NORMA CHILENA OFICIAL
NCh411/6.Of98
Calidad del del agua - Muestreo - Parte Parte 6: Guía Guía para para el el muestreo de ríos ríos y cursos de agua agua
Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh411/6 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: A guas Cordillera S. A . BENTOS Lt da. Centro de Estudios, Medición y Certificación de Calidad, CESM EC Lt da. Centro ntro de de Inv Inve estiga tigación ción Mine Minero Me Meta talú lúrg rgic ica a, CI CIMM CODELCO-Chile Com omis isió ión n Na Nacion ciona al de del Medi Medio o Ambi Ambie ente nte,, CO CONAMA Dirección General de A guas, DGA Dirección General del Territorio Marítimo y Marina M ercant e, DIRECTEM A R Empresa de Obras Sanitarias de Valparaíso, ESV A L S. A . Empresa de Servicios Sanitarios del Bío-Bío, ESSBIO S. A . Empresa de Servicios Sanitarios El Libertador, ESSEL S. A .
Elizabet h Echev erría O. Luis J ollan Bruno Ladrón de Guevara J aime Donoso Rub uby y Utre Utrera ra C. A lbert o Tello R. Pame mela la Zente Zenteno no Rosa Sandov al M anuel M eza A ugust o Palma Carlos Reed Eduardo A larcón M .
I
NCh411/6 Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias, EM OS S. A .
Empresa Nacional de M inería, ENA M I Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA -CRI La Plat ina Inst it ut o de Salud Pública, ISP Inst itit ut o Nacional de Normalización, INN M R Laborat orio Lt da. Superinten tendencia cia de Se Servici vicio os Sa Sanitar tarios, SI SISS Univ ersidad Técnica M et ro ropolit an ana, UTEM González, A da
M arcela del V illar María A. González Jacqueline Pizarro Luis A cev edo A ngélica Sadzaw ka Nelly Elguet a M . Ernest o Riedel S. Ramona Villalón D. M anuel Ruiz M . Christia tian Mau Maurer G. G. Verónica Vergara Pedro M ladinic A da González
En la elaboración elaboración de esta est a norma se t omó en consideración la norma interna int ernacional cional ISO 5667-6 Water quality - Sampling - Part 6: Guidance on sampling of rivers and . streams El anexo A no forma parte del cuerpo de la norma, se inserta sólo a título informativo. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 24 de Noviembre de 1997. Esta norma ha sido declarada Norma Chilena Oficial de la República por Decreto Nº84, de fecha 04 de Febrero de 1998, del Ministerio de Obras Públicas, publicado en el Diario Oficial Nº35.995, del 19 de Febrero de 1998.
II
NCh411/6
Introducción Esta parte de NCh411 pertenece a un grupo de normas que tratan el muestreo de tipos específicos de agua. Se recomienda su lectura en conjunto con NCh411/1, NCh411/2 y NCh411/3 que tratan respectivamente el diseño de programas de muestreo, las técnicas de muestreo y la preservación y manejo de las muestras. La terminología general usada concuerda con la de NCh410.
III
NORMA CHILENA OFICIAL
NCh411/6.Of98
Calidad del agua - Muestreo - Parte 6: Guía para el muestreo de ríos y cursos de agua
1 Alcance y campo de aplicación Esta parte de NCh411 establece los principios que se deben aplicar al diseño de programas de muestreo, técnicas de muestreo y manejo de muestras de agua de ríos y cursos de agua, para evaluación física, química y microbiológica. No se aplica al muestreo de aguas de estuario y de costas y, es de aplicabilidad limitada para el muestreo de canales y otras aguas interiores con regímenes de caudales restringidos. Los exámenes del sedimento y de la biota requieren procedimientos especiales que no están sujetos a esta parte de NCh411. En caso del muestreo de represas, artificiales o naturales, donde el agua quede retenida durante varios días o más, sería preferible considerar la extensión del río o curso de agua como una masa de agua detenida. NCh411/4 proporciona directrices para el muestreo en estas circunstancias. La definición del objetivo del muestreo es un requisito esencial para identificar los principios que se deben aplicar a una situación particular de muestreo. A continuación se indican ejemplos de objetivos de los programas de muestreo diseñados para ríos y cursos de agua: a) evaluar la calidad del agua de la cuenca de un río; b) determinar si un río o curso de agua es apropiado como fuente de agua potable; c) determinar si un río o curso de agua es apropiado para ser usado en la agricultura (por ejemplo, riego y abrevaderos); d) determinar si un río o curso de agua es apropiado para la mantención y/o desarrollo de acuicultura;
1
NCh411/6 e) determinar si un río o curso de agua es apropiado para usos recreativos con contact o directo (por ejemplo, deportes acuáticos y natación); f)
estudiar los efectos de las descargas de residuos o de los derrames accidentales en los ríos o cursos de agua receptores;
g) evaluar el impacto del uso del suelo en la calidad del río o curso de agua; h) evaluar el efecto de la acumulación y liberación de sustancias desde los depósitos del fondo sobre la biota acuática de la masa de agua; i)
evaluar el efecto de la acumulación y liberación de sustancias sobre los depósitos del fondo;
j)
para estudiar los efect os de actividades como la extracción de agua y las transferencias de agua río a río, en la calidad química y microbiológica de los ríos y su biota acuática.
k) estudiar los efectos de los trabajos de ingeniería hidráulica (por ejemplo, modif icar la estructura de los canales/lechos, agregar/eliminar vertederos) en la calidad del agua.
2 Referencias NCh410 NCh411/1 NCh411/2 NCh411/3 NCh411/4 ISO 555-1:1973 1)
ISO 555-2:1987 1)
ISO 555-3:1982 1)
ISO 748: 1979 1) ISO 1070: 1973 1)
1 )
2
Calidad del agua - Vocabulario. Calidad del agua - Muest reo - Part e 1: Guía para el diseño de programas de muestreo. Calidad del agua - Muest reo - Part e 2: Guía sobre t écnicas de muestreo. Calidad del agua - Muestreo - Parte 3: Guía sobre la preservación y manejo de muestra. Calidad del agua - Muest reo - Part e 4: Guía para el muest reo de lagos naturales y artificiales. Liquid flow measurement in open channels - Dilution methods for measurement of steady flow - Part 1: Constant-rate injection method. Liquid flow measurements in open channels - Dilution methods for the measurement of steady flow - Part 2: Integration method. Liquid flow measurements in open channels - Dilution methods for measurement of steady f low - Part 3: Constant rate injection method and integration method using radioactive tracers. Liquid flow measurements in open channels - Velocit y-area methods. Liquid flow measurement in open channels - Slope-area method.
Mientras se edita la norma chilena se empleará la norma ISO.
NCh411/6 ISO 836 3: 1986 1) ISO 7828:1 985 1) ISO 8265:1 988 1)
Liquid flow measurements in open channels - General guidelines for t he selection of methods. Water quality - Methods of biological sampling - Guidance on handnet sampling of aquatic benthic macro-invertebrates. Water quality - Design and use of quantitative samplers for benthic macro-invertebrates on stony substrata in shallow freshwaters.
3 Definiciones Para los propósitos de esta parte de NCh411 se aplican las siguientes definiciones:
3.1 río: cuerpo de agua natural superficial, con flujo continuo o intermitente, de origen nival, pluvial o lacustre, que fluye por un cauce bien definido hacia un océano, mar, lago, depresión continental, marisma u otro curso de agua. 3.2 corriente de agua; curso de agua: masa de agua que fluye en forma continua o intermitente a través de un cauce bien definido, como el de un río, pero generalmente a menor escala. 3.3 muestreo automático: proceso en el cual las muestras se toman con un muestreador, en forma intermitente o continua, sin intervención humana directa y de acuerdo a un programa preestablecido. 3.4 muestreo isocinético: técnica en la que la muestra de una corriente de agua pasa por el orificio de una sonda de muestreo, con una velocidad igual a la de la corriente en la proximidad inmediata de la sonda. 3.5 muestreo aleatorio; muestreo al azar: muestreo en que las posibilidades de obtener valores de concentración diferentes de un determinando son precisamente aquellas definidas por la ley de distribución de probabilidades del determinando en cuestión. 3.6 muestreo sistemático: forma más común de muestreo no aleatorio en el tiempo, en que las muestras se extraen a intervalos previamente determinados, a menudo regulares. 3.7 zona de muestreo: área o lugar dentro de una masa de agua donde se toman las muestras. 3.8 punto de muestreo: posición precisa dentro de un área de muestreo desde la que se toman las muestras.
1)
M ientras se edita la norma chilena se empleará la norma ISO.
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NCh411/6
4 Equipo de muestreo 4.1 Materiales Los recipientes de polietileno, polipropileno, policarbonato y vidrio son satisfactorios para la mayoría de las situaciones de muestreo; los frascos de vidrio tienen la ventaja que por sus características, la condición de su superficie interna se ve con más facilidad y también se pueden esterilizar previo al uso en el caso de muestreo microbiológico. Se deberían usar envases de vidrio para la determinación de constituyentes orgánicos, en tanto que los envases de polietileno son preferibles para el muestreo de aquellos determinandos que son constituyentes principales del vidrio (por ejemplo, sodio, potasio, boro y silicio), y el muestreo para trazas de impurezas metálicas. Sin embargo, los envases de polietileno pueden no ser apropiados para recolectar muestras que se deban someter a ciertos análisis de metales al estado de trazas (por ejemplo mercurio). Estos envases se deberían usar solamente si los ensayos preliminares indican la existencia de niveles de contaminación no interferentes. Si se van a usar frascos de vidrio para recolectar/almacenar muestras de agua débilmente tamponadas, usar recipientes de vidrio neutro o borosilicato en lugar de recipientes de vidrio alcalino o soda-cálcico. Para una guía detallada sobre el tipo de recipiente que se deberá usar para las muestras, consultar los procedimientos de análisis de la norma pertinente. Para una guía sobre limpieza de los recipientes para las muestras ver NCh411/3.
4.2 Tipos de aparatos 4.2.1 Muestreadores de superficie En numerosas aplicaciones relacionadas con el muestreo para análisis químico de aguas de ríos y cursos de agua, a menudo basta con sumergir un recipiente de boca ancha (por ejemplo, un balde o un cubo) justo por debajo de la superficie para recolectar la muestra. En situaciones donde sea esencial sacar muestras desde profundidades especificadas (o para el muestreo de gases disueltos) es indispensable el uso de otros dispositivos de muestreo (ver 4.2.2 y 4.2.3). Cuando se estén tomando muestras de capas superficiales destinadas a análisis microbiológico (particularmente bacteriológico), se pueden usar frascos de muestreo semejantes a los usados para tomar muestras de agua potable. Por lo general, estos recipientes tienen una capacidad mínima de 250 ml y están equipados con una tapa rosca grande, con un tapón de vidrio esmerilado u otro tipo de tapón que se pueda esterilizar, cubierto con una lámina delgada de papel de aluminio. En caso de usar tapas roscas, dentro de la tapa se deberían usar recubrimientos de goma silicona, que puedan resistir autoclave a 121ºC o esterilización en seco a 170ºC. Para prevenir una posible contaminación por manipulación, fijar al recipiente una pinza o una barra soporte (ver 5.3.2).
4
NCh411/6 4.2.2 Recipientes de inmersión sellados Estos aparatos consisten en recipientes sellados que se hacen descender mediante un cable hasta la profundidad requerida. El recipiente se destapa de manera tal que se llene de agua a medida que el aire (o gas inerte) es desplazado. Si dentro del dispositivo se coloca un frasco de muestreo apropiado, éste se puede usar para el muestreo para gases disueltos. El matraz Dussart [1] constituye un ejemplo de este equipo de muestreo.
4.2.3 Aparatos cilíndricos o de tubo abierto Este tipo de aparato consta de un tubo o cilindro abierto en cada extremo, con tapas o tapones con bisagras y de cierre hermético, que se dejan abiertos durante el descenso del aparato hasta la profundidad requerida. Enseguida, el aparato es accionado mediante un peso que se hace descender por cable para que desenganche el mecanismo de resorte que cierra las tapas o inserta los tapones. Estos aparatos son eficaces únicamente si un flujo de agua libre pasa a través del tubo o cilindro cuando no están sellados. Ejemplos de este tipo de aparatos son el equipo de muestreo Rutner [2], Kemmerer [3], Van Dorn [1] y Friedinger [4]. Aunque estos aparatos son útiles para el muestreo de una masa de agua estancada o de baja velocidad, el aparato de muestreo Zukovsky [5], [6], es más apropiado para extraer muestras de ríos y corrientes de agua que fluyen con rapidez ya que el sistema de tubo abierto se coloca en el plano horizontal (más bien que en el vertical) facilitando de este modo el muestreo isocinético. En todos los demás aspectos, su funcionamiento es similar al equipo de muestreo Friedinger.
4.2.4 Dispositivos de bombeo Con frecuencia los sistemas de bombeo proporcionan un método conveniente para recolectar muestras e incluyen aparatos de inmersión, de succión y peristálticos. La elección del sistema de bombeo depende de la situación particular del muestreo. La subcláusula 5.3 entrega algunas recomendaciones relacionadas con la selección de la bomba.
4.2.5 Aparatos de muestreo automáticos Estos aparatos se pueden usar con las mejores ventajas posibles en numerosas situaciones de muestreo en ríos y cursos de agua, ya que permiten obtener una muestra continua o una serie de muestras recolectadas sin intervención manual. Son de particular utilidad para preparar muestras compuestas y estudiar las variaciones de la calidad con el tiempo. Es esencial asegurar que la inestabilidad de la muestra no conduzca a errores debidos a un tiempo de almacenamiento más prolongado de las muestras (ver también 5.4). Los aparatos de muestreo automáticos pueden ser del tipo intermitente o continuo y pueden funcionar sobre una base proporcional al tiempo o al caudal. La elección del tipo de aparato más apropiado depende de la situación particular del muestreo, por ejemplo, el
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NCh411/6 muestreo para estimar la carga de metales disueltos al estado de trazas en un río o curso de agua se mejora usando un aparato en relación directa con el caudal y un sistema de bombeo peristáltico. Como los aparatos de muestreo automáticos usan una variedad de sistemas de bombeo, su elección depende de la situación particular del muestreo (ver 5.3 para una guía).
5 Procedimiento de muestreo 5.1 Selección del punto de muestreo 5.1.1 Elección de la zona de muestreo En la elección del punto exacto de muestreo en general están involucrados dos aspectos: a) la selección de la zona de muestreo (es decir el emplazamiento de la sección transversal del muestreo dentro de la cuenca del río, el río o el curso de agua); b) la identif icación del punto preciso en la zona de muestreo. El objetivo del muestreo a menudo define en forma precisa las zonas de muestreo (como en el caso de la determinación de la calidad de un efluente), pero a veces el objetivo conduce solamente a una idea general de la zona de muestreo, como ocurre al caracterizar la calidad de una cuenca de un río. Por lo general, la elección de la zona de muestreo para estaciones de muestreo individuales es relativamente fácil. Por ejemplo, se puede elegir un puente como estación de monitoreo para el registro base de la calidad del agua. Las estaciones de monitoreo de los puntos de extracción de la alimentación de agua es posible que necesiten fijarse dentro de límites estrechos (por ejemplo, en la cercanía de las captaciones).
5.1.1.1 Importancia del mezclado Cuando sean de interés los efectos de un afluente o de un efluente, en la calidad de una extensión particular del curso de agua principal, se necesitarán por lo menos dos zonas de muestreo, una precisamente aguas arriba de la confluencia y la otra suficientemente aguas abajo para asegurar un mezclado total. Las características físicas de los canales de cursos de agua controlan, en gran medida, las distancias requeridas para el mezclado completo de los efluentes con el caudal de un curso de agua. En un curso de agua los efluentes se mezclan principalmente en tres dimensiones: a) vertical (de arriba hacia abajo); b) lateral (de un lado al otro);
6
NCh411/6 c) longitudinal (nivelando picos y depresiones en la concentración de constit uyentes del efluente, a medida que el agua pasa aguas abajo). Hay que considerar las distancias sobre las cuales se mezclan estos efluentes en estas tres dimensiones cuando se seleccionen los puntos y lugares de muestreo y están afectadas por la velocidad del agua. Las técnicas con trazadores apropiados o la medición de la conductividad pueden ser útiles para estudiar los procesos de mezclado. Los efluentes descargados verticalmente en la mayoría de las corrientes se mezclan completamente a menos de un kilómetro. Normalmente, en un curso de agua no es necesario tomar muestras de más de una profundidad, aunque se puede inducir estratificación en ríos y cursos de agua de movimiento lento por los efectos térmicos y otros efectos de la densidad. En estos casos puede requerirse la extracción de muestras de varias profundidades y se deberían efectuar ensayos preliminares para evaluar el grado de estratificación (ver 5.1.2 para una guía). La distancia para llegar a un mezclado lateral total depende generalmente de la presencia de curvas inversas relativamente pronunciadas y se mide en kilómetros o en fracciones de kilómetros. Por lo tanto, para obtener muestras representativas se deberían tomar muestras de un curso de agua en dos o más zonas de muestreo elegidas a través del ancho de los emplazamientos situados corriente abajo de la descarga de un efluente o de un afluente. La consideración de las distancias del mezclado longitudinal puede ser importante para decidir la frecuencia del muestreo. Para obtener resultados representativos justo más abajo de una descarga irregular, será necesario proceder a muestreos más frecuentes que los que se necesitarían a cierta distancia corriente abajo, donde el mezclado longitudinal se ha alcanzado en un mayor grado. Se recomienda que el cálculo de la distancia para un mezclado completo dentro de 1% de la homogeneidad completa, se haga usando la siguiente ecuación (ver ISO 555-2):
l=
0,13 b 2 C (0,7C + 2 g ) gd
en que: l
=
es el largo del tramo del mezclado, en metros;
b
=
es el ancho promedio del tramo, en metros;
C =
es el coeficiente Chezy para el tramo (15 < c < 50);
g
=
es la aceleración de gravedad, en metros por segundo al cuadrado;
d
=
es la profundidad promedio del tramo, en metros.
7
NCh411/6 Se debería observar que algunos ensayos han demostrado que la expresión precedente puede subestimar la longitud del mezclado para corrientes pequeñas del orden de 5 m de ancho y sobreestimar la longitud de mezclado para ríos del orden de 50 m de ancho.
5.1.1.2 Consideración del tiempo de desplazamiento Los datos sobre el tiempo de desplazamiento pueden tener a menudo una relación con la elección del punto de muestreo. Por ejemplo, puede ser necesario disponer zonas de muestreo para permitir trazar ciertos constituyentes o contaminantes a través de un sistema, particularmente desde una fuente discreta de contaminación. Para esto se necesita conocer el tiempo de residencia del sistema en estudio (es decir, el tiempo de desplazamiento). También es importante conocer el tiempo de desplazamiento en los estudios de muestreo para examinar la velocidad de cambio de los constituyentes inestables (por ejemplo en la autopurificación de un cuerpo de agua, el tiempo de desplazamiento puede proporcionar información sobre los coeficientes de velocidad cinética). Cuando se determine el tiempo de desplazamiento se debería usar uno de los métodos principales, en especial, el uso de flotadores de superficie (ISO 748), el uso de trazadores (ISO 555-1, ISO 555-2 e ISO 555-3) o la medición del caudal conociendo el área de la sección transversal (ISO 748 e ISO 1070). Se debería medir un mínimo de cinco velocidades de caudal diferentes y graficar los tiempos de desplazamiento que resulten en función de las velocidades de caudal correspondientes, permitiendo con ello obtener, por extrapolación o interpolación, otros tiempos de desplazamiento. No obstante, una extrapolación de 10% más allá del valor de la velocidad medida del caudal puede dar indicaciones erróneas acerca del tiempo de desplazamiento. Ver NCh411/1 para una guía general sobre tiempos de desplazamiento e ISO 8363 para la medición de la velocidad del caudal de líquidos en canales descubiertos.
5.1.2 Elección del punto de muestreo En la elección de zonas de muestreo apropiadas se presentarán problemas si los determinandos no se distribuyen en forma homogénea a través de la masa de agua de interés. En general, es mejor evitar tales zonas de muestreo, salvo cuando las mismas tengan un interés directo, puesto que es posible que no entreguen muestras representativas de la mayor parte de la masa de agua. Si existe efectivamente la posibilidad de una distribución no homogénea de los determinandos de interés en la zona seleccionada, se deberían hacer ensayos experimentales sobre la naturaleza y la importancia de la heterogeneidad en cada una de las tres dimensiones. Si estos ensayos indican que los determinandos están distribuidos en forma homogénea, bastará cualquier punto para efectuar el muestreo. En caso contrario, conviene buscar otra zona en que los determinandos estén distribuidos en forma homogénea. Si no se encuentra tal zona de muestreo, hay que extraer muestras de un número suficiente de puntos en la zona escogida a fin de asegurar la obtención de resultados representativos (ver NCh411/1).
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NCh411/6 A veces, las muestras pueden ser combinadas como submuestras para formar una sola muestra mixta representativa de la calidad en el sitio del muestreo, para no tener que analizar las muestras individuales extraídas de cada uno de los puntos de muestreo. Sin embargo, esto no proporciona información respecto de la calidad entre los puntos de muestreo; además, no se puede combinar submuestras de esta manera, cuando el muestreo es para determinar gases disueltos u otros constituyentes volátiles
5.2 Frecuencia y duración del muestreo Los resultados analíticos de un programa de muestreo deben proporcionar estimaciones de la información requerida dentro del margen de error tolerable, definido en los objetivos del programa. Si los objetivos no incluyen una definición de la importancia del margen de error tolerable, es imposible iniciar un programa de muestreo que tenga base estadística. Para detalles sobre la aplicación de estadística a la frecuencia del muestreo ver NCh411/1. En caso de variaciones cíclicas u otras variaciones persistentes, se debe buscar una mejor precisión procediendo a evaluar las concentraciones promedio mediante muestreos sistemáticos en vez de muestreos aleatorios (para cualquier número determinado de muestras), siempre que el intervalo entre las extracciones de las muestras sea suficientemente corto para que las muestras consecutivas puedan revelar las variaciones. Cuando se procede a un muestreo sistemático, es esencial asegurarse de que la frecuencia de los muestreos no coincida con algún ciclo natural presente en el sistema o con cualquier otro efecto basado en el tiempo (por ejemplo, una bomba justo aguas arriba del punto de muestreo, que se pone en funcionamiento una vez por hora o bien, un estudio de efectos que no forma parte de los objetivos del muestreo). En los sistemas fluviales, pueden presentarse variaciones cíclicas regulares de la calidad del agua, por ejemplo, períodos de un día, de una semana y de un año. En caso de presentarse estas variaciones, hay que elegir con cuidado los períodos de muestreo para evaluar la naturaleza de esas variaciones. Si estas variaciones no son persistentes o si su amplitud es apreciablemente menor que las variaciones aleatorias, en general bastará con seleccionar los períodos de muestreo al azar o, alternativamente en forma sistemática, distribuyendo uniformemente las muestras en el período en cuestión. De otra manera, los períodos se deberían elegir de forma tal que se tomen muestras de diferentes partes del ciclo, a menos que sólo haya interés por las concentraciones extremas, en cuyo caso las muestras deberían extraerse en los períodos correspondientes de cada ciclo. Ver NCh411/1 para obtener detalles más amplios.
5.3 Elección del método de muestreo 5.3.1 Muestreo físico-químico Cuando sea aceptable el muest reo por debajo de la superf icie (por ejemplo a menos de 50 cm de la superficie del agua), con frecuencia basta con sumergir un recipiente en el río o en el curso de agua de interés; a continuación se vacía el contenido en frascos de muestreo apropiados. Una variante consiste en sumergir directamente los frascos o
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NCh411/6 recipientes de muestreo en el río o en el curso de agua. No obstante, se debe evitar la extracción de películas superficiales a menos que éstas se requieran particularmente para análisis. Cuando se requiera extraer muestras a profundidades especificadas, se debería utilizar un equipo de muestreo especial que se hace descender dentro del agua para obtener una muestra sellada a la profundidad escogida (ver 4.2 .2 y 4 .2.3). Se deberían seleccionar e instalar cuidadosamente los sistemas de muestreo para ríos, con el fin de evitar el bloqueo de la entrada por los residuos presentes en el agua. La entrada debe protegerse rodeándola con una malla metálica que tenga a la vez mallas finas y gruesas. Es posible que se requiera en forma regular la inspección y retiro de residuos acumulados, en cuyo caso estos parámetros deberían tenerse en cuenta en el momento de seleccionar el punto de muestreo. La entrada del muestreador debería oponer igualmente una resistencia mínima al flujo. Cuando se introduzca material que distorsione la representatividad de la muestra con respecto al cuerpo de agua, se debería repetir el muestreo. Los sistemas de muestreo instalados en sitios expuestos (por ejemplo en las riberas de los ríos), pueden necesitar medios de protección contra el vandalismo y otros efectos tales como las temperaturas extremas. Cuando se requiera el uso de bombas y hay interés por los gases disueltos, se deberían usar bombas de inmersión y no de succión; asimismo hay que tomar en cuenta que al estar sometidos a una presión reducida, debido a la succión de la bomba, se liberarán gases disueltos y entrarán sólidos suspendidos al alcanzar la superficie. En consecuencia, cuando se utilicen esos sistemas de bombeo, hay que eliminar la primera parte de la muestra. Este efecto también se puede presentar cuando se usa una bomba peristáltica, como ocurre en numerosos aparatos de muestreo automáticos y portátiles. No obstante, cuando el objeto principal es la extracción de muestras para gases disueltos, se recomienda utilizar aparatos de inmersión sellados (ver 4.2.2). Igualmente, se puede producir contaminación proveniente de los materiales del sistema, incluyendo los componentes de la bomba. Cuando esto pueda producir problemas, se recomienda utilizar bombas peristálticas con plásticos inertes o tubos de silicona. El crecimiento de bacterias y/o algas en el tubo conectado a la bomba puede provocar problemas; esto se evita con una limpieza frecuente o usando otras medidas adecuadas según el caso. Debería tenerse en cuenta la contaminación potencial de la muestra, por materias orgánicas provenientes de los diferentes tipos de tubos, cuando se elijan los materiales constituyentes de los tubos. Si el volumen de bombeo es muy bajo, el efecto de la gravedad en los sólidos en suspensión puede reducir su concentración en la muestra. Por lo tanto, cuando se estén examinando las materias en suspensión, no se deberían utilizar volúmenes de bombeo bajos, lo cual es común en los aparatos de muestreo automáticos. Idealmente, el muestreo debería efectuarse en condiciones isocinéticas pero si esto no es posible, la velocidad lineal del caudal dentro del tubo de entrada no debería ser menor de 0,5 m/s ni mayor de 3,0 m/s.
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NCh411/6 En el sistema de muestreo, las concentraciones de determinandos en el agua siempre deberían ser idénticas a las del agua sometida a muestreo. En lo que respecta al muestreo representativo de sustancias no disueltas, la velocidad de muestreo debería regularse de tal manera que la velocidad del agua en la entrada del sistema de muestreo sea igual a la velocidad del agua extraída para el muestreo (es decir, la extracción de muestras debe efectuarse en condiciones de muestreo isocinético). Esto exige igualmente que la entrada del sistema de muestreo enfrente la dirección del río o del curso de agua. Si hay variaciones importantes en el nivel de agua, la extracción de muestras se facilita subiendo el sistema de muestreo o la entrada a una plataforma flotante; no obstante, una plataforma flotante puede dañarse fácilmente. Entre las alternativas figuran el uso de entradas sumergidas suspendidas a boyas flotantes (o dispositivos semejantes), en que la entrada flotante se conecta al muestreador por medio de tubos flexibles, anclados a bloques tarados, que se fijan al lecho del río. Un mecanismo más costoso pero permanente consiste en conectar el muestreador a una entrada de múltiples puntos que permita a éste sacar muestras a la profundidad más apropiada para el objetivo particular del muestreo.
5.3.2 Muestreo microbiológico Cuando se extraigan muestras para propósitos microbiológicos (bacteriológicos, por ejemplo), es necesario usar un frasco de muestreo limpio y esterilizado; éste debería estar protegido hasta el momento del llenado y su tapa debería estar cubierta. El frasco se debería abrir inmediatamente antes de tomar la muestra, cuidando que la tapa y el cuello de éste no se contaminen con la mano; enseguida se llena la botella sin enjuagar y se cierra lo más pronto posible. Al extraer las muestras, la botella debería sostenerse por la base y sumergirla, con el cuello hacia abajo, hasta una profundidad de unos 0,3 m por debajo de la superficie. A continuación, se inclina la botella de manera que el cuello apunte ligeramente hacia arriba, con la boca dirigida hacia el flujo. En la mayoría de las situaciones, es poco probable que el agua que entre en la botella toque antes la mano, aunque en condiciones de régimen turbulento, puede producirse alguna contaminación. En este caso, cualquier muestra extraída y su envase deberían rechazarse y luego escoger un punto de muestreo más apropiado con menos turbulencia o bien, asegurar una abrazadera o una varilla soporte a la botella, según se indica en 4.2.1. Para extraer muestras a profundidades especificadas, también se pueden utilizar dispositivos de muestreo esterilizados especialmente. En cualquier caso los frascos no deberían llenarse hasta el tope y se deberían cerrar herméticamente. Para una guía más detallada sobre el muestreo biológico, ver ISO 7828 e ISO 8265.
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NCh411/6
5.4 Transporte, estabilización y almacenamiento de muestras Para instrucciones generales sobre transporte, estabilización y almacenamiento de muestras ver NCh411/3 y las normas de análisis correspondientes. Sin embargo, conviene tener en cuenta la recomendación específica siguiente. En algunas aplicaciones, el muestreo tendrá interés en la evaluación de especies solubles (por ejemplo, metales en estado de traza en agua de río). Si éste es el caso, será necesario separar, con la mayor rapidez posible después de la extracción de la muestra, la de la materia no disuelta (es decir, de preferencia en la zona de materia disuelta
muestreo antes de transportarla al laboratorio). Esto minimiza los cambios en la composición que de otro modo podrían producirse después de extraer la muestra, pero antes de un tratamiento previo o de cualquier análisis en el laboratorio. Existen varias técnicas, pero la más conveniente para usar en terreno (es decir fuera del laboratorio) es la filtración y posterior preservación de la muestra según corresponda. Existe una amplia gama de medios de filtración, incluyendo filtros de membrana a base de celulosa además de filtros de fibra de vidrio y de policarbonato. No se puede recomendar un medio único universal, aunque los filtros de fibra de vidrio ofrecen algunas ventajas respecto de otros filtros cuyos poros tienen idéntico diámetro (por ejemplo, los filtros de celulosa), ya que se obstruyen con menos facilidad ofreciendo a la vez una eficiencia de filtración similar en términos de retención de las partículas. El diámetro medio de poro más utilizado para la separación es de 0,4 µm a 0,5 µm, aunque se pueden preferir otros diámetros de poro, esto en función del objetivo del muestreo y del determinando en cuestión. Cualquiera sea el medio de filtración utilizado, se recomienda registrar los (citando el resultados posteriores (después del análisis) como especies filtrables diámetro medio de poro del filtro) más bien que como especies disueltas . En todos los casos, los recipientes deben llegar al laboratorio cerrados herméticamente y protegidos del exceso de luz y calor, porque la calidad de la muestra se puede modificar rápidamente a causa del intercambio de gases, de las reacciones químicas y del metabolismo de los organismos. Asimismo, las muestras que no sea posible analizar durante el día se deben estabilizar o preservar conforme a los métodos analíticos normalizados y a lo establecido, para cada determinando en particular, en la NCh411/3. En el informe de ensayo deberían figurar todas las etapas de preservación y si es apropiado, la temperatura se mide y registra en terreno. Idealmente, se deberían determinar en terreno o con la mayor rapidez posible, otros parámetros físicos y químicos (por ejemplo, el valor del pH).
5.5 Procedimientos de control de la calidad Todos los métodos de muestreo se deberían probar periódicamente usando procedimientos de control de calidad y auditorías en terreno, diseñados específicamente para examinar la efectividad de esos métodos, en particular los aspectos relacionados con transporte, estabilización y almacenamiento de muestras antes del análisis. Esto puede
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NCh411/6 hacerse empleando blancos en terreno, muestras a las que se han agregado determinandos y duplicados de las muestras, extraídas específicamente para probar la efectividad de la parte específica del procedimiento de muestreo en estudio.
6 Medidas de seguridad Para una guía general sobre medidas de seguridad ver NCh411/1. No obstante, se debería prestar especial atención a los siguientes aspectos de seguridad. El acceso relativamente fácil a las zonas de muestreo de rutina bajo todo tipo de climas es un factor de particular importancia. El incumplimiento de este criterio bastará para excluir un sitio determinado, aun si se le prefiera desde el punto de vista de la satisfacción de los objetivos técnicos del programa de muestreo. Cuando se deban tomar muestras vadeando un río o curso de agua, hay que tener en cuenta la presencia eventual de barro blando, arenas movedizas, hoyos profundos y corrientes rápidas. Una barra de vadeo o un instrumento de sondeo similar son indispensables para poder caminar con toda seguridad. Al sondear hacia adelante, la persona que está extrayendo muestras puede evaluar la velocidad de la corriente y localizar hoyos, bancos de arena, barro blando y arenas movedizas. En caso de duda, se debería asegurar una cuerda de seguridad a un objeto firme y sólido en la ribera o playa, para tener un apoyo suplementario. Conviene observar que el aumento de volumen como consecuencia del uso de chalecos para vadeo (chest w ader), comparado con las bot as altas para vadeo (thigh w ader), puede constituir una desventaja para el rescate en caso de inmersión t otal.
ADVERTENCIA - Si las circunstancias dictan que el muestreo se efectúe en sitios aislados y en la proximidad de aguas profundas por una persona que trabaja sola, se recomienda usar para este caso chaleco salvavidas y utilizar un sistema de comunicación apropiado que permita un contacto regular con el centro de control. Es necesario reconocer que puede haber peligros bacteriológicos, virológicos y zoológicos en muchas situaciones de toma de muestras en ríos o cursos de agua.
7 Identificación de las muestras y registros de ensayo Los recipientes de las muestras se deberían marcar claramente y sin ambigüedades (ver NCh411/3), para que los resultados de los análisis subsiguientes se puedan interpretar correctamente. Se deberían registrar todos los detalles pertinentes a la muestra en una etiqueta adherida al recipiente, además de algún resultado de cualquier ensayo en terreno, efectuado por el responsable del muestreo (por ejemplo, pH, oxígeno disuelto, conductividad). Cuando se necesiten varios recipientes para un solo muestreo conviene, en general, marcar los recipientes mediante códigos numéricos y registrar todos los detalles pertinentes en un formulario de muestreo. Las etiquetas o los formularios siempre se deben completar en el momento de extracción de la muestra.
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NCh411/6 La forma detallada del informe de ensayo dependerá de los objetivos del muestreo en cuestión. Detalles cuya inclusión podría contemplarse son los siguientes: a) nombre del río o curso de agua; b) zona de muestreo (esta descripción debe ser suficientemente completa para que otra persona pueda encontrar el lugar exacto sin otra indicación); c) punto de muestreo (en lo posible incluyendo coordenadas geográficas); d) fecha y hora de ext racción de la muestra; e) tipo de muestreo efectuado (puntual o compuesto); f)
nombre de la persona que extrajo la muestra;
g) condiciones climáticas en el momento de extracción de la muestra (incluyendo la temperatura del aire) y/o inmediatamente antes de la extracción (por ejemplo, la cantidad de agua caída, nubes, radiación solar); h) aspecto, condición y temperatura de la masa de agua; i)
condición del flujo de la masa de agua (también puede ser útil registrar cualquier variación marcada en el flujo antes de extraer la muestra);
j)
aspect o de la muestra (aspectos f ísicos cualitativos);
k) tipo de dispositivo de extracción de la muestra utilizado; l)
detalles sobre la técnica de filt ración empleada para las muestras;
m) detalles sobre la técnica de preservación empleada para las muestras; n) información relativa a los requisitos de almacenamiento para las muestras.
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NCh411/6
Anexo A (Informativo)
Bibliografía [1]
KINGSFORD, M. et al., Sampling of surface w aters . Technical publication Nº2, Water and Soil Division, Ministry of Works and Development, Wellington, New Zealand (1977).
[2]
RUTNER, F., Fundament als of Liminology , University of Toronto Press, Toronto (1953).
[3]
APHA/WPCF/AWA, Standard methods for the Examination of Water and , (14t h ed.) American Public Health Association, New York (197 5). W astew ater
[4]
GOTTERMAN, H. L. and CLYM, R. S. Methods for Physical and Chemical A nalysis of Freshw aters. International Biological Programme, Handbook, 8 (2nd ed.), Basil Blackwell, Oxf ord (197 8).
[5]
ZADIN, W. I., Metody Hydrobiologiceskogo issledovanija. Gosundarstvennoe izdatelstv o Vy sshaja Shkola , Moscow (1960).
[6]
ZADIN, W. I., Melody Bada_ Hydrobiologicznych. Pa_stw ow e Wydaw nictw o , Warsaw , (1966), p. 13 6. Naukowe
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NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO
NA CIONA L
DE
NCh 411/6.Of98
N ORM A LI Z A CI ON
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Calidad del agua - Muestreo - Parte 6: Guía para el muestreo de ríos y cursos de agua W ater quality - Samp ling - Part 6 : Guidance on sampling of rivers and streams
Primera edición : 1998 Reimpresión : 1999
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calidad del agua, agua, m uestreo , prog ramas de mu estreo, rí os, c ursos de agua, requisito s
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