propósito solamente conduce a una definición general del sitio de muestreo como en la caracterización de la calidad y del tipo de material en el delta de un río. Suele ser relativamente fácil seleccionar sitios de muestreo para estaciones de muestreo individuales. Por ejemplo, una estación de monitoreo para un registro de la línea base de la calidad del sedimento, se puede seleccionar de tal modo que sea posible usar un puente conveniente o permitir que se mezcle bien, en forma lateral antes de la estación, una descarga o afluente de un chorro ascendente. Como ayuda para localizar áreas de lecho de calidad apropiada antes del muestreo, se pueden tomar en consideración las ecosondas de baja frecuencia. Algunos criterios de selección pueden ser:

5.2

-

Facilidad de acceso lateral a la localización, por ejemplo la influencia de las mareas

-

Disponibilidad estacional, por ejemplo, afectada por la seguridad, problemas de crecientes

-

La influencia del tráfico marino, por ejemplo, puede ser necesario evitar puntos de muestreo por causa del tránsito.

SELECCIÓN DEL PUNTO DE MUESTREO

En esto habrá influencia de restricciones físicas tales como el tamaño del bote o la profundidad del agua, pero el punto preciso dependerá en gran medida del propósito de la investigación. Por ejemplo, si el levantamiento de planos descriptivos geofísicos es el único propósito, entonces la selección puede depender del flujo y de las condiciones de la corriente solamente, mientras que si se está estudiando la composición o contaminación química, el punto de muestreo dependerá grandemente de la condición geofísica de las áreas del lecho. Por ejemplo, no se esperaría encontrar contaminación causada por metales densos en un área de rápidos de un torrente en comparación con un área de pozos. La selección del punto de muestreo será una precalificación deseable para el programa, pero las localizaciones exactas inevitablemente se revisarán en el campo. 9


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Las localizaciones deben reflejar la proximidad de desembocaduras, la influencia de mezcla de arroyos y otros factores tales como el crecimiento de plantas.

5.3

SELECCIÓN DEL MÉTODO DE MUESTREO

La selección del método de muestreo se verá grandemente restringida por los dos siguientes factores: a)

El requisito de una muestra considerablemente no disturbada para la delineación estratigráfica

b)

La aceptación de una muestra disturbada tomada cerca de la superficie del lecho para un examen general morfológico o químico.

Durante la etapa de diseño del programa se decidirá acerca de estos factores. Ciertos tipos de parámetros químicos pueden requerir el uso de revestimientos inertes en los dispositivos de recuperación de tipo tubo o pistón, por ejemplo, revestimientos de politetrafluoroetileno si se están examinando plaguicidas de bajo nivel. El factor restante que afecta la selección del método de muestreo será la aplicabilidad del dispositivo propuesto para las condiciones del sedimento. Este régimen se resume en la Tabla 1.

5.4

FRECUENCIA Y TIEMPO DEL MUESTREO

Los resultados analíticos de un programa de muestreo deben suministrar estimaciones de la información requerida dentro de límites de tolerancia aceptables definidos en los objetivos del programa. Si los objetivos no incluyen una definición del error tolerable, es imposible desarrollar un programa de muestreo con base estadística. Se debe recordar que para detectar cambios en la composición del sedimento a través del tiempo se puede requerir un período de observación mucho más largo que para los cambios observados en el agua. Por ejemplo, en un agua de estuario se puede detectar la variación diurna en la concentración de metales, pero los sedimentos respectivos quizás muestren la fluctuación únicamente en un período de muestreo mucho más largo. Al usar el muestreo sistemático es necesario asegurarse de que la frecuencia del muestreo no coincida con algún ciclo natural presente en el sistema. En el caso de sedimentos, esto puede ser una variación estacional. Para observar determinada variación estacional en algunos casos, por ejemplo al monitorear nutrientes de aguas intersticiales, puede ser necesario incrementar la frecuencia del muestreo. Es posible que la frecuencia de muestreo del sedimento tenga una influencia importante en la interpretación de los resultados, únicamente cuando se esperen tasas rápidas de depósito. Por ejemplo, no hay posibilidad de que el muestreo semanal de la caída de un punto de descarga del lecho de un río revele algún dato que sea diferente del que se haya demostrado a partir del muestreo en intervalos semestrales, distintos de la variabilidad inherente al sedimento. Las razones para el muestreo, determinadas por las necesidades de un proyecto particular, definirán por sí mismas la frecuencia del muestreo. En la norma NTC-ISO 5667-1 se pueden consultar detalles de la aplicación de la estadística a la frecuencia del muestreo.

5.5

CONDICIONES DEL SITIO

Las condiciones en la localización del muestreo son de vital importancia para efectuar un muestreo correcto. Previamente a la realización del muestreo, generalmente se conocerán 10


NTC-ISO 5667-12

varias de estas condiciones, que se deberán tener en cuenta al preparar la operación y al seleccionar el equipo que se va a utilizar. Son importantes las siguientes condiciones: -

climatológicas

-

hidrográficas

-

geológicas

-

de la embarcación y/o náuticas. Tabla 1. Tipo de sedimento y sacamuestra recomendado

Sacamuestra 1) Sistemas de cuchara; el tamaño de partícula grande puede requerir cucharas más grandes Arena Se puede usar tanto el sistema de cuchara como el de sacamuestra. Un lecho de arena puede ser muy duro y presentar gran dificultad para cucharas livianas y sistemas manuales de sacamuestra. Se pueden requerir cucharas de mayor masa y sacamuestras mecánicos más pesados Arcilla Puede ser necesario usar un sacamuestra, pues los sistemas de cuchara a menudo no pueden penetrar fácilmente en la arcilla Turba Aunque es un medio difícil para tomar muestras, a veces se puede usar un sistema de sacamuestra manual o un perforador especial de turba Sedimento consolidado del Se puede usar tanto el sistema de cuchara como el de sacamuestra. Si se fondo usa una cuchara no se puede determinar la profundidad de penetración de la muestra Sedimento no consolidado del No son adecuados los sistemas de cuchara pues se pueden hundir a través fondo de la capa suave. Los sistemas de sacamuestra son mejores pero, cuando se usa una estructura a mayor profundidad, se tiene que cuidar que la estructura no se hunda a través de la capa suave. Para evitar esto, generalmente se puede dar más apoyo agregando placas grandes en las patas de la estructura. Para este tipo de lecho no son adecuados los extractores de muestras que dependan del principio de la caída libre 1) Es posible que se tenga que determinar mediante experimentación el tipo de sacamuestra frente al tipo de sedimento. Tipo de sedimento Grava

5.5.1 Condiciones climatológicas La temperatura, la dirección y la fuerza del viento pueden ser factores restrictivos al efectuar al muestreo. Por ejemplo, si la localización del muestreo está situada en un área fuertemente afectada por movimientos de olas, entonces esto se debe tener en cuenta al planificar la operación y al usar los equipos. En los anexos se tratan las restricciones relacionadas con el clima específicamente para cada tipo de instrumento. En los países con climas fríos puede ser práctico trabajar sobre superficies congeladas de lagos. Sin embargo, la seguridad debe ser siempre una prioridad y se deben aplicar las regulaciones locales. El equipo se puede proteger contra el congelamiento en tiendas con calefacción.

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La necesidad del muestreo se tiene que juzgar frente a los factores de seguridad afectados por las condiciones climáticas. Además, en condiciones de tormenta pueden perturbar los lechos de sedimento en tal forma que el muestreo se vuelva impracticable o poco significativo si el material es lavado.

5.5.2 Condiciones hidrográficas 5.5.2.1 Áreas de mareas. En áreas de mareas se debe prestar atención a las variaciones en la profundidad del agua, así como a las velocidades y direcciones de las corrientes. En particular, las corrientes variables constituyen a menudo un factor restrictivo en la selección del equipo por usar. En donde haya corrientes rápidas no se pueden usar instrumentos grandes. El muestreo usando estos instrumentos se debe restringir a períodos de bajas velocidades de flujo, pues de otro modo hay efecto sobre la embarcación de muestreo. Puesto que la profundidad del agua en aguas de mareas varía, es aconsejable efectuar el muestreo en mareas bajas, por ejemplo en bancos de arena secos, en donde es posible efectuar muestreo manual usando palas convencionales y herramientas similares, pero teniendo en cuenta las precauciones pertinentes de seguridad. Cada ocasión de muestreo se debe juzgar frente a las condiciones locales y la experiencia de las mareas locales. El muestreo de lechos de ríos con mareas y planicies lodosas se puede abordar de manera similar a la utilizada para el muestreo de suelo. Esto se considerará en una futura norma internacional. 5.5.2.2 Ríos. Se deben tener en cuenta las altas velocidades de flujo en los ríos. Si el proyecto lo permite, conviene restringir el muestreo a períodos en que el nivel del río sea bajo y tenga poca velocidad, pues así hay menos posibilidad de que se afecte el equipo de muestreo. Se deben tener en cuenta las condiciones hidrográficas locales, por ejemplo la operación de esclusas, lo cual requerirá investigación antes del muestreo 5.5.2.3 Cuerpos de agua estacionaria. En lagos, áreas de puertos y algunos pozos de sedimentación las corrientes suelen ser despreciables y entonces las condiciones hidrográficas tienen poco efecto sobre el tipo de equipo por usar. En todos los tres sistemas de agua mencionados, la profundidad del agua es importante al seleccionar el equipo por usar. En profundidades menores de 4 m, es aconsejable usar equipos operados manualmente; a profundidades mayores de 4 m, son recomendables los sistemas de muestreo operados mediante equipos de elevación o de guía. En el caso de sistemas de cuchara, el tamaño del equipo determinará si éste se puede operar en forma manual o no. En la Tabla 1 se da una guía adicional.

5.5.3 Condiciones del sedimento La naturaleza general de la capa del sedimento es importante al seleccionar el equipo por usar. Si no se tiene conocimiento previo, entonces es aconsejable efectuar una investigación preliminar usando mapas geológicos, gráficos de la costa e investigaciones visuales, o inclusive una inspección mediante buceo, evitando así muchos problemas que surgen durante el muestreo real. En la Tabla 1 se resumen recomendaciones para diversas combinaciones del tipo de sacamuestra y del material del lecho del sedimento.

5.5.4 Condiciones náuticas Debido a ciertas condiciones náuticas, generalmente no es posible efectuar muestreo de sedimentos desde una embarcación anclada en desembocaduras de puertos o vías fluviales muy activas. En estos casos el equipo de muestreo debe tener capacidad de usarse rápidamente, para 12


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compensar así esas condiciones, y son preferibles los sistemas operados manualmente. En todos los casos, es esencial cumplir las regulaciones locales de seguridad.

5.5.5 Congestión por maleza El uso de todos los tipos de equipo de muestreo puede ser severamente obstaculizado por intenso crecimiento de macrofitos; las condiciones encontradas en el sitio indicarán qué decisiones tomar allí mismo. Antes del muestreo vale la pena tratar de despejar un área con una excavadora de cable de tracción, pero esto no tiene éxito para todos los tipos de crecimiento de plantas y limita la muestra al examen químico y físico. Se pueden presentar distorsiones de los datos pues la interfaz sedimento/agua se perturbará en forma significativa.

6.

MUESTRAS COMPUESTAS

Dependiendo del propósito de la investigación, para evitar resultados contradictorios y obtener una imagen promedio, se puede preparar una muestra compuesta sencilla por localización. Una muestra compuesta consta de dos o más muestras o submuestras sencillas y se debe preparar como sigue: a)

Las muestras sencillas individuales se deben homogeneizar

b)

De cada muestra se deben tomar volúmenes iguales, y combinarlos y homogenizarlos.

Nota 3. Conviene usar submuestras de profundidades de penetración equivalente.

No se debe hacer una muestra compuesta a partir de muestras tomadas de lechos de una naturaleza diferente. La naturaleza del lecho siempre se debe verificar visualmente primero para asegurarse de que los lechos del sedimento sean geológicamente compatibles. Cuando se hayan tomado muestras por medio de un tubo núcleo, la longitud de la muestra variará. Para hacer una muestra compuesta, las longitudes de la muestra tienen que ser iguales. Por tanto, se debe usar la muestra de longitud más corta. Cuando se use un sistema de cuchara, la profundidad de penetración puede variar con cada muestra. Puesto que esta profundidad no se puede determinar fácilmente, tales muestras no suelen ser adecuadas para hacer una muestra compuesta. Al hacer una muestra compuesta hay un alto riesgo de contaminación. Por tanto, se recomienda efectuar esta actividad en una localización separada, lejos del área en donde se tomen las muestras, de modo que se controlen más fácilmente las condiciones que, por ejemplo, en la cubierta de un pequeño bote.

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 7.

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ALMACENAMIENTO, TRANSPORTE Y ESTABILIZACIÓN DE MUESTRAS

En la práctica, es evidente que cada proyecto o investigación plantea sus propias demandas particulares respecto al tratamiento de la muestra. El plan de investigación preparado para el muestreo en campo debe incluir una sección sobre el tratamiento de las muestras. Este plan debe tener en cuenta el propósito particular del proyecto y los requisitos para el tratamiento de la muestra dados por el analista que la va a recibir. Al transferir las muestras del equipo de recolección al recipiente de almacenamiento, se debe cuidar que se asegure la continuidad de las condiciones anaeróbicas si son adecuadas para el análisis proyectado. El mantenimiento de las condiciones anaeróbicas en gran medida dependerá del equipo que se esté usando. Puede ser útil efectuar una corrida de práctica para perfeccionar cualesquiera procedimientos que se desarrollen. Además, si se van a estudiar organismos vestigio (trace), el uso de algunos implementos de plástico durante el submuestreo puede contribuir a la interferencia. Así mismo, si interesa estudiar metal traza, no se deben usar espátulas de metal. En el informe de campo se debe hacer notar el tipo y la composición de las herramientas usadas para la transferencia de la muestra. Las muestras de sedimento generalmente se deben mantener en recipientes de vidrio, y se deben almacenar y transportar enfriadas (por convención a 4 oC o menos), véase la norma NTC-ISO 5667-1. Si se necesita mantener las muestras durante más de un mes, esto se debe hacer en un congelador, dando la debida consideración a los cambios fisicoquímicos que puedan afectar a los coloides al refrigerar. Por ejemplo, cuando se usen preparaciones de muestra de laboratorios específicos se pueden observar los cambios en las características de descongelación. Puede haber un requisito para el muestreo compuesto cuando -

se requieran datos de línea base después del dragado y

-

se requiera una estimación de la calidad con el propósito de describir un sedimento como "residuo" después del dragado.

Si los núcleos congelados se dividen antes de que se derritan se pueden evitar los cambios en la estratificación. En todos los casos, los recipientes de la muestra se deben despachar al laboratorio firmemente sellados y protegidos de la luz y el calor excesivo, pues la muestra puede cambiar rápidamente debido al intercambio de gas, las reacciones químicas y el metabolismo de los organismos. No se debe pasar por alto la acumulación de presiones de gas en el recipiente de la muestra debido a la digestión anaeróbica; por tanto, puede ser necesario liberar periódicamente la presión del recipiente. En los climas cálidos esto puede ser necesario si no se puede suministrar regulación de temperatura. Si se selecciona la congelación de la muestra como método preferido de preservación, según se define en el programa de muestreo y el método analítico especificado, se debe tomar nota de lo siguiente: a)

Es esencial que la muestra se derrita completamente antes del uso, pues el proceso de congelación puede tener el efecto de concentrar algunos componentes en el agua intersticial de la parte interna de la muestra que sustancialmente se congela al final. La congelación de las muestras puede llevar a una pérdida de material que interese, procedente de la solución de agua intersticial, por absorción/adsorción sobre los compuestos de precipitación (por ejemplo, fosfato y sulfato de calcio). Cuando la muestra se derrita, la disolución puede ser 14


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incompleta y, así, se pueden producir resultados erróneos para los parámetros del agua intersticial tales como fosfatos. b)

Sólo se deben usar técnicas de preservación química después de una evaluación cuidadosa de las necesidades del proyecto, de los requisitos del método analítico y con la guía específica del laboratorio receptor respecto de las técnicas requeridas para la homogeneización de la muestra con el preservativo. Por ejemplo, si se está realizando un estudio de ácidos orgánicos, se puede agregar ácido mineral para intentar detener o inhibir la digestión anaeróbica de material orgánico. Por tanto, se pueden requerir submuestras separadas antes de la congelación. En la norma NTC-ISO 5667-3 se puede encontrar una guía adicional y dependerá de las necesidades específicas del proyecto.

Algunos requisitos de muestreo pueden dictaminar que la división, cortando un núcleo, se efectúe en el sitio antes del almacenamiento. Todos los pasos de la preservación se deben registrar en un informe de campo, y la temperatura se debe medir y registrar en el sitio. Si es apropiado, se deben determinar en el sitio, o tan pronto como sea posible después de la recolección, otros parámetros físicos y químicos (por ejemplo descripción, pH, potencial de oxidación-reducción). En la norma NTC 4116-6 se puede encontrar una guía adicional sobre el manejo y el almacenamiento de muestras anaeróbicas.

8.

SEGURIDAD

En la norma NTC-ISO 5667-1 se mencionan precauciones generales de seguridad. Sin embargo, se debe prestar atención particular a los aspectos de seguridad siguientes. Es particularmente importante el acceso seguro a sitios rutinarios de muestreo en todos los climas; si determinado sitio no satisface este criterio, normalmente se eliminará, inclusive si se prefiere desde el punto de vista de satisfacer los objetivos técnicos del programa de muestreo. En aguas pantanosas y poco profundas, puede ser benéfico para la seguridad si el terreno está congelado. Sin embargo, siempre se debe tener cuidado y evaluar la durabilidad de las superficies congeladas. Cuando se deban tomar muestras vadeando en un río o arroyo, se debe tener en cuenta la posible presencia de lodo suave, arenas movedizas, huecos profundos y corrientes repentinas. Una varilla de vadear o un instrumento similar de sondear es esencial para vadear con seguridad. Sondeando hacia adelante, la persona que ha de tomar la muestra puede estimar la corriente y localizar huecos, banquetas, lodo suave y arena movediza. Si se duda, se debe atar un cabo de seguridad a un objeto firme localizado en el acantilado o ribera para que sirva de apoyo. El mayor volumen de vadeadores de tórax (en comparación con los vadeadores de muslos) puede ser una dificultad para el rescate en caso de que ocurra inmersión total.

ADVERTENCIA. Si las circunstancias dictaminan que es necesario realizar muestreo en sitios en donde puede ocurrir una caída o en cercanías de agua profunda, toda persona que deba realizarlo debe usar un chaleco salvavidas y disponer de un sistema apropiado de comunicación regular con un punto de control central. En todos los casos en que se trabaje en botes se debe usar un chaleco salvavidas. Es conveniente que se reconozca que puede haber riesgos químicos, bacteriológicos, virológicos y zoológicos en muchas situaciones de muestreo acuático. 15


NTC-ISO 5667-12

En una futura norma internacional relacionada con muestreo de suelos se incluirá una guía adicional sobre seguridad.

9.

CONSIDERACIONES ESTADÍSTICAS DEL MUESTREO

El diseño de programas de muestreo de sedimentos es específico para el proyecto y no se pueden hacer generalizaciones. Sin embargo, la interpretación estadística de los datos obtenidos se puede realizar usando los principios detallados en norma ISO 2602 e ISO 2854.

10.

IDENTIFICACIÓN DE LA MUESTRA Y REGISTROS

Cuando se ha recogido una muestra, se deben cumplir varios pasos antes de enviarla al laboratorio para análisis con el propósito de lograr una interpretación de los resultados analíticos tan buena como sea posible. Primero se debe describir la muestra y su localización, y este informe se debe hacer tan pronto como se obtenga la muestra. En la Tabla 2 se presenta un ejemplo del tipo de formato recomendable. Tabla 2. Ejemplo de un formato de informe de muestra Aspecto

Observación

A Descripción de la localización de la muestra (nombre del área) B Posición del muestreo en el curso de agua que se debe identificar claramente usando una referencia de mapa, si es posible C Fecha y hora del muestreo D Condiciones climáticas (viento, movimiento del agua) E Temperatura ambiente, temperatura del agua a la profundidad de la muestra y temperatura del sedimento F Equipo de muestreo G Tipos de muestra tomados: de un lugar o compuesta H Número de muestras individuales combinadas I Profundidad de la muestra respecto de la superficie J Descripción geológica y cuantificación de capas dentro de la muestra, en línea con la convención aceptada K Color, en línea con convención aceptada (véase la bibliografía en el Anexo M) L Olor (por ejemplo aceite, sulfuro de hidrógeno) M Fauna presente N Temperatura de sedimento O Profundidad de penetración del sacamuestra y longitud del núcleo

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Anexo A (Informativo) Descripción del sistema de cuchara articulada (Tipo de Van Veenhapper)

A.1

EQUIPO (VÉASE LA FIGURA A.1)

El sistema consta de dos cubetas mutuamente articuladas, abiertas por su parte superior y que se cierran mientras se está tomando la muestra. La cuchara abierta se deposita en el agua. Cuando se alcanza el lecho, se suelta un cerrojo (generalmente bajo la fuerza de la gravedad) de tal modo que las cubetas se puedan cerrar. Cuando esto sucede, se recoge una muestra de sedimento de la superficie. Los modelos pequeños se pueden operar manualmente sin que se requiera un cabrestante.

A.2

TIPOS EN USO ACTUAL

Se utilizan varios tipos de cucharas articuladas; su principal diferencia es la masa (1 kg a 100 kg) y la capacidad de las cubetas (0,5 litros a 25 litros). La mayoría de las cucharas se fabrican en acero galvanizado o inoxidable. Se han hecho modificaciones para diversos propósitos tales como:

A.3

a)

Agregación de una compuerta superior para muestrear la superficie de la muestra

b)

Paredes laterales para evitar que la capa superior sea lavada

c)

Pesos adicionales

MÉTODO DE OPERACIÓN

Se bloquea la cuchara en una posición abierta y después se hace descender dentro del agua por medio de un pescante para botes y un cabrestante, o manualmente dependiendo de su tamaño. Se libera el dispositivo de bloqueo en contacto con el lecho. A continuación se cierra por sí misma la cuchara a medida que es elevada y mientras esto sucede el material de muestra se recoge en las cubetas. La cuchara se coloca en una bandeja receptora sobre la cubierta para permitir manipular la muestra, por ejemplo vertiéndola en el recipiente de recolección o mediante submuestreo por la vía de las compuertas superiores. La manera como se tomen las muestras del material recolectado depende del propósito de la investigación y se debe registrar en el informe de muestreo. Después de limpiar mediante cepillado o con una manguera a alta presión, la cuchara se puede preparar para la siguiente muestra.

A.4

SACAMUESTRA DE SEDIMENTO SUPERIOR CON MAMPARA

El sacamuestra de sedimento superior con mampara difiere de la cubeta convencional en que tiene dos placas en el lado que cierran la abertura entre las cubetas articuladas en tal forma que no se pueda escapar el sedimento (el sedimento puede escapar a través de los lados mientras se cierran las cubetas del tipo de cuchara articulada.)

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Figura A.1 Cuchara articulada

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Anexo B (Informativo) Descripción del sistema de perforación con pistón B.1

EQUIPO (VÉASE LA FIGURA B.1)

Un tubo, de acero inoxidable u ocasionalmente de plástico (transparente), que contiene un pistón que se empuja en el lecho. El pistón es retirado mientras se inserta el tubo en el lecho, lo cual permite que el sedimento entre en el tubo más fácilmente.

B.2

NATURALEZA DE LA MUESTRA

En general, todas las muestras se comprimirán algo debido a la influencia del efecto de apilamiento en trabajo.

B.3

CONDICIONES DE LOCALIZACIÓN

El uso de varillas de extensión permite el trabajo exacto desde el acantilado en el agua hasta una profundidad de 3 m. También se pueden tomar muestras desde una embarcación bien anclada en el agua hasta una profundidad máxima de 3 m.

B.4

CONDICIONES NÁUTICAS

Cuando se trabaje desde una embarcación, siempre hay la posibilidad de que el viento o las corrientes de agua empujen la embarcación contra las varillas de impulso del pistón. Esto puede afectar la exactitud de la muestra y comprometer la seguridad del operador.

B.5


Se determina la profundidad del agua en el sitio de muestreo y a continuación se fija al tubo núcleo el número de varillas de extensión requeridas. El tubo núcleo se hace descender al lecho del sedimento y la varilla unida al pistón se fija o se sostiene firmemente. El tubo núcleo se empuja en el lecho tanto como se requiera. La presión bajo el pistón se reduce al elevar, lo cual reducirá el apilamiento en trabajo en cierto grado, de tal modo que el material pueda entrar más fácilmente en el tubo núcleo. Cuando se extraiga el tubo núcleo, el pistón se tiene que sostener en la misma posición relativa dentro del tubo para que así se retenga la muestra. El pistón se puede usar para empujar el contenido del tubo, después de lo cual se pueden tomar submuestras del sedimento.

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Figura B.1 Pistón de perforación

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Anexo C (informativo) Descripción del sistema sacamuestra recurriendo a un buzo

Se necesitan facilidades para el buceo y buzos experimentados. Un tubo núcleo de plástico es empujado en el lecho con el concurso de un buzo. Si es necesario, se usa una bomba para reducir la presión en el tubo, de tal modo que la muestra experimente menos resistencia al entrar el tubo.

C.1

EQUIPO

C.1.1 Tubo núcleo Hecho de plástico claro, con gradación decimal. Diámetro externo: 70 mm y diámetro interno: 66 mm. El tubo puede variar en longitud desde 1 m hasta 3 m. El material usado para el tubo también puede variar en espesor de la pared y en composición.

C.1.2 Manija ajustable Con mordaza de cierre rápido.

C.1.3 Tapones de caucho Para el tubo núcleo.

C.1.4 Bomba de engranajes Operada mediante un motor eléctrico o de petróleo.

C.1.5 Tubo flexible de bomba al vacío C.2


Los alrededores deben permitir el buceo. Entre los factores restrictivos están las corrientes rápidas, las olas y los movimientos de embarcaciones y la claridad del agua. En ciertas localizaciones pueden surgir posibles peligros debidos a tiburones, etc.

PRECAUCIONES DE SEGURIDAD. Siempre que se necesite recurrir a un buzo para operar el equipo, se deben aplicar buenos procedimientos de seguridad en el buceo y cumplir los requisitos de descompresión. C.3


El buzo empuja el tubo núcleo (véase el literal C.1.1) en el lecho del sedimento de agua en el sitio de la muestra. Si la resistencia a esto es demasiado grande, el buzo puede fijar el tubo flexible de la bomba de vacío (véase el literal C.1.5). La presión reducida suministrada por la bomba (véase el literal C.1.4) a bordo de la embarcación o en el acantilado, le permite al buzo insertar más fácilmente el tubo núcleo. Para hacer esto, el buzo hace rotar o vibrar el tubo usando la manija (véase el literal C.1.2). Cuando se haya logrado la penetración deseada, la compuerta de la bomba se cierra, el tubo se retira y se cierra por debajo con un tapón (véase el literal C.1.3).

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Anexo D (Informativo) Descripción del sistema de sacamuestra de Beeker

D.1

EQUIPO (VÉASE LA FIGURA D.1)

El sacamuestra de Beeker consta de un cabezal draga ajustado a un tubo de PVC transparente que se introduce a presión en el sedimento por medio de varillas de extensión o de una construcción estructural. Un pistón en el tubo núcleo hace reducir la presión en el tubo, de tal modo que la muestra se pueda deslizar más fácilmente en el tubo de plástico para la muestra. Cuando el tubo núcleo haya penetrado a la profundidad requerida, se sopla un collarín de caucho en el cabezal draga, de tal modo que se cierre el fondo. El tubo de la muestra se puede ahora retirar y cerrar. La muestra está ahora lista para el transporte o para preparar una descripción y elaborar submuestras. El sistema se puede usar bien sea con varillas de extensión o en una estructura. Las longitudes del tubo de la muestra pueden variar en una magnitud de hasta 2 m. En la Tabla D.1 se resumen las dimensiones. Tabla D.1 Dimensiones del sacamuestra de Beeker Tipo

Dimensiones

Masa kg

Sacamuestra de Beeker Longitud: con varillas de extensión 2 m a 6 m Diámetro. interno tubo: 63 mm Sacamuestra de Beeker Altura: en una estructura 1,80 m

5 a 15

Profundidad de muestreo m hasta 2

del 50 a 100

hasta 2

Base: 2,00 m Diámetro. interno tubo: 63 mm

D.2

del

APLICACIÓN

El sacamuestra de Beeker es adecuado para investigaciones físicas, químicas y biológicas (limitadas). El uso de un tubo transparente permite hacer una descripción de la muestra, para una investigación morfológica limitada. Si se desea, se puede reemplazar el tubo de PVC por un tubo de acero inoxidable de pared delgada cuando se esté efectuando una investigación química, con el propósito de evitar la interferencia debida al plástico y a los materiales asociados. El sacamuestra de Beeker se puede usar con varillas de extensión desde el acantilado o desde una embarcación. El muestreo de esta manera es difícil en profundidades de agua mayores de 3 m. El sacamuestra de Beeker en la estructura requiere el uso de un elevador o un pescante para botes con una capacidad de elevación de 150 kg. Cuando se trabaje desde una embarcación, el espacio de la cubierta tiene que ser suficientemente grande para la estructura, que es un triángulo equilátero de lados de 2 m, y la altura del elevador suficiente para una estructura de 1,80 m de alto. D.3 TIPO DE LECHO 22


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El sacamuestra es adecuado para lechos lodosos no consolidados y consolidados.

D.4

EXACTITUD DE LA MUESTRA

Es posible obtener una muestra casi no disturbada usando el pistón y, a mayores profundidades, también la estructura.

D.5


Cuando se trabaje con varillas de extensión, cualquier embarcación tiene que ser estacionaria en condiciones calmadas. Debido a su peso ligero, el sacamuestra de Beeker en una estructura es afectado por las corrientes, especialmente a gran profundidad, y no se puede usar en los casos en que la velocidad de la corriente es mayor de 50 cm/s. La embarcación tiene que permanecer estacionaria en tal forma que el elevador permanezca por encima de la posición de muestreo, pues de otro modo el tubo núcleo se puede romper cuando se eleve. Demasiado movimiento de las olas hace que sea difícil recolectar una muestra no disturbada y, además, podría volver peligroso el hecho de trabajar desde una embarcación. El sacamuestra de Beeker se adapta mejor entonces al trabajo en tierra o en aguas muy pandas.

D.6

CONDICIONES DEL SEDIMENTO

El sacamuestra de Beeker con varillas de extensión es adecuado para lechos de sedimento suave. Debido al movimiento de la embarcación, es difícil obtener una muestra de una capa superior sin disturbación en profundidades de agua de 3 m. El sacamuestra de Beeker en la estructura se puede usar a profundidades mucho mayores. Usando una ecosonda unida a una caja guía, también se puede obtener una muestra controlada de la capa superior. No se hunde en lechos suaves debido a su gran placa inferior y al peso relativamente liviano de la estructura. El pistón, que se une a la estructura, puede entonces reducir la presión en el tubo al mismo tiempo que éste penetra en el lecho. El sacamuestra de Beeker es menos adecuado para lechos de arena.

D.7

MÉTODOS DE OPERACIÓN

D.7.1 Uso del sacamuestra de Beeker con varillas de extensión El tubo de muestra se amordaza entre el soporte del tubo de la muestra y el cabezal draga. Se determina la profundidad del agua en la localización de la muestra y se fija al tubo núcleo el número requerido de varillas de extensión. Se saca el collarín de caucho en el cabezal draga, de tal modo que se asiente contra el interior del cabezal draga. Se hace descender el tubo núcleo precisamente hasta encima del sedimento. El pistón en el núcleo se dispone de tal modo que, cuando el tubo se empuje en el lecho del sedimento, se reduzca la presión en el tubo. La muestra puede ahora entrar en el tubo fácilmente. Cuando el tubo ha alcanzado la profundidad requerida, el collarín de caucho en el cabezal draga se infla, de tal manera que la muestra no se pueda deslizar fuera del tubo. A continuación se retira el sacamuestra de Beeker. Entonces se retira el tubo de la muestra y se sella por debajo con un tapón. La parte superior ya está sellada por el pistón. La muestra está ahora lista para el transporte o para tratamiento adicional.

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D.7.2 Uso del sacamuestra de Beeker en una estructura La estructura se monta a la altura requerida para la longitud del tubo de muestra que se va a usar. La ecosonda (si se dispone de ella) se monta sobre la caja guía. El tubo de la muestra se amordaza entre el cabezal draga y el soporte del tubo de la muestra y se fija a la caja guía en la estructura. El pistón en el fondo del tubo se fija a la estructura con un alambre de acero. Se usa una bomba para desinflar el collarín de caucho, de manera que se asiente sobre o contra el interior del cabezal draga. La estructura se hace descender dentro del agua, hasta justo por encima del fondo, con la ayuda de la ecosonda. El sacamuestra se deposita sobre el lecho suavemente y se suelta más cabo para que el tubo núcleo penetre en el lecho. El pistón unido a la estructura hace reducir la presión en el tubo de manera que la muestra se desliza dentro de él suavemente. El tubo se empuja en el lecho porque la caja guía es pesada de acuerdo con la profundidad de penetración prevista. También es posible unir un motor de vibración dentro de la caja guía para usar vibraciones que disminuyan la tendencia del sedimento a pegarse al tubo, haciendo así más fácil empujarlo en el tubo núcleo. La ecosonda se puede usar para determinar la profundidad de penetración. Cuando el tubo ha alcanzado la profundidad requerida, el collarín de caucho en el cabezal se infla, de tal modo que la muestra no se puede deslizar fuera del tubo. El sacamuestra de Beeker se levanta a continuación. Se retira entonces el tubo núcleo y se sella por debajo con un tapón. La parte superior ya está sellada por el pistón. La muestra está ahora lista para el transporte o para tratamiento adicional.

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Figura D.1. Sacamuestra de Beeker

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Anexo E (Informativo) Descripción del sistema sacamuestra con núcleo sellado

E.1

EQUIPO (VÉASE LA FIGURA E.1)

El sacamuestra consta de un tubo de acero inoxidable con un revestimiento ‘perspec’. La parte superior y la inferior del tubo de núcleo se pueden cerrar con fuelles de caucho en tal forma que la muestra no se pueda caer y que tampoco se pueda perturbar en la parte superior. El tubo núcleo se empuja en el lecho por medio de varillas; los fuelles de caucho se abren y se cierran inflando o desinflando con una bomba operada manualmente. Hay sólo un tipo en uso y sus dimensiones son como sigue: Longitud:

700 mm

Diámetro:

nominalmente 58 mm, pero puede variar

Masa:

aproximadamente 15 kg

Penetración :

600 mm

E.2


Se determina la profundidad del agua en la posición de muestreo y se fija el número apropiado de varillas. El tubo se hace descender al lecho con los fuelles de caucho en la parte superior y en la parte inferior desinflados. Después de que se ha alcanzado la penetración deseada o máxima posible, se inflan los fuelles de caucho, cerrando el tubo núcleo en la parte superior y en la inferior. Después se retira. Se retira también el cabezal draga que contiene los fuelles de caucho, dejando el revestimiento ‘perspec’ que contiene el sedimento para sacarlo del tubo núcleo. El sedimento se fuerza hacia fuera desde la parte superior, dejando la muestra para ser analizada capa por capa desde la parte superior.

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Figura E.1 Sacamuestra de núcleo sellado

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Anexo F (Informativo) Descripción del núcleo de cuña o sistema de barrena de Vrijwit

F.1

EQUIPO (VÉASE LA FIGURA F.1)

La barrena de Vrijwit es un tubo núcleo de acero inoxidable en forma de cuña. La barrena abierta se empuja en el lecho por medio de varillas de extensión. Como un lado de la cuña permanece abierto cuando se empuja dentro del lecho, hay poca fricción sobre el material circundante, reduciendo así la tendencia de compactación cuando se recoge la muestra. Cuando se haya alcanzado la profundidad de penetración deseada, la barrena de Vrijwit se cierra con la corredera. Ésta última se puede retirar después de que el tubo se ha levantado, permitiendo así sacar la muestra. Hay diversos tipos en uso con profundidades de penetración de hasta 1,5 m.

F.2


Se determina la profundidad del agua en la posición de muestreo y se fija al tubo núcleo el número de varillas de extensión que se requiera. A continuación se empuja el tubo dentro del lecho hasta la profundidad requerida y la corredera se empuja hacia abajo con varillas de extensión, de tal modo que la muestra quede encerrada en la cuña. La barrena se eleva y se coloca horizontalmente sobre una bandeja de recepción. La corredera se retira y la muestra queda disponible para hacer una descripción o para submuestreo, según se requiera.

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Figura F.1 Barrena de Vrijwit

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Anexo G (Informativo) Descripción del sistema de bomba descendente

G.1

EQUIPO (VÉASE LA FIGURA G.1)

La bomba descendente consta de un tubo de muestra ‘perspex’ graduado fijado en un soporte de tubo pesado que se deja caer en caída libre desde un pescante en una embarcación. Debido a su propio peso y velocidad, el tubo de muestra penetra en el lecho. A continuación se saca el equipo y una bola de caucho cierra el tubo desde abajo. La formación de un vacío en la subida impide que el material se caiga desde el fondo. Una vez que el tubo esté sobre el nivel del agua, el vacío se libera subiendo la bola de caucho ligeramente y la muestra se puede recoger en un recipiente apropiado después de extraer primero con sifón el agua sostenida sobre el sedimento. Hay diversos tipos que difieren grandemente en la longitud y en el diámetro del tubo núcleo así como en el peso total de cada variedad.

Figura G.1 Bomba descendente

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA G.2

NTC-ISO 5667-12

APLICACIÓN

La bomba descendente se puede usar para investigaciones físicas, químicas y biológicas (limitadas) en la capa superior del sedimento.

G.3

TIPO DE LECHO DE SEDIMENTO

Para usar en la mejor forma la bomba descendente, idealmente el lecho de sedimento debería constar de una mezcla de arena y lodo con algún material orgánico. Debido a su limitada penetración, la bomba descendente no es adecuada para lechos de material grueso, arenoso o de grava ni para lechos de arena dura. En los casos en que el lecho de sedimento no esté adecuadamente consolidado, pueden surgir problemas en la interpretación de los resultados debido a la perturbación de la capa superior en el momento del impacto.

G.4

EXACTITUD DEL MUESTREO

Con la excepción de lechos muy suaves, es posible el muestreo con mínima perturbación de la estructura de la capa. Se debe anotar que la penetración del lecho no siempre es igual a la longitud de la muestra en el tubo núcleo, debido a la compresión y al ángulo de ataque.

G.5

OPERACIÓN

La embarcación tiene que estar provista de un pescante y preferiblemente de un cabrestante de caída libre. También es posible trabajar manualmente, pero como requisito mínimo se debe tener un sistema de poleas para elevación. Para la bomba descendente y sus tubos de muestra, sólo se requiere un pequeño espacio de trabajo sobre la cubierta de la embarcación.

G.6


La bomba descendente se puede usar para el muestreo de capas de sedimento con una profundidad de penetración de hasta 2 m en áreas en donde la profundidad del agua sea 3 m. En los casos en que la dificultad de mantener estacionaria la embarcación dificulte el uso de otras técnicas, esta técnica puede resultar una alternativa útil.

G.7


La bomba descendente se sostiene en un pescante y se deja caer libremente en el lecho de sedimento. A continuación se eleva de inmediato y se coloca de nuevo sobre la cubierta. Mientras se hace esto puede ser necesario que alguien sostenga su mano por debajo del tubo para evitar que la muestra se caiga. En seguida, se puede succionar el agua por encima de la muestra con una pequeña bomba o se saca con sifón, teniendo en cuenta las precauciones de seguridad pertinentes. Esto se tiene que hacer muy cuidadosamente, en particular si el agua es muy turbia, para evitar que se remuevan sólidos. En todos los casos, es recomendable esperar hasta que los sólidos se hayan asentado y que se haya adoptado un procedimiento coherente. Entonces se pueden describir los estratos de las capas de las muestras en el tubo núcleo de ‘perspex’, antes del submuestreo y de cualquier tratamiento adicional.

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Anexo H (Informativo) Descripción del sistema sacamuestra de lodo de Jenkins H.1

EQUIPO (VÉASE LA FIGURA H.1)

El sacamuestra de lodo de Jenkins consta de una armazón metálica que sostiene un tubo de muestra. El tubo de muestra se puede cerrar en ambos extremos mediante válvulas. Las válvulas y sus mecanismos de cierre se hacen de aluminio mientras que la armazón es de acero. Las válvulas se cubren con caucho para asegurar que se tiene un sello apropiado. El tubo de muestra es de una longitud de 50 cm y se elabora de ‘perspex’. La armazón tiene la forma de una pirámide, de base de 0,70 cm y altura de 90 cm. La masa total es de 15 kg. La estructura y el tubo núcleo penetran en el sedimento debido a su peso.

H.2

OPERACIÓN

Debido a su peso relativamente liviano, el equipo se puede operar manualmente o con un pescante desde el acantilado o desde una embarcación. Para la operación de este equipo se necesita apenas un pequeño espacio de trabajo sobre la cubierta.

H.3


Cuando se trabaje desde una embarcación, las condiciones tienen que ser calmadas para tener la seguridad de lograr muestras no disturbadas y que el trabajo se pueda realizar con seguridad.

H.4


Se monta en la estructura un tubo junto con las válvulas. Éstas últimas se bloquean abiertas mecánicamente y se fijan mediante resortes. Se determina la profundidad del agua y se deposita con cuidado el sacamuestra sobre el lecho del agua. El tubo núcleo penetra en el lecho debido a su peso. Cuando el cabo se suelta suficientemente, las válvulas se cierran suavemente por medio de los brazos mecánicos que se operan mediante un cilindro de “freno” hidráulico. La muestra se puede ahora recuperar para transporte o tratamiento.

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Figura H.1 Sacamuestra de lodo de Jenkins

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Anexo J (Informativo) Descripción del sistema sacamuestra de Craib

J.1

EQUIPO (VÉASE LA FIGURA J.1)

El equipo de Craib para muestreo es un sacamuestra con movimiento libre dentro de una estructura y con tubos núcleo intercambiables de plástico. El sacamuestra está hecho de latón y la estructura es galvanizada.

J.2

APLICACIÓN

El sacamuestra de Craib se puede usar para investigaciones químicas, físicas y biológicas (limitadas). Sus únicas limitaciones son el diámetro y la longitud de las muestras. La capa superior permanece no disturbada. Se necesita un pescante con una capacidad de elevación mínima de 150 kg. Nota. Los accesorios de latón pueden contribuir a la contaminación de las muestras por el cobre y el cinc.

J.3


No es aconsejable trabajar con un sacamuestra de Craib desde la cubierta de un barco en movimiento, pues no sólo es inseguro sino que también resulta imposible controlar la colocación del equipo sobre el lecho del sedimento. Si la corriente es fuerte el sacamuestra de Craib colgará desviado. Por tanto, bajar el dispositivo al lecho de sedimento se tiene que hacer con gran cuidado y puede ser necesario elegir una localización de muestreo alternativa.

J.4

CONDICIONES DEL LECHO DEL SEDIMENTO

El sacamuestra de Craib no funciona bien en un lecho muy suave pues la estructura también lo penetra. Con modificaciones a la estructura se puede evitar esto hasta cierto punto. En lechos duros hay poca penetración de la estructura.

J.5


Una vez que el sacamuestra se ha preparado, el pistón en el amortiguador hidráulico está en el punto más elevado de su recorrido y el tubo núcleo está aproximadamente 15 cm por encima del nivel de la base de la estructura. La bola para cerrar el fondo se sostiene contra el lado del tubo núcleo, aproximadamente 5 cm respecto del fondo, mediante un enganche automático. Esta bola se monta en el extremo de una varilla vertical con movimiento libre. La válvula de cierre de forma esférica también se mantiene abierta mediante un enganche automático. Es necesario llenar el pistón con agua antes de que se tome la primera muestra. Esto se hace fácilmente tomando una muestra preliminar de ensayo. Cuando el sacamuestra se eleva el pistón se llena con agua. Una vez que el equipo se ha hecho descender, la estructura descansa sobre el lecho del sedimento. Conviene que el cable de elevación tenga alguna holgura para evitar que el movimiento de la embarcación afecte el sacamuestra.

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A continuación, el soporte del tubo núcleo pesado se hunde lentamente, amortiguado por el pistón hidráulico y se empuja en el sedimento. Esto toma aproximadamente 30 s. Cuando el tubo ha penetrado 5 cm, se liberan ambos enganches de cierre. La válvula superior esférica cierra la parte superior del tubo núcleo pero permite que el agua escape. La bola ahora descansa sobre el lecho próxima al tubo núcleo. Cuando el sacamuestra se retira, el peso de la varilla sostiene la bola sobre el lecho. A medida que el tubo núcleo se acerca, dos bandas de caucho halan la bola bajo el tubo, cerrándolo de este modo. Mientras que se hala del sedimento el tubo núcleo, la presión en éste viene a ser reducida por la válvula superior. A medida que el equipo se está elevando, el pistón hidráulico se rellena con agua. El tubo núcleo se retira del soporte mientras que el equipo cuelga en el pescante a lo largo de la embarcación. Para hacer esto, la bola debe ser empujada a un lado y el fondo del tubo se cierra con un tapón. El agua puede correr fuera del soporte abriendo una llave situada al nivel de la parte superior del tubo núcleo. El aro que sostiene el tubo en el soporte se puede ahora aflojar y el tubo, que contiene la muestra más un poco de agua en la parte superior, se puede retirar del soporte. Los enganches de cierre se vuelven a activar para tomar una nueva muestra.

Figura J.1 Sacamuestra de Craib

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Anexo K (Informativo) Descripción de un sacamuestra de pistón

K.1

EQUIPO (VÉASE LA FIGURA K.1)

El sacamuestra de pistón consta de un tubo núcleo pesado en la parte superior y posiblemente con tablillas agregadas para estabilidad extra. El método se basa en caída libre que comienza a una altura predeterminada por encima del lecho. En el tubo núcleo hay un pistón que se puede fijar a una altura constante por encima del lecho durante el muestreo. En el tubo núcleo se puede incluir un segundo tubo, lo cual permite remover el tubo y la muestra juntos. El tubo núcleo se puede fabricar de diversos metales con pesos de plomo agregados y el tubo interno puede ser de metal o plástico.

K.2

TIPOS DE EQUIPO EN USO

El diámetro, la masa y la longitud del tubo núcleo se pueden variar de acuerdo con los requisitos. El mecanismo de caída libre de los sacamuestras de pistón generalmente se activa mediante un peso disparador que toca el lecho. Esto puede causar problemas en los casos en que el lecho es muy suave o tiene una capa gruesa que se ha amontonado. Hay también modelos disponibles en los que el mecanismo de caída libre se activa mediante una fotocelda. El mecanismo se activa tan pronto como la fotocelda registra un cambio de agua a capa acumulada.

K.3

APLICACIÓN

El pistón se puede usar para investigaciones físicas y químicas de la capa superior del lecho del sedimento.

K.4

TIPO DE LECHO DE SEDIMENTO

El sacamuestra de pistón no es adecuado para lechos que consten de arena dura o piedras. Se puede usar eficazmente para otros tipos.

K.5

EXACTITUD DE LA MUESTRA

El riesgo de apilamiento en trabajo es limitado porque se usa un pistón. Aparte de los lados, la muestra es prácticamente no disturbada.

K.6

OPERACIÓN

La operación es sencilla y se puede efectuar desde una embarcación. La versión más pequeña se puede usar inclusive desde un puente o un muelle. Como el tubo núcleo se puede elevar sobre la borda de una embarcación horizontalmente, no se requiere pescante.

K.7


No es aconsejable trabajar con este equipo desde una embarcación en movimiento pero, una vez que el sacamuestra esté en el agua, el movimiento de la embarcación tiene poco efecto sobre la calidad de la muestra porque una vez iniciada la caída libre, el sacamuestra sigue su propio curso. Debido a las características de autorregulación del sacamuestra, las corrientes tienen poco efecto sobre él. El sacamuestra de pistón se usa para tomar muestras en áreas en donde el uso de otras técnicas de muestreo causa problemas, es decir, en donde el agua es demasiado profunda y/o es 36


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difícil mantener estacionaria la embarcación por causa de las corrientes o del viento. El sacamuestra de pistón se puede usar en lechos arenosos o lodosos.

K.8


El sacamuestra de pistón consta de tres partes principales: el tubo núcleo, el soporte del tubo núcleo y el mecanismo “sin carga”. El mecanismo “sin carga” se fija al cable de operación. El tubo núcleo se fija a un lado de éste y el contrapeso al otro. Este contrapeso se suspende de una cadena de longitud ajustable unida a una palanca. La longitud de esta cadena menos la longitud del tubo núcleo y el peso determina la altura de la caída libre. Tan pronto como el contrapeso toca el fondo mientras el equipo se está bajando, la palanca se sube y el tubo núcleo se desliza y cae al lecho. La longitud de la muestra depende de la velocidad de la caída libre, la resistencia del sedimento y el diámetro del tubo núcleo. Para evitar el apilamiento en trabajo, dentro del tubo núcleo se puede instalar un pistón unido al mecanismo “sin carga” mediante un cable que pase a través del tubo. Este cable debe ser un poco más corto que la cadena del contrapeso. De esta manera, el pistón permanece precisamente por encima del nivel del lecho. Para evitar que la muestra se caiga o que se desperdicie, es posible incluir accesorios en el interior del cabezal draga; pero esto dependerá del fabricante.

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Figura K.1 Sacamuestra de pistón

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Anexo L (Informativo) Descripción de barrenas de turba

L.1

DESCRIPCIÓN DEL MODELO 1 DEL PERFORADOR DE TURBA, DEL INSTITUTO PEAT

La pieza principal de trabajo del perforador del Instituto Peat (al que se hará referencia aquí como P.I. drill) es su recipiente, que está hecho de una parte con borde cortante “excavador”, un núcleo y una cuchilla de penetración. El excavador tiene la forma de un semicilindro hueco ahusado en ambos extremos en conos truncados. Ambos extremos del excavador son agudos y funcionan como cortadores. La capacidad del recipiente es de 150 cm 3. Cuando está en operación, el P.I. drill se inserta enérgicamente en el depósito, con su recipiente cerrado, hasta una profundidad de 30 cm más corta que la profundidad de la cual se va a tomar la muestra de turba. A medida que el perforador se hunde más profundamente, se fijan sobre el mismo secciones sucesivas de varilla, pero nunca más de dos de ellas al mismo tiempo. Después de que el perforador alcanza la profundidad requerida dentro del depósito (30 cm más corta que la profundidad de la cual se va a tomar la muestra de turba), el recipiente es forzado a abrirse rotando la manija 180 o en el sentido de las manecillas del reloj. Después se empuja más profundamente hacia abajo hasta la profundidad de la cual se va a tomar la muestra. Rotando la manija 180o en el sentido contrario a las manecillas del reloj, se cierra el recipiente. Habiendo efectuado un movimiento semicircular, el “excavador” se adhiere estrechamente a una cresta en el núcleo, cortando una muestra de turba del depósito sin perturbar su estructura. El excavador lleno de turba se saca del depósito.

L.2

PERFORADOR DEL INSTITUTO DE TURBA (MODELO DEL AÑO 1939)

El recipiente del nuevo modelo del P.I. drill también consta de un excavador y un núcleo; la diferencia es que el núcleo está ajustado con una tablilla lateral en vez de una cuchilla, para evitar la rotación del núcleo del recipiente en el depósito (véase la Figura L.1). La capacidad del recipiente es 76,5 cm3. La operación del perforador es igual que en el caso del modelo 1 del P.I. drill. Durante la toma de muestras de turba, la menor capacidad del recipiente del modelo perforador de 1939 es una desventaja. En la mayoría de los casos se necesitan muestras de turba grandes, por lo cual el perforador se tiene que insertar en el depósito varias veces.

L.3

PERFORADOR CON VARILLA RESONANTE

El recipiente consta de dos cilindros huecos. El cilindro interno, que tiene aproximadamente un tercio (su anchura) de su circunferencia eliminada a lo largo, se ajusta estrechamente en el cilindro externo. La pared del cilindro externo es cortada a lo largo y se dobla a un ángulo de 45 o. Esta pared doblada es afilada como una navaja. El cilindro externo rota alrededor del interno por menos de un círculo completo. Cuando el recipiente está abierto, las aberturas en ambos cilindros se alinean. Cuando está cerrado, la abertura del cilindro interno está cubierta por la pared del externo. En su extremo inferior, el recipiente está ajustado con un perforador; su extremo superior está conectado con una varilla. El recipiente del perforador con varilla resonante, como el recipiente del P.I. drill, viene con un conjunto de secciones de varillas, una manija, una clavija y acoplamientos de repuesto. 39


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Hay dos perforadores con varilla resonante: grande y pequeño. En la Tabla L.1 se dan las dimensiones y las masas de ambos para fines de comparación. Tabla L.1 Dimensiones y masas de los perforadores grande y pequeño Perforador

Longitud de varillas individuales

Capacidad del recipiente

Masa de perforador con un conjunto completo de varillas

Grande

m 1,5

cm3 140

kg 13,2

Pequeño

1,0

90

4,2

Durante el reconocimiento sonoro de depósitos de turba, cuando un equipo de trabajadores tiene que cubrir grandes distancias durante un día de trabajo, es recomendable usar el perforador de varilla resonante pequeño, liviano, fácilmente transportable. La ventaja adicional de este modelo de perforador es el pequeño diámetro de su recipiente, que se inserta más o menos fácilmente a través de capas minerales que se depositan sobre el depósito de turba. La ventaja del P.I. drill es que es el único perforador adecuado para tomar muestras de turba con estructura no disturbada y contenido natural de humedad, y como tal se debe usar cuando se determine el contenido de humedad. Su desventaja es que, con un diámetro de recipiente relativamente grande, requiere la aplicación de algo más de fuerza cuando se empuje hacia abajo del depósito (especialmente cuando el depósito esté altamente compactado). Debido a esto, es posible que no siempre se pueda usar para tomar muestras del sustrato. El modelo P.I drill de 1939 es más conveniente para estudios estratográficos.

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Figura L.1 Perforador del Instituto Peat

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Anexo M (Informativo) Bibliografía

(1)

Leshber, R. and Pernak, K.D. Behaviour and Fate of Pollutants in Rainwater Seepage. International Journal of Environmental Chemistry, (1994), Gordon and Breach Science Publications SA.

(2)

Saarnisto, M., Huttunen, P. and Tolonen, K. Annual Lamination of Sediments in Lake Lovojärvi, Southern Finland, During the Past 600 Years, (1977). Ann. Bot. Fenn. 14, pp. 3545.

(3)

Shapiro, J. The Core-freezer - A New Sampler for Lake Sediments, (1958). Ecol. 39, p. 748.

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