Determinación de la concentración letal media (CL50-96) de ...

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería 1-1-2009 Determinación de la concentración letal media (CL50-96) de Determinación de la concentración letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicológicas cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicológicas (bioensayos), utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (bioensayos), utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (Trucha arco iris) (Trucha arco iris) Juán Guillermo Barreto Solano Universidad de La Salle, Bogotá Guillermo Andrés Peralta Pérez Universidad de La Salle, Bogotá Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria Citación recomendada Citación recomendada Barreto Solano, J. G., & Peralta Pérez, G. A. (2009). Determinación de la concentración letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicológicas (bioensayos), utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (Trucha arco iris). Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ ing_ambiental_sanitaria/699 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Ambiental y Sanitaria by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. For more information, please contact [email protected].

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingenieriacutea

1-1-2009

Determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de

cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas

(bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss

(Trucha arco iris) (Trucha arco iris)

Juaacuten Guillermo Barreto Solano Universidad de La Salle Bogotaacute

Guillermo Andreacutes Peralta Peacuterez Universidad de La Salle Bogotaacute

Follow this and additional works at httpsciencialasalleeducoing_ambiental_sanitaria

Citacioacuten recomendada Citacioacuten recomendada Barreto Solano J G amp Peralta Peacuterez G A (2009) Determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (Trucha arco iris) Retrieved from httpsciencialasalleeducoing_ambiental_sanitaria699

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0

DETERMINACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN LETAL MEDIA (CL50-96) DE COBRE (Cu) Y CINC (Zn) MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

(BIOENSAYOS) UTILIZANDO ALEVINOS DE ONCORHYNCHUS MYKISS (TRUCHA ARCO IRIS)

JUAN GUILLERMO BARRETO SOLANO

GUILLERMO ANDRES PERALTA PEREZ

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIacuteA AMBIENTAL amp SANITARIA

BOGOTAacute D C

2009

1

DETERMINACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN LETAL MEDIA (CL50-96) DE COBRE (Cu) Y CINC (Zn) MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

(BIOENSAYOS) UTILIZANDO ALEVINOS DE ONCORHYNCHUS MYKISS (TRUCHA ARCO IRIS)

JUAN GUILLERMO BARRETO SOLANO

GUILLERMO ANDRES PERALTA PEREZ

TESIS DE GRADO PARA OPTAR AL TIacuteTULO DE INGENIERO AMBIENTAL Y SANITARIO

Director PEDRO MIGUEL ESCOBAR MALAVER

QUIacuteMICO INDUSTRIAL LIC QUIacuteMICA Y BIOLOGIacuteA

Msc ALTA GESTIOacuteN AMBIENTAL

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIacuteA AMBIENTAL amp SANITARIA

BOGOTAacute D C

2009

2

Nota de aceptacioacuten

-----------------------------------------

-----------------------------------------

-----------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------

Director

-----------------------------------------------------------------------------------

Jurado 1

----------------------------------------------------------------------------------

Jurado 2

Bogotaacute D C 7 de Septiembre de 2009

3

DEDICATORIA

A mi abuela Laura Montoya que desde el cielo nos cuida

Muchas gracias por su carintildeo y por su apoyo infinito

A mi mama Patricia Solano

Que junto con mi abuela pese a las dificultades pudieron sacarnos adelante

A mi hermano Joseacute Alejandro Barreto

Quien con su ejemplo fue una inspiracioacuten en mi vida

A mi papa Alfredo Barreto

Gracias por su apoyo moral

A mis amigos y amigas

A todas las personas que han creiacutedo en miacute

Muchas gracias a todos

Por su apoyo

Por haberme dado la fortaleza en la consecucioacuten de este gran logro

JUAN

4

DEDICATORIA

Aunque este trabajo de grado apenas sea un objetivo maacutes representa un

gran logro para mi formacioacuten personal y profesional que es el tiacutetulo

Y por eso esta dedicatoria es por el conjunto de logros que representa

A mi madre por su apoyo incondicional

A mi Padre por animarme y apoyarme

Margariteichon para que pueda respirar tranquila

Mis hermanos MLU CPP y Jose

A todas aquellas personas que confiacutean creen me respetan aprecian

etc a MI Persona

Gracias a todos

GUILLERMO ANDRES

5

AGRADECIMIENTOS

A la comunidad del laboratorio de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria la cual nos ayudoacute en el proceso de desarrollo de los bioensayos y las otras actividades que sin ser estrictamente de bioensayos fueron vitales para continuar durante la investigacioacuten

Al profesor Pedro Miguel Escobar Malaver director del proyecto quien nos apoyoacute en el desarrollo de las pruebas y consecucioacuten de los objetivos del proyecto con su amplio conocimiento en el tema de bioensayos

A nuestras Madres y familiares que nos brindaron su apoyo incondicional en el proceso de conseguir el tiacutetulo como ingenieros ambientales y sanitarios

A nuestros compantildeeros quienes nos apoyaron motivaron y colaboraron para obtener el fin

A la comunidad lasallista por brindarnos las herramientas necesarias para desarrollar nuestro potencial humano y profesional

A la empresa de cincado por explicarnos los procesos que desarrollaban colaborarnos permitieacutendonos ingresar en su espacio de trabajo y realizar la toma de muestras de las aguas residuales que fueron parte fundamental del proyecto

i

CONTENIDO

paacuteg

INTRODUCCIOacuteN

1 OBJETIVOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

2 JUSTIFICACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip5

3 MARCO TEOacuteRICOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

31 TRUCHA ARCO IRIS 7

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA 8

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA 10

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS 10

314 DISTRIBUCIOacuteN 11

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS 11

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea) 12

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS

DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES 12

318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

15

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA

COMO ORGANISMO DE PRUEBA 17

32 BIOENSAYO 17

321 TIPOS DE BIOENSAYO 17

322 TOXICIDAD 18

323 PRUEBAS DE TOXICIDAD 19

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA 20

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD 21

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL 22

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD 23

328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD 24

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT 25

ii

33 METALES 27

332 METALES DE PRUEBA 29

333 COBRE 29

334 CINC 33

34 GALVANOTECNIA 37

341 Generalidades 37

342 El Proceso Galvaacutenico 37

343 Proceso de Galvanoplastia 38

344 Proceso de galvanostegia 39

345 CINCADO 41

4 METODOLOGIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL 44

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO 44

421 RECINTO EXPERIMENTAL 44

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS

ACUARIOS 45

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

46

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 47

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 48

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS

TOXICOLOacuteGICAS 48

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS 49

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas 50

432 Pruebas de sensibilidad 51

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las

distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

51

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn)

utilizando ZnCl2 51

iii

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA 53

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS 53

5 INDUSTRIA EVALUADAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip56

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDADhelliphellip56

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD 57

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de

K2Cr2O7 57

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7 59

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a

partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) 61

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu 62

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu 63

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA

CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2) 67

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn 67

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO 72

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Crudo 73

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento

Crudo 74

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

TRATADO 77

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Tratado 78

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado 79

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento

Crudo 79

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento

tratado 80

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL

VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip82

71 TEST DE JARRAS 86

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO 88

CRITERIOS DE DISENtildeO 88

iv

8 CONCLUSIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip92

9 RECOMENDACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94

10 BIBLIOGRAFIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip96

ANEXOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO

(K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON COBRE (Cu) UTILIZANDO

SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2)

166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO

180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO

TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO

IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL

LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y

CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

v

LISTA DE ANEXOS

pag

ANEXOS 102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2) 166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO 180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

vi

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento

y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores 16

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos

maacutes comunes 39

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia 40

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas 48

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos 52

Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de

cincado 55

Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7) 57

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad

con K2Cr2O7 +- 01 58

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01 59

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios

nacionales e internacionales en trucha arcoiris 61

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para

cobre (Cu) 62

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h

para Cu 62

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu 63

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu 64

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con

cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris 66

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten 66

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de

cinc (Zn) 67

Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc

(Zn) 68

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas

con Zn 68

Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) 69

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha

arcoiris 70

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten 72

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento

Crudo 73

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Vertimiento Crudo 74

vii

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con

Vertimiento Crudo 74

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo 75

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y

Legislacioacuten Antigua y Nueva 77

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las

96 horas del Vertimiento tratado 78

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

78

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el

27 de abril de 2009 79

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado 80

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas 83

Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento 86

Tabla 36 Rango de calificacioacuten 86

Tabla 37 Resultados del test de jarras 87

Tabla 38 Gradientes de velocidad 88

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador 88

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador 89

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 8

Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris 9

Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha 11

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris 12

Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad 20

Figura 6 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales 28

Figura 7 Ciclo del cobre 32

Figura 8 Ciclo del cinc 36

Figura 9 Esquema del proceso de Cincado 41

Figura 10 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino 42

Figura 11 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc 43

Figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle 45

Figura 13 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) 46

Figura 14 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris 47

Figura 15 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas 49

Figura 16 Foto Bateriacutea de ensayos 50

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7 60

Figura 18 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu 65

Figura 19Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn) 71

Figura 20 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento 76

Figura 21 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado 82

Figura 22 Esquema del disentildeo piloto 91

ix

GLOSARIO

Aleviacuteno o Aleviacuten criacutea de pez que incluye la fase comprendida entre la larva y el adulto y que en ciertos peces de agua dulce se utiliza para repoblar

Bateriacutea de ensayos combinacioacuten de diversas pruebas de toxicidad con organismos representativos de cada uno de los niveles troacuteficos

Biocenosis conjunto de organismos de especies diversas vegetales o animales que viven y se reproducen en un determinado biotopo

Bioensayo Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio1

Biomagnificacioacuten tendencia de algunos productos quiacutemicos a acumularse a lo largo de la cadena troacutefica exhibiendo concentraciones sucesivamente mayores al ascender el nivel troacutefico La concentracioacuten del producto en el organismo consumidor es mayor que la concentracioacuten del mismo producto en el organismo consumido

Biotopo territorio o espacio vital cuyas condiciones ambientales son las adecuadas para que en eacutel se desarrolle una determinada comunidad de seres vivos

Cadena aliemantaria sucesioacuten entre los organismos vivos que se nutren unos de otros en un orden determinado

Carta de control tabla utilizada para seguir cambios en el tiempo del punto final medio para un compuesto toacutexico de referencia en un organismo en particular

Cincado recubrimiento de cinc que se le realiza a los metales mejorando su aspecto visual y para protegerlos de la corrosioacuten y oxidacioacuten

CL50 (Concentracioacuten letal media) concentracioacuten en la que un contaminante causa la muerte del 50 de los organismos en exposicioacuten con el mismo

Contaminacioacuten la contaminacioacuten es cualquier sustancia o forma de energiacutea que puede provocar alguacuten dantildeo o desequilibrio irreversible o no en el medio inicial

1 Mata amp Quevedo Diccionario de la biodiversidad disponible en liacutenea en wwwinbioaccr

x

Control tratamiento que duplica todos los factores que puedan afectar el resultado excepto la condicioacuten que estaacute siendo investigada (control negativo o Blanco)

Control positivo tratamiento que evaluacutea la respuesta toacutexica con una sustancia de referencia utilizada para controlar la sensibilidad de los organismos en el momento en el cual se evaluacutea

Ecotoxicologiacutea ciencia que estudia los efectos toacutexicos provocados por los contaminantes sobre los ecosistemas

Estado de oxidacioacuten o nuacutemero de oxidacioacuten se define como la suma de cargas positivas y negativas de un aacutetomo lo cual indirectamente indica el nuacutemero de electrones que el aacutetomo ha aceptado o cedido El estado de oxidacioacuten es una aproximacioacuten conceptual uacutetil por ejemplo cuando se producen procesos de oxidacioacuten y reduccioacuten (procesos reacutedox)

Los protones de un aacutetomo tienen carga positiva y esta carga se ve compensada por la carga negativa de los electrones si el nuacutemero de protones y de electrones es el mismo el aacutetomo es eleacutectricamente neutro

Etologiacutea parte de la biologiacutea que estudia el comportamiento de los animales

Ictiologiacutea la ictiologiacutea generalmente definida como el estudio de los peces o la rama de la zoologiacutea que trata de los peces

Poiquilotermia incapacidad de regulacioacuten de la temperatura del cuerpo por lo que esta variacutea de acuerdo con la temperatura ambiental

Poiquiloteacutermico se dice de los animales llamados de sangre friacutea Perteneciente o realtivo a la poiquilotermia

Poiquilotermo poiquiloteacutermico

Pruebas de toxicidad Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Red troacutefica conjunto de relaciones entre cadenas alimentarias que existen en las especies de una comunidad bioloacutegica y que representa el flujo de materia y energiacutea que atraviesa el ecosistema

Tolerancia se refiere al porcentaje de organismos de una poblacioacuten que se veraacute afectada a una cierta dosis Asiacute la distribucioacuten de tolerancias es una cierta distribucioacuten de frecuencias o probabilidades de tolerancias a las distintas dosis del toacutexico

xi

Toxicidad aguda efecto adverso (letal o subletal) inducido sobre los organismos en prueba durante un periacuteodo de exposicioacuten al material de ensayo usualmente de pocos diacuteas

Valencia (quiacutemica) el maacuteximo nuacutemero de aacutetomos univalentes (originalmente aacutetomos de hidroacutegeno o cloro) que pueden combinarse con un aacutetomo del elemento en consideracioacuten o con un fragmento o para el cual un aacutetomo de este elemento puede ser sustituido

Xenobioacutetico se deriva del griego xeno (extrantildeo) y bio (vida) Se aplica a los compuestos cuya estructura quiacutemica en la naturaleza es poco frecuente o inexistente debido a que la mayoriacutea de ellos son compuestos sintetizados por el hombre en el laboratorio La mayoriacutea han aparecido en el medio ambiente durante los uacuteltimos 100 antildeos

xii

ABSTRACT

This investigation was to determine the median lethal concentration (LC50-96) to

bull The reference toxicant potassium dichromate (K2Cr2O7) which will determine the sensitivity of species to the toxics (initial stage)

bull Copper (Cu) which uses copper sulfate pentahydrate (CuSO4 bull 5H2O) AR

bull Zinc (Zn) which uses zinc chloride (ZnCl2) AR

bull Dumping from the zinc process (before treatment and after treatment) with the presence of copper (Cu) and zinc (Zn)

The determination of the median lethal concentrations LC50-96 was performed by bioassay which consisted of toxicological testing at different concentrations (five) and control for a total of six lines of test Where was search to assess the relative strength of toxic metal agents of [copper (Cu) and zinc (Zn)] on aquatic organism In this case using rainbow trout (Onchorhynchus mykiss) fingerling for their degree of sensitivity to organic pollution and slight changes in their ecosystem historic translocation across continents easily adaptable to artificial feeding high degree of domestication and interesting life cycle Each test was made in quadruplicate in Fishbowls (24 total) and were used in 5 fingerling rainbow trout per aquarium for a total of 120 fingerlings per test The tests were not renewed (Do not supply food or aeration during the experiment) and had a duration of 96 hours The test be based on observing the number of dead fish on control and at different concentrations (five) at (3 6 24 48 72 and 96) hours of exposure these readings were taken on a sheets of control The final reading was at 96 hours that was used Probit statistical analysis and thus determined the LC50-

96 (dose-response) only for the definitive tests which are those observed a mortality rate of 0 for the lowest concentration and 100 for the highest concentration in a phased manner across the five (5) concentrations When found the range of the definitive tests was ten (10) replicas to verify the accuracy of the test Was also carried out a pilot design of industrial waste water treatment (clarifier) by a discharged zinc industry to remove the pollutant load to the dumping of industry and thus realizing achieve an environmentally safe for aquatic ecosystems

xiii

RESUMEN

El trabajo de grado consistioacute en determinar las Concentraciones Letales medias (CL50-96) para

El toacutexico de referencia dicromato de potasio (K2Cr2O7) con el cual se determinoacute la sensibilidad de la especie a los toacutexicos (etapa inicial)

Cobre (Cu) en forma de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) grado analiacutetico

Cinc (Zn) en forma de cloruro de cinc (ZnCl2) grado analiacutetico

El Vertimiento procedente del proceso de una industria de cincado (antes del tratamiento y post-tratamiento) en la cual se encontraban presentes los metales en estudio (Cu y Zn)

La determinacioacuten de estas Concentraciones Letales medias CL50-96 se realizoacute mediante bioensayos que consistieron en hacer pruebas toxicoloacutegicas a diferentes concentraciones (cinco) y un blanco para un total de seis liacuteneas de prueba Donde se buscoacute evaluar la potencia relativa de los agentes metaacutelicos toacutexicos [cobre (Cu) y cinc (Zn)] sobre organismos acuaacuteticos En este caso se utilizaron alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus mykiss) por su grado de sensibilidad a las contaminaciones orgaacutenicas y a los cambios leves en sus ecosistemas histoacuterica de la traslocacioacuten a traveacutes de los continentes faacutecil adaptacioacuten alimentacioacuten artificial alto grado de domesticacioacuten y sus interesante ciclo de vida

Cada prueba se hizo por cuadruplicado en peceras (24 en total) y en cada pecera se utilizaron 5 alevinos de trucha arcoiris para un total de 120 alevinos por prueba Las pruebas fueron sin renovacioacuten (No se suministro aireacioacuten ni alimento durante el experimento) y tuvieron una duracioacuten de 96 horas

Las pruebas consistieron en observar el nuacutemero de peces muertos en el blanco y en las diferentes concentraciones (cinco) a las (3 6 24 48 72 y 96) horas de exposicioacuten llevaacutendose registro de estas lecturas en hojas de control Las lecturas definitivas fueron las de las 96 horas datos que se utilizaron para hacer el anaacutelisis estadiacutestico con el programa Probit y de esta manera se determinoacute la CL50-96 (relacioacuten dosis-respuesta) para las pruebas definitivas las cuales son en las que se observa un porcentaje de mortalidad entre 0 para la concentracioacuten maacutes baja y 100 para la de mayor concentracioacuten de forma escalonada entre las cinco (5) concentraciones Cuando se halloacute el rango de las pruebas definitivas se realizaron diez (10) reacuteplicas de la prueba definitiva para comprobar la exactitud de la prueba

Adicionalmente se realizoacute un disentildeo piloto de un tratamiento de aguas residuales industriales (clarifloculador) para remover la carga contaminante al vertimiento de la industria y de esta manera lograr alcanzar una concentracioacuten ambientalmente segura para los ecosistemas acuaacuteticos

1

INTRODUCCIOacuteN

Los procesos de desarrollo del mundo actual dependen en gran medida de productos quiacutemicos para satisfacer sus necesidades en general como por ejemplo alimentarias en salud ambientales industriales agriacutecolas y de la vida diaria en general

Muchos de estos productos quiacutemicos (xenobioacuteticos) al cumplir su vida uacutetil presentan un riesgo para el entorno deterioraacutendolo de manera intriacutenseca cuando algunos de estos compuestos sobrepasan la capacidad de resiliencia del entorno afectando los factores bioacuteticos y abioacuteticos generando un entorno ambientalmente inseguro y de esta manera alterando directamente la biocenosis que sineacutergicamente a su vez afecta la salud humana (egoceacutentricamente hablando)

A pesar de la evidencia de tiempo atraacutes que se tiene acerca de la relacioacuten de los efectos toacutexicos de los xenobioacuteticos sobre el entorno la biocenosis y la salud humana las poliacuteticas ambientales la gestioacuten ambiental efectiva y la conciencia de la poblacioacuten en algunas naciones tienen una visioacuten precaria y no muy responsable con el medio ambiente

En paiacuteses desarrollados estas falencias son parcialmente compensadas con los resultados de las pruebas de toxicidad con organismos vivos (bioensayos) que son utilizadas para saber el grado de peligrosidad de una sustancia para el entorno la biocenosis y la salud humana ademaacutes de las metodologiacuteas convencionales para el control y el monitoreo ambiental

Histoacutericamente el uso de meacutetodos bioloacutegicos para deteccioacuten de sustancias nocivas o peligrosas se registra desde 1776 cuando se realizaron pruebas de glifosato con ratas para hallar la concentracioacuten limite a comienzos del siglo en 1893 se realizaron unas diluciones de bioensayos para un estudio de Glycosylated Triketide Delta Lactones Universite Catolique de Louvain en el siglo XX en el antildeo de 1922 se utilizaron en un estudio de endocrinoloacutegico Fundacioacuten Rockefeller en 1930 se desarrollo el primer bioensayo para probar el Prolactin en mamiacuteferos Universidad de Missouri el uso de bioensayos con peces se inicia hacia 1940 y las pruebas con invertebrados y algas se reportan a lo largo de la deacutecada del 50 Actualmente las evaluaciones toxicoloacutegicas integran diferentes niveles poblacionales comunidades o ecosistemas que permiten identificar los elementos bioloacutegicos en riesgo

El concepto de bioensayo o prueba de toxicidad se deriva de la toxicologiacutea claacutesica Su definicioacuten ha sido m odificada adaptada y extendida al diagnoacutestico y manejo ambiental Estas teacutecnicas bioanaliacuteticas son consideradas complementarias de los anaacutelisis fisicoquiacutemicos convencionales y son alternativas eficaces para la prediccioacuten de niveles seguros de concentracioacuten

2

En Colombia existe una normatividad sobre gestioacuten conservacioacuten y control de los recursos naturales y el medio ambiente Sin embargo no hay una gestioacuten ambiental efectiva para su cumplimiento ni una conciencia ni un compromiso ciudadano para hacerla cumplir En el paiacutes el uso de los bioensayos es una praacutectica no muy difundida y la cantidad de estos anaacutelisis es todaviacutea precaria para la demanda real del mercado

El control y cumplimiento de las normas es llevado a cabo por distintas entidades gubernamentales en el caso especifico del recurso agua este control implica efectuar caracterizaciones fiacutesicas quiacutemicas y bacterioloacutegicas de las diferentes fuentes donde lo datos obtenidos se comparan con los paraacutemetros de referencia de las normas variando de acuerdo con el uso del recurso

Haciendo referencia a las pruebas de toxicidad en las normas el decreto 1594 de 1984 ldquoUsos del agua y residuos liacutequidosrdquo en el artiacuteculo 45 define los criterios de calidad admisible para la preservacioacuten de fauna y flora y en eacutel se enumeran las diferentes sustancias de intereacutes sanitario con sus respectivos valores de concentracioacuten letal media hallados En eacutel artiacuteculo 46 se hace referencia a que la autoridad ambiental competente deberaacute establecer mediante pruebas de toxicidad (bioensayos) los valores de concentracioacuten letal media En la Resolucioacuten 357 de 2009 se establecen los valores de referencia para los vertimientos realizados a la red de alcantarillado en el distrito capital y ademaacutes se nombran los valores de CL50-96 como los objetivos de calidad de aguas de la cuenca del rio Bogotaacute para el antildeo 2020 en el Acuerdo 43 de la CAR de 2006 Esta investigacioacuten es un bioensayo en el que se determina la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y cinc (Zn) utilizando trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se realiza un disentildeo de un tratamiento piloto a escala de laboratorio para el vertimiento de una industria de galvanotecnia que contiene los metales de intereacutes [cobre (Cu) y cinc (Zn)] al cual se determina la concentracioacuten letal media (Cl50-96) antes del tratamiento y post-tratamiento

En los ensayos se usoacute como organismo de prueba alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) que es una especie de trucha nativa de la costa pacifica de Ameacuterica del norte introducida en lagos y arroyos de todo el mundo y que en Colombia fue introducida hacia 1939

Esta especie de trucha es propicia para las pruebas de toxicidad por diversos motivos entre ellos que no tolera las poluciones acuaacuteticas es muy sensible a las contaminaciones orgaacutenicas y que se tiene gran conocimiento de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten y manejo

Por otro lado el cobre (Cu) y cinc (Zn) son dos metales (xenobioacuteticos) generalmente vertidos en actividades industriales y que por sus

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caracteriacutesticas en concentraciones nocivas pueden generar graves afectaciones al medio ambiente y a la salud en los seres humanos

La investigacioacuten se realizoacute en varias fases primero se hizo el disentildeo experimental segundo la fase de acondicionamiento que consistioacute en preparar el laboratorio para mantener en condiciones oacuteptimas de vida los alevinos de trucha y tercero se realizaron las pruebas toxicoloacutegicas fase en la que se montaron las bateriacuteas de ensayo

Los resultados fueron analizados mediante meacutetodos estadiacutesticos y se compararon los resultados con otros estudios similares realizados

Este documento contiene la teoriacutea de la trucha arco iris de los bioensayos y de las industrias de galvanotecnia la explicacioacuten fase a fase de la investigacioacuten en la metodologiacutea y los resultados y anaacutelisis de resultados del bioensayo

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1 OBJETIVOS

General

Determinar la concentracioacuten letal media (CL50) de cobre (Cu) y cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (trucha arco iris)

Especiacuteficos

Determinar la sensibilidad de los alevinos de Oncorhynchus mykiss expuestos al Dicromato de Potasio

Realizar los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de la muestra ambiental de la industria de Galvanotecnia

Determinar la CL50 de los vertimientos de la industria de Galvanotecnia antes y despueacutes del pretratamiento a nivel de laboratorio

Proponer y disentildear a escala de laboratorio el pretratamiento para disminuir los niveles de toxicidad del efluente de la industria de Galvanotecnia

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2 JUSTIFICACIOacuteN

La investigacioacuten se realizoacute para saber la concentracioacuten que causa el 50 de muertes de una poblacioacuten de alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus Mykiss) en 96 horas al ser expuestas a Cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos)

Los bioensayos se realizan para estimar la sensibilidad de los organismos hacia los toacutexicos en este caso Cobre(Cu) y Cinc (Zn) a su vez se utilizan como criterios de calidad ambiental para hacer la legislacioacuten actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) mas rigurosa y por otro lado si se usan conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para la descarga de contaminantes toacutexicos (vertimientos) y garantizar la calidad ambiental de los ecosistemas acuaacuteticos2

Si la legislacioacuten ambiental de vertimientos actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) se modificara hacieacutendola maacutes estricta el estado disminuiriacutea sus gastos en saneamiento hiacutedrico debido a que no tendriacutea que invertir en medidas correctivas de los efectos negativos de la contaminacioacuten

El aporte social a traveacutes de la obtencioacuten de datos como las concentraciones letales de metales pesados como cinc (Zn) y cobre (Cu) es de gran utilidad para mejorar la normatividad colombiana de vertimientos de esta manera impactando positivamente en la sociedad incrementando la calidad de vida de la misma

En la medida que se controlen o prohiacuteban vertimientos con concentraciones de cinc (Zn) cobre (Cu) y otros metales pesados sobre cuerpos de agua se lograraacute mejorar la calidad de vida del ser humano creando un equilibrio entre el medio ambiente y el hombre en pro de un desarrollo sustentable y se protegeraacuten los intereses sociales que representan los recursos naturales los cuales son el sustento para gran parte de la poblacioacuten colombiana tambieacuten se deben proteger ya que son invaluables para el desarrollo y de la humanidad

Los resultados obtenidos de este trabajo de investigacioacuten se adecuan a la realidad y condiciones nacionales de los ecosistemas acuaacuteticos protegiendo de una manera maacutes efectiva la calidad del recurso hiacutedrico y la cadena troacutefica de los diversos ecosistemas Ademaacutes permiten evaluar y fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental permitiendo tener un control efectivo sobre los vertimientos industriales

2Adaptado de DIacuteAZ B Maria C SOBRERO Cecilia PICA G Yolanda Capiacutetulo 6 Aseguramiento y

Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA

(Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

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La prevencioacuten y maacutes auacuten la correccioacuten de los efectos negativos de la contaminacioacuten son muy costosos es asiacute que paiacuteses como Estados Unidos Japoacuten y los europeos han incorporado a su rigurosa legislacioacuten de control de calidad del ambiente criterios que surgen de los bioensayos3

Los resultados de esta investigacioacuten serviraacuten de soporte para ser parte de un compilado de estudios que el programa de Ingenieriacutea Ambiental Y Sanitaria similares con metales pesados que seraacuten presentados ante la autoridad ambiental competente en un proyecto para modificar las leyes actuales sobre usos de agua y residuos liacutequidos especiacuteficamente en lo referente a las sustancias de intereacutes sanitario volvieacutendolas mas responsables con su entorno y ambientalmente seguras para los que viven y circundan en el radio de accioacuten de las descargas contaminantes

3 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -

Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe) Argentina

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3 MARCO TEOacuteRICO

Este capiacutetulo que incluye una definicioacuten de trucha arco iris y una descripcioacuten de su anatomo-fisiologiacutea ecologiacutea desarrollo distribucioacuten alimentacioacuten comportamiento tolerancia a las diferentes variables ambientales y criterios de seleccioacuten ademaacutes incluye la definicioacuten de bioensayo tipos de bioensayo pruebas de toxicidad toacutexicos de referencia cartas de control de calidad preparacioacuten de las soluciones de control replicabilidad y sensibilidad meacutetodos estadiacutesticos para el anaacutelisis de resultados de pruebas de toxicidad anaacutelisis de regresioacuten y anaacutelisis Probit por otro lado una introduccioacuten breve a los metales y metales de prueba finalmente una descripcioacuten de el sector de galvanotecnia las generalidades el proceso galvaacutenico el proceso de galvanoplastia galvanostegia y cincado

31 TRUCHA ARCO IRIS

Taxonomiacutea la trucha comuacuten europea fue denominada como Salmo trutta Salmo es el geacutenero y al antildeadir trutta (epiacuteteto especiacutefico) define la especie Este sistema binomial se ha ampliado para incluir las subespecies en un sistema trinomial asiacute Salmo trutta fario es una variedad o subespecie del tronco Salmo trutta

La trucha se denomina salmo per debido al Orden el taxoacuten mayor situado inmediatamente por encima del nivel familiar se forma con la adicioacuten de ldquoiformesrdquo al tronco aun geacutenero de ahiacute Salmoniformes

Antiguamente el nombre geneacuterico de la trucha era salmo para designar especies de la costa de Ameacuterica del norte pero seguacuten los taxonomistas la truchas nativas de las cuencas del Paciacutefico- Norte se encuentran geneacutericamente maacutes cerca del salmoacuten del Paciacutefico Oncorhynchus en la actualidad debido a los trabajos presentados en Junio de 1988 por la American Society of Ichthyologist and Herpetologists a la American Fisheries Societyrsquos Committee on Names of Fishes se aceptoacute Oncorhynchus como nombre geneacuterico maacutes apropiado para designar a todas las truchas nativas de la cuenca del Paciacutefico4

Clasificacioacuten cientiacutefica la trucha arco iris pertenece a la familia Salmoacutenidos dentro del orden Salmoniformes Se clasifica como Oncorhynchus mykiss

4Basado en BLANCO CACHAFEIRO M Carmen La trucha Criacutea industrial Mundi-Prensa Libros 1995

503 p [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en

httpbooksgooglecomcobooksid=wRQIRsvUbu0Campprintsec=frontcover3 Pg 37

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Nombre comuacuten de una especie de trucha muy apreciada por los pescadores Es originaria de Norteameacuterica pero ha sido introducida en arroyos y lagos de agua friacutea de todo el mundo

Es un pez con el dorso verdoso y los flancos maacutes claros y con una banda irisada que recorre todo su cuerpo Presenta numerosas manchas negras en el dorso flancos y sobre las aletas dorsal adiposa y caudal Su tamantildeo depende de la abundancia de comida y de la temperatura del agua En algunos arroyos los adultos miden entre (25 ndash 30) cm y pesan 05 kg mientras que en otros alcanzan los 114 cm y los 15 kg Los ejemplares que emigran al mar miden entre (50 - 75) cm y pesan entre (35 - 55) kg aunque se han capturado ejemplares de hasta 19 kg

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 5

Fuente Eric Engbretson US Fish and Wildlife Service 2009

Las truchas son peces que ocupan en la naturaleza espacios acuaacuteticos con aguas puras y cristalinas que habitan en cauces con notables desniveles topograacuteficos que originan raacutepidos saltos y cascadas tiacutepicos de los riacuteos de alta montantildea La trucha arco iris prefiere las corrientes moderadas y ocupa generalmente los tramos medios donde el riacuteo se ensancha con fondos pedregosos y moderada vegetacioacuten

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA

3111 Esqueleto

La trucha tiene un esqueleto oacuteseo siendo la columna vertebral el eje del cuerpo La trucha posee de 28 a 29 veacutertebras firmemente unidas mediante tejido conectivo asiacute la columna puede ser faacutecilmente curvada Los peces poseen unas costillas intramusculares falsas eso minuacutesculos huesecillos en forma de ldquoYrdquo

5 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation

httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

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Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris

Fuente Adaptado de STEPHEN DRUMMOND SEDGWICK 1988 y Notas de Ictiologiacutea DeNauticos 2006

3112 Respiracioacuten

El agua contiene solamente alrededor del 5 de la cantidad de oxiacutegeno que hay disponible en el aire Este nivel es todaviacutea mas bajo cuando aumenta la temperatura del agua Por lo tanto el aparato respiratorio de los peces se ha adaptado para ser maacutes eficiente El oacutergano principal son las branquias o agallas Estaacuten formadas por unas laminillas cubiertas por un fino epitelio por el cual se produce el intercambio gaseoso la toma de oxigeno y la eliminacioacuten de dioacutexido de carbono Este epitelio si fuese extendido tendriacutea una superficie 10 veces mayor que la del cuerpo del pez Las branquias de la trucha consisten en dos conjuntos de cuatro arcos branquiales Debido a la gran fragilidad de las branquias estaacuten protegidas por el opeacuterculo (Pieza generalmente redonda que a modo de tapadera sirve para cerrar ciertas aberturas p ej las de las agallas de la mayor parte de los peces la concha de muchos moluscos univalvos o las caacutepsulas de varios frutos) El flujo de agua a las branquias es continuo y unidireccional establecido por un sistema de bombeo El resultado es que agua entra por la boca y sale por el opeacuterculo pasando a traveacutes de las branquias donde se produce el intercambio gaseoso

Sistema circulatorio - excretor

La trucha tiene un sistema circulatorio sencillo El corazoacuten bombea sangre hacia las branquias para su oxigenacioacuten y de ahiacute va por los capilares a los tejidos La sangre venosa retorna al corazoacuten El corazoacuten consta de tres caacutemaras el seno la auriacutecula y el ventriacuteculo En todo cuerpo animal hay un aporte constante de materiales asiacute como un barrido de deshechos en los tejidos El principal producto residual de la trucha es el amoniaco (NH3) que es eliminado en una alta proporcioacuten por las branquias asiacute como el anhiacutedrido carboacutenico (CO2) Otras partes maacutes pequentildeas de sustancias nitrogenadas y otros productos degradados son filtrados por el rintildeoacuten

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El rintildeoacuten es un oacutergano oscuro alargado ubicado inmediatamente por debajo de la espina dorsal y por encima de la vejiga natatoria se extiende desde la cabeza hasta el comienzo de la cola Del rintildeoacuten salen los ureacuteteres por lo que es conducida la orina hacia la vejiga urinaria y de ahiacute al seno urogenital

Para los peces de agua dulce el rintildeoacuten es maacutes importante que para los de agua salada ya que por ellos se elimina el exceso de agua La concentracioacuten salina del agua es mucho maacutes baja que la de las ceacutelulas de la trucha por lo que el agua tiende a difundir en las branquias hacia la sangre Esta agua debe ser eliminada funcioacuten que compete al rintildeoacuten las sales son en gran parte reabsorbidas por lo que la orina abundante es mas diluida que la sangre6

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA

3121 Haacutebitat

Los riacuteos se pueden dividir en cuatro franjas de acuerdo con la rapidez de la corriente que se denominaran seguacuten la especie predominante asiacute zona de Salmoacutenidos zona del Tiacutemalo zona de los Barbos y zona de las Bremas No todos los riacuteos tienen estas cuatro zonas y por supuesto hay lugares de transicioacuten entre ellas donde conviven los distintos peces ver Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha Los salmoacutenidos especialmente la trucha arco-iris pero tambieacuten el tiacutemalo gobio madrilla locha y el piscardo predominan en la zona del tiacutemalo que son zonas un poco mas bajas en las que el riacuteos son un poco mas profundos y con el agua un poco mas lenta y caacutelida7

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS

El desarrollo de la trucha arco iris ocurre en varias etapas que van desde ser alevinos hasta alcanzar la edad madura como se puede ver en la Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris

Una caracteriacutestica muy peculiar de los salmoacutenidos es que sus oacuterganos sexuales presentan en los primeros periacuteodos de vida una cierta indiferenciacioacuten es decir no es posible determinar microscoacutepicamente si la glaacutendula sexual de un ejemplar es testiacuteculo u ovario

6 lthttpwwwrevistaaquaticcomasociacionesPirineosPescaspindexhtmgt Red Pirineos-Pesca 2001

Anatomiacutea y fisiologiacutea de la trucha [web en liacutenea] [con acceso el 14 de Diciembre de 2008] 7 Id Ecologiacutea de la trucha haacutebitat y alimentacioacuten

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Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha

Fuente Red Pirineos-Pesca 2001

Este fenoacutemeno es denominado gonocorismo indiferenciado y lo presentan truchas y salmones en los primeros meses de vida de tal forma que aproximadamente hasta los cuatro meses estos oacuterganos no adquieren la estructura histoloacutegica y funcional tiacutepica8

314 DISTRIBUCIOacuteN

Desde el pacifico oriental a Alaska y a baja California Este es uno de los peces maacutes ampliamente introducido en el mundo por lo menos en 50 paiacuteses lo cual hace su presencia virtualmente global En los paiacuteses tropicales donde ha sido introducido solo se encuentra por encima de los 1200 msnmm (metros sobre el nivel medio del mar)

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS

La mayoriacutea de los adultos consume insectos moluscos crustaacuteceos huevos de peces y otros pequentildeos peces (incluyendo otras truchas) La mayoriacutea de los joacutevenes se alimentan de zooplancton Las poblaciones oceaacutenicas son vulnerables a los peces grandes pinniacutepedos y Odontocetos Las

8 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 43

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poblaciones de agua dulce son depredadas por grandes peces nutrias osos y paacutejaros

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arcoiris

Fuente Adaptado de Taupo for Tomorrow Tongariro National Trout Centre [web en liacutenea] disponible

en lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea)

Los adultos defienden agresivamente los territorios de alimentacioacuten Todas las poblaciones de truchas arco iris son oportunistas con respecto a la migracioacuten ya que son capaces de migrar o por lo menos para adaptarse al agua del mar de acuerdo a los factores ambientales Demostrando la versatilidad de adaptacioacuten y comportamiento de esta especie9

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES

9 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael

Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

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3171 Temperatura La trucha arco iris como todos los peces no tiene capacidad propia para regular su temperatura corporal pues esta depende totalmente del medio acuaacutetico en el que viva Es pues la trucha un animal poiquilotermo a diferencia de los llamados homeotermos como los mamiacuteferos que tienen siempre su propia temperatura con independencia del medio en el que se encuentren

De esta peculiar caracteriacutestica bioloacutegica se resalta la extraordinaria importancia que tiene en salmonicultura la temperatura del agua que abastece una piscifactoriacutea Esta tiene una incidencia directa sobre la biologiacutea de los salmoacutenidos condiciona la maduracioacuten de las goacutenadas de los reproductores existentes en la instalacioacuten el tiempo de incubacioacuten de los huevos hasta su eclosioacuten asiacute como sobre el ritmo mensual de crecimiento de alevinos y adultos y especialmente sobre el grado de actividad metaboacutelica Indirectamente influye de forma fundamental en el agua de cultivo pues la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en ella la concentracioacuten de productos metaboacutelicos [amoniacuteaco (NH3)] el tiempo y grado de descomposicioacuten de los materiales depositados en el fondo de los estanques dependen precisamente de la temperatura

Los cambios bruscos de temperatura son muy mal tolerados por los organismos que se cultivan a nivel industrial por lo que se requieren aguas estables con escasas variaciones teacutermicas diarias

La temperatura del agua interviene en el grado de actividad metaboacutelica de las truchas en aguas friacuteas las truchas apenas ingieren alimento y su crecimiento es lento en temperaturas altas la trucha es muy voraz10

3172 Salinidad

La salinidad puede ser importante no soacutelo para la supervivencia de la trucha sino tambieacuten debido a la intrusioacuten de aguas salinas en la parte alta de algunos sistemas fluviales Los efectos de la salinidad que se presentan en la trucha son de dos clases tanto directos como el balance ioacutenico (por ejemplo cambios en la tasa de crecimiento yo supervivencia) y los indirectos (por ejemplo cambios en el tipo y la disponibilidad de presas o la claridad del agua)11

10 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit Pg 61 40

11 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of Rainbow trout (Oncorhynchus

mykiss) and Brown trout (Salmo trutta) with special reference to Western Australia A review Published

by Department of Fisheries Perth Western Australia November 2001 5 p

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3173 pH

Los riacuteos con aguas alcalinas suelen albergar una fauna salmoniacutecola superior pues la alcalinidad o riqueza mineral promueve la existencia de animales acuaacuteticos de los que se alimenta la trucha a diferencia de las aguas aacutecidas que son maacutes pobres desde el punto de vista bioloacutegico Sin embargo en salmonicultura se prefieren las aguas ligeramente aacutecidas pues los productos toacutexicos procedentes de la alimentacioacuten artificial de los peces muestran en estas condiciones efectos amortiguados12

Edwards (1978) declaroacute que el pH gt 9 puede matar a los salmoacutenidos especialmente sensible en el huevo y matar en las etapas tempranas

3174 Oxiacutegeno Disuelto

Uno de los factores maacutes importantes que determinan la supervivencia de la trucha es la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en el agua Para muchas especies de salmoacutenidos la exposicioacuten a bajos niveles de oxiacutegeno disuelto aprox menor a (50 - 60) mgL puede causar la muerte (y Doudoroff Shumway 1970 en Weithman y Haas 1984) La concentracioacuten de oxiacutegeno ha sido identificado como factor critico para la supervivencia de O mykiss en el desove (Rubin 1998) Una correlacioacuten es que el aumento de temperatura del agua trae consigo una disminucioacuten de concentracioacuten de OD que a su vez la trucha necesita para vivir

Como consecuencia se aumentan con ella las necesidades de la trucha de oxiacutegeno pues como hemos visto los peces al ser animales poiquilotermos su actividad metaboacutelica es proporcional a la temperatura del agua dentro de unos liacutemites (Wieniaski 1971) Esta actividad esta concatenada con el aumento de la degradacioacuten orgaacutenica que se acelera con las altas temperaturas y como resultado de esta combinacioacuten de factores se aumenta el consumo de oxigeno (DBO y DQO)

La cantidad de peces finales en un criadero es menor asimismo aumenta el riesgo de incidencia de las patologiacuteas en los peces esto debido a que con la mayor temperatura hay mayor proliferacioacuten de microorganismos incluyendo los agentes patoacutegenos 3175 Amoniacuteaco

El amoniacuteaco (NH3) es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados producidos por los peces La Toxicidad del amoniacuteaco depende de la cantidad de amoniaco no-ionizado presente que a su vez depende de eacutel pH la temperatura y la salinidad del agua En condiciones naturales el amoniacuteaco no presenta mayor problema para el crecimiento de los peces ya

12 Id P 5

15

que se puede diluir en grandes cuerpos de agua y tiene una reduccioacuten de la toxicidad en las aguas aacutecidas o neutras (Barton 1996) En las condiciones de cultivo intensivo o en aguas altamente alcalinas (pH gt 9) el amoniacuteaco puede tener efectos sub-letales como una reduccioacuten de la tasa de crecimiento o pueden ser muy toacutexicos (Stickney 1991) en el total de los niveles de amoniaco por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 (Hellawell 1986) Los problemas con el Amoniacuteaco tambieacuten pueden ser frecuentes en riacuteos y embalses donde el amoniacuteaco se utiliza como abono en las zonas de captacioacuten (por ejemplo las zonas de agricultura) El amoniacuteaco se mide normalmente (como NH3-N) y el nitrito (NO2-N) que son los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces En las aguas naturales es extrantildeo encontrar el nitrito ya que se convierte en nitrato (NO3-N) por descomposicioacuten bacteriana (Stickney 2000) El nitrato es mucho menos toacutexico que el amoniacuteaco pero combinado con el nitrito es uno de los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces de agua dulce (Westin 1974)

A diferencia de muchos otros compuestos el amoniacuteaco es maacutes toacutexico en aguas alcalinas Esto se debe a la desionizacioacuten de la forma maacutes inerte del amoniacuteaco (amonio - NH4

+) a la forma mas toacutexica (NH3) en aguas alcalinas (Barton 1996) usualmente con pH gt 8 (Stevensen 1987 Stickney 1991)13 3176 Dureza del agua

La dureza del agua es el total de sales (iones) de calcio y magnesio medidos en el agua (Wedemeyer 1996) pero en general se expresa en teacuterminos del carbonato de calcio total (CaCO3) en el agua por lo menos en aguas con bajos o nulos niveles de cloro La dureza del agua es un paraacutemetro importante en la criacutea de los salmoacutenidos debido a los efectos de solubilidad en otros iones14

Las variables ambientales mencionadas anteriormente son primordiales para el crecimiento y supervivencia de la trucha varios autores sentildealan diferentes valores a estos paraacutemetros reflejando las diferencias geograacuteficas entre las distintas poblaciones como se puede ver en la tabla 1 318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Las truchas arco iris tiene mejor crecimiento que las comunes y se adaptan faacutecilmente a la alimentacioacuten artificial siendo eacuteste entre otros los motivos de ser una tiacutepica especie de cultivo

13 Molony Brett Op Cit P 8

14 Id P 9

16

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores

Paraacutemetro Sedgwick

(1985) Stevenson

(1987) Barton (1996)

Wedemeyer (1996)

Brannon (1991)

Temperatura(0C)

10 - 15 (G) (Mejor lt 21

letal gt 25 ndash 27 (S)

10 - 16 (G) (Mejor debajo

de 20 letal gt 25 (S))

10 - 22 (G) gt 265 (S))

9- 16 (G) (lt26 (S))

Salinidad 000 0 - 30 (S)

pH 70-75 (G)

(No menor a 60 (S))

70 - 76 (G) (No por

debajo de 60 (S))

65 - 80 (G) 70 - 8-0 (G) (60 - 90)(S)

67 - 85 (G)

Oxiacutegeno disuelto (mgL)

gt 7 (S) 70 (G)

Calcio (dureza) (mgL

gt150(G) 10- 400(G) 50 - 200 (S) gt 50 mejor (G) (4

-160 (S))

Fuente Adaptado de Molony Brett Ibid P 28

Las truchas toleran mal las poluciones acuaacuteticas y son muy sensibles a las contaminaciones orgaacutenicas asiacute como a numerosos productos que de forma accidental se encuentran ocasionalmente en las aguas15

Los salmoacutenidos y especialmente la trucha arco iris hoy en diacutea se considera una especie de alto grado de domesticacioacuten debido al conocimiento que se tiene de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten manejo etc Las truchas de criaderos se denominan ldquodomeacutesticasrdquo para diferenciarlas de aquellas otras que viven libremente en el medio natural16

Los salmoacutenidos son el grupo de peces de los maacutes estudiados en todo el mundo debido a su alto valor la tasa de crecimiento bioloacutegicamente interesante ciclo de vida y la historia de la translocacioacuten a traveacutes de muchos continentes Como resultado hay un gran volumen de literatura disponible sobre la biologiacutea y la ecologiacutea de este grupo de peces Muchos de estos estudios son uacutetiles para las investigaciones preliminares de la translocacioacuten potencial de cepas especiacuteficas de trucha a los nuevos lugares que puedan estar en los extremos de tolerancia de la trucha17

15 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 40

16 Id P 55

17 Molony Brett Op Cit P 2

17

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA COMO ORGANISMO DE PRUEBA

Utilizar organismos provenientes directamente del haacutebitat natural puede distorsionar los resultados obtenidos por fuentes de variabilidad no previstas como nutricioacuten dinaacutemica de la poblacioacuten estreacutes por depredacioacuten etc (Sosnowski et al1979) Estas variables pueden ser controladas o eliminadas con las poblaciones de laboratorio ademaacutes el entrecruzamiento consanguiacuteneo que ocurre a lo largo del tiempo en esas poblaciones resulta en una considerable reduccioacuten de la variabilidad geneacutetica (Lewontin 1974)

Por otra parte a causa de la complejidad del medio ambiente acuaacutetico y de las comunidades bioloacutegicas que lo integran es difiacutecil establecer el grado de deterioro que afecta a las especies o comunidades acuaacuteticas Por esta razoacuten es conveniente realizar bioensayos utilizando organismos vivos en condiciones controladas de laboratorio Sin embargo el objetivo primordial de un bioensayo es reflejar la realidad de coacutemo afectariacutea a los organismos vivos en su medio natural y para ello es recomendable paralelamente investigar continuamente las comunidades en su propio haacutebitat (Villamar 1996)18

32 BIOENSAYO

Definicioacuten 1 Uso de organismo(s) vivo(s) como un agente de prueba para la detectar la presencia o concentracioacuten de un compuesto quiacutemico o un efecto ambiental adverso usaacutendolo como bioindicador

Definicioacuten 2 Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio (Mata amp Quevedo 1998)19

321 TIPOS DE BIOENSAYO

Los bioensayos se clasifican principalmente en bioensayos de toxicidad aguda y croacutenica

18 Mac-Quhae Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa

(Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH)

Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

19 Diccionario de la Biodiversidad Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica [publicacioacuten en

liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

18

Bioensayos de toxicidad aguda

Son aquellos que cuantifican la alteracioacuten causada por alguna sustancia toacutexica sobre los organismos de una especie esta alteracioacuten es observada sobre paraacutemetros que alteran funciones vitales de un organismo ya sea mortalidad inmovilidad o alteracioacuten en la tasa de crecimiento

Bioensayos de toxicidad croacutenica

Cuantifican los efectos en el desarrollo reproduccioacuten o viabilidad poblacional de una especie determinada expuesta a un toxico por un tiempo no inferior al 20 de su ciclo de vida

Existen muchas formas de determinar la toxicidad para medir la respuesta de los organismos a los xenobioacuteticos y aunque los efectos bioquimicos fisioloacutegicos reproductivos y de comportamiento son de gran utilidad el indicador comuacutenmente maacutes utilizado es la muerte del organismo de prueba Para ensayos agudos uno de los valores mas utilizados es la CL50 [concentracioacuten de un xenobioacutetico que causa al 50 de la poblacioacuten en un tiempo determinado generalmente (48 ndash 96) horas]

Para ensayos croacutenicos aunque tambieacuten para los agudos se pueden estimar la concentracioacuten segura o a la cual no se observa efecto en teacuterminos bioloacutegicos de la siguiente manera

La concentracioacuten maacutes alta a la cual no se observa efecto (NOEC) La concentracioacuten maacutes baja a la que se observa efecto (LOEC) La concentracioacuten efectiva (CE) correspondiente a una estimacioacuten de

la concentracioacuten del toacutexico que puede causar un efecto adverso observable mediante una respuesta discreta en un porcentaje dado de organismos

Concentracioacuten letal (CL) la cual corresponde a la concentracioacuten del Toacutexico o efluente o muestra que causa la muerte a un determinado Porcentaje de la poblacioacuten expuesta

Concentracioacuten inhibitoria (CI) la cual corresponde a la concentracioacuten del toacutexico o muestra o efluente que puede producir una reduccioacuten de una respuesta bioloacutegica en una poblacioacuten expuesta

322 TOXICIDAD

Es la capacidad de una sustancia de ejercer un efecto nocivo sobre los organismos o la biocenosis y el efecto generado dependeraacute de la duracioacuten y la frecuencia al toacutexico La toxicidad evaluada en un ensayo bioloacutegico es el resultado de la interaccioacuten entre la sustancia y el sistema vivo Sin embargo hay que tener en cuenta que el potencial nocivo de una sustancia toxica puede ser contrarrestado por el sistema bioloacutegico a traveacutes de diferentes estrategias como reacciones metaboacutelicas de detoxificacioacuten o excrecioacuten

19

Ademaacutes debe considerarse que el efecto toacutexico de una sustancia sobre los sistemas bioloacutegicos es el resultado de la accioacuten combinada de todas las sustancias presentes en el medio incluso aquellas que no son toacutexicas por naturaleza pero que afectan las propiedades quiacutemicas o fiacutesicas del sistema y en consecuencia las condiciones de vida de los organismos Por ejemplo en los sistemas acuaacuteticos existen sustancias que agotan el oxiacutegeno o que son coloreadas o que impiden la propagacioacuten de la luz (caso del material particulado) Tambieacuten se debe tener en cuenta aquellos efectos no directamente relacionados con la sustancia toacutexica como el dantildeo producido por cambios en la temperatura o por radiacioacuten20 323 PRUEBAS DE TOXICIDAD

Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Los anaacutelisis de toxicidad son herramientas que al ser usadas conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para el control de la descarga de contaminantes toacutexicos21

La relacioacuten concentracioacuten-respuesta en toxicologiacutea es la relacioacuten cuantitativa entre la concentracioacuten del compuesto quiacutemico al cual esta expuesto el organismo y la magnitud del efecto nocivo que se produce

La respuesta gradual es cuando se obtiene una respuesta de magnitud definida para cada concentracioacuten La curva concentracioacuten-respuesta se construye graficando en la ordenada las respuestas (R) observadas en el organismo y en la abscisa las concentraciones (C oacute [ ]) a las que fue expuesto Ver Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

La estadiacutestica desempentildea un papel importante no soacutelo para su caacutelculo sino para la planificacioacuten y ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis e interpretacioacuten de los resultados obtenidos en ellas Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la modelacioacuten la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos En general los meacutetodos de anaacutelisis de los resultados estaacuten bien documentados

20 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 21

Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 6 Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

20

son aplicables a la mayoriacutea de los datos obtenidos en este tipo de pruebas y pueden ser manejados por personas sin entrenamiento estadiacutestico22

Figura 4 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

Fuente Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 90

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA

Un toacutexico de referencia es un compuesto quiacutemico orgaacutenico o inorgaacutenico utilizado en pruebas de toxicidad con fines de control de calidad analiacutetica de los organismos a utilizar en las pruebas

En la literatura se mencionan muchos compuestos que pueden emplearse como toacutexicos de referencia la US EPA (1993) cita el empleo de cloruro de sodio (NaCl) cloruro de potasio (KCl) cloruro de cadmio (CdCl2) dicromato de potasio (K2Cr2O7) sulfato de cobre (CuSO4) y dodecil sulfato de sodio (SDS) CETESB (Brasil) cita el empleo del dicromato de potasio (K2Cr2O7) Enviroment Canada recomienda cinc (Zn+2) como toacutexico de referencia inorgaacutenico y fenol para las sustancias orgaacutenicas

Sin embargo estos compuestos pueden sustituirse por otros dependiendo de la especie de prueba la matriz utilizada y los puntos finales medidos

La precisioacuten de los resultados de las pruebas de toxicidad en el laboratorio es calculada a traveacutes de la confeccioacuten de cartas o graacuteficos de control Este graacutefico es una herramienta que permite determinar la variabilidad de los

22 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

21

resultados y en consecuencia definir la aptitud de un laboratorio para obtener resultados confiables

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD

La carta de control es la herramienta de registro que brinda los elementos de juicio para establecer los intervalos aceptables de variacioacuten de la respuesta de los organismos de prueba a un toacutexico de referencia con un margen de confianza del 95 Esta carta es el medio de referencia para evidenciar el control de la sensibilidad de la especie empleada de la estabilidad de la respuesta bioloacutegica y de la repetitividad (exactitud) de los resultados obtenidos

La carta de control se genera a partir de los resultados de pruebas sucesivas al toacutexico de referencia seleccionado para el cual se obtiene el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) Inicialmente eacutesta puede ser construida con un miacutenimo de cinco datos y posteriormente se debe continuar realizando ensayos con el toacutexico para ingresar mensualmente nuevos valores hasta completar una serie de veinte resultados

Los valores se van integrando a manera de puntos en un graacutefico que relaciona el nuacutemero de ensayo ubicado en el eje X o abscisa y el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) en el eje Y u ordenada Posteriormente los valores son empleados para el caacutelculo del valor promedio y la desviacioacuten estaacutendar (σ) de la poblacioacuten de datos Con estos paraacutemetros estadiacutesticos se calculan los valores liacutemite (superior e inferior) que definen el intervalo de variacioacuten aceptable o intervalos de confianza (95) en el que deberaacuten encontrarse los valores de CL50CI50CE50 obtenidos para futuros ensayos con el toacutexico de referencia

Los valores del liacutemite superior e inferior se obtienen al adicionar o sustraer del promedio respectivamente dos desviaciones estaacutendar de acuerdo con

Concentracioacuten liacutemite superior promedio + 2σ

Concentracioacuten liacutemite inferior promedio ndash 2σ

Con la solucioacuten estaacutendar del toacutexico se preparan diluciones para obtener una serie de concentraciones de manera que se logre obtener al menos dos valores de efecto mayor al 50 y dos maacutes menores a dicho porcentaje En general es de esperar que la serie de concentraciones utilizada produzca a traveacutes del tiempo la misma respuesta en cada concentracioacuten La carta de control es utilizada para evaluar la tendencia de los resultados por lo que el promedio acumulado y los liacutemites de confianza son calculados nuevamente con cada nuevo dato obtenido Despueacutes de dos antildeos de coleccioacuten de datos o de veinte evaluaciones la carta control se mantiene usando solamente los veinte datos maacutes recientes En general se recomienda realizar pruebas

22

mensuales con los toacutexicos seleccionados sin embargo algunos laboratorios prefieren llevar a cabo ensayos con mayor frecuencia

Valores de la CL50CI50CE50 fuera del intervalo establecido son indicativos de alguacuten cambio en la consistencia metodoloacutegica o de alteracioacuten de la sensibilidad de los organismos En el caso de anaacutelisis de puntos finales como la CL50 CI50 y la CE50 se espera que por azar y con una probabilidad asociada de P005 soacutelo uno de los veinte ensayos se encuentre por fuera de los liacutemites establecidos

Si en maacutes de un ensayo con los toacutexicos de referencia el valor se encuentra por fuera de los liacutemites los resultados de las pruebas efectuadas deben considerarse provisionales y sujetos a confirmacioacuten Si el problema persiste y el valor de CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia se aleja significativamente del intervalo esperado deberaacute realizarse una revisioacuten de la sensibilidad de los organismos de prueba y eliminar los datos generados bajo estas circunstancias

En este caso se debe revisar cuidadosamente el procedimiento y repetir las pruebas con unos nuevos organismos

El comportamiento de los graacuteficos de control puede cambiar en el tiempo reducieacutendose los intervalos de variacioacuten en la medida en que se adquiere habilidad en el manejo de los procedimientos de prueba Bajo este esquema tambieacuten es factible que se obtengan valores fuera de los nuevos liacutemites sin embargo la incidencia de estos casos no deberaacute ser mayor del 5 por ciento

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL

3261 Control positivo

Generalmente como control positivo se utiliza una solucioacuten del toacutexico con una concentracioacuten cercana a la CL50CI50CE50 Para su elaboracioacuten se prepara inicialmente una solucioacuten estaacutendar con una alta concentracioacuten a partir de la cual se preparan soluciones menos concentradas utilizando como diluente el medio recomendado para cada prueba En todos estos procedimientos se debe emplear material volumeacutetrico Estas diluciones deben prepararse hasta obtener una concentracioacuten cercana al valor promedio de la CL50CI50CE50 obtenida en cada laboratorio

Preparacioacuten de las soluciones para determinacioacuten de la CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia

Cada laboratorio debe conocer el patroacuten de respuesta de sus organismos al toacutexico de referencia lo cual permitiraacute determinar las concentraciones oacuteptimas para elaborar la curva dosis-respuesta

23

Para determinar el volumen de solucioacuten estaacutendar necesario para la preparacioacuten de la concentracioacuten de intereacutes puede emplearse la siguiente regla

FFii CVCV

Donde

Vi y Vf corresponden a los voluacutemenes iniacuteciales y finales y Ci y Cf a las concentraciones iniacuteciales y finales

Se recomienda hacer chequeos perioacutedicos de la concentracioacuten del toacutexico dado que fenoacutemenos de volatilizacioacuten evaporacioacuten etceacutetera pueden afectar la concentracioacuten del compuesto en la solucioacuten

Preservacioacuten de las soluciones del toacutexico de referencia

Las soluciones del toacutexico deben mantenerse en frascos aacutembar o protegidos de la luz con cubierta de papel aluminio a una temperatura de 4degC plusmn 2degC (refrigeracioacuten) En estas condiciones de preservacioacuten la solucioacuten de prueba puede perdurar por maacutes de 45 diacuteas y la solucioacuten estaacutendar por maacutes de seis meses Mientras no se detecten resultados fuera de los liacutemites normales de respuesta indicado por la carta control del toacutexico de referencia los patrones podraacuten usarse por un prolongado periodo de tiempo Sin embargo se sugiere efectuar su renovacioacuten a los 45 diacuteas y seis meses respectivamente Es importante tambieacuten realizar la valoracioacuten quiacutemica de la solucioacuten de prueba

Blanco de procedimiento

Se recomienda incluir un blanco de procedimiento por cada bateriacutea de ensayos La preparacioacuten del blanco depende del meacutetodo aplicado sin embargo se debe seguir todo el protocolo establecido para la muestra La toxicidad resultante en este blanco no debe exceder el 10 (APHA 1998) en caso contrario los resultados quedan invalidados pues la respuesta estariacutea indicando interferencias producto del procesamiento de la muestra Los resultados de toxicidad para el blanco no deben mostrar efecto de lo contrario los resultados reportados para las muestras no son aceptables23

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD

La sensibilidad de las pruebas depende del nuacutemero de reacuteplicas por concentracioacuten nivel de significancia establecido y tipo de anaacutelisis estadiacutestico

23 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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que se lleve a cabo Por esta razoacuten cuando la variabilidad permanece constante la sensibilidad de la prueba puede incrementarse aumentando el nuacutemero de reacuteplicas Sin embargo el miacutenimo nuacutemero de reacuteplicas variaraacute con los objetivos de la prueba y el meacutetodo estadiacutestico seleccionado para el anaacutelisis de los datos

Existen muchos factores que pueden afectar el eacutexito y la precisioacuten de un ensayo de toxicidad los maacutes importantes son

bull Experiencia y habilidad del analista

bull Edad condicioacuten y sensibilidad de los organismos de prueba

bull Calidad del agua de dilucioacuten

bull Control de temperatura

bull Calidad y cantidad de alimento suministrado a los organismos

Por tanto los resultados dependen del origen y tipo de las especies utilizadas y de las condiciones bajo las cuales se llevan a cabo las pruebas tales como temperatura oxiacutegeno disuelto alimento y calidad del agua de dilucioacuten Igualmente la replicabilidad y precisioacuten seraacuten funcioacuten del nuacutemero de organismos utilizados por concentracioacuten24 328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD

En la toxicologiacutea la estadiacutestica es baacutesica para la planificacioacuten y la ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis y la interpretacioacuten de los resultados obtenidos Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos El anaacutelisis de relaciones entre dos o maacutes variables necesario en la mayoriacutea de los casos requiere la utilizacioacuten de teacutecnicas estadiacutesticas de regresioacuten Sin embargo antes de ser aplicadas se requiere la seleccioacuten de la ecuacioacuten matemaacutetica con la que se relacionaran y la definicioacuten del tipo de variables

Las variables cuantitativas son procesadas en forma directa a traveacutes del anaacutelisis estadiacutestico de regresioacuten mientras que las cualitativas deben ser transformadas antes de ser analizadas Este uacuteltimo caso se presenta en los ensayos donde se evaluacutea la mortalidad ya que soacutelo pueden existir los

24 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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estados vivo o muerto (variable cualitativa) y debe ser expresada como porcentaje de muertos antes de ser analizada

En las pruebas de toxicidad los maacutes utilizados son los de tipo empiacuterico o descriptivo (es un modelo que intenta describir cuantitativamente los patrones de las observaciones sin basarse en los procesos subyacentes o mecaacutenica del proceso) de forma rectiliacutenea a los cuales se llega muchas veces luego de haber trasformado una o las dos variables estudiadas (variable cualitativa) La utilizacioacuten de transformaciones no soacutelo altera la forma de la relacioacuten estudiada sino que tambieacuten modifica el comportamiento de las variables con respecto a los supuestos del meacutetodo estadiacutestico a ser aplicado

La seleccioacuten del meacutetodo para estimar valores de CL50 en pruebas de toxicidad aguda con muacuteltiples concentraciones dependeraacute de la forma de la distribucioacuten de tolerancias En general se recomiendan los siguientes cuatro meacutetodos para la estimacioacuten de CL50 (USEPA 1994)

El meacutetodo Probit (parameacutetrico)

El meacutetodo de Litchfield-Wilcoxon (graacutefico)

El meacutetodo de Spearman-Karber (no parameacutetrico)

El meacutetodo graacutefico

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT

Para el caacutelculo de las CL50 CE50 CI50 generalmente se usa el anaacutelisis Probit (con o sin ajuste) En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad aguda se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos expuestos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)25

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten

25 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004

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de un modelo lineal Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit [buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco (5) unidades] se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

y = a + bx

Donde

y (expresado en unidades probit) = z + 5

z = variable normal estaacutendar = z0 tal que la Prob (z le z0) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros la recta de regresioacuten

asiacute cuando p = 50 entonces y = 5 por lo tanto

x5 = log10 CL50 entonces CL50 = 10x5

El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos cuantales analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten26

3291 Meacutetodo graacutefico

Ademaacutes de los meacutetodos anteriores se puede utilizar el meacutetodo graacutefico para estimar la CL50CE50CI50 De forma similar se parte de los datos obtenidos en las pruebas de toxicidad aguda y utilizando papel logariacutetmico se grafican en el eje de las X las concentraciones (mgL) y en el eje de las Y el porcentaje de mortalidad Se colocan los puntos de los porcentajes de mortalidad observados (en escala lineal) en funcioacuten de las concentraciones probadas (en escala logariacutetmica) se conectan los puntos obtenidos maacutes cercanos al 50 del efecto observado o sea a la mayor concentracioacuten que

26 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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no causa efecto toacutexico y a la menor concentracioacuten que causa efecto toacutexico A partir de la recta trazada se obtiene el punto de corte correspondiente al 50 del efecto observado Este valor corresponde a la CL50CE50CI50 del estiacutemulo o agente estudiado (Hubert 1980 y 1995 Finney 1978) Cuando no se logra hacer un ajuste adecuado de los datos se pueden utilizar otros meacutetodos para hacer las estimaciones de CL50CE50CI50

27

33 METALES

Se denomina a los elementos quiacutemicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad poseen alta densidad y son soacutelidos en temperaturas normales (excepto el mercurio y el galio) sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolucioacuten

El concepto de metal se refiere tanto a elementos puros asiacute como aleaciones con caracteriacutesticas metaacutelicas como el acero y el bronce Los metales comprenden la mayor parte de la tabla perioacutedica de los elementos y se separan de los no metales por una liacutenea diagonal entre el boro y el polonio En comparacioacuten con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energiacutea de ionizacioacuten por lo que es maacutes faacutecil que los metales cedan electrones y maacutes difiacutecil que los ganen28

Los metales como el cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de estudio son micronutrientes esenciales en los seres vivos pero estos pueden llegar a ser toacutexicos si se encuentran por encima de cierta concentracioacuten Ver Figura 6

Las principales fuentes de contaminacioacuten por metales son

Intemperismo geoloacutegico

Procesamiento industrial de minerales y metales

Uso de metales y componentes metaacutelicos

Lixiviacioacuten de metales en rellenos sanitarios y depoacutesitos de basuras

27 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

28 Colaboradores de Wikipedia Metal [en liacutenea] Wikipedia La enciclopedia libre 2009 [fecha de

consulta 30 de julio del 2009] Disponible en lthttpeswikipediaorgwindexphptitle=Metalampoldid=28507108gt

28

Los contaminantes metaacutelicos de origen industrial pueden alcanzar los ambientes acuaacuteticos a traveacutes de tres viacuteas

Deposicioacuten de material atmosfeacuterico

Escorrentiacutea superficial y lixiviacioacuten de suelos contaminados

Disposicioacuten de residuos industriales y urbanos en los cuerpos de agua

Figura 5 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales

Fuente adaptado Forstner y Wittman 1981

La escorrentiacutea de aguas lluvias ocasiona un drenaje difuso en aacutereas rurales y es la fuente no puntual mas importante de metales en aguas continentales

La solubilidad es uno de los factores determinantes para la dinaacutemica y distribucioacuten de un contaminante En el agua la solubilidad de un compuesto metaacutelico esta afectada por el grado de ionizacioacuten el contenido mineral del medio el pH la temperatura el oxiacutegeno disuelto la presencia de acomplejantes y el potencial de oxido reduccioacuten

3311 Bioacumulacioacuten

Algunos organismos acuaacuteticos tienen la capacidad de acumular metales sin que esto les cause un dantildeo aparente De esta forma concentraciones de metales pueden ingresar a la cadena alimenticia y causar dantildeos considerables en el consumidor final Debido a que esta se biomagnifica y a su vez la concentracioacuten del metal aumenta

El efecto de toxicidad de los metales sobre los organismos depende de

Factores del estado de oxidacioacuten

La forma molecular del metal (organometaacutelicos CH3Hg inorgaacutenicas arsenico)

Liposolubilidad afinidad de eacutel metal por los liacutepidos

29

332 METALES DE PRUEBA

A continuacioacuten se presentan las caracteriacutesticas del cobre (Cu) y del cinc (Zn) que fueron los metales empleados en las pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) de esta investigacioacuten

333 COBRE

El cobre es el primer elemento del subgrupo Ib de la tabla perioacutedica y tambieacuten incluye los otros metales de acuntildeacioacuten plata y oro Su aacutetomo tiene la estructura electroacutenica 1s22s22p63s23p63d104s1 El bajo potencial de ionizacioacuten del electroacuten 4s1 da por resultado una remocioacuten faacutecil del mismo para obtener cobre(I) o ion cuproso Cu+ y el cobre(II) o ion cuacuteprico Cu2+ se forma sin dificultad por remocioacuten de un electroacuten de la capa 3d Tiene dos isoacutetopos naturales estables 63Cu y 65Cu Tambieacuten se conocen nueve isoacutetopos inestables (radiactivos) El cobre se caracteriza por su baja actividad quiacutemica Se combina quiacutemicamente en alguno de sus posibles estados de valencia La valencia maacutes comuacuten es la de 2+ (cuacuteprico) pero 1+ (cuproso) es tambieacuten frecuente la valencia 3+ ocurre soacutelo en unos cuantos compuestos inestables29 Los compuestos de cobre (I) apenas tienen importancia en la industria y se convierten faacutecilmente en compuestos de cobre (II) al oxidarse por la simple exposicioacuten al aire Los compuestos de cobre (II) son estables30

El cobre es maleable duacutectil y un buen conductor del calor y la electricidad

Las especies disueltas en agua incluyen Cu2+ CuO2H- y Cu+ Tanto el sulfuro

cuacuteprico como el cuproso tiene muy baja solubilidad las concentraciones de cobre pueden ser muy altas en las aguas aacutecidas procedentes de las minas llegando a concentraciones de varios cientos de miligramos por litro (mgL)

3331 Fuentes

El Cobre puede ser liberado en el medioambiente tanto por actividades humanas como por procesos naturales Ejemplo de fuentes naturales son las tormentas de polvo descomposicioacuten de la vegetacioacuten incendios forestales y aerosoles marinos

3332 Propiedades fiacutesicas y quiacutemicas

29 Lenntech Agua residual amp purificacioacuten del aire Holding BV Rotterdamseweg Holanda 1998

Disponible en Internet desde httpwwwlenntechcomespanoltabla-peiodicacuhtm

30 Cobre Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008

httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

30

Siacutembolo Cu

Nuacutemero atoacutemico 29

Peso atoacutemico 63546

Densidad Un metal comparativamente pesado soacutelido puro tiene una densidad de 896 gcm3 a 20ordmC mientras que el del tipo comercial variacutea con el meacutetodo de manufactura oscilando entre 890 y 894

Punto de ebullicioacuten punto de ebullicioacuten normal es de 2595ordmC (4703ordmF)

Estado de oxidacioacuten +1 +2

Punto de fusioacuten El punto de fusioacuten del cobre es de 1083degC (+-) 01ordmC (19814degF +- 02ordmF)

3333 Fuentes y Obtencioacuten

Los oacutexidos y carbonatos de cobre [Cu2O (cuprita) Cu2S (calcocita) CuFeS2 (calcopirita) Cu2CO3∙Cu(OH)2 (malaquita) y 2bullCuCO3∙Cu(OH)2 (azurita)]31 pueden ser lixiviados con aacutecido sulfuacuterico para producir una solucioacuten cuacuteprica a partir de la que el cobre se puede obtener por electroacutelisis

3334 Usos

El uso principal del cobre (la mitad de su produccioacuten) es en las instalaciones eleacutectricas El cobre es un componente de muchas aleaciones junto con otros metales como la plata cadmio estantildeo y cinc Cobre y cinc (latoacuten) cobre y estantildeo (bronce) cobre y niacutequel (metal monel) El sulfato de cobre se utiliza como alguicidica y molusquicida en el agua y como fungicida vegetal mezclado con cal32

3335 Toxicidad

Los efectos adversos de salud maacutes comunes del exceso de ingesta oral de cobre son dolores gastrointestinales Naacuteuseas voacutemitos y dolor abdominal se han notificado poco despueacutes de ingerir soluciones de sulfato de cobre o bebidas en recipientes que permiten faacutecilmente liberar el cobre La ingestioacuten de agua potable con una concentracioacuten gt 3 mg CuL va a producir siacutentomas gastrointestinales La ingestioacuten de grandes cantidades de sales de cobre mas frecuentemente sulfato de cobre puede producir necrosis hepaacutetica o la

31 VALVERDE V Juan L Id

32 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de Toxicologiacutea Medioambiental

Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

31

muerte En los estudios epidemioloacutegicos no se ha encontrado relacioacuten entre la exposicioacuten al cobre y el caacutencer33

3336 Difusioacuten y dispersioacuten

El Cobre se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua

Varios procesos influyen en el destino del cobre en los sistemas acuaacuteticos estos incluyen complejacioacuten con ligandos orgaacutenicos e inorgaacutenicos sorcioacuten de oacutexidos de metales arcillas partiacuteculas y material orgaacutenico bioacumulacioacuten y el intercambio entre los sedimentos y agua Gran parte del cobre vertido al agua es en forma de partiacuteculas y tiende a sedimentarse a precipitarse o es adsorbido por la materia orgaacutenica por hierro hidratado arcilla y oacutexidos de manganeso en el agua o por los sedimentos de la columna de agua Normalmente se alcanza el equilibrio dentro de las 24 h El ion de cobre (I) es inestable en soluciones acuosas tendiendo desproporcionadamente a formar cobre (II) y cobre metaacutelico a menos que este un ligando presente Los uacutenicos compuestos de cobre insolubles en el agua son el sulfuro cianuro y floruro El cobre en estado de cobre (II) forma compuestos cordinados con ligando orgaacutenicos e inorgaacutenicos El amoniacuteaco y los iones de cloruro son ejemplos de especies que forman ligandos estables con cobre El cobre tambieacuten forma complejos estables con ligandos orgaacutenicos tales como el aacutecido huacutemico En el agua de mar la materia orgaacutenica es generalmente el mas importante agente acomplejante 34 En los riacuteos se depositan lodos contaminados con Cobre en sus orillas debido al vertido de aguas residuales La mayoriacutea de los compuestos del Cobre se depositaraacuten y se enlazaraacuten tanto a los sedimentos del agua como a las partiacuteculas del suelo En el agua superficial el cobre puede viajar largas distancias tanto suspendido sobre las partiacuteculas de lodos como iones libres

Compuestos solubles del Cobre forman la mayor amenaza para la salud humana Usualmente se encuentra en los cuerpos de agua despueacutes de ser liberados al ambiente en practicas de agricultura

33 KLAASSENCurtis D Casarett and Doullacutes toxicology the basic science of poisons seventh edition

McGraw-Hill University of Kansas Medical Center Kansas2008 34

International Programme on Chemical Safety (IPCS) [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet

en httpwwwinchemorgdocumentsehcehcehc200htm

32

En el suelo

En el medio ambiente terrestre existen una serie de factores importantes que influyen en la migracioacuten del cobre en el suelo Estos incluyen la naturaleza propia del suelo su pH el tipo la distribucioacuten de la materia orgaacutenica potencial redox la presencia de oacutexidos la condicioacuten base de los suelos y su capacidad de intercambio catioacutenico la tasa de descomposicioacuten de la hojarasca y la realcioacuten arcilla-arena y a las partiacuteculas de limo El tiempo de permanencia de cobre en el suelo es funcioacuten de las condiciones climaacuteticas y de la vegetacioacuten presente en el sitio

Cuando el Cobre termina en el suelo este es fuertemente enlazado a la materia orgaacutenica y minerales Como resultado este no se desplaza muy lejos antes de ser liberado y es difiacutecil que se infiltre en el agua subterraacutenea

El Cobre no se disocia en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos

Figura 6 Ciclo del cobre

Fuente los autores

En la atmosfera

El Cobre es emitido a la atmosfera principalmente a traveacutes de la liberacioacuten durante la combustioacuten Permanece un periodo de tiempo considerable antes de precipitarse mezclado con la agua lluvia el cuaacutel finalmente se acumula en los suelos

El cobre es liberado a la atmosfera en forma de material particulado o adsorbido por material particulado Es removido por sedimentacioacuten gravitacional deposicioacuten seca lavado por la lluvia La Velocidad de eliminacioacuten y la distancia recorrida desde la fuente de origen dependen de

33

las caracteriacutesticas tamantildeo de las partiacuteculas y la velocidad del viento La sedimentacioacuten gravitatoria rige la solucioacuten de la eliminacioacuten de las partiacuteculas grandes (gt 5 micras) mientras que las partiacuteculas maacutes pequentildeas se eliminan por otras formas de deposicioacuten huacutemeda y seca La importancia relativa de la humedad en comparacioacuten con la deposicioacuten seca en general aumenta con la disminucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas35

En la figura 7 se puede observar las formas en que se encuentra en cobre en el ambiente

334 CINC

Es un metal maleable duacutectil y de color gris El cinc es uno de los elementos menos comunes se estima que forma parte de la corteza terrestre en un (00005-002) Ocupa el lugar 25 en orden de abundancia entre los elementos Su principal mineral es la blenda marmatita o esfalerita de cinc ZnS Es un elemento esencial para el desarrollo de muchas clases de organismos vegetales y animales El cinc puro es de color blanco azuloso lustroso y moderadamente duro (25 en la escala de Mohs) El aire huacutemedo provoca su empantildeamiento superficial haciendo que tenga color gris El cinc puro es duacutectil y maleable pudieacutendose enrollar y tensar pero cantidades pequentildeas de otros metales como contaminantes pueden volverlo quebradizo36

3341 Fuentes

El cinc rara vez se encuentra en la naturaleza en su estado metaacutelico pero muchos minerales contienen cinc como componente principal Los niveles promedio de cinc en suelo y rocas aumenta comuacutenmente en este orden arena (10- 30 mgkg) roca graniacutetica (50 mgkg) arcilla (95 mgkg) y basalto (100 mgkg) La esfalerita (ZnS) es el mas importante mineral puro y la principal fuente de produccioacuten de cinc37

La mayoriacutea del cinc es vertido durante actividades industriales como la mineriacutea la combustioacuten de carboacuten y residuos y el procesado del acero38

3342 PROPIEDADES FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS

Siacutembolo Zn

Nuacutemero atoacutemico 30

35 Ibid

36

Lenntech Ibid

37

International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

38

Lenntech Op cit

34

Peso atoacutemico 65409

Densidad 714 gm3

Punto de ebullicioacuten 908ordm C

Estado de oxidacioacuten + 2

Punto de fusioacuten 420 degC

3343 Usos

Se utiliza principalmente en el galvanizado de acero y productos de hierro y en la produccioacuten de latoacuten El compuesto maacutes corriente en el aacutembito industrial es el oacutexido de cinc (ZnO) que tiene baja solubilidad en muchos disolventes Entre otros compuestos esta el cloruro de cinc (ZnCl2) sulfato de cinc (ZnSO4) y carbamatos de cinc (Zn-COONH4) como el zineb y ziram con accioacuten fungicida39

3344 Toxicidad

La toxicidad aguda del cinc por exceso de ingestioacuten no es comuacuten pero el dolor gastrointestinal y la diarrea han sido reportados por ingestioacuten de bebidas en utensilios de lata galvanizadas La siguiente intoxicacioacuten mas comuacuten es la inhalacioacuten de oacutexido de cinc y en menor medida otros compuestos de cinc donde el efecto maacutes comuacuten es la fiebre de humo-metal que se caracteriza por generar fiebre dolor de pecho escalofriacuteos tos disnea naacuteuseas dolor muscular fatiga y leucocitosis La inhalacioacuten aguda de altos niveles de cloruro de cinc como en el caso de los usos militares resulta en pronunciado dantildeo a la membrana mucosa incluidos el edema intersticial la fibrosis neumonitis edema de la mucosa bronquial y ulceracioacuten Tras la exposicioacuten a largo plazo a dosis maacutes bajas de el cinc generalmente resultan como siacutentomas una disminucioacuten absorcioacuten de cobre lo que lleva a los primeros siacutentomas de la deficiencia de cobre tales como disminucioacuten de eritrocitos o deficiencia en el nuacutemero de hematocritos40

3345 Dispersioacuten y difusioacuten

El cinc se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua y en el sedimento

El cinc en el agua se encuentra en siete formas

bull Material particulado (diaacutemetro gt 450 nm)

39 VALVERDE V Juan L Op Cit

40 KLAASSEN Curtis D Op cit

35

bull Ion metaacutelico hidratado de forma simple eg Zn(H2O)62+ (diaacutemetro 08

nm)

bull Complejos inorgaacutenicos simples eg Zn(H2O)5Cl+ Zn(H2O)5OH+ (diaacutemetro 1 nm)

bull Complejos orgaacutenicos simples eg Zn-citrate Zn-glycinate [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejo inorgaacutenico estable eg ZnS ZnCO3 Zn2SiO4 [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejos orgaacutenicos estables eg Zn-humate Zn-cysteinate [diaacutemetro (2ndash4) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+Fe2O3 Zn2+SiO2 [diaacutemetro (100ndash500) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+- acido huacutemico Zn2+- detritus orgaacutenico [diaacutemetro (100ndash500) nm]

En solucioacuten cuatro de seis ligandos se pueden coordinar con el ion de cinc Los complejos se forman con ligandos polares como ejemplo el amoniacuteaco

(NH3) las aminas iones de cianuro (CN) e iones de elementos haloacutegenos El cinc es un metal atmosfeacuterico reactivo El hidroacutexido Zn(OH)2 se precipita en soluciones alcalinas pero un exceso de esta el cinc se vuelve a disolver para formar ZnO2

2- los cuales son hidroxi-complejos tales como

Me+[Zn(OH)3]- Me2

+[Zn(OH)4]2-and Me2

+[Zn(OH)4(H2O)2]2-

La distribucioacuten y transporte de cinc en el agua sedimentos y en el suelo depende de las especies de cinc presentes en el ambiente La solubilidad del cinc es principalmente determinada por el pH En valores de pH acido el cinc puede estar presente en la fase acuosa en forma ioacutenica El cinc puede precipitar a valores de pH superiores a 80 Tambieacuten puede formar complejos orgaacutenicos estables por ejemplo con los aacutecidos huacutemicos o fuacutelvicos La formacioacuten de tales complejos puede aumentar la movilidad yo solubilidad del cinc Es poco probable que el cinc se infiltre en el suelo debido a que es adsorbido en la arcilla y materia orgaacutenica Los suelos aacutecidos y suelos arenosos con bajo contenido orgaacutenico tiene una reducida capacidad para absorber cinc41

En los cuerpos de agua con vertimientos de cinc los peces presentes pueden bioacumularlo en sus cuerpos y en la cadena alimenticia se biomagnifica42

En el suelo

41 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

42 Lenntech Op cit

36

La mayor fuente de cinc en el suelo son los minerales de sulfuro de cinc tales como la esfalerita y wurtzita y en una menor cantidad smithsonita (ZnCO3) willemita (Zn2SiO4) cincita (ZnO) zinkosita (ZnSO4) franklinita (ZnFe2O4) and hopeita (Zn3(PO4)2middot 4H2O)43

En el suelo el cinc actuacutea como un agente inhibitorio del crecimiento de las especies de flora circundante a la zona de influencia del foco de contaminacioacuten la mayoriacutea de las cuales no poseen mecanismos para incorporar al cinc en su proceso metaboacutelico y debido a esto un nuacutemero limitado de plantas tiene la capacidad de sobrevivir lo cual es directamente proporcional a su diversidad

El cinc puede interrumpir la actividad en los suelos con efectos negativos en la actividad de microorganismos y lombrices Probablemente disminuyendo la velocidad de descomposicioacuten de la materia orgaacutenica

Tambieacuten altera la permeabilidad de la membrana celular inhibicioacuten de la fotosiacutentesis y alteracioacuten en las concentraciones de Cu Fe y Mn44

Figura 7 Ciclo del cinc

Fuente los autores

En la atmosfera

Es estable en aire seco pero al exponerse a aire huacutemedo es cubierto con una capa adherente de cinc o carbonato baacutesico (2bullZnCO3middot3bullZn(OH)2) de este modo aislando el metal y retardando su corrosioacuten

43 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

44 Lenntech Op cit

37

El cinc se vincula principalmente a las partiacuteculas de aerosoles en la atmoacutesfera El tamantildeo de las partiacuteculas se determina por la fuente de emisioacuten de cinc Una proporcioacuten importante de cinc se libera de los procesos industriales y es adsorbido en partiacuteculas lo suficientemente pequentildeas para estar en el rango de respiracioacuten humano

El transporte y la distribucioacuten del cinc atmosfeacuterico variacutean seguacuten el tamantildeo de las partiacuteculas y las propiedades de los compuestos de cinc en cuestioacuten El cinc se elimina de la atmoacutesfera por deposicioacuten seca y huacutemeda El cinc adsorbido por las partiacuteculas con bajas densidades y diaacutemetros puede ser transportado a largas distancias45

En la Figura 8 se observan las formas en que se encuentra el cinc en el ambiente

34 GALVANOTECNIA

341 Generalidades

El sector galvaacutenico comprende todos aquellos recubrimientos viacutea electroliacutetica sobre diferentes superficies con fines decorativos y de proteccioacuten contra la corrosioacuten dadas las propiedades que presentan estas peliacuteculas entre las cuales se destacan la dureza uniformidad estabilidad y buen aspecto

El sector industrial Galvaacutenico hace parte de la Cadena Productiva Metalmecaacutenica aportando bienes de consumo intermedio y bienes de capital entendidos como artiacuteculos utilizados inmediatamente por el usuario final o para ser incorporados en la fabricacioacuten de otros bienes y en artiacuteculos que directa o indirectamente contribuyen a la produccioacuten de maquinaria y equipos respectivamente46

342 El Proceso Galvaacutenico

La galvanotecnia es una teacutecnica que consiste en la transformacioacuten de una superficie que puede ser o no metaacutelica mediante un recubrimiento metaacutelico Es un proceso electroquiacutemico por el cual se deposita una capa fina de metal sobre una base generalmente metaacutelica47 Se recomienda cuando por costos

45 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

46

Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas

Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en

httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

47 Galvanoteacutecnia Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2009

httpesencartamsncom copy 1997-2009 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

httpesencartamsncomencyclopedia_761562645galvanoteacutecniahtml

38

o por razones estructurales es necesario modificar las caracteriacutesticas del metal base seleccionada En general los procedimientos tienen como finalidad modificar las propiedades de la superficie de los metales y estas pueden estar asociadas a motivos decorativos o funcionales dentro de los cuales se encuentran

Aumento de resistencia a la corrosioacuten

Aumento de resistencia al ataque de sustancias quiacutemicas

Incremento de la resistencia a la friccioacuten y al rayado

Mejoramiento de propiedades eleacutectricas o mecaacutenicas

Mejoramiento de propiedades oacutepticas

Ofrecer sustrato de anclaje de pinturas

Ejercer lubricacioacuten48

Los metales que se utilizan normalmente en galvanotecnia son cadmio cromo cobre oro niacutequel plata y estantildeo Las cuberteriacuteas plateadas los accesorios cromados de automoacutevil y los recipientes de comida estantildeados son productos tiacutepicos de galvanotecnia49 En la Tabla 2 ldquoAlgunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunesrdquo que se muestra a continuacioacuten se puede encontrar una descripcioacuten de los diferentes tipos de recubrimiento galvaacutenico seguacuten el metal empleado

En galvanotecnia se consideran dos tipos de procesos la galvanoplastia y la galvanostegia El primero se refiere al proceso en que los recubrimientos metaacutelicos se hacen sobre superficies de materiales no conductores Mientras que en el segundo los recubrimientos siempre se realizan sobre materiales metaacutelicos

343 Proceso de Galvanoplastia

La galvanoplastia se utiliza cuando se requieren formas completas y depoacutesitos de materiales bastante finos Los moldes de plaacutestico cera y parafina se hacen conductores utilizando grafito o cinc en polvo y recubrieacutendolas electroliacuteticamente con un metal

Este es el proceso de fabricacioacuten de moldes baacutesico para las industrias manufactureras de muntildeecos discos fonograacuteficos de algunas partes automotrices y otras

En algunos casos las partes de plaacutesticos se metalizan directamente para lograr objetos con acabado metaacutelico como en el caso de la bisuteriacutea tapas de recipientes para perfumes algunas autopartes placas para circuitos impresos artiacuteculos para el hogar griferiacutea etc

48 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72

49 Galvanoteacutecnia Encartareg 2009 Op cit

39

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunes

Nombre Metal Campo de aplicacioacuten mas comuacuten

Cobreado Cobre

Capa base para el cromado o la vulcanizacioacuten en acero de derivados del caucho

Recubrimiento decorativo de piezas de materiales no metaacutelicos

Generacioacuten de las venas conductoras de circuitos impresos

Cromado Cromo

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Recubrimiento resistente a la friccioacuten en materiales ferrosos

Material para el relleno de zonas desgastadas en piezas de friccioacuten

Superficie muy dura en ciertas aplicaciones

Acerado Hierro Material de relleno en zonas desgastadas en hierro gris y acero

Niquelado Niacutequel

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Capa base para el cromado

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Cadmiado Cadmio Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Galvanizado Cinc Recubrimiento anticorrosivo del acero

Estantildeado Estantildeo Recubrimiento anticorrosivo temporal del acero

Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Dorado Oro

Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Proteccioacuten anticorrosiva de venas en circuitos impresos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores seguros

Conexiones internas de circuitos integrados

Plateado Plata Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Latonado Latoacuten Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Recubrimiento antifriccioacuten de asentamiento en chumaceras

Fuente Disponible en httpwwwsabelotodoorgelectrotecniagalvanoteacutecniagalvanoteacutecniahtml

344 Proceso de galvanostegia

40

La galvanostegia se refiere a los recubrimientos hechos electroliacuteticamente sobre superficies metaacutelicas

La galvanostegia puede ser de dos categoriacuteas catoacutedica o anoacutedica

El proceso de metalizado de plaacutesticos como se puede observar en la Tabla 3

50

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia

ACTIVIDAD MATERIAS PRIMAS RESIDUOS GENERADOS

1 DESENGRASE solventes orgaacutenicos

tricloroetileno

vertimientos (enjuagues contaminados) emisiones

(VOCs)

2 SENSIBILIZACIOacuteN acido sulfuacuterico Aacutecido croacutemico en solucioacuten

vertimientos (enjuagues contaminados goteo al piso)

3 ACTIVACIOacuteN Acido clorhiacutedrico cloruro estantildeoso

vertimientos ( goteo al piso)

4 NUCLEACIOacuteN Cloruro de paladio vertimientos ( enjuagues

agotados)

5 POSTNUCLEACIOacuteN Reductor Hiposulfito soacutedico formaldehiacutedo

Emisiones (VOCs)

6 PREMETALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico vertimientos ( goteo al piso)

7 METALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico

vertimientos ( goteo al piso bantildeos gastados)

Fuente Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

La galvanostegia catoacutedica tiene tres objetivos fundamentales ejercer proteccioacuten contra la corrosioacuten dar buen aspecto cambiar alguna propiedad superficial como dar mayor dureza mejorar la conductividad ejercer lubricacioacuten

La galvanostegia anoacutedica conocida comuacutenmente como anodizado implica la formacioacuten de peliacuteculas de oacutexido del mismo metal para que aiacutesle y proteja las piezas metaacutelicas

En general las industrias galvanoteacutecnicas se pueden clasificar en dos categoriacuteas industrias de servicios industrias de integrados Las industrias

50 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72-73

41

de servicio a su vez se dividen en industrias de pulido y brillo e industrias de acabado

Las industrias de pulido y brillo se encargan de convertir las superficies de las piezas metaacutelicas rugosas en brillantes mediante un tratamiento mecaacutenico La operacioacuten de una industria de pulido y brillo consta de varias etapas en las cuales la rugosidad es eliminada paulatinamente por la accioacuten abrasiva de discos elaborados con diferentes materiales

Todos los procedimientos conllevan cierto nuacutemero de operaciones en las que se utiliza gran cantidad de sustancias quiacutemicas produciendo vertimientos y emisiones tanto al agua como al aire y al suelo

345 CINCADO

Existe el cincado aacutecido y el alcalino habieacutendose producido un aumento significativo en la aplicacioacuten del primero por motivos ambientales ya que en el cincado aacutecido no se emplean compuestos cianurados Ambos procesos son similares y difieren solo en la ausencia de compuestos cianurados en la variante aacutecida cuya desventaja operativa es que requiere de un control mucho maacutes riguroso en cuanto a composicioacuten y pureza que representa un obstaacuteculo importante para una mayor difusioacuten de este proceso51 Ver figura 9 cincado Figura 8 Esquema del proceso de Cincado

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72 p

El cincado comprende varias etapas en las que se emplean diferentes insumos y se generan sustancias de desecho en altas y bajas concentraciones a continuacioacuten en la Figura 10 ldquoInsumos y desechos en el cincado alcalinordquo se puede observar mejor este proceso

51 CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado

De Metales Lima 1997 72 p Tab web disponible en liacutenea en httpwwwbvsdepahoorgeswwwfulltextgtzmanmiremmrindamhtml

42

Los meacutetodos de tratamiento y disposicioacuten final de desechos generados por la actividad de galvanotecnia son los mismos que se aplican a los residuos peligrosos El criterio fundamental es el de la cuna a la tumba es decir la gestioacuten de desechos se inicia en el punto de generacioacuten la fuente y termina en el punto de disposicioacuten final que para este caso se recomienda en primera medida es hacer la separacioacuten en la fuente en los diferentes puntos donde se generen los metales la segunda medida es hacer recuperacioacuten de los metales aplicando diferentes meacutetodos que apliquen para cada caso en tercer lugar estaacute la Reutilizacioacuten de los metales recuperados e incorporacioacuten de estos de nuevo en el proceso productivo y finalmente debido a costos practicidad falta de tecnologiacutea etc si no se pudieran separar ni recuperar tendriacutean que ser llevados a disposicioacuten final aunque es una solucioacuten transitoria y no definitiva para los problemas ambientales generados por la acumulacioacuten de los metales por ejemplo en un relleno de seguridad Ver la Figura 11

Figura 9 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997

43

Figura 10 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc

Fuente Adaptado de CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72

44

4 METODOLOGIacuteA

A continuacioacuten se describen cada una de las fases y procedimientos con los que se realizoacute esta investigacioacuten

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL En esta investigacioacuten se utilizaron las siguientes variables variable independiente la concentracioacuten de las sustancias de prueba variable dependiente la muerte de los organismos y constantes los organismos empleados en cada ensayo (5 alevinos de trucha arcoiacuteris por pecera) tiempo de exposicioacuten (96 horas) y paraacutemetros fisicoquiacutemicos [Tdeg pH y OD (oxigeno disuelto)] Inicialmente se realizoacute una prueba preliminar utilizando rangos de concentraciones entre (20 - 100) ppm K2Cr2O7 (01 - 05) ppm CuSO4bull5H2O y (2 ndash 10) ppm ZnCl2 de la respectiva sustancia Posteriormente con los datos de los rangos obtenidos en el ensayo preliminar se realizaron las pruebas definitivas utilizando cinco organismos por pecera con cinco concentraciones diferentes las cuales aumentan descendentemente cada concentracioacuten se realiza por cuadruplicado e igualmente se hace para el control o blanco Para un total de 24 peceras por ensayo Una vez obtenidos los resultados de mortalidad se realizan el anaacutelisis de varianza y anaacutelisis Probit como fin determinar la respectiva CL50-96

El tipo de prueba toxicoloacutegica que se realizoacute es aguda debido a que se cuantifica la alteracioacuten causada por la respectiva sustancia en este caso mortalidad y es estaacutetica en la cual no existe renovacioacuten de las soluciones test a lo largo de toda la prueba de 96 h de duracioacuten Ademaacutes no se suministroacute aireacioacuten ni alimento durante el experimento

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO

421 RECINTO EXPERIMENTAL

Las pruebas de toxicidad se realizaron en el laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle que es el lugar dentro de la Universidad dotado de todo lo necesario para hacer este tipo de investigaciones y en el se encuentran mesones para la preparacioacuten de las diluciones y mediciones fisicoquiacutemicas aacutereas de lavado y un sistema de ventilacioacuten (extraccioacuten y suministro de aire) Ver figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle En eacutel se ubicaron 3 acuarios con voluacutemenes de 63 L 90 L y 110 L para la permanencia de los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) antes de cada prueba un tanque de 250 L con una bomba sumergible (2000 L h) en su interior para mantener agua aireada libre de cloro y un estante para la bateriacutea de ensayos que consistiacutea de 24 peceras de vidrio con una capacidad de 25 L para las pruebas de toxicidad

45

En el Laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria se realizaron anaacutelisis fisicoquiacutemicos preservacioacuten de las muestras y preparacioacuten de soluciones

Figura 11 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle

Fuente los autores

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS ACUARIOS

Los acuarios se adaptaron con el fin de garantizar las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) empleando los siguientes implementos filtro grava aireadores mangueras difusores un material de cubierta y agua

Filtro se ubicoacute en el fondo del acuario para mantener el agua libre de amoniacuteaco (NH3) u otros desechos producto del metabolismo de los peces

Grava se depositoacute alrededor del filtro usaacutendola como sustrato en el que habitan bacterias que son las encargadas de descomponer los desechos y convertirlos en nutrientes

Aireadores permanecieron conectados al exterior del acuario a mangueras y estas a su vez a difusores que fueron distribuidos uniformemente dentro de los acuarios para el suministro de aire

Fotoperiodo de doce horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

46

Material de cubierta se utilizoacute plaacutestico para cubrir la parte superior de los acuarios manteniendo el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volatiles evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Agua del grifo proveniente del acueducto para llenar el acuario dejaacutendola libre de cloro en (3 ndash 5) diacuteas (en algunas ocasiones se usoacute el agua libre de cloro previamente aireada con una bomba sumergible (2000 L h) en un tanque de 250 L)

Figura 12 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss)

Fuente los autores

4221 Limpieza o sifoneo de los acuarios

El procedimiento de limpieza o sifoneo se realizoacute en tres momentos

1 Previo a la introduccioacuten de los alevinos al preparar el acuario 2 Durante la permanencia de los alevinos en los acuarios 3 Una vez iniciada la prueba de toxicidad

La primera fase al igual que la tercera consistioacute en extraer toda el agua de los acuarios y todos los implementos limpiar todas las superficies del acuario con abundante agua repetidas veces sin utilizar ninguacuten jaboacuten o detergente En la segunda fase ocasionalmente se retiraron soacutelidos en suspensioacuten en el agua del acuario y se realizoacute aspirado en la grava para retirar los desechos (excremento materia orgaacutenica) producidos por los peces que contienen amoniacuteaco (NH3) el cual es el principal producto residual de la trucha y que por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 es muy toacutexico para los peces

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

El organismo que se empleo en las pruebas toxicoloacutegicas fue el aleviacuten de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) de 4 cm 08 g (peso promedio) y 1 mes y 15 diacuteas de nacido en promedio

47

Los peces fueron comprados a distintos proveedores inicialmente a la empresa Truchas Suralaacute Ltda ubicada en Choconta Cundinamarca una finca situada en la regioacuten de Guavio y posteriormente a la empresa Acuagranja Ltda ubicada en la Av Boyacaacute con calle 99 Bogotaacute los organismos que se utilizaron fueron transportados en dos (2) bolsas de polietileno de (70 x 35) cm calibre tres (3) con capacidad aproximadamente 200 Truchas Arcoiacuteris de 4cm cada bolsa Las bolsas se les adiciona oxigeno para garantizar las condiciones de OD en su transporte y son empacadas en cajas con unas bolsas de gel congelado para mantener las condiciones de temperatura oacuteptimas

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) veniacutean en bolsas que fueron introducidas en los acuarios ya preparados inmediatamente despueacutes de llegar al laboratorio La introduccioacuten consistioacute en sumergirlas en el agua y dejarlas flotando durante una hora aproximadamente sin destaparlas (garantizando el oxigeno en su interior) todo esto con el fin de homogenizar las temperaturas del agua de la bolsa con la del acuario con el propoacutesito de evitar el choque teacutermico Los peces fueron introducidos en los acuarios teniendo cuidado de no mezclar el agua de las bolsas con el agua del acuario pues al momento de ser transportados los niveles de amoniacuteaco aumentan por el estreacutes y en consecuencia excretan en mayor cantidad y esto podriacutea llegar a ser muy toacutexico para los organismos Ver figura 14

Figura 13 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris

Fuente Los autores

Seguacuten los protocolos internacionales (CETESB) los peces deben permanecer en los acuarios 15 diacuteas antes de ser realizadas las pruebas

48

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Antes de la realizacioacuten de las pruebas de toxicidad durante el tiempo que permanecieron los alevinos de trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss) en el laboratorio se les alimentoacute con Nutripez en Hojuelas que se les suministroacute dos veces al diacutea de acuerdo a las indicaciones del fabricante (200 mgdiacutea de acuerdo al peso y la edad) En la Tabla 4 Se observa la composicioacuten nutricional del alimento

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas

Fuente Peces Ornamentales El Tiple Ltda

Se recomienda que las dietas para peces tengan en general un mayor contenido de proteiacutena52

Actualmente la industria de alimentos concentrados en Colombia provee un producto balanceado que suple los requerimientos alimenticios de la trucha arco iris con esta composicioacuten nutricional Proteiacutena entre (40 ndash 50) grasa entre (7 ndash 18) cenizas 10 humedad 12 y fibra un 353 No se suministroacute alimento desde el diacutea anterior a la realizacioacuten de la prueba de toxicidad ni durante las 96 horas del experimento debido al amoniaco (NH3) que es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados provenientes de la excreta que podriacutea afectar la supervivencia de los alevinos alterando los resultados y condiciones de la prueba

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

El agua que se empleoacute en las pruebas fue agua potable que previo al ensayo toxicoloacutegico permanecioacute aireando en un tanque de 250 L durante un periodo miacutenimo de 1 semana Se controloacute la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto que debiacutea permanecer por encima de los 55 mgL el pH en un rango de 65 a 78 y la temperatura lt 20degC porque de esto depende la supervivencia de la trucha y la veracidad de la prueba (si no se cumplen estas miacutenimas condiciones en el ensayo

52 Pokniak R Joseacute Nutricioacuten de peces TECNO VET Antildeo 3 Ndeg2 agosto 1997

httpwwwtecnovetuchileclCDAtecnovet_articulo01409SCID253D91632526ISID253D44800html 53

CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de

produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

Proteiacutena miacutenima 38

Grasa miacutenima 8

Fibra maacutexima 25

Ceniza maacutexima 98

Humedad maacutexima 5

49

toxicoloacutegico los resultados pueden ser influenciados negativamente por estas variables) Ver figura 15

Figura 14 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas

Fuente los autores

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

Esta fase consistioacute en la realizacioacuten de las pruebas toxicoloacutegicas para las cuales se emplearon unos equipos y materiales siguiendo unos procedimientos como se describe a continuacioacuten

EQUIPOS

Balanza analiacutetica marca Sartorius

Medidor de Multiparaacutemetro marca Hanna MATERIALES

Item Volumen

(mL) Cantidad

Pipetas

5 1

10 1

25 1

Balones aforados 1000 4

Espaacutetula NA 1

Vidrio de reloj NA 1

Peceras 2500 24

Probetas

10 1

40 1

50 1

100 2

250 2

500 2

1000 2

Balde 10000 1

Fuente los autores

50

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas

Se montoacute una bateriacutea de ensayos usando un estante de seis entrepantildeos en donde se distribuyeron 24 peceras de vidrio (4 peceras por entrepantildeo) de 25 L de capacidad cada una a su vez las concentraciones se dividieron una por entrepantildeo y la restante es el control de la prueba

Los ensayos se iniciaban en el momento de introducir cinco alevinos en cada una de las peceras que en su interior ya conteniacutean la solucioacuten correspondiente para el tipo de prueba y concentracioacuten del ensayo a realizar y finalizaron a las 96 horas de iniciada la misma

El fotoperiodo que se utilizoacute en el bioensayo fue de 12 horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

La cobertura plaacutestica se utilizoacute en las PECERAS al igual que en los acuarios para mantener el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volaacutetiles que podriacutean cambiar eventualmente las condiciones del ensayo evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Figura 15 Foto Bateriacutea de ensayos

Fuente los autores

Es importante definir que una vez iniciado el procedimiento anterior se hizo cuantificacioacuten del nuacutemero de organismos muertos en cada recipiente durante las (3 6 24 48 72 y 96) horas de experimentacioacuten y los resultados de esta lectura se

51

consignaron en las hojas de registro como se puede observar en la Tabla 5 y que se pueden encontrar en el Anexo O Hojas de registro de datos

432 Pruebas de sensibilidad

La sensibilidad de los alevinos fue evaluada realizando pruebas en las cuales se utilizoacute el dicromato de potasio (K2Cr2O7) que es un toacutexico de referencia El propoacutesito de esta prueba fue determinar la capacidad de respuesta de los organismos en el ensayo

Las pruebas se realizaron con cinco concentraciones distintas expresadas en ppm de dicromato de potasio (K2Cr2O7) y un control por cuadruplicado obteniendo el test definitivo se replico 20 veces el ensayo con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos de concentraciones de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) entre (05 - 5) ppm para determinar los rangos en los que posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con Sulfato de Cobre Pentahidratado (CuSO4bull5H2O) con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos 435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn) utilizando

ZnCl2

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de (Zn) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm utilizando cloruro de zinc (ZnCl2) Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas soluciones

52

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos

53

Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos entre (2 ndash 10) ppm para determinar los rangos en los que se posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con cloruro de zinc (ZnCl2)

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de la industria de Cincado y se le hizo una caracterizacioacuten fisicoquiacutemica usando espectrofotometriacutea de absorcioacuten atoacutemica con llama directa aire-acetileno SM 3111 B y C con el que se determinoacute la presencia de cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de intereacutes

Al vertimiento se le realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas para determinar la CL50-

96 Posteriormente se disentildeo un tratamiento a nivel de laboratorio para retirar el cobre (Cu) y el cinc (Zn) Nuevamente se realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas al agua tratada para determinar la CL50-96 y se realizoacute una caracterizacioacuten

En las caracterizaciones realizadas se midieron los siguientes paraacutemetros oxigeno disuelto (OD) seguacuten SM 4500-O G meacutetodo de electrodo de membrana pH seguacuten el SM 4500-H+ B meacutetodo electromeacutetrico temperatura seguacuten el SM 2550 B y Turbiedad seguacuten el meacutetodo SM 2130 B usando el turbidiacutemetro

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS

4371 ANAacuteLISIS DE VARIANZA

Se realizoacute un anaacutelisis de varianza (ANOVA) siguiendo el protocolo LB07 que se encuentra en el ANEXO B del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle

El anaacutelisis que se realizoacute fue por una sola viacutea en la que se compararon las varianzas mueacutestrales de la cantidad de organismos muertos por concentracioacuten a las 96 horas en las pruebas toxicoloacutegicas de sensibilidad y pruebas definitivas de Cu (cobre) Zn (cinc) el vertimiento crudo y el vertimiento tratado

El meacutetodo tiene un 95 de confianza y un Margen de error del 5

Se usaron dos programas estadiacutesticos para la realizacioacuten de estos caacutelculos que fueron EXCEL y STATGRAPHICS Versioacuten 51 PLUS que permite la realizacioacuten sistemaacutetica de distintos anaacutelisis estadiacutesticos

54

55

4372 PROBIT

Descripcioacuten El meacutetodo Probit es un procedimiento estadiacutestico parameacutetrico para hallar la CL50 siguiendo el protocolo LBp03 del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle Anexo A

El anaacutelisis consiste en transformar los datos de la mortalidad observados a log10 para obtener una aproximacioacuten lineal de los paraacutemetros en la regresioacuten con iteracioacuten y con base en es datos obtenidos se estima la CL50 El meacutetodo da resultados con un 95 de confianza y un margen de error del 5 Para la aplicacioacuten del meacutetodo se usaron las pruebas toxicoloacutegicas agudas realizadas a las sustancias de intereacutes Los meacutetodos estadiacutesticos aplicados son los recomendados por el manual Methods for Measuring the Acute Toxicity of Effluents and Receiving Waters to Freshwater and Marine Organisms (USEPA 2002) el libro Ensayos Toxicoloacutegicos Y Meacutetodos de Evaluacioacuten de Calidad de Aguas (castillo2004) el libro Pruebas de Toxicidad Acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos (Diacuteaz 2004) y el protocolo de CETESB Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de cincado

UNIDAD CAPACIDAD CANTIDAD pH

Tanque de igualacioacuten 5 m3 1 15 ndash 23

3 tanques de oxidacioacuten 250 L 3 10- 115

Reactor

1 200

Sedimentador 1200 L 1 8-9

Filtros De Arena --- --- ---

Tanque Final 30 m3 1 ---

Intercambiador Ioacutenico --- 2 ---

Fuente Los autores

Las fases explicadas anteriormente fueron sintetizadas en el esquema metodoloacutegico

56

5 INDUSTRIA EVALUADA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de una industria de galvanotecnia ubicada en Bogotaacute en la localidad de Puente Aranda

La industria se especializa en recubrimiento con Cinc (Zn) por electroacutelisis a un indeterminado nuacutemero de piezas aplicando diversos procesos fisicoquiacutemicos descritos a continuacioacuten

Desengrase sensibilizacioacuten activacioacuten nucleacioacuten postnucleacioacuten premetalizado y metalizado

Los vertimientos producidos son especialmente metales pesados como niacutequel cobre zinc hierro cromo que son tratados en una planta compacta para el tratamiento de aguas residuales La planta se encuentra ubicada en el segundo piso de la industria y estaacute conformada por las siguientes unidades de tratamiento que se observan en la tabla 6

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDAD

Los resultados que se presentan a continuacioacuten son el producto de una ardua y larga investigacioacuten que se llevoacute a cabo durante los meses de enero a diciembre del antildeo 2008 y de marzo a julio del antildeo 2009 aproximadamente en 12 meses para la determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) en trucha arco iris en la cual se mantuvieron las condiciones oacuteptimas para el desarrollo de las pruebas de sensibilidad (K2Cr2O7) y toxicidad de (Cu) y (Zn) fue realizado con el fin de mejorar la normatividad actual de Colombia en cuanto a vertimientos

Los bioensayos que se realizaron tuvieron una duracioacuten de 96 horas donde a las 24 horas despueacutes de haber iniciado la prueba se observaba la tendencia de mortalidad la cual era clave para saber si el porcentaje de mortalidad esperado entre (0 -100) seguiriacutea la tendencia para alcanzarlo al finalizar los bioensayos (ver hojas de registro en el ANEXO O)

En los registros tomados el blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no superaron el 10 garantizando la validez de los bioensayos seguacuten lo estipulado por los protocolos para pruebas toxicoloacutegicas con alevinos de trucha arcoiris de CETESB

Los datos que se muestran en esta seccioacuten son los registros tomados a las 96 horas para las pruebas de sensibilidad las pruebas de toxicidad y los resultados de la aplicacioacuten de los meacutetodos de anaacutelisis estadiacutesticos ANOVA (anaacutelisis de varianza) y Probit en las cartas de control

Adicionalmente se realiza el anaacutelisis de los datos y se muestran las graacuteficas de la CL50-96 vs Nuacutemero de bioensayos realizados basadas en los datos

calculados por Probit

57

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD

La sensibilidad de la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se calculoacute hallando la concentracioacuten letal media (CL50-96) empleando como toacutexico de referencia el dicromato de Potasio (K2Cr2O7) Se realizaron veinte (20) pruebas usando un rango entre (20 - 100) ppm en los que se observoacute una mortalidad entre el (0 ndash 100) La tabla 7 muestra los resultados de una de las pruebas de sensibilidad realizadas

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de K2Cr2O7

A continuacioacuten se muestra la tabla con los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de sensibilidad de K2Cr2O7 Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7)

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2Cr2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 4 2 4 4 14 70

60 3 3 5 5 16 80

80 4 5 5 4 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

58

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 8) de las veinte pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

En la Figura 17 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al K2Cr2O7

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios nacionales e internacionales que se muestran en la tabla 10

Los resultados de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para las sustancias de intereacutes empleadas en esta investigacioacuten fueron comparados con los datos de otras investigaciones (tabla 10) de donde se puede decir que el valor de sensibilidad 597 mgL de dicromato de potasio (K2Cr2O7) comparado con el obtenido en la USEPA 8308 mgL K2Cr2O7 presenta una diferencia de 234 mgL lo que indica que se acerca bastante al valor validado por la USEPA y con los estudios de la Universidad de la Salle se observa que los valores estaacuten muy cercanos comprobando de esta manera la estandarizacioacuten de la sensibilidad para el laboratorio de bioensayos

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad con K2Cr2O7 +- 01

Fecha f

calculado f teoacuterico

4-Feb-07 116

28

5-Nov-07 153

21-Nov-07 442

8-Jan-08 299

14-Jan-08 726

21-Jan-08 219

4-Feb-08 338

11-Feb-08 331

25-Feb-08 396

3-Mar-08 151

10-Mar-08 582

25-Mar-08 638

31-Mar-08 321

7-Apr-08 259

18-Apr-08 131

21-Apr-08 451

28-Apr-08 583

6-May-08 141

12-May-08 795

01 DIC 2008 892

Fuente los autores

59

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01

Fecha CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg K2Cr2O7 L)

Inferior Superior

4-Feb-07 643 469 955

5-Nov-07 631 543 731

21-Nov-07 590 510 671

8-Jan-08 615 5418 692

14-Jan-08 643 584 694

21-Jan-08 561 454 644

4-Feb-08 658 560 725

11-Feb-08 641 549 714

25-Feb-08 576 505 645

3-Mar-08 540 430 621

10-Mar-08 605 532 680

25-Mar-08 599 528 669

31-Mar-08 626 550 703

7-Apr-08 629 503 710

18-Apr-08 603 528 643

21-Apr-08 559 486 634

28-Apr-08 528 460 592

6-May-08 557 484 633

12-May-08 574 510 633

01 Diciembre 2008 560 492 623

PROMEDIO 597 511 681

Fuente los autores

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del K2Cr2O7 +- 01

Liacutemite inferior 511 mgL

CL50-96 597 mgL

Liacutemite superior 681 mgL

Al analizar la carta de control Tabla 9 y la Figura 17 de resultados de dicromato de potasio (K2Cr2O7) se observa que los valores de (CL50-96) +- 01 a pesar de oscilar entre un rango de (528 ndash 658) mgL en ninguacuten momento superan el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las

60

Figura 16 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7

Fuente Los autores

490

540

590

640

690

0 5 10 15 20

Co

ncen

tracioacute

n

(mg

K2C

r 2O

7L

)

Nuacutemero de pruebas

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Inferior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Superior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) promedio

61

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios nacionales e internacionales en trucha arcoiris

CL 50 mg K2Cr2O7 L

Sensibilidad

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

8308

USEPA

5643 96 11 ALEVINOS GRIJALBA Y BERNAL Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

35 -75 96

ALEVINOS FAO Corporate Document Respositore 2001

540731 96 10 ALEVINOS

(35 - 45) diacuteas de nacido

BARROS Y GAMEZ Universidad de la Salle Bogotaacute 2008

522183 96 11 ALEVINOS ORTIZ Y AGUDELO Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

5239 96 10 ALEVINOS SANCHEZ Y ANDRADE Universidad de la

Salle Bogotaacute 2009

597 96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente los autores

variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O)

Se realizaron cuatro pruebas preliminares con cobre (Cu) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100)

En la Tabla 11 se observan los resultados obtenidos de la primera prueba de toxicidad para la que se usoacute un rango entre (01 - 5) ppm de Cu En ella se puede observar claramente que la mortalidad a concentraciones superiores a 01 ppm es del 100 en las cuatro replicas definiendo el nuevo rango a utilizar en concentraciones le 01 ppm que se utilizoacute en las siguientes pruebas preliminares hasta encontrar el rango de las pruebas definitivas

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (001 - 015) ppm es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 ndash 100) como se puede observar en la Tabla 12 Se realizaron 10 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo D

62

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para cobre (Cu)

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h para Cu

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu En la tabla 13 se encuentran los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Cu Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

63

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (tabla 13) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu

FECHA f

calculado f teoacuterico

7-Oct-08 282

28

(1) 14 OCT 2008 285

(2) 14 OCT2008 140

(1) 20OCT2008 364

(2)20 OCT 2008 270

(1) 19 NOV2008 218

(2) 19 NOV 2008 218

(1)25 NOV 2008 364

(2)25 NOV 2008 218

27 NOV 2008 475

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu

En la Figura 18 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Curdquo se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso Cobre (Cu)

Los resultados de la prueba se compararon con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 15

Al analizar la tabla 15 se puede observar que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) para cobre (Cu) grado analiacutetico que se obtuvo en esta investigacioacuten es de 007 mgL al compararlo con los de otros estudios se observa que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) mas alto obtenido en otras investigaciones apenas muestra una diferencia de 020 mgL y si se compara con el mas bajo una diferencia de 005 mgL lo que indica que los

64

resultados son consistentes y que las diferencias en los valores son debido a las diferentes condiciones ambientales de los laboratorios

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu

Fecha CL50-96

(mg Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

7-Oct-08 0075 0063 0086

(1) 14 OCT 2008 0061 0052 0069

(2) 14 OCT2008 0060 0045 0075

(1) 20OCT2008 0068 0045 0095

(2)20 OCT 2008 0070 0059 0079

(1) 19 NOV2008 0068 0045 0095

(2) 19 NOV 2008 0068 0045 0095

(1)25 NOV 2008 0069 0045 0095

(2)25 NOV 2008 0061 0035 0096

27NOV2008 0062 0048 0077

PROMEDIO 007 005 009

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Cu

Liacutemite inferior 005mgL

CL50-96 007 mgL

Liacutemite superior 009 mgL

65

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu

Fuente los autores

0047

0052

0057

0062

0067

0072

0077

0082

0087

0 2 4 6 8 10 12

CL

5096

(mg

Cu

L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Cu L)

CL 50-96 (mg Cu L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Cu L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Cu L) SUPERIOR

66

Al analizar la carta de control (tabla 14) y la Figura 18 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados cobre (Cu) se observa que los valores de (CL50-96) oscilan entre un rango de (006 - 008) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris

CL 50

mg CuL

CL 50

mg

CuSO4bull5H2O L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

025 96 05 -

3 ALEVINOS

Qureshi AA Flood K W Thompson S R Janhurst S M Inniss C S and rokosh

D A American Society fot Testing and Materials 1982 pp 179 - 195

0094 96 712 plusmn 06

- AyĢe Guumlndoğdu Research article

ARAġTIRMA MAKALESĠ Journal of FisheriesSciencescom 2008

016 - BAGDONAS and VOSYLIENE 2006

0042 (0039-0046)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James

GREER Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8

pp 1657ndash1665 Allen Press Publishing Service Inc 2007 USA

0056 96 ALEVINOS

0059 96 ALEVINOS

002 Howarth amp Sprague 1978

007

96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente Los autores

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96

hallada en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cobre (Cu) mg CuL 007 01 02

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de (CL50-96) en la carta de control de cobre (Cu) con los valores de (CL50-96) del

67

decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 = 007 mgL hallado en esta investigacioacuten comparado con eacutel del decreto CL50-96 = 010 mgL es inferior con una diferencia de 003 mgL y con el Acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 020 mg L es inferior con un diferencia de 010 mgL

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2)

En cada tabla se calculoacute a traveacutes de una sumatoria el nuacutemero de muertes totales y los porcentajes de mortalidad de los peces seguacuten la concentracioacuten El blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no fueron mayores al 10 garantizando la validez de la prueba

Se realizaron 5 pruebas preliminares con cinc (Zn) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 17 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (2 - 10) ppm de Zn

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (01 -15) ppm de cinc (Zn) es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 -100) como se puede observar en la Tabla 18 Se realizaron 10 pruebas definitivas validando este rango que se puede encontrar en el Anexo E

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

68

En la tabla 19 se observan los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Zn Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente Los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas con Zn

FECHA f

calculado f teoacuterico

(1) 03 MAR 2009 553

28

(2) 03 MAR 2009 239

(1) 10 MAR 2009 568

(2) 10 MAR 2009 186

(1) 17 MAR 2009 385

(2) 17 MAR 2009 309

(1) 31 MAR 2009 496

(2) 31 MAR 2009 330

21 ABR 2009 360

28 ABR 2009 327

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

69

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 19) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn)

Fecha CL50-96 (mg

Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

(1) 03 MAR 2009 072 062 082

(2) 03 MAR 2009 074 065 083

(1) 10 MAR 2009 072 060 083

(2) 10 MAR 2009 075 066 084

(1) 17 MAR 2009 067 057 076

(2) 17 MAR 2009 064 054 073

(1) 31 MAR 2009 068 055 080

(2) 31 MAR 2009 071 059 081

21 ABR 2009 071 060 081

27 ABR 2009 070 059 079

PROMEDIO 070 060 080

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

En la Figura 19 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para cinc (Zn)rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al

70

promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso cinc (Zn)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 21

Al comparar los valores obtenidos de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) con la tabla 21 se observa que el valor de 07 mg Zn L se encuentra cercano al de 05 mg Zn L presenta consistencia en los valores obtenidos en donde la maacutexima diferencia es 15 mgL excepto por uno de los resultados cuyo valor 129 mgL excede el valor maacutes alto en 122 mgL esto se puede explicar debido a que la edad de las truchas utilizadas en este ensayo es mayor y asiacute mismo es su resistencia a los contaminantes

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha arcoiris

CL 50

mg

Zn L

CL 50

mg

ZnCl2 L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

1288 96 302 plusmn021

- AyĢe Guumlndoğdu Research article ARAġTIRMA MAKALESĠJournal of

FisheriesSciencescom 2008

0175 (0150-0201)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE

Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James GREER

Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8 pp 1657ndash1665 Allen

Press Publishing Service Inc 2007 USA

0504 96 ALEVINOS

029 96 ALEVINOS

017 ALEVINOS

Buhl amp Hamilton (1990)

217 06 ALEVINOS

176 ALEVINOS Chapman amp Stevens (1978)

07

96 08 ALEVINOS PERALTA BARRETO

Universidad de La Salle 2009

Fuente Los autores

71

Figura 18Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn)

Fuente los autores

057

061

065

069

073

077

081

0 2 4 6 8 10 12

CL

50-9

6(m

g Z

n L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Zn L)

CL 50-96 (mg Zn L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Zn L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Zn L) SUPERIOR

72

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del cinc (Zn)

Liacutemite inferior 06 mgL

CL50-96 07 mgL

Liacutemite superior 08 mgL

Al analizar la carta de control (Tabla 20) y la Figura 19 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados de cinc (Zn) se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (06 - 08) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96 hallada

en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cinc (Zn) mg ZnL 07 001 2

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de CL50-96 en la carta de control de cinc (Zn) con los valores de CL50-96 del decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 hallado en esta investigacioacuten 07 mgL comparado con el del decreto CL50-96 = 001 mgL es superior con una diferencia de 07 y con el acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 2 mg L es inferior con un diferencia de 13 mgL

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO

Para la realizacioacuten de las pruebas con el vertimiento puro se realizoacute un procedimiento para subir el pH desde 19 hasta 66 unidades de pH con hidroacutexido de sodio 1 N al momento de preparar las diferentes diluciones el vertimiento debiacutea ser homogenizado debido a que el hidroacutexido de sodio precipitaba la solucioacuten

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

73

De esta manera se garantizan las condiciones originales de concentracioacuten del vertimiento crudo y el pH necesario (cercano a neutro) para la realizacioacuten de las pruebas y garantizar que fueran los compuestos toacutexicos del vertimiento de cincado los que realmente causaron la mortalidad de los peces y no el pH

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento Crudo

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento Crudo (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Se realizaron 5 pruebas preliminares con el vertimiento que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 23 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (001 ndash 10)

Basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (007 - 05) del Vertimiento Crudo es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 - 100) como se puede observar en la Tabla 24 Se realizaron 5 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo F

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Crudo

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 25) de las cinco pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos

74

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Vertimiento Crudo

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento Crudo (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Fuente los autores

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento Crudo

El resultado de este porcentaje de CL 50 representa la toxicidad combinada de distintos toacutexicos que se encuentran el Vertimiento Crudo y se involucran en el proceso de cincado el cual magnifica el efecto nocivo

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Vertimiento Crudo

FECHA f

calculado f teoacuterico

1-Jun-09 364

26

(1) 02 JUN 2009 469

(2) 02 JUN 2009 611

8-Jun-09 285

9-Jun-09 532

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

75

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo

Fecha CL 50-96 (

Vertimiento Crudo L)

Liacutemite de confianza al 95 ( Vertimiento Crudo

L)

Inferior Superior

1-Jun-09 024 018 028

(1) 02 JUN 2009

020 016 026

(2) 02 JUN 2009

022 019 026

8-Jun-09 026 019 031

9-Jun-09 020 017 024

PROMEDIO 023 018 027 Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute maacutes de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 018 vertimiento L

CL50-96 023 vertimiento L

Liacutemite superior 027 vertimiento L

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al Vertimiento Crudo durante todas las pruebas realizadas

Al analizar la carta de control (Tabla 26) y la Figura 20 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados del Vertimiento () se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (020 - 026) sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Estos resultados se presentan en porcentaje () y para dar un poco de eacutenfasis en los metales en estudio cobre (Cu) y cinc (Zn) en el Anexo K se podraacuten consultar la cartas de control para cada uno de ellos donde se observa el comportamiento individual haciendo una correlacioacuten entre la concentracioacuten inicial de cada uno con el porcentaje de vertimiento aunque sin tener en cuenta la magnitud y el volumen de cada uno aunque seguacuten el anaacutelisis del proceso productivo se sabe que en cinc es mucho mas representativo debido a que el proceso productivo es de cincado

76

Figura 19 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento

Fuente los autores

016

018

02

022

024

026

028

0 1 2 3 4 5 6

Co

ncen

tracioacute

n V

ert

imie

nto

C

rud

o (

)

nuacutemero de prubeas

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L)

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) Promedio

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) INFERIOR

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) SUPERIOR

77

Los porcentajes encontrados en las pruebas definitivas fueron pasados a mgL usando los resultados de la caracterizacioacuten de Cu y Zn cuyos valores se pueden encontrar en el Anexo K

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y Legislacioacuten Antigua y Nueva

Paraacutemetro

Concentracioacuten Vertimiento

CRUDO proceso de

cincado

Concentracioacuten Vertimiento TRATADO proceso de

cincado

Unidades Remocioacuten

()

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (mgL)

Res 3957 de

2009 (mgL)

dagger

Cobre (Cu)

49 01 mg CuL 9795 01 025

Cinc (Zn) 550 039 mg ZnL 9993 001 2

Fuente los autores

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO TRATADO

Los resultados de las pruebas con el vertimiento tratado no muestran ninguacuten dato significativo en cuanto a la dosis letal se refiere lo que demuestra la eficiencia del tratamiento (clarifloculador + intercambiador ioacutenico) como se muestra en la tabla 28

No se presentoacute mortalidad en el vertimiento tratado debido a la gran eficiencia que presentaron las unidades de clarifloculador + intercambiador ioacutenico como se muestra en la tabla 27

Como se observa en la tabla la eficiencia de remocioacuten fue muy alta y por este motivo no se presentan muertes en las pruebas del vertimiento tratado

Lo que siacute se aprecia es la inconsistencia de la mayor permisividad de la legislacioacuten con respecto a la antigua aunque este tema se sale de contexto es la responsabilidad como Ingenieros Ambientales y Sanitarios nombrar este aspecto Se realizaron cinco (5) pruebas preliminares con el vertimiento pero no se observo que la mortalidad estuviera entre el (0 ndash 100) En la Tabla 28 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (10 ndash 100)

dagger Cobre (Cu) y Cinc (Zn) Totales

78

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Tratado

Al observar Fc vs Ft (tabla 29) de las tres primeras pruebas realizadas se puede decir que Fc gtgtgt Ft lo que comprueba que despueacutes del tratamiento no hay muertos y por eso el fc da muchiacutesimo mayor que el f teoacuterico

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las 96 horas del Vertimiento tratado

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Y al observar las dos uacuteltimas pruebas el Fc lt Ft lo cual nos indica que los datos de la prueba son inconsistentes

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

FECHA f

calculado f teoacuterico

16-Jun-09 65535 26

19-Jun-09 65535

28 23-Jun-09 65535

(1) 07 JUL 2009 06

(2) 07 JUL 2009 06

Fuente los autores

79

La CL50-96 posible para el vertimiento tratado por deduccioacuten es mayor al 100 del vertimiento tratado y se hace un estimativo habiendo una correlacioacuten entre la carga antes del tratamiento con el de la CL50-96 del vertimiento Crudo y carga despueacutes del tratamiento nos dariacutea un estimativo de 233

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado

El agua que se usoacute para la caracterizacioacuten fisicoquiacutemica fue la del vertimiento de una empresa de cincado que es descargada en un tanque de igualacioacuten de 5m3 de donde se realizoacute un muestreo puntual

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el 27 de abril de 2009

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 49 mg CuL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 550 mg ZnL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 188 de pH SM 4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 20 ordmC SM 2550 B Termoacutemetro

OD ND mgL SM 4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 142 NTU SM 2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

Los paraacutemetros cobre (Cu) y cinc (Zn) se enviaron al Laboratorio Ivonne Bernier certificado por el IDEAM para su anaacutelisis (Anexo J) y los anaacutelisis de pH turbiedad oxiacutegeno disuelto (OD) temperatura se analizaron in situ y en el laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria de la Universidad de La Salle

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento Crudo

CL50-96 = 023 del Vertimiento Crudo

Este anaacutelisis se realizoacute con el fin de evaluar y clasificar el vertimiento del proceso de Cincado

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades toxicas

80

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 01 mg CuL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 0383 mg ZnL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 64 de pH SM

4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 18 ordmC SM Termoacutemetro

OD 51 mgL SM

4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 7 NTU SM

2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

cincadodeprocesodelefluentedelpromediocaudalQ

cincadodeprocesodelefluentedelmedialetalioacutenconcentracCL

QCL

UTToacutexicaaC

9650

9650

100)(arg

68891333322490

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

12543)688913331(LogIT

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 313 para el vertimiento crudo nos indica que la industria de cincado tiene una carga toacutexica MODERADA seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos de Escobar 1997

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento tratado

Asumiendo una CL50-96 del 100 para el vertimiento tratado

81

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

QCL

UTToacutexicaaC9650

100)(arg

33100

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

60210)31(LogIT

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

82

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 06 para el Vertimiento Tratado nos indica que la industria de cincado NO tiene una carga toacutexica seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos (ESCOBAR 1997) en su efluente y no representa ninguacuten riesgo para el medio ambiente y se comprueba esta afirmacioacuten porque en las pruebas toxicoloacutegicas no se murioacute ninguacuten pez inclusive con el 100 de la concentracioacuten

Se observa en la Figura 21 la diferencia de toxicidad entre el Vertimiento Crudo y el Tratado Figura 20 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado

Fuente los autores

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADO

Para el vertimiento de la industria de cincado se elaboroacute la Tabla 34 en la que se compararon las ventajas y desventajas de los posibles tratamientos que se podiacutean utilizar Estos tratamientos se escogieron como opciones debido a que presentaban altas eficiencias de remocioacuten de los metales pesados

Para la seleccioacuten del tratamiento se elaboroacute una matriz de priorizacioacuten Tabla 35 en la que se asignoacute una calificacioacuten de 1 a 5 a las diferentes caracteriacutesticas de cada tratamiento Tabla 36 estas calificaciones fueron dadas teniendo en

0

05

1

15

2

25

3

35

Crudo Tratado

Ran

go

s d

e in

dic

es T

oxic

oloacute

gic

os

Efluentes

3125

06021

83

cuenta las ventajas y desventajas de cada alternativa y las caracteriacutesticas propias de la industria

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas

Tratamiento Ventajas Desventajas

Remocioacuten de metales

Co

nven

cio

nale

s

Precipitacioacuten quiacutemica

Control y mantenimiento

bull Es un sistema completamente cerrado que uno mismo puede operar y requiere poco mantenimiento Solo necesita la renovacioacuten de los quiacutemicos utilizados bull Es una tecnologiacutea con faacutecil disponibilidad de equipos y productos quiacutemicos Costos

bull Los quiacutemicos que se usan para el tratamiento son muy baratos especialmente la cal Aacuterea

bullAacutereas pequentildeas

Riesgos ocupacionales

bull Trabaja con quiacutemicos corrosivos lo que incrementa los problemas de salud en los operadores Impacto ambiental bull Maneja quiacutemicos especialmente la cal que incrementa el volumen de lodos en un 50 Control y mantenimiento bull Es necesario transportar Grandes cantidades de quiacutemicos al sitio del tratamiento Costos

bull Los poliacutemeros pueden ser costosos

98 Cu 99 Zn

Oacutesmosis inversa

Eficiencia

bull Elimina un elevado porcentaje de todo tipo de contaminantes (iones orgaacutenicos piroacutegenos virus bacterias partiacuteculas coloides) Control y mantenimiento bull No necesita reactivos agresivos de limpieza mantenimiento miacutenimo bull Buen control de los paraacutemetros operativos bullEs un proceso faacutecilmente automatizado

Control y mantenimiento

bull Requiere mantenimiento frecuente para evitar saturacioacuten de la membrana bullRequiere de presiones muy altas para su funcionamiento bullMediana selectividad y tolerancia a cambios de pH bullBajo tiempo de vida con soluciones corrosivas bullEs necesario separar partiacuteculas insolubles o en suspensioacuten para evitar saturacioacuten de las membranas

97-99

84

Costos

bull Bajos costos de operacioacuten debido a la escasa necesidad de energiacutea Impacto ambiental

La recuperacioacuten de metales pesados es posible

Costos

Alto costo por remplazar la membrana

Intercambio ioacutenico

Eficiencia

bullAlta eficiencia para la remocioacuten de metales Impacto ambiental

bullEs posible la recuperacioacuten de metales por electroacutelisis

Control y mantenimiento

bull El efluente debe ser filtrado para remover partiacuteculas y aceites en suspensioacuten que pueden dantildear las resinas bullLa posible competencia entre metales pesados y otros cationes bullLas resinas no son muy tolerantes al cambio de pH bullLos materiales orgaacutenicos pueden envenenar la resina bullLa presencia de Ca Na y Mn disminuye su rendimiento debido a que pueden saturar la resina Costos

bull Alto costo de las resinas de intercambio ioacutenico bull Alto costo de los quiacutemicos utilizados para la regeneracioacuten de las resinas

95-98

No

co

nven

cio

nale

s

Teacutecnicas fitorremediadoras

(rizofiltracioacuten)

Costos

bull Utiliza plantas como bombas extractoras de bajo costo para depurar suelos y aguas contaminadas Impacto ambiental

bull Incrementa la actividad y poblacioacuten microbiana en el subsuelo que es la encargada de elevar la cantidad de carbono orgaacutenico

Control y mantenimiento

bullDepende de la profundidad de penetracioacuten de las raiacuteces bull Depende de tres factores para transportar los contaminantes desde la superficie externa hacia el interior de la planta por la raiz que son las propiedades del compuesto las condiciones ambientales y las caracteriacutesticas de la especie de planta

75-98

85

Impacto ambiental

bull Retarda el movimiento e intercepcioacuten de compuestos toacutexicos Impacto ambiental

bull Mejora la aireacioacuten del suelo por la liberacioacuten de oxiacutegeno a traveacutes de las raiacuteces de las plantas bull Promueve las trasformaciones de compuestos toacutexicos a compuestos con menor toxicidad

Humedales artificiales

Costos bull El costo de construccioacuten y mantenimiento es menor al de otras opciones de tratamiento bull Las variaciones de caudal no afectan el funcionamiento Impacto ambiental bull El manejo de quiacutemicos no es requerido bull No hay generacioacuten de olores bull Facilita el reciclaje y la reutilizacioacuten del agua

Aacuterea bull Requieren generalmente grandes extensiones de terreno en comparacioacuten con tratamientos convencionales Eficiencia bull El rendimiento del sistema puede ser menos constante al de un proceso convencional Control y mantenimiento bull Los componentes bioloacutegicos son sensibles a sustancias como el amoniaco y los pesticidas que llegan a ser toacutexicos bull Requiere una miacutenima cantidad de agua para que sobrevivan no soportan estar completamente secos bull Los disentildeos oacuteptimos del sistema no se han desarrollado

98 Zn 71 Cu

Fuente los autores

La alternativa que se seleccionoacute fue la precipitacioacuten quiacutemica debido a que comparada con las demaacutes es relativamente econoacutemica no ocupa una gran aacuterea a diferencia de los humedales artificiales es faacutecil su control y mantenimiento y aunque genera impacto ambiental por la generacioacuten de lodos esto se puede controlar dependiendo del tipo coagulante a utilizar

Para la implementacioacuten de la precipitacioacuten quiacutemica como unidad piloto de tratamiento se disentildeo un clarifloculador que es una unidad de forma ciliacutendrica con forma de tolva en la parte inferior que coagula flocula y sedimenta al mismo tiempo

86

El clarifloculador necesita otras unidades complementarias para su funcionamiento tales como un tanque de neutralizacioacuten (pozo de bombeo) para mantener las condiciones oacuteptimas de pH y bombas dosificadores conectadas a tanques donde se preparan soluciones con las dosis oacuteptimas de coagulantes y floculantes Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento

Tratamiento

CARACTERIgraveSTICAS

TOTAL AacuteREA INVERSIOacuteN

CONTROL Y MANTENIMIENTO

IMPACTO AMBIENTAL

EFICIENCIA

Co

nven

cio

nale

s Precipitacioacuten

quiacutemica 3 3 3 3 3 15

Oacutesmosis inversa 3 1 2 3 4 13

Intercambio ioacutenico

4 1 1 3 4 13

No

co

nven

cio

na

les

Teacutecnicas fitorremediadoras

1 3 3 4 3 14

Humedales artificiales

1 3 3 4 3 14

Fuente los autores

Tabla 36 Rango de calificacioacuten

Calificacioacuten Criterio de seleccioacuten

5 Oacuteptimo

1 Menos conveniente

Fuente los autores

71 TEST DE JARRAS

En la realizacioacuten del test de jarras se plantearon dos opciones de sustancias a utilizar como coagulantes el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) y el sulfato de aluminio de las cuales se escogioacute el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) debido a que sedimenta mas raacutepido el precipitado forma mejor tamantildeo de los floculos y tiene un mejor nivel de remocioacuten de metales54

54 SOTO REGALADO Eduardo LOZANO RAMIREZ Tomas BARBARIacuteN CASTILLO Juan Manuel

ALCALAacute RODRIGUEZ Monica ldquoRemocioacuten de metales pesados en aguas residuales mediante agentes

87

Las dosis oacuteptimas de coagulante se determinaron a partir de un test de jarras empleando Cloruro Feacuterrico (FeCl3) como se muestra en la Tabla 37

Tabla 37 Resultados del test de jarras

Paraacutemetros

medidos Concentraciones

Productos Quiacutemicos

Anaacutelisis

Jarra 1

pH = 7

Turbidez= 14 N TU

Color= 40 mgl Pt Co

50mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 5ml

El precipitado fue miacutenimo con un sobrenadante de

color verde claro

Jarra 2

pH = 75

Turbidez =10 NTU

Color= 36 mgl Pt Co

100mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 10ml

Se precipitoacute una parte de los soacutelidos quedando el agua de un color verde

claro

Jarra 3

pH = 7

Turbidez= 6 NTU

Color= 30 mgl Pt Co

150mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 15ml

Se formaron Flocs pero no se alcanzoacute a precipitar

completamente quedando soacutelidos suspendidos en el

agua

Jarra 4

pH= 8

Turbidez= 4 NTU

Color= 21 mgl Pt Co

200mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 20ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y

el sobrenadante quedoacute transparente

Jarra 5

pH= 83

Turbidez= 6 NTU

Color= 20 mgl Pt Co

250mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 25ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y el sobrenadante quedoacute con

un color verde claro

Fuente los autores

Se encontroacute que la jarra 4 que es donde el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) se aplicoacute en una concentracioacuten de 200 mg L a un pH de 8 es en la que se produce mayor precipitacioacuten o mas clarifica el agua escogiendo esta como la dosis mas apropiada

quiacutemicosrdquo Departamento de ingenieriacutea quiacutemica de la facultad de ciencias quiacutemicas UANL Vol VII No 23 Meacutexico 2004

88

Se utilizoacute como floculante un polielectrolito anioacutenico en una concentracioacuten lt 1 mgL

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO

CRITERIOS DE DISENtildeO

Velocidad ascensional

Tasa de sedimentacioacuten

Volumen de almacenamiento de lodos

Tiempo de retencioacuten

Caudal de disentildeo

Gradiente de mezcla

En el disentildeo se incluyeron los gradientes de velocidad (Empiacutericos) hidraacuteulico para la mezcla raacutepida y la mezcla lenta (Tabla 38)

Tabla 38 Gradientes de velocidad

Mezcla raacutepida (200- 1000) s-1

Mezcla lenta (5-100) s-1

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador

Velocidad de Floculacioacuten

Entre 15 y 45 cms Sedimenta por debajo de los 10 cms y rompe por encima de los 70cms

Tiempo de Floculacioacuten

Si tiene alto color y turbiedad de 15 a 30 min

Si tiene bajo color y turbiedad de 30 a 45 min

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Para el disentildeo del clarifloculador no se usoacute el caudal de vertimiento de la industria (3 m3 diacutea aprox) sino uno bastante menor de 1 Lmin teniendo en cuenta que era un ensayo piloto La hoja de caacutelculo se muestra en la Tabla 40

El clarifloculador disentildeado es angosto de apenas 24 cm y con una altura de 15 m sin contar la tolva de lodos esto se debe a que es una unidad piloto

Este clarifloculador se disentildeo inicialmente con un cono de mezcla raacutepida en el interior utilizando valores empiacutericos entre (30 ndash 60) segundos pero debido a que las dimensiones halladas en el disentildeo fueron miacutenimas se decidioacute sustituirlo

89

por una caja de mezcla raacutepida que va conectada a un ldquofeed wellrdquo que conduce el liacutequido hacia una tolva de lodos ubicada en la parte inferior del clarifloculador en donde se reduce la velocidad debido al cambio de diaacutemetro y se realiza la mezcla lenta

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador

DISENtildeO DEL CLARIFLOCULADOR (1)

Paraacutemetros Valor Unidad

Tiempo de retencioacuten 40 min

Tiempo de retencioacuten 2400 seg

Caudal(Q) 1 Lmin

Caudal(Q) 166 E-05 m3s

Volumen total 004 m3

Velocidad ascensional mayor 120 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional mayor 00014 m3m2-seg

Aacuterea menor 0012 m2

Diaacutemetro menor 012 m

Velocidad ascensional menor 30 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional menor 000035 m3m2-seg

Aacuterea mayor 0048 m3m2-seg

Diaacutemetro mayor 025 m

Altura(h) 0062 m

Altura tolva intermedia(h2) 011 m

Aacutengulo 30 grados

Aacutengulo 052 radianes

Tiempo de retencioacuten del cilindro

60 min

Tiempo de retencioacuten del cilindro

3600 seg

90

Volumen total del cilindro 006 m3

Altura total del cilindro 125 m

Altura total del cilindro( con un borde libre del 20 )

150 m

DISENtildeO DE LA TOLVA (2)

Aacutengulo 1 30 grados

Aacutengulo 1 052 radianes

a 0037 m

Altura de la tolva (b) 0064 m

Ht (Altura total del clarifloculador)

167 m

CONO DE MEZCLA INTERNO(3)

velocidad 002 ms

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Volumen total 00005 m3

Aacuterea 000083 m2

Diaacutemetro mayor 0033 m

Diaacutemetro menor(10 del diaacutemetro mayor del

clarifloculador) 0012 m

Aacutengulo 1 45 grados

Aacutengulo 2 0785 radianes

Altura (h1) 0022 m

Aacuterea mayor 000083 m

Aacuterea menor 000012 m

Altura del cilindro interior 0047 m

Fuente los autores

Adicional a este tratamiento para lograr una mayor eficiencia se complementoacute con unas resinas de intercambio ioacutenico daacutendole un muy alto porcentaje de

91

remocioacuten como se muestra a continuacioacuten en la Figura 22 Esquema del disentildeo piloto

Figura 21 Esquema del disentildeo piloto

Fuente los autores

ARRANQUE DE LA UNIDAD DE TRATAMIENTO

1 Caracterizacioacuten del agua del vertimiento de la industria 2 Realizacioacuten del test de jarras para determinar las dosis de coagulantes y

floculantes a aplicar 3 Limpieza de la unidad 4 Llenado del pozo de bombeo 5 Realizacioacuten de las pruebas hidraacuteulicas para detectar fugas o dantildeos en

los accesorios

92

8 CONCLUSIONES

Los resultados reflejan que la sensibilidad de las truchas arco iris (Oncorhynchus mykiss) fue la misma en todas las pruebas con el toacutexico de referencia (K2Cr2O7) Cobre (Cu) Cinc (Zn) y el Vertimiento crudo Al analizar los valores de CL50-96 de las cartas de control y las graacuteficas se observa la tendencia de los valores hacia el promedio de las CL50-96 halladas ademaacutes de no sobrepasar los liacutemites superior e inferior promedio

La CL50-96 promedio para la prueba de sensibilidad con K2Cr2O7 que se obtuvo fue de 596774 mg K2Cr2O7 L

Al comparar el resultado de sensibilidad del K2Cr2O7 = 596774 mg K2Cr2O7 L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales y hechos en el mismo laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle se observoacute que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad del resultado obtenido

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Cu que se obtuvo fue de 00662 mg Cu L

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Zn que se obtuvo fue de 07036 mg Zn L

Al comparar los resultados de cobre Cu = 00662 mg Cu L y cinc Zn = 07036 mg Zn L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales se observo que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad de los resultados obtenidos

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con el Vertimiento Crudo nos arrojoacute un resultado de 02249 Vertimiento crudo L

La determinacioacuten de las concentraciones letal media (CL50) para las sustancias de estudio el cobre (Cu) y el cinc (Cu) son de gran utilidad para utilizarlos como criterios de calidad ambiental

Se ampliara el conocimiento sobre los efectos del cobre y del cinc en los ecosistemas acuaacuteticos lo que permitiraacute fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental sobre los vertimientos industriales

A pesar del limitado alcance de la informacioacuten proveniente de los ensayos de toxicidad para su extrapolacioacuten a escala ambiental los estudios con organismos en laboratorio en condiciones controladas y estandarizadas para la evaluacioacuten de respuestas han venido siendo las fuentes de informacioacuten predominantes para la evaluacioacuten ecoloacutegica de los efectos de los contaminantes toacutexicos

93

Para los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de los metales de estudio realizados al vertimiento crudo de la industria de cincado se obtuvieron los siguientes resultados cinc (Zn) 550 mg Zn L encontrando una concentracioacuten alta cobre (Cu) 49 mgL Turbidez 142 NTU y un pH de 188 mg L muy aacutecido los resultados de estos paraacutemetros son debido a la naturaleza proceso productivo

Para el tratamiento las eficiencias obtenidas fueron las siguientes cobre (Cu) 97 y cinc (Zn) 99 observando un alta remocioacuten pero debido a una carencia de tecnificacioacuten y poliacuteticas de produccioacuten maacutes limpia en el proceso productivo no se alcanzan a remover las cargas contaminantes incumpliendo algunas de las normas para vertimientos

Para el tratamiento la concentracioacuten de cobre (Cu) del efluente tratado fue de 01 mg CuL cumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (01 mg CuL) justo y de igual manera con la Res 3957 de 2009 (025 mg CuTotalL) 24 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

Para el tratamiento la concentracioacuten de cinc (Zn) del efluente tratado fue 0383 mg ZnL incumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (001 mg CuL) 38 veces por encima de la norma y cumpliendo con la Res 3957 de 2009 (2 mg ZnTotalL) 5 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

La CL50 ndash 96 que se determinoacute al vertimiento crudo de la industria fue de 02 demostrando que es toacutexico inclusive en concentraciones muy bajas

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento crudo fue de 3125 representando una carga toacutexica considerable

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento tratado fue de 06021 demostrando que no hay carga toacutexica debido a que estaacute fuera de rango sentildealando la eficiencia del tratamiento

Los resultados obtenidos en este estudio fueron realizados en el laboratorio bajo condiciones controladas (fotoperiacuteodo temperatura oxiacutegeno pH nutrientes) y no son representativos de todo el ecosistema acuaacutetico

94

9 RECOMENDACIONES

Para la consecucioacuten y una buena realizacioacuten de un bioensayo se requiere que la especie a utilizar este disponible en el mismo sitio donde se va realizar la prueba toxicoloacutegica

Al realizar bioensayos se deben garantizar todas las condiciones oacuteptimas de manutencioacuten de la especie que se esteacute trabajando para garantizar que las condiciones del ensayo y que sus resultados son los esperados por la exposicioacuten al toacutexico y no por alguna condicioacuten externa al bioensayo

El recinto experimental que se destine para la realizacioacuten de los bioensayos solo debe ser usado para este fin para evitar cualquier alteracioacuten externa sobre los resultados de las pruebas

La limpieza en los acuarios y peceras debe ser haacutebito para evitar interferencias en los resultados y la supervivencia de la trucha

Utilizar las evaluaciones toxicoloacutegicas junto con el anaacutelisis quiacutemico debido a que son herramientas complementarias para evaluar monitorear y controlar la contaminacioacuten que pueda alterar o impactar de alguna manera el entorno y la biocenosis es una ventaja para la precisioacuten de los diagnoacutesticos ambientales

La cooperacioacuten entre la academia y la industria privada es vital para formar alianzas donde se promueva el apoyo mutuo para el desarrollo de proyectos de caraacutecter ambiental logrando un desarrollo concertado entre los actores de la sociedad y de esta manera lograr una construccioacuten de sociedad mas amable

Al saber el gran impacto que causa en el ambiente los vertimientos y emisioacuten de contaminantes como los metales pesados (Cu y Zn) en el medio ambiente que podriacutean llegar a afectar la salud humana (egoceacutentricamente hablando) se debe reflexionar sobre iquestcomo ser un consumidor responsable Y no dejarnos influenciar por lo medios de comunicaciones masivos los cuales nos inculcan necesidades ficticias que causan el detrimento ambiental y mayor presioacuten sobre los recursos

Los resultados obtenidos de los ensayos de toxicidad deben ser nuevamente evaluados a traveacutes de estudios de campo pues en condiciones de laboratorio se obtienen unos resultados que al ser llevados a un ecosistema real se pueden validar los valores de las dosis letales obtenidas o no

Para mantener las truchas arcoiacuteris domesticas (Oncrhynchus mykiss) en cautiverio se requiere mucho tiempo y dedicacioacuten para controlar todas las variables que podriacutean llegar a afectar su bienestar

95

La ecologiacutea de poblaciones debe conectar informacioacuten toxicoloacutegica con modelos poblacionales para predecir efectos a esa escala

Es necesario realizar frecuentes caracterizaciones fisicoquiacutemicas al vertimiento de la industria de cincado ya que diariamente los procesos realizados variacutean e igualmente las caracteriacutesticas del mismo

96

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16 Colaboradores de Wikipedia Xenobioacutetico [en liacutenea] Wikipedia La

enciclopedia libre 2009 [fecha de consulta 22 de marzo del 2009] Disponible desde Internet en httpeswikipediaorgwindexphptitle=XenobiC3B3ticoampoldid=25018034

17 COPPOLA Linda Rochester Institute of Technology 2000 [web en liacutenea] [con acceso el 19 de Enero de 2009] Disponible desde Internet en wwwgramaticabizgramaticareferencias-bibliograficashtml

18 CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

19 DAMERON C Copper

20 DIacuteAZ-BAacuteEZ Mariacutea BUSTOS L Martha ESPINOSA R Adriana Pruebas de toxicidad acuaacutetica fundamentos y meacutetodos Ed Universidad Nacional de Colombia Bogotaacute Unibiblos - U Nal Colombia 2004 ISBN 9587013859 9789587013856 116 paacuteginas

21 DIacuteAZ B Maria C SOBRERO Cecilia PICA G Yolanda Capiacutetulo 6

Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS

98

TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA (Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

22 DRUMMOND SEDGWICK Stephen Criacutea de la Trucha Zaragoza

Acribia 1988 180 p Pg 3

23 ENGBRETSON Eric US Fish and Wildlife Service Web en liacutenea disponible

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25 Galvanoteacutecnia Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2009 httpesencartamsncom copy 1997-2009 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos httpesencartamsncomencyclopedia_761562645galvanoteacutecniahtml

26 Galvanotecnia Web en liacutenea [con acceso el 3 de Julio de 2009] disponible en httpwwwsabelotodoorgelectrotecniagalvanoteacutecniagalvanoteacutecniahtml

27 GRIJALBA C Angela BERNAL L Javier Determinacioacuten de la

Concentracioacuten Letal Media (CL50-96 ) de Cadmio Y Aluminio mediante bioensayos con trucha arcoiacuteris ldquoalevinos de Oncorhynchus Mykissrdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2008 139 p

28 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

29 GUumlNDOĞDU AyĢe Acute toxicity of zinc and copper for Rainbow trout (Onchorhyncus mykiss) Research article ARAġTIRMA MAKALESĠ Journal of FisheriesSciencescom 2008

30 Howarth amp Sprague 1978

31 ICONTEC Trabajos escritos presentacioacuten y referencias bibliograacuteficas Contacto Grafico Bogotaacute D C 2008 23 p

99

32 Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica Diccionario de la Biodiversidad [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

33 IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada) ha hecho algunos intentos de llegar a una definicioacuten desambigua de valencia La versioacuten actual adoptada en 1994

34 JIMEacuteNEZ Blanca E La contaminacioacuten ambiental en Meacutexico causa efectos y tecnologiacutea apropiada Meacutexico Limusa Colegio de Ingenieros Ambientales de Meacutexico A C Instituto de Ingenieriacutea de la UNAM y FEMISCA 2001 926 p

35 KLAASSEN Curtis D Casarett and Doullacutes toxicology the basic science of poisons seventh edition McGraw-Hill University of Kansas Medical Center Kansas 2008

36 LENNTECH Agua residual amp purificacioacuten del aire Holding BV

Rotterdamseweg Holanda 1998 Disponible en Internet desde httpwwwlenntechcomespanoltabla-peiodicacuhtm

37 Mac-QUHAE Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa (Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH) Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

38 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of

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39 MONGE P Luis ALVAREZ P Monica Determinacioacuten de la Concentracioacuten Letal Media (CL50-48) de cromo y cobre en daphnia magna para el vertimiento de una industria de galvanotecnia y propuesta de pre-tratamiento para la disminucioacuten de la toxicidad de dicho vertimiento Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2008 132 p

40 MARI M Joseacute A Caribbean Journal of Science Manual de Redaccioacuten Cientiacutefica Publicacioacuten Especial No 3 1998-2008 [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpwwwcaribjsciorgepub1introduccionhtm

41 MATIAS P Carolina DURAN P Alejandra Determinacioacuten de la CL50-96

del mercurio y el cromo utilizando alevinos de trucha (Oncorhyncus Mykiis)

100

Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria Universidad

de la Salle Bogotaacute D C 2008 109 p

42 MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea de Buenas Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

43 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe)

44 PAULY Daniel Ictiologiacutea [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpfilamanuni-kieldeManualSpanishfishbaseichthyology00002628htm

45 PEacuteREZ CARRERA Alejo FONTECOBA Cintia GRASSI Diego y FERNAacuteNDEZ CIRELLI Alicia ldquoEficiencia De Plantas Acuaacuteticas Para La Biorremediacioacuten De Aguas Contaminadas Con Elementos Toacutexicosrdquo Buenos Aires CONAGUA 2007 [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httphydriawebcomarkbentry67

46 PERALTA BARRETO 2009

47 POKNIAK R Joseacute Nutricioacuten de peces TECNO VET Antildeo 3 Ndeg2 agosto 1997 httpwwwtecnovetuchileclCDAtecnovet_articulo01409SCID253D91632526ISID253D44800html

48 QURESHI A A FLOOD K W THOMPSON S R JANHURST S M INNISS C S and ROKOSH D A Comparison of a luminescent bacterial test with other bioassays for determining toxicity of pure compounds and complex effluents Aquatic Toxicology an hazard Assesment fifth conference ASTM STP 766 JG PEARSON R B Foster and W E Bishop Eds American Society fot Testing and Materials 1982 pp 179 ndash 195

49 REAL ACADEMIA ESPANtildeOLA Diccionario de la lengua espantildeola Vigeacutesima segunda edicioacuten 2001 Disponible en liacutenea lt wwwraees gt

50 Red Pirineos-Pesca 2001 [web en liacutenea] [con acceso el 14 de Diciembre de 2008] lthttpwwwrevistaaquaticcomasociacionesPirineosPescaspindexhtmgt

101

51 SOTO REGALADO Eduardo LOZANO RAMIREZ Tomas BARBARIacuteN CASTILLO Juan Manuel ALCALAacute RODRIGUEZ Monica ldquoRemocioacuten de metales pesados en aguas residuales mediante agentes quiacutemicosrdquo Departamento de ingenieriacutea quiacutemica de la facultad de ciencias quiacutemicas UANL Vol VII No 23 Meacutexico 2004

52 TONGARIRO NATIONAL TROUT CENTRE [web en liacutenea] Taupo for Tomorrow lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

53 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

54 USEPA

55 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de

Toxicologiacutea Medioambiental Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

56 VELOZA M Bernardo TRIANA C Walter ldquoUtilizacioacuten del hongo

phanerochaete chrysosporium para la remocioacuten de cianuro en reactores de carga secueacutenciales para la industria de recubrimientos electroliacuteticos (galvanoteacutecnia)rdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 76 p

57 ZAFRA P Angelica RODRIGUEZ M Gabriela ldquoDisentildeo de una unidad piloto compacta para la remocioacuten de metales pesados (zn ni cu) presentes en agua residual de la industria challenger sa empleando humedales subsuperficiales con tres especies de vegetacioacutenrdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 120 p

102

ANEXOS

103

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO

ANAacuteLISIS PROBIT

104

FACULTAD DE INGENIERIacuteA

AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL MEacuteTODO DE PROBIT

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CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo matemaacutetico 4 Procedimiento 5 Bibliografiacutea 6 Anexo I Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

Anexo II Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

Anexo II Determinacioacuten del Chi-cuadrado (X2)

Anexo III Factor (p) para el Probit calculado (Y)

1 OBJETIVO

Evaluar los resultados de los ensayos por medio de un modelo estadiacutestico

2 DEFINICIONES

Concentracioacuten La concentracioacuten es la magnitud fiacutesica que expresa la cantidad de un elemento o un compuesto por unidad de volumen

Dosis Contenido de principio activo expresado en cantidad por unidad de volumen o de peso

Efecto Consecuencia positiva o negativa de la ocurrencia de un evento debido a una causa

Modelo Conceptualizacioacuten teoacuterica de un evento un proyecto una hipoacutetesis el estado de una cuestioacuten que se representa como un esquema con siacutembolos descriptivos de caracteriacutesticas y relaciones maacutes importantes con un fin ser sometido a modelizacioacuten como un disentildeo flexible que emerge y se desarrolla durante el inicio de la investigacioacuten como una evaluacioacuten de su relevancia

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Toxicidad aguda Tiene por objeto determinar los efectos de una dosis uacutenica y muy elevada de una sustancia Usualmente el punto final del estudio es la muerte del animal y la toxicidad aguda para este caso de estudio se expresa por la dosis letal 50 que viene a representar maacutes o menos la dosis de la sustancia que produce la muerte en el 50 de los organismos

Probit Modelo estadiacutestico que analiza las pruebas de toxicidad El meacutetodo consiste en la aplicacioacuten de correlaciones estadiacutesticas para estimar las consecuencias desfavorables sobre una poblacioacuten a los fenoacutemenos fiacutesicos peligrosos nos da una relacioacuten entre la funcioacuten de probabilidad y una determinada carga de exposicioacuten

3 PRINCIPIO DEL MODELO MATEMAacuteTICO

En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten de un modelo lineal

Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d)) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal como se muestra en la figura 1 de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

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Figura 1 Relacioacuten dosis-respuesta

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit (buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco unidades) se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

bxay

Donde

y (expresado en unidades Probit) = z + 5

z= Variable normal estaacutendar = zO tal que la Prob (z le zO) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros de la recta de regresioacuten

Asi cuando p= 50 entonces y = 5 por lo tanto

X5= log10 CL50 entonces CL50 = 105

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Para facilitar los caacutelculos simplemente se puede usar un software como el suministrado por la US Environmental Protection Agency (US EPA) Probit Analysis Program El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten

4 PROCEDIMIENTO Para el caacutelculo de la CL50-96 por este meacutetodo es necesario contar por lo menos con dos porcentajes intermedios del efecto esperado (valores entre 0 y 100) Con los resultados obtenidos en los ensayos de toxicidad aguda con Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se debe construir una tabla que contenga los siguientes datos

Concentracioacuten de la sustancia ensayada en

Logaritmo en base 10 de las concentraciones (x)

Numero de organismos en cada concentracioacuten

Nuacutemero de organismos muertos en cada concentracioacuten (r)

Porcentaje de mortalidad en cada concentracioacuten (P)

Probit empiacuterico (PE)

Probit esperado o calculado (Y)

Los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla del anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

Tabla 1 Caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de

muertos (r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

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Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

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Versioacuten 0

remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten Asiacute los valores del Probit esperado o calculado (Y) para cada concentracioacuten podraacuten ser calculados utilizando la siguiente expresioacuten

S

mxY 5

Una vez calculados se colocan en la columna correspondiente de la tabla 1 La prueba de hipoacutetesis utilizada para establecer la asociacioacuten entre la

concentracioacuten de la sustancia toacutexica y la respuesta en unidades probit es la prueba de CHI-cuadrado (X2) Los datos para el caacutelculo de este valor se colocan en una tabla 2 (anexo C) de la siguiente forma

Concentracioacuten de la sustancia estudiada en

Logaritmo decimal de la concentracioacuten (x)

Probit calculado o esperado (Y)

Numero de organismos (N)

Mortalidad observada (r)

Porcentaje de efecto esperado (P)

La mortalidad esperada (NP) se calcula multiplicando (N) por (P) El caacutelculo de la desviacioacuten de la mortalidad se obtiene hallando la diferencia entre la mortalidad observada y la esperada La contribucioacuten al Chi cuadrado de cada uno de los valores se calcula

)1()( 2 PNPNPr

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Y para el caacutelculo de los grados de libertad (n)

2Kn

donde K es el nuacutemero de concentraciones utilizadas

Con los datos obtenidos de realiza la siguiente tabla 3 para el calculo del intervalo de confianza

Tabla 3 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) X2

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

417 Inicialmente se construye una tabla en la cual se incorporen los siguientes datos

Logaritmo decimal de las concentraciones (x)

Numero de organismos por concentracioacuten (N)

Probit esperado o calculado (Y)

Factor p el cual se obtiene de la tabla 4 del Anexo C con el valor Y

Productos Np Npx y Npx2 obtenidos de los datos de la misma tabla

Sumatoria de los productos correspondientes a los valores SNp SNpx y S Npx2

Factor p debe ser obtenido en la tabla entrando el valor de Probit calculado

Producto Np resultante de la multiplicacioacuten de los valores de nuacutemero de organismos por el factor p y su respectiva sumatoria

Producto Npx resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de las concentraciones con su respectiva sumatoria

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Versioacuten 0

Producto Npx2 resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de la concentracioacuten con su respectiva sumatoria

Con todos los datos se obtiene la siguiente tabla 5

Tabla 5 Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem De organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

Al tener la CL50 y no olvidando que el intervalo de confianza es 95 tendremos la concentracioacuten letal con sus limites inferior y superior respectivamente

Para el desarrollo de esta investigacioacuten se adquirioacute el Software de Probit el cual determinar la CL50-96 y los liacutemites de confianza de forma mas raacutepida y su procedimiento es el siguiente

Se instala el programa en un computador que cuente con un software de Windows 98 en adelante creaacutendose una carpeta de Probit en el escritorio Dentro de esta carpeta quedaran registrados varios archivos se dirige al archivo con nombre PROBFIS2 y se da doble clic donde se abre una ventana de la siguiente manera

Da dos opciones para manejar el programa la (1) es para introducir los datos con el teclado la (2) para introducirlos en fila Es este paso se escribe (1) y sale

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Versioacuten 0

Ahora se le da un nombre al archivo que se crea con los resultados que determina el programa asiacute

Ahora el programa pide que se inserten el numero de concentraciones sin el control numero de muertes en el control numero de organismos en el control asiacute

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Ahora se procede a insertar los datos de las concentraciones comenzando por la concentracioacuten menor el numero de muertes en cada una y el numero de tratamientos asiacute

Asiacute sucesivamente hasta completar los datos de las 5 concentraciones Al terminar este paso se da enter y se cierra esta ventana en la carpeta de probit aparece un archivo con el nombre que se le designo a esa bateriacutea donde daraacute los resultaos de la CL50 son los limites de confianza

Este procedimiento se debe realizar para cada bateriacutea de ensayo quedaran registrados los resultados en su respectivo archivo

5 EJEMPLO

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Se realizoacute una prueba de toxicidad de la cual se obtuvieron los siguientes porcentajes de mortalidad

Ejemplo de caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de muertos

(r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

100 20 20 15 75 567 553

50 17 20 9 45 487 496

25 14 20 5 25 433 440

125 11 20 2 10 372 384

625 08 20 1 5 336 327

No se debe olvidar que los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla de anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CL50 Teniendo en este caso un m = 172 por lo tanto la CL50 = 525 mgl

En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

02

80

M

m

x

x

555

303

PE

PE

Si )()( PEPExXS

Siendo

xM = Mayor concentracioacuten

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Versioacuten 0

xm = Menor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

Tendremos

5330

)303555()8002(

S

S

Obteniendo asiacute la tabla del Chi-cuadrado (X2) como se observa en al Anexo E

Se remplaza en la ecuacioacuten los valores

325

2

n

Kn

En la tabla 4 se determina el valor de X2 para tres grados de libertad el valor obtenido es 782 al compararlo con el valor obtenido en la tabla se observa que

782 gt 0482

Por lo tanto la recta estaacute bien ajustada en caso contrario trazar nuevamente la recta y volver a calcular el Chi cuadrado

Tabla 57 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) x2

1 334

2 599

3 782

4 949

5 114

6 126

7 144

8 155

9 169

10 188

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Versioacuten 0

Caacutelculo del intervalo de confianza

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

Asiacute se construye la grafica

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

20 20 553 0569 1138 2276 4552

17 20 496 0635 1270 2159 3670

14 20 440 0558 1116 1562 2187

11 20 384 0388 776 954 939

08 20 327 0194 388 310 248

(Σ)acute 4688 7161 11596

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50-96

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

01 20

05 20

1 20

15 20

2 20

(Σ)acute

En este caso seriacutea

S= 0533

117

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 15 de 22

Versioacuten 0

x= sumNpx sumNp= 1527

m= 172

sumNp= 4688 sumNpx= 7161 sumNpx2=11596

sumNp(x-x2) = Npx2 ndash (sumNpx)2sumNp = 6574

Sustituyendo estos valores en la expresioacuten

08750log 5010 CLEE

Asiacute el EE de CL50 seraacute

mCLEEEECL 10log10log 501050Donde

975110

08750log

3026210log

5010

m

CLEE

Sustituyendo los valores en la expresioacuten

963250EECL

Como la

143746329751

43844632975195

9751

50

50

al

EECLmeconfianzaIntervalod

CL

Por tanto la CL50 con los respectivos liacutemites seraacute

Limite inferior 419 ppm

CL 50 525 ppm

Limite Superior 631 ppm

118

Utilizando el Software con los datos de el ejemplo anterior seria

Al terminar de digitar los datos en el programa se cierra esta ventana y al abrir el archivo de nombre B los datos salen registrados de la siguiente manera

119

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 16 de 22

Versioacuten 0

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI osservati attesi 625 07959 20 1 068 1250 10969 20 2 220 2500 13979 20 5 528 5000 16990 20 9 973 10000 20000 20 15 1427 Controllo 20 0 000

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX (Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati) Intercetta (a) = 15801 Pendenza (b) = 19932 es = 03991 Media delle X = 15377 Media delle Y = 46451 CHI quadro = 04327 ALTRI PARAMETRI STATISTICI Numero di punti = 5 Gradi di liberthellip = 3 Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001 Numero di cicli = 1 ================================================================== END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI (95) inferiore superiore LC1 35373 07646 71428 LC50 519726 371407 844326

Como se observa tanto el meacutetodo manual como con el Software los resultados de la CL 50 y los limites de confianza son iguales

120

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Paacutegina 17 de 22

Versioacuten 0

6 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwmetodologia probithtm

httpwwwunizaresguiar1AccidentAn_conseProbithtm

ANEXO A

Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 - 267 295 312 325 336 345 352 359 366

10 372 377 382 387 392 396 401 405 408 412

20 416 419 423 426 429 433 436 439 442 445

30 448 450 453 456 459 461 464 467 469 472

40 475 477 480 482 485 487 490 492 495 497

50 500 503 505 508 510 513 515 518 520 523

60 525 528 531 533 536 539 541 544 547 550

70 552 555 558 561 564 567 571 574 577 581

80 584 588 592 595 599 604 608 613 618 623

90 628 634 641 648 655 664 675 688 705 733

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

99a 733 737 741 746 751 758 765 775 788 909

A Valores entre 99 0 y 99 9

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

121

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 18 de 22

Versioacuten 0

7 ANEXOS

ANEXO B

Figura 1 Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

ANEXO D

Tabla 4 Factor (p) para el Probit calculado (Y)

Y 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

1 0001 0001 0001 0002 0002 0003 0005 0006 0008 0011

2 0015 0019 0025 0031 0040 0069 0062 0076 0092 0110

3 0131 0154 0180 0208 0238 0264 0302 0336 0370 0406

4 0439 0471 0503 0532 0558 0583 0601 0616 0627 0634

5 0637 0634 0627 0616 0601 0589 0558 0532 0503 0471

6 0439 0405 0370 0336 0302 0269 0238 0208 0180 0154

7 0131 0110 0092 0076 0062 0059 0050 0031 0025 0019

8 0015 0011 0008 0006 0005 0003 0002 0002 0001 0001

122

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT Paacutegina 20 de 22

Versioacuten 0

ANEXO C

Tabla 2 Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos (r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

123

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 22 de 22

Versioacuten 0

ANEXO E

Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos

(r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

100 20 553 0705 20 15 141 09 019

50 17 496 0485 20 9 97 -07 009

25 14 440 0275 20 5 55 -05 006

125 11 384 0125 20 2 25 -05 011

625 08 327 0045 20 1 09 01 001

048

124

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS

VARIANZA

125

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

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LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 1 de 7

Versioacuten 0

CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo 4 Procedimiento 5 Ejemplo 6 Bibliografiacutea 7 Anexo A

1 OBJETIVO

Comparar si los valores de un conjunto de datos numeacutericos son significativamente distintos a los valores de otro o maacutes conjuntos de datos

2 DEFINICIONES

Variable conceptos que forman enunciados de un tipo particular denominado hipoacutetesis Las variables se refieren a propiedades de la realidad que variacutean es decir su idea contraria son las propiedades constantes de cierto fenoacutemeno

Variable Dependiente caracteriacutesticas de la realidad que se ven determinadas o que dependen

del valor que asuman otros fenoacutemenos o variables independientes

Variables independientes Los cambios en los valores de este tipo de variables determinan cambios en los valores de otra (variable dependiente)

Grados de libertad nuacutemero efectivo de observaciones que contribuyen a la suma de cuadrados en un ANOVA es decir el nuacutemero total de observaciones menos el nuacutemero de

datos que sean combinacioacuten lineal de otros

Hipoacutetesis Las hipoacutetesis son proposiciones provisionales y exploratorias sobre la veracidad o falsedad de un concepto una teoriacutea o un modelo con un alcance de trabajo de investigacioacuten por

simulacioacuten y con meacutetodos de campo o de laboratorio

1 PRINCIPIO DEL MODELO

El anaacutelisis de varianza parte de algunos supuestos que han de cumplirse

126

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 2 de 7

Versioacuten 0

La variable dependiente debe medirse al menos a nivel de intervalo

Independencia de las observaciones La distribucioacuten de la variable dependiente debe ser normal Homogeneidad de las varianzas

Los modelos de efectos aleatorios asumen que en un factor se ha considerado tan soacutelo una muestra de los posibles valores que eacuteste puede tomar estos modelos se usan para describir situaciones en que ocurren diferencias incomparables en el material o grupo experimental El ejemplo maacutes simple es el de estimar la media desconocida de una poblacioacuten compuesta de individuos diferentes y en el que esas diferencias se mezclan con los errores del instrumento de medicioacuten La teacutecnica fundamental consiste en la separacioacuten de la suma de cuadrados (SS sum of squares) en componentes relativos a los factores contemplados en el modelo

Como ejemplo mostramos el modelo para un ANOVA simplificado con un tipo de factores en diferentes niveles

(Si los niveles son cuantitativos y los efectos son lineales puede resultar apropiado un anaacutelisis de regresioacuten lineal)

SSTotal = SSError + SSFactores

El nuacutemero de grados de libertad (gl) puede separarse de forma similar y se corresponde con laforma en que la distribucioacuten chi-cuadrado describe la suma de cuadrados asociada

glTotal = glError + glFactores

1 PROCEDIMIENTO

Al realizar una prueba de toxicidad se pasan los datos correspondientes a la siguiente tabla 1

127

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 3 de 7

Versioacuten 0

Tabla 1 Formato de Datos de Prueba de Toxicidad

Tratamientos Observaciones Yi Yi Promedio

1 2 3 4

43 Se plantea la hipoacutetesis nula y la hipoacutetesis alterna

Ho micro1 = micro2 = micro3 = micron

H1 micro1 micro2 para alguacuten par

44 El tratamiento de anaacutelisis de varianza se hariacutea de acuerdo a las ecuaciones dadas en la tabla 2

Donde

N Nuacutemero total de observaciones N a n

n nuacutemero de observaciones en cada grupo

a numero de tratamientos

FV Fuente de varianza

SS Suma de cuadrados

GL Grados de libertad

Ms Cuadrados medios

Fc F calculado

Ft F tabulado

V1 a ndash 1

V2 N ndash a

128

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 5 de 7

Versioacuten 0

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

FV SS GL Ms Fc Ft

Tratamiento SSTTO a ndash 1

aNSS

aSS

E

TTO

1

F (V1 V2)

Error SSE N ndash a

aN

SS E

Total SST N ndash 1

45 Para obtener el SSTTO se debe reemplazar la siguiente formula

SSTTO = 5

1

22a

i N

Y

n

Yi

46 Para obtener el SST se debe reemplazar la siguiente formula

SST= 5

1

5

1

22

a

i

n

J

JN

YYi

47 Para obtener el SSE

SSE= SST - SSTTO

1a

SSTTO

129

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 6 de 7

Versioacuten 0

45 Al obtener el Fc lo comparamos el Ft el cual se encuentra en el libro Disentildeo y anaacutelisis de

experimentos Douglas C Montgomery (anexo A) para refutar o aceptar alguna hipoacutetesis

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

esto se hace asiacute Fc lt Ft Se acepta la Ho

1 EJEMPLO

De una prueba de toxicidad con trucha arco iris(Oncorhynchus mykiss) que se realizoacute en el laboratorio se obtuvieron los siguientes resultados

Tabla 1 Formato de datos de pruebas de toxicidad registro tomado a las 96 h

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

De la cual partimos de dos hipoacutetesis asiacute

Ho Las diferentes concentraciones producen el mismo efecto en todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones producen un diferente efecto en todos los organismos

130

Teniendo en cuenta que tenemos

Tratamientos 6

Observaciones 4

Total 24

Podemos construir la tabla 2 del anaacutelisis de varianza de la siguiente forma

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados Fc Probabilidad

Valor criacutetico para Ft

Entre grupos

108333333 5 216666667 410526316 317077E-

09 277285315

Dentro de los grupos

95 18 052777778

Total 117833333 23

Como podemos observar el Fc gt Ft por consiguiente se rechaza la hipoacutetesis nula y se acepta la hipoacutetesis alterna concluyendo que las diferentes concentraciones producen efectos distintos en los organismos prueba

2 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwestadisticocomartshtml20011022

httpwwwudcesdepmateestadistica2sec3_7html

httpeswikipediaorgwikiAnC3A1lisis_de_varianza

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

131

FACULTAD DE

INGENIERIA AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO DE

BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 7 de 7

Versioacuten 0

3 ANEXOS ANEXO A

Fuente Disentildeo y anaacutelisis

de experimentos Douglas

C Montgomery

132

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7)

133

ENSAYO 1

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (4FEB2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 1 1 0 2 10

40 0 1 0 2 3 15

60 3 3 2 0 8 40

80 1 2 5 1 9 45

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

134

ENSAYO 2

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (05NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 2 1 0 5 25

60 2 3 1 1 7 35

80 5 4 1 3 13 65

100 4 4 5 5 18 90

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos 6471 5 1294 1528 621 E-06 277

Dentro de los grupos 1525 18 085

Total 7996 23

135

ENSAYO 3

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 1 5 25

60 2 1 3 2 8 40

80 5 4 3 3 15 75

100 5 5 5 4 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7671 5 1534 4418 174 E-09 277

Dentro de los grupos

625 18 035

Total 8296 23

136

ENSAYO 4

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 3 1 2 1 7 35

80 3 2 5 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8088 5 1616 2986 409 E-08 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 9063 23

137

ENSAYO 5

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (14ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 3 2 1 1 7 35

80 5 5 4 5 19 95

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 1 0 1 5

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10083 5 2017 726 271 E-11 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 10583 23

138

ENSAYO 6

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 3 2 5 25

60 4 3 3 2 12 60

80 4 5 4 3 16 80

100 4 5 5 5 19 95

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

76 5 152 2189 450 E-07 277

Dentro de los grupos

125 18 069

Total 885 23

139

ENSAYO 7

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (04FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

140

ENSAYO 8

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (11FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8538 5 1708 3323 175 E-08 277

Dentro de los grupos

925 18 051

Total 9463 23

141

ENSAYO 9

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 2 1 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 5 2 4 4 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8521 5 1704 3958 427 E-09 277

Dentro de los grupos

775 18 043

Total 9296 23

142

ENSAYO 10

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (3MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 3 2 1 0 6 30

60 3 5 4 1 13 65

80 5 4 3 4 16 80

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 1 0 0 2 3 15

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7733 5 1547 1505 690 E-06 277

Dentro de los grupos

185 18 103

Total 9583 23

143

ENSAYO 11

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (10MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 1 2 2 3 8 40

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8083 5 1617 582 176 E-10 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 8583 23

144

ENSAYO 12

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 0 3 15

60 2 3 3 2 10 50

80 4 4 3 3 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8421 5 1684 6382 808 E-11 277

Dentro de los grupos

475 18 026

Total 8896 23

145

ENSAYO 13

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (31MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 0 3 15

60 2 2 3 0 7 35

80 3 5 3 4 15 75

100 5 5 4 5 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

803333333 5 160666667 321333333 22871E-08 277285315

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 893333333 23

146

ENSAYO 14

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (07ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 2 0 2 10

40 2 1 1 0 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 3 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7021 5 1404 2592 124 E-07 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 7996 23

147

ENSAYO 15

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (18ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 0 4 20

60 2 3 3 1 9 45

80 5 5 3 0 13 65

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7833 5 1567 1312 178 E-05 277

Dentro de los grupos

215 18 119

Total 9983 23

148

ENSAYO 16

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 1 2 0 5 25

60 2 2 4 3 11 55

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8133 5 1627 4505 148 E-09 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 8783 23

149

ENSAYO 17

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (28ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 2 5 25

60 3 3 4 2 12 60

80 4 5 3 5 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10533 5 2107 5834 172 E-10 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 11183 23

150

ENSAYO 18

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (6MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 2 1 6 30

60 2 4 3 0 9 45

80 5 2 3 5 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8738 5 1748 1414 107 E-05 277

Dentro de los grupos

2225 18 124

Total 10963 23

151

ENSAYO 19

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (12MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 2 3 2 2 9 45

80 3 5 5 5 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9933 5 1987 7947 125 E-11 277

Dentro de los grupos

45 18 025

Total 10383 23

152

ENSAYO 20

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (01DIC08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 0 2 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 4 4 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9288 5 1858 891

6 467 E-12 277

Dentro de los grupos

375 18 021

Total 9663 23

153

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

COBRE (Cu) UTILIZANDO SULFATO DE

COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O)

154

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (20FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 1 5 1

003 0 1 0 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 4 0 3 4 55 11

01 4 5 5 0 70 14

CONTROL 0 0 0 0 0 0

155

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (08ABR2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

005 2 1 0 0 15 3

006 1 3 4 2 50 10

007 3 1 4 4 60 12

009 4 3 4 3 70 14

01 5 5 4 4 90 18

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (30SEP2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 1 1 1 25 5

007 3 1 3 4 55 11

01 4 5 4 3 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

156

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA de Cu (07OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 0 0 5 1

005 1 2 0 1 20 4

007 3 1 2 4 50 10

01 4 3 4 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7433 5 1487 2817 647 E-08 277

Dentro de los grupos

95 18 053

Total 8383 23

157

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 2 0 1 2 25 5

007 2 5 2 5 70 14

01 4 4 5 5 90 18

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9221 5 1844 2414 214 E-07 277

Dentro de los grupos

1375 18 076

Total 10596 23

158

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 2 3 1 0 30 6

007 3 1 2 5 55 11

01 5 4 2 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7583 5 1517 14 114 E-05 277

Dentro de los grupos

195 18 108

Total 9533 23

159

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

160

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 0 3 0 25 5

007 3 2 1 3 45 9

01 4 3 4 5 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8633 5 1727 2703 894 E-08 277

Dentro de los grupos

115 18 064

Total 9783 23

161

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 1 0 0 2 15 3

007 1 4 2 0 35 7

01 5 5 4 3 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 456 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

162

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 0 1 2 0 15 3

007 4 0 2 1 35 7

01 3 5 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

163

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 1 0 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 5 4 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

164

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2)(25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 1 2 1 0 20 4

007 2 3 3 1 45 9

01 4 4 4 3 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

165

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (27 NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 2 0 0 20 4

007 3 3 2 3 55 11

01 3 4 4 4 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8238 5 1648 4745 965 E-10 277

Dentro de los

grupos 625 18 035

Total 8863 23

166

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

CLORURO DE CINC (ZnCl2)

167

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03DIC2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

168

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 1 5 1

05 0 2 1 0 15 3

1 4 5 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (1) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 1 0 1 10 2

05 1 3 2 2 40 8

1 5 5 5 5 100 20

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

169

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINA DE Zn (2) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 1 0 5 1

05 2 2 1 3 40 8

1 5 4 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

170

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

845 5 169 5531 269 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 90 23

171

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn(2) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 0 2 15 3

07 4 1 2 0 35 7

1 5 3 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

947083333 5 1894 2393 229 E-07 277

1425 18 079

108958333 23

172

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 1 1 15 3

07 1 1 2 3 35 7

1 3 3 4 4 70 14

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7883 5 1577 5676 217 E-10 277

Within Groups 5 18 028

Total 8383 23

173

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 0 2 1 15 3

07 2 1 0 4 35 7

1 2 5 5 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9033 5 1807 1858 152 E-06 277

Dentro de los grupos

175 18 097

Total 10783 23

174

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 3 2 1 4 50 10

1 4 5 3 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9083 5 1817 3847 538 E-09 277

Dentro de los grupos

85 18 047

Total 9933 23

175

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 2 1 1 30 6

07 2 4 1 4 55 11

1 3 5 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

90 5 18 3086 316 E-08 277

Dentro de los grupos

105 18 058

Total 1005 23

176

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 2 3 1 35 7

07 4 2 4 2 60 12

1 5 4 4 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7583 5 1517 4964 664 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 8133 23

177

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 3 1 30 6

07 3 4 4 2 65 13

1 5 4 5 3 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8021 5 1604 33 18 E-08 277

Within Groups 875 18 049

Total 8896 23

178

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (21 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 1 2 4 2 45 9

1 4 4 5 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

8238 5 1648 3595 932 E-

09 277

Within Groups 825 18 046

Total 9063 23

179

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (28 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 1 20 4

07 3 4 3 1 55 11

1 5 4 3 3 75 15

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8633 5 1727 3272 198 E-08 277

Within Groups 95 18 053

Total 9583 23

180

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO CRUDO

181

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (11MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

1 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

20 5 5 5 5 100 20

50 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (19MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 1 0 2 1 20 4

0001 3 2 3 3 55 11

001 3 5 4 5 85 17

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 1 0 1 20 4

182

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (20MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 1 1 0 2 20 4

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 1 1 0 10 2

183

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

184

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (01JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 0 0 0 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 3644 480 E-10 257

Dentro de

los grupos 9 21 043

Total 10271 27

185

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (1) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 1 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 4686 437 E-11 257

Dentro de

los grupos 7 21 033

Total 10071 27

186

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (2) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 1 1 0 1 15 3

02 1 2 3 2 40 8

03 3 4 3 3 65 13

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9593 6 1599 6105 332 E-12 257

Dentro de

los grupos 55 21 026

Total 10143 27

187

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos

por pecera

Mortalidad

obtenido

Total Muertos

(unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 8536 6 1423 2845 479 E-09 257

Dentro de

los grupos 105 21 05

Total 9586 27

188

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (09JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 2 1 1 1 25 5

02 1 3 3 1 40 8

03 3 3 4 3 65 13

04 5 4 4 4 85 17

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 95 6 1583 532 127 E-11 257

Dentro de

los grupos 625 21 030

Total 10125 27

189

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO TRATADO

190

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (16JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 0 0 0 0

60 0 0 0 0 0 0

80 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 6 0 65535 --------- 257

Within Groups 0 21 0

Total 0 27

191

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (19JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad) A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups 0 18 0

Total 0 23

192

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups

0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups

0 18 0

Total 0 23

193

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (1) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 1 0 5 1

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 1 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

038 5 008 06 070 277

Within Groups

225 18 013

Total 263 23

194

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (2) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 1 0 5 1

75 1 0 0 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 038 5 008 06 070 277

Within Groups 225 18 013

Total 263 23

195

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO

196

197

198

199

200

201

202

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE

ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS

203

204

205

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn

ANALIZADAS POR EL LABORATORIO

IVONNE BERNIER

206

207

208

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL

VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn)

209

Tabla Carta de control de Cu en el Vertimiento

Fecha

CL50-96

(mg Vertimiento Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

1-Jun-09 00118 00089 00139

(1) 02 JUN 2009

00118 00089 00139

(2) 02 JUN 2009

00108 00091 00127

8-Jun-09 00126 00093 00150

9-Jun-09 00100 00084 00118

PROMEDIO 00114 000892 001346

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Cu en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 00089 mg vertimiento Cu L

CL50-96 0011 mg vertimiento Cu L

Liacutemite superior 0013 mg vertimiento Cu L

210

Tabla Carta de control de Zn en el Vertimiento

Fecha

CL 50-96

(mg Vertimiento Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

1-Jun-09 13261 09953 15620

(1) 02 JUN 2009

13261 09953 15620

(2) 02 JUN 2009

12124 10262 14204

8-Jun-09 14138 10477 16820

9-Jun-09 11203 09382 13251

PROMEDIO 127974 10005 15103

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Zn en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 100 mg vertimiento Zn L

CL50-96 128 mg vertimiento ZnL

Liacutemite superior 151 mg vertimiento Zn L

211

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE

TRATAMIENTO

212

213

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96

POR EL MEacuteTODO PROBIT

214

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA COBRE (Cu) REALIZADA EL (1)14OCT2008 STIMA DI CHI QUADRO OTTENUTA PER SOTTRAZIONE = 1004366

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

001 -20000 20 2 114

005 -13010 20 5 1028

007 -11549 20 14 1291

010 -10000 20 18 1535

015 -08239 20 20 1745

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 86668

Pendenza (b) = 27568 es = 04566

Media delle X = -11916

Media delle Y = 53818

CHI quadro = 100437

CHI quadro significativo Il fattore di eterogeneithellip

non Š utilizzato Usare molta cautela

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 00067 00005 00155

LC50 00468 00249 00687

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

215

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA CINC (Zn) REALIZADA EL (1)10MAR2009

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

010 -10000 20 0 057

050 -03010 20 3 225

070 -01549 20 7 744

100 00000 20 14 1512

150 01761 20 20 1939

Controllo 20 1 057

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 56727

Pendenza (b) = 67698 es = 13591

Media delle X = -00878

Media delle Y = 50786

CHI quadro = 22199

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00283 es = 00260

Numero di cicli = 3

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 03606 02047 04676

LC50 07955 06859 09076

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

216

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) REALIZADA EL 21ABR2008

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati

attesi

2000 13010 20 0 058

4000 16021 20 5 511

6000 17782 20 11 1052

8000 19031 20 14 1437

10000 20000 20 20 1671

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = -41965

Pendenza (b) = 52631 es = 07756

Media delle X = 17779

Media delle Y = 51609

CHI quadro = 19527

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 201996 126752 264066

LC50 558911 486347 634123

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

217

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA

RAPIDA

218

CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Generalmente el clarifloculador lleva un cono de mezcla al interior pero debido a las dimensiones que se hallaron en la hoja de disentildeo teniendo en cuenta que es un disentildeo piloto se decidio disentildear una caja de mezcla rapida

La caja de mezcla rapida funciona mecanicamente con un mezclador en su interior A continuacioacuten se muestra el esquema del disentildeo piloto 55

DISENtildeO A ESCALA PILOTO

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 60 seg

Caudal 1 Lmin

Caudal 1667E-05 m3s

Volumen 0001 m3

Altura 0001 m

Diametro 00011 m

Aacuterea 00000 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 0000376222 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

DISENtildeO A ESCALA INDUSTRIAL

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Caudal 10 Lmin

Caudal 6000E-02 m3s

Volumen 18 m3

Altura 005 m

Diametro 03386 m

Aacuterea 00900 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 011286653 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

55 ROMERO ROJAS Jairo alberto Purificacioacuten del aguaEditorial escuela colombiana de ingenieriacutea 2ordf

edicioacutenColombia 2006

219

El cilindro disentildeado no cuenta con las dimensiones miacutenimas debido a que el diaacutemetro es muy reducido de manera que para el ensayo piloto se empleo un cilindro de mayor tamantildeo

220

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS

221

222

223

224

  • Determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (Trucha arco iris)
    • Citacioacuten recomendada
      • DETERMINACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN LETAL MEDIA (CL50) DE COBRE (Cu) Y CINC (Zn) MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS (BIOENSAYOS) UTILIZANDO ALEVINOS DE ONCORHYNCHUS MYKISS (TRUCHA ARCO IRIS)
Page 2: Determinación de la concentración letal media (CL50-96) de ...

0

DETERMINACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN LETAL MEDIA (CL50-96) DE COBRE (Cu) Y CINC (Zn) MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

(BIOENSAYOS) UTILIZANDO ALEVINOS DE ONCORHYNCHUS MYKISS (TRUCHA ARCO IRIS)

JUAN GUILLERMO BARRETO SOLANO

GUILLERMO ANDRES PERALTA PEREZ

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIacuteA AMBIENTAL amp SANITARIA

BOGOTAacute D C

2009

1

DETERMINACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN LETAL MEDIA (CL50-96) DE COBRE (Cu) Y CINC (Zn) MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

(BIOENSAYOS) UTILIZANDO ALEVINOS DE ONCORHYNCHUS MYKISS (TRUCHA ARCO IRIS)

JUAN GUILLERMO BARRETO SOLANO

GUILLERMO ANDRES PERALTA PEREZ

TESIS DE GRADO PARA OPTAR AL TIacuteTULO DE INGENIERO AMBIENTAL Y SANITARIO

Director PEDRO MIGUEL ESCOBAR MALAVER

QUIacuteMICO INDUSTRIAL LIC QUIacuteMICA Y BIOLOGIacuteA

Msc ALTA GESTIOacuteN AMBIENTAL

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIacuteA AMBIENTAL amp SANITARIA

BOGOTAacute D C

2009

2

Nota de aceptacioacuten

-----------------------------------------

-----------------------------------------

-----------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------

Director

-----------------------------------------------------------------------------------

Jurado 1

----------------------------------------------------------------------------------

Jurado 2

Bogotaacute D C 7 de Septiembre de 2009

3

DEDICATORIA

A mi abuela Laura Montoya que desde el cielo nos cuida

Muchas gracias por su carintildeo y por su apoyo infinito

A mi mama Patricia Solano

Que junto con mi abuela pese a las dificultades pudieron sacarnos adelante

A mi hermano Joseacute Alejandro Barreto

Quien con su ejemplo fue una inspiracioacuten en mi vida

A mi papa Alfredo Barreto

Gracias por su apoyo moral

A mis amigos y amigas

A todas las personas que han creiacutedo en miacute

Muchas gracias a todos

Por su apoyo

Por haberme dado la fortaleza en la consecucioacuten de este gran logro

JUAN

4

DEDICATORIA

Aunque este trabajo de grado apenas sea un objetivo maacutes representa un

gran logro para mi formacioacuten personal y profesional que es el tiacutetulo

Y por eso esta dedicatoria es por el conjunto de logros que representa

A mi madre por su apoyo incondicional

A mi Padre por animarme y apoyarme

Margariteichon para que pueda respirar tranquila

Mis hermanos MLU CPP y Jose

A todas aquellas personas que confiacutean creen me respetan aprecian

etc a MI Persona

Gracias a todos

GUILLERMO ANDRES

5

AGRADECIMIENTOS

A la comunidad del laboratorio de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria la cual nos ayudoacute en el proceso de desarrollo de los bioensayos y las otras actividades que sin ser estrictamente de bioensayos fueron vitales para continuar durante la investigacioacuten

Al profesor Pedro Miguel Escobar Malaver director del proyecto quien nos apoyoacute en el desarrollo de las pruebas y consecucioacuten de los objetivos del proyecto con su amplio conocimiento en el tema de bioensayos

A nuestras Madres y familiares que nos brindaron su apoyo incondicional en el proceso de conseguir el tiacutetulo como ingenieros ambientales y sanitarios

A nuestros compantildeeros quienes nos apoyaron motivaron y colaboraron para obtener el fin

A la comunidad lasallista por brindarnos las herramientas necesarias para desarrollar nuestro potencial humano y profesional

A la empresa de cincado por explicarnos los procesos que desarrollaban colaborarnos permitieacutendonos ingresar en su espacio de trabajo y realizar la toma de muestras de las aguas residuales que fueron parte fundamental del proyecto

i

CONTENIDO

paacuteg

INTRODUCCIOacuteN

1 OBJETIVOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

2 JUSTIFICACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip5

3 MARCO TEOacuteRICOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

31 TRUCHA ARCO IRIS 7

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA 8

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA 10

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS 10

314 DISTRIBUCIOacuteN 11

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS 11

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea) 12

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS

DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES 12

318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

15

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA

COMO ORGANISMO DE PRUEBA 17

32 BIOENSAYO 17

321 TIPOS DE BIOENSAYO 17

322 TOXICIDAD 18

323 PRUEBAS DE TOXICIDAD 19

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA 20

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD 21

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL 22

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD 23

328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD 24

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT 25

ii

33 METALES 27

332 METALES DE PRUEBA 29

333 COBRE 29

334 CINC 33

34 GALVANOTECNIA 37

341 Generalidades 37

342 El Proceso Galvaacutenico 37

343 Proceso de Galvanoplastia 38

344 Proceso de galvanostegia 39

345 CINCADO 41

4 METODOLOGIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL 44

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO 44

421 RECINTO EXPERIMENTAL 44

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS

ACUARIOS 45

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

46

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 47

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 48

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS

TOXICOLOacuteGICAS 48

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS 49

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas 50

432 Pruebas de sensibilidad 51

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las

distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

51

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn)

utilizando ZnCl2 51

iii

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA 53

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS 53

5 INDUSTRIA EVALUADAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip56

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDADhelliphellip56

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD 57

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de

K2Cr2O7 57

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7 59

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a

partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) 61

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu 62

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu 63

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA

CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2) 67

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn 67

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO 72

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Crudo 73

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento

Crudo 74

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

TRATADO 77

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Tratado 78

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado 79

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento

Crudo 79

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento

tratado 80

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL

VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip82

71 TEST DE JARRAS 86

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO 88

CRITERIOS DE DISENtildeO 88

iv

8 CONCLUSIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip92

9 RECOMENDACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94

10 BIBLIOGRAFIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip96

ANEXOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO

(K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON COBRE (Cu) UTILIZANDO

SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2)

166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO

180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO

TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO

IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL

LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y

CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

v

LISTA DE ANEXOS

pag

ANEXOS 102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2) 166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO 180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

vi

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento

y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores 16

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos

maacutes comunes 39

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia 40

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas 48

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos 52

Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de

cincado 55

Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7) 57

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad

con K2Cr2O7 +- 01 58

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01 59

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios

nacionales e internacionales en trucha arcoiris 61

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para

cobre (Cu) 62

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h

para Cu 62

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu 63

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu 64

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con

cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris 66

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten 66

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de

cinc (Zn) 67

Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc

(Zn) 68

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas

con Zn 68

Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) 69

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha

arcoiris 70

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten 72

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento

Crudo 73

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Vertimiento Crudo 74

vii

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con

Vertimiento Crudo 74

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo 75

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y

Legislacioacuten Antigua y Nueva 77

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las

96 horas del Vertimiento tratado 78

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

78

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el

27 de abril de 2009 79

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado 80

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas 83

Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento 86

Tabla 36 Rango de calificacioacuten 86

Tabla 37 Resultados del test de jarras 87

Tabla 38 Gradientes de velocidad 88

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador 88

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador 89

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 8

Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris 9

Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha 11

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris 12

Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad 20

Figura 6 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales 28

Figura 7 Ciclo del cobre 32

Figura 8 Ciclo del cinc 36

Figura 9 Esquema del proceso de Cincado 41

Figura 10 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino 42

Figura 11 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc 43

Figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle 45

Figura 13 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) 46

Figura 14 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris 47

Figura 15 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas 49

Figura 16 Foto Bateriacutea de ensayos 50

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7 60

Figura 18 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu 65

Figura 19Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn) 71

Figura 20 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento 76

Figura 21 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado 82

Figura 22 Esquema del disentildeo piloto 91

ix

GLOSARIO

Aleviacuteno o Aleviacuten criacutea de pez que incluye la fase comprendida entre la larva y el adulto y que en ciertos peces de agua dulce se utiliza para repoblar

Bateriacutea de ensayos combinacioacuten de diversas pruebas de toxicidad con organismos representativos de cada uno de los niveles troacuteficos

Biocenosis conjunto de organismos de especies diversas vegetales o animales que viven y se reproducen en un determinado biotopo

Bioensayo Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio1

Biomagnificacioacuten tendencia de algunos productos quiacutemicos a acumularse a lo largo de la cadena troacutefica exhibiendo concentraciones sucesivamente mayores al ascender el nivel troacutefico La concentracioacuten del producto en el organismo consumidor es mayor que la concentracioacuten del mismo producto en el organismo consumido

Biotopo territorio o espacio vital cuyas condiciones ambientales son las adecuadas para que en eacutel se desarrolle una determinada comunidad de seres vivos

Cadena aliemantaria sucesioacuten entre los organismos vivos que se nutren unos de otros en un orden determinado

Carta de control tabla utilizada para seguir cambios en el tiempo del punto final medio para un compuesto toacutexico de referencia en un organismo en particular

Cincado recubrimiento de cinc que se le realiza a los metales mejorando su aspecto visual y para protegerlos de la corrosioacuten y oxidacioacuten

CL50 (Concentracioacuten letal media) concentracioacuten en la que un contaminante causa la muerte del 50 de los organismos en exposicioacuten con el mismo

Contaminacioacuten la contaminacioacuten es cualquier sustancia o forma de energiacutea que puede provocar alguacuten dantildeo o desequilibrio irreversible o no en el medio inicial

1 Mata amp Quevedo Diccionario de la biodiversidad disponible en liacutenea en wwwinbioaccr

x

Control tratamiento que duplica todos los factores que puedan afectar el resultado excepto la condicioacuten que estaacute siendo investigada (control negativo o Blanco)

Control positivo tratamiento que evaluacutea la respuesta toacutexica con una sustancia de referencia utilizada para controlar la sensibilidad de los organismos en el momento en el cual se evaluacutea

Ecotoxicologiacutea ciencia que estudia los efectos toacutexicos provocados por los contaminantes sobre los ecosistemas

Estado de oxidacioacuten o nuacutemero de oxidacioacuten se define como la suma de cargas positivas y negativas de un aacutetomo lo cual indirectamente indica el nuacutemero de electrones que el aacutetomo ha aceptado o cedido El estado de oxidacioacuten es una aproximacioacuten conceptual uacutetil por ejemplo cuando se producen procesos de oxidacioacuten y reduccioacuten (procesos reacutedox)

Los protones de un aacutetomo tienen carga positiva y esta carga se ve compensada por la carga negativa de los electrones si el nuacutemero de protones y de electrones es el mismo el aacutetomo es eleacutectricamente neutro

Etologiacutea parte de la biologiacutea que estudia el comportamiento de los animales

Ictiologiacutea la ictiologiacutea generalmente definida como el estudio de los peces o la rama de la zoologiacutea que trata de los peces

Poiquilotermia incapacidad de regulacioacuten de la temperatura del cuerpo por lo que esta variacutea de acuerdo con la temperatura ambiental

Poiquiloteacutermico se dice de los animales llamados de sangre friacutea Perteneciente o realtivo a la poiquilotermia

Poiquilotermo poiquiloteacutermico

Pruebas de toxicidad Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Red troacutefica conjunto de relaciones entre cadenas alimentarias que existen en las especies de una comunidad bioloacutegica y que representa el flujo de materia y energiacutea que atraviesa el ecosistema

Tolerancia se refiere al porcentaje de organismos de una poblacioacuten que se veraacute afectada a una cierta dosis Asiacute la distribucioacuten de tolerancias es una cierta distribucioacuten de frecuencias o probabilidades de tolerancias a las distintas dosis del toacutexico

xi

Toxicidad aguda efecto adverso (letal o subletal) inducido sobre los organismos en prueba durante un periacuteodo de exposicioacuten al material de ensayo usualmente de pocos diacuteas

Valencia (quiacutemica) el maacuteximo nuacutemero de aacutetomos univalentes (originalmente aacutetomos de hidroacutegeno o cloro) que pueden combinarse con un aacutetomo del elemento en consideracioacuten o con un fragmento o para el cual un aacutetomo de este elemento puede ser sustituido

Xenobioacutetico se deriva del griego xeno (extrantildeo) y bio (vida) Se aplica a los compuestos cuya estructura quiacutemica en la naturaleza es poco frecuente o inexistente debido a que la mayoriacutea de ellos son compuestos sintetizados por el hombre en el laboratorio La mayoriacutea han aparecido en el medio ambiente durante los uacuteltimos 100 antildeos

xii

ABSTRACT

This investigation was to determine the median lethal concentration (LC50-96) to

bull The reference toxicant potassium dichromate (K2Cr2O7) which will determine the sensitivity of species to the toxics (initial stage)

bull Copper (Cu) which uses copper sulfate pentahydrate (CuSO4 bull 5H2O) AR

bull Zinc (Zn) which uses zinc chloride (ZnCl2) AR

bull Dumping from the zinc process (before treatment and after treatment) with the presence of copper (Cu) and zinc (Zn)

The determination of the median lethal concentrations LC50-96 was performed by bioassay which consisted of toxicological testing at different concentrations (five) and control for a total of six lines of test Where was search to assess the relative strength of toxic metal agents of [copper (Cu) and zinc (Zn)] on aquatic organism In this case using rainbow trout (Onchorhynchus mykiss) fingerling for their degree of sensitivity to organic pollution and slight changes in their ecosystem historic translocation across continents easily adaptable to artificial feeding high degree of domestication and interesting life cycle Each test was made in quadruplicate in Fishbowls (24 total) and were used in 5 fingerling rainbow trout per aquarium for a total of 120 fingerlings per test The tests were not renewed (Do not supply food or aeration during the experiment) and had a duration of 96 hours The test be based on observing the number of dead fish on control and at different concentrations (five) at (3 6 24 48 72 and 96) hours of exposure these readings were taken on a sheets of control The final reading was at 96 hours that was used Probit statistical analysis and thus determined the LC50-

96 (dose-response) only for the definitive tests which are those observed a mortality rate of 0 for the lowest concentration and 100 for the highest concentration in a phased manner across the five (5) concentrations When found the range of the definitive tests was ten (10) replicas to verify the accuracy of the test Was also carried out a pilot design of industrial waste water treatment (clarifier) by a discharged zinc industry to remove the pollutant load to the dumping of industry and thus realizing achieve an environmentally safe for aquatic ecosystems

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RESUMEN

El trabajo de grado consistioacute en determinar las Concentraciones Letales medias (CL50-96) para

El toacutexico de referencia dicromato de potasio (K2Cr2O7) con el cual se determinoacute la sensibilidad de la especie a los toacutexicos (etapa inicial)

Cobre (Cu) en forma de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) grado analiacutetico

Cinc (Zn) en forma de cloruro de cinc (ZnCl2) grado analiacutetico

El Vertimiento procedente del proceso de una industria de cincado (antes del tratamiento y post-tratamiento) en la cual se encontraban presentes los metales en estudio (Cu y Zn)

La determinacioacuten de estas Concentraciones Letales medias CL50-96 se realizoacute mediante bioensayos que consistieron en hacer pruebas toxicoloacutegicas a diferentes concentraciones (cinco) y un blanco para un total de seis liacuteneas de prueba Donde se buscoacute evaluar la potencia relativa de los agentes metaacutelicos toacutexicos [cobre (Cu) y cinc (Zn)] sobre organismos acuaacuteticos En este caso se utilizaron alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus mykiss) por su grado de sensibilidad a las contaminaciones orgaacutenicas y a los cambios leves en sus ecosistemas histoacuterica de la traslocacioacuten a traveacutes de los continentes faacutecil adaptacioacuten alimentacioacuten artificial alto grado de domesticacioacuten y sus interesante ciclo de vida

Cada prueba se hizo por cuadruplicado en peceras (24 en total) y en cada pecera se utilizaron 5 alevinos de trucha arcoiris para un total de 120 alevinos por prueba Las pruebas fueron sin renovacioacuten (No se suministro aireacioacuten ni alimento durante el experimento) y tuvieron una duracioacuten de 96 horas

Las pruebas consistieron en observar el nuacutemero de peces muertos en el blanco y en las diferentes concentraciones (cinco) a las (3 6 24 48 72 y 96) horas de exposicioacuten llevaacutendose registro de estas lecturas en hojas de control Las lecturas definitivas fueron las de las 96 horas datos que se utilizaron para hacer el anaacutelisis estadiacutestico con el programa Probit y de esta manera se determinoacute la CL50-96 (relacioacuten dosis-respuesta) para las pruebas definitivas las cuales son en las que se observa un porcentaje de mortalidad entre 0 para la concentracioacuten maacutes baja y 100 para la de mayor concentracioacuten de forma escalonada entre las cinco (5) concentraciones Cuando se halloacute el rango de las pruebas definitivas se realizaron diez (10) reacuteplicas de la prueba definitiva para comprobar la exactitud de la prueba

Adicionalmente se realizoacute un disentildeo piloto de un tratamiento de aguas residuales industriales (clarifloculador) para remover la carga contaminante al vertimiento de la industria y de esta manera lograr alcanzar una concentracioacuten ambientalmente segura para los ecosistemas acuaacuteticos

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INTRODUCCIOacuteN

Los procesos de desarrollo del mundo actual dependen en gran medida de productos quiacutemicos para satisfacer sus necesidades en general como por ejemplo alimentarias en salud ambientales industriales agriacutecolas y de la vida diaria en general

Muchos de estos productos quiacutemicos (xenobioacuteticos) al cumplir su vida uacutetil presentan un riesgo para el entorno deterioraacutendolo de manera intriacutenseca cuando algunos de estos compuestos sobrepasan la capacidad de resiliencia del entorno afectando los factores bioacuteticos y abioacuteticos generando un entorno ambientalmente inseguro y de esta manera alterando directamente la biocenosis que sineacutergicamente a su vez afecta la salud humana (egoceacutentricamente hablando)

A pesar de la evidencia de tiempo atraacutes que se tiene acerca de la relacioacuten de los efectos toacutexicos de los xenobioacuteticos sobre el entorno la biocenosis y la salud humana las poliacuteticas ambientales la gestioacuten ambiental efectiva y la conciencia de la poblacioacuten en algunas naciones tienen una visioacuten precaria y no muy responsable con el medio ambiente

En paiacuteses desarrollados estas falencias son parcialmente compensadas con los resultados de las pruebas de toxicidad con organismos vivos (bioensayos) que son utilizadas para saber el grado de peligrosidad de una sustancia para el entorno la biocenosis y la salud humana ademaacutes de las metodologiacuteas convencionales para el control y el monitoreo ambiental

Histoacutericamente el uso de meacutetodos bioloacutegicos para deteccioacuten de sustancias nocivas o peligrosas se registra desde 1776 cuando se realizaron pruebas de glifosato con ratas para hallar la concentracioacuten limite a comienzos del siglo en 1893 se realizaron unas diluciones de bioensayos para un estudio de Glycosylated Triketide Delta Lactones Universite Catolique de Louvain en el siglo XX en el antildeo de 1922 se utilizaron en un estudio de endocrinoloacutegico Fundacioacuten Rockefeller en 1930 se desarrollo el primer bioensayo para probar el Prolactin en mamiacuteferos Universidad de Missouri el uso de bioensayos con peces se inicia hacia 1940 y las pruebas con invertebrados y algas se reportan a lo largo de la deacutecada del 50 Actualmente las evaluaciones toxicoloacutegicas integran diferentes niveles poblacionales comunidades o ecosistemas que permiten identificar los elementos bioloacutegicos en riesgo

El concepto de bioensayo o prueba de toxicidad se deriva de la toxicologiacutea claacutesica Su definicioacuten ha sido m odificada adaptada y extendida al diagnoacutestico y manejo ambiental Estas teacutecnicas bioanaliacuteticas son consideradas complementarias de los anaacutelisis fisicoquiacutemicos convencionales y son alternativas eficaces para la prediccioacuten de niveles seguros de concentracioacuten

2

En Colombia existe una normatividad sobre gestioacuten conservacioacuten y control de los recursos naturales y el medio ambiente Sin embargo no hay una gestioacuten ambiental efectiva para su cumplimiento ni una conciencia ni un compromiso ciudadano para hacerla cumplir En el paiacutes el uso de los bioensayos es una praacutectica no muy difundida y la cantidad de estos anaacutelisis es todaviacutea precaria para la demanda real del mercado

El control y cumplimiento de las normas es llevado a cabo por distintas entidades gubernamentales en el caso especifico del recurso agua este control implica efectuar caracterizaciones fiacutesicas quiacutemicas y bacterioloacutegicas de las diferentes fuentes donde lo datos obtenidos se comparan con los paraacutemetros de referencia de las normas variando de acuerdo con el uso del recurso

Haciendo referencia a las pruebas de toxicidad en las normas el decreto 1594 de 1984 ldquoUsos del agua y residuos liacutequidosrdquo en el artiacuteculo 45 define los criterios de calidad admisible para la preservacioacuten de fauna y flora y en eacutel se enumeran las diferentes sustancias de intereacutes sanitario con sus respectivos valores de concentracioacuten letal media hallados En eacutel artiacuteculo 46 se hace referencia a que la autoridad ambiental competente deberaacute establecer mediante pruebas de toxicidad (bioensayos) los valores de concentracioacuten letal media En la Resolucioacuten 357 de 2009 se establecen los valores de referencia para los vertimientos realizados a la red de alcantarillado en el distrito capital y ademaacutes se nombran los valores de CL50-96 como los objetivos de calidad de aguas de la cuenca del rio Bogotaacute para el antildeo 2020 en el Acuerdo 43 de la CAR de 2006 Esta investigacioacuten es un bioensayo en el que se determina la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y cinc (Zn) utilizando trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se realiza un disentildeo de un tratamiento piloto a escala de laboratorio para el vertimiento de una industria de galvanotecnia que contiene los metales de intereacutes [cobre (Cu) y cinc (Zn)] al cual se determina la concentracioacuten letal media (Cl50-96) antes del tratamiento y post-tratamiento

En los ensayos se usoacute como organismo de prueba alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) que es una especie de trucha nativa de la costa pacifica de Ameacuterica del norte introducida en lagos y arroyos de todo el mundo y que en Colombia fue introducida hacia 1939

Esta especie de trucha es propicia para las pruebas de toxicidad por diversos motivos entre ellos que no tolera las poluciones acuaacuteticas es muy sensible a las contaminaciones orgaacutenicas y que se tiene gran conocimiento de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten y manejo

Por otro lado el cobre (Cu) y cinc (Zn) son dos metales (xenobioacuteticos) generalmente vertidos en actividades industriales y que por sus

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caracteriacutesticas en concentraciones nocivas pueden generar graves afectaciones al medio ambiente y a la salud en los seres humanos

La investigacioacuten se realizoacute en varias fases primero se hizo el disentildeo experimental segundo la fase de acondicionamiento que consistioacute en preparar el laboratorio para mantener en condiciones oacuteptimas de vida los alevinos de trucha y tercero se realizaron las pruebas toxicoloacutegicas fase en la que se montaron las bateriacuteas de ensayo

Los resultados fueron analizados mediante meacutetodos estadiacutesticos y se compararon los resultados con otros estudios similares realizados

Este documento contiene la teoriacutea de la trucha arco iris de los bioensayos y de las industrias de galvanotecnia la explicacioacuten fase a fase de la investigacioacuten en la metodologiacutea y los resultados y anaacutelisis de resultados del bioensayo

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1 OBJETIVOS

General

Determinar la concentracioacuten letal media (CL50) de cobre (Cu) y cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (trucha arco iris)

Especiacuteficos

Determinar la sensibilidad de los alevinos de Oncorhynchus mykiss expuestos al Dicromato de Potasio

Realizar los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de la muestra ambiental de la industria de Galvanotecnia

Determinar la CL50 de los vertimientos de la industria de Galvanotecnia antes y despueacutes del pretratamiento a nivel de laboratorio

Proponer y disentildear a escala de laboratorio el pretratamiento para disminuir los niveles de toxicidad del efluente de la industria de Galvanotecnia

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2 JUSTIFICACIOacuteN

La investigacioacuten se realizoacute para saber la concentracioacuten que causa el 50 de muertes de una poblacioacuten de alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus Mykiss) en 96 horas al ser expuestas a Cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos)

Los bioensayos se realizan para estimar la sensibilidad de los organismos hacia los toacutexicos en este caso Cobre(Cu) y Cinc (Zn) a su vez se utilizan como criterios de calidad ambiental para hacer la legislacioacuten actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) mas rigurosa y por otro lado si se usan conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para la descarga de contaminantes toacutexicos (vertimientos) y garantizar la calidad ambiental de los ecosistemas acuaacuteticos2

Si la legislacioacuten ambiental de vertimientos actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) se modificara hacieacutendola maacutes estricta el estado disminuiriacutea sus gastos en saneamiento hiacutedrico debido a que no tendriacutea que invertir en medidas correctivas de los efectos negativos de la contaminacioacuten

El aporte social a traveacutes de la obtencioacuten de datos como las concentraciones letales de metales pesados como cinc (Zn) y cobre (Cu) es de gran utilidad para mejorar la normatividad colombiana de vertimientos de esta manera impactando positivamente en la sociedad incrementando la calidad de vida de la misma

En la medida que se controlen o prohiacuteban vertimientos con concentraciones de cinc (Zn) cobre (Cu) y otros metales pesados sobre cuerpos de agua se lograraacute mejorar la calidad de vida del ser humano creando un equilibrio entre el medio ambiente y el hombre en pro de un desarrollo sustentable y se protegeraacuten los intereses sociales que representan los recursos naturales los cuales son el sustento para gran parte de la poblacioacuten colombiana tambieacuten se deben proteger ya que son invaluables para el desarrollo y de la humanidad

Los resultados obtenidos de este trabajo de investigacioacuten se adecuan a la realidad y condiciones nacionales de los ecosistemas acuaacuteticos protegiendo de una manera maacutes efectiva la calidad del recurso hiacutedrico y la cadena troacutefica de los diversos ecosistemas Ademaacutes permiten evaluar y fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental permitiendo tener un control efectivo sobre los vertimientos industriales

2Adaptado de DIacuteAZ B Maria C SOBRERO Cecilia PICA G Yolanda Capiacutetulo 6 Aseguramiento y

Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA

(Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

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La prevencioacuten y maacutes auacuten la correccioacuten de los efectos negativos de la contaminacioacuten son muy costosos es asiacute que paiacuteses como Estados Unidos Japoacuten y los europeos han incorporado a su rigurosa legislacioacuten de control de calidad del ambiente criterios que surgen de los bioensayos3

Los resultados de esta investigacioacuten serviraacuten de soporte para ser parte de un compilado de estudios que el programa de Ingenieriacutea Ambiental Y Sanitaria similares con metales pesados que seraacuten presentados ante la autoridad ambiental competente en un proyecto para modificar las leyes actuales sobre usos de agua y residuos liacutequidos especiacuteficamente en lo referente a las sustancias de intereacutes sanitario volvieacutendolas mas responsables con su entorno y ambientalmente seguras para los que viven y circundan en el radio de accioacuten de las descargas contaminantes

3 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -

Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe) Argentina

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3 MARCO TEOacuteRICO

Este capiacutetulo que incluye una definicioacuten de trucha arco iris y una descripcioacuten de su anatomo-fisiologiacutea ecologiacutea desarrollo distribucioacuten alimentacioacuten comportamiento tolerancia a las diferentes variables ambientales y criterios de seleccioacuten ademaacutes incluye la definicioacuten de bioensayo tipos de bioensayo pruebas de toxicidad toacutexicos de referencia cartas de control de calidad preparacioacuten de las soluciones de control replicabilidad y sensibilidad meacutetodos estadiacutesticos para el anaacutelisis de resultados de pruebas de toxicidad anaacutelisis de regresioacuten y anaacutelisis Probit por otro lado una introduccioacuten breve a los metales y metales de prueba finalmente una descripcioacuten de el sector de galvanotecnia las generalidades el proceso galvaacutenico el proceso de galvanoplastia galvanostegia y cincado

31 TRUCHA ARCO IRIS

Taxonomiacutea la trucha comuacuten europea fue denominada como Salmo trutta Salmo es el geacutenero y al antildeadir trutta (epiacuteteto especiacutefico) define la especie Este sistema binomial se ha ampliado para incluir las subespecies en un sistema trinomial asiacute Salmo trutta fario es una variedad o subespecie del tronco Salmo trutta

La trucha se denomina salmo per debido al Orden el taxoacuten mayor situado inmediatamente por encima del nivel familiar se forma con la adicioacuten de ldquoiformesrdquo al tronco aun geacutenero de ahiacute Salmoniformes

Antiguamente el nombre geneacuterico de la trucha era salmo para designar especies de la costa de Ameacuterica del norte pero seguacuten los taxonomistas la truchas nativas de las cuencas del Paciacutefico- Norte se encuentran geneacutericamente maacutes cerca del salmoacuten del Paciacutefico Oncorhynchus en la actualidad debido a los trabajos presentados en Junio de 1988 por la American Society of Ichthyologist and Herpetologists a la American Fisheries Societyrsquos Committee on Names of Fishes se aceptoacute Oncorhynchus como nombre geneacuterico maacutes apropiado para designar a todas las truchas nativas de la cuenca del Paciacutefico4

Clasificacioacuten cientiacutefica la trucha arco iris pertenece a la familia Salmoacutenidos dentro del orden Salmoniformes Se clasifica como Oncorhynchus mykiss

4Basado en BLANCO CACHAFEIRO M Carmen La trucha Criacutea industrial Mundi-Prensa Libros 1995

503 p [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en

httpbooksgooglecomcobooksid=wRQIRsvUbu0Campprintsec=frontcover3 Pg 37

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Nombre comuacuten de una especie de trucha muy apreciada por los pescadores Es originaria de Norteameacuterica pero ha sido introducida en arroyos y lagos de agua friacutea de todo el mundo

Es un pez con el dorso verdoso y los flancos maacutes claros y con una banda irisada que recorre todo su cuerpo Presenta numerosas manchas negras en el dorso flancos y sobre las aletas dorsal adiposa y caudal Su tamantildeo depende de la abundancia de comida y de la temperatura del agua En algunos arroyos los adultos miden entre (25 ndash 30) cm y pesan 05 kg mientras que en otros alcanzan los 114 cm y los 15 kg Los ejemplares que emigran al mar miden entre (50 - 75) cm y pesan entre (35 - 55) kg aunque se han capturado ejemplares de hasta 19 kg

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 5

Fuente Eric Engbretson US Fish and Wildlife Service 2009

Las truchas son peces que ocupan en la naturaleza espacios acuaacuteticos con aguas puras y cristalinas que habitan en cauces con notables desniveles topograacuteficos que originan raacutepidos saltos y cascadas tiacutepicos de los riacuteos de alta montantildea La trucha arco iris prefiere las corrientes moderadas y ocupa generalmente los tramos medios donde el riacuteo se ensancha con fondos pedregosos y moderada vegetacioacuten

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA

3111 Esqueleto

La trucha tiene un esqueleto oacuteseo siendo la columna vertebral el eje del cuerpo La trucha posee de 28 a 29 veacutertebras firmemente unidas mediante tejido conectivo asiacute la columna puede ser faacutecilmente curvada Los peces poseen unas costillas intramusculares falsas eso minuacutesculos huesecillos en forma de ldquoYrdquo

5 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation

httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

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Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris

Fuente Adaptado de STEPHEN DRUMMOND SEDGWICK 1988 y Notas de Ictiologiacutea DeNauticos 2006

3112 Respiracioacuten

El agua contiene solamente alrededor del 5 de la cantidad de oxiacutegeno que hay disponible en el aire Este nivel es todaviacutea mas bajo cuando aumenta la temperatura del agua Por lo tanto el aparato respiratorio de los peces se ha adaptado para ser maacutes eficiente El oacutergano principal son las branquias o agallas Estaacuten formadas por unas laminillas cubiertas por un fino epitelio por el cual se produce el intercambio gaseoso la toma de oxigeno y la eliminacioacuten de dioacutexido de carbono Este epitelio si fuese extendido tendriacutea una superficie 10 veces mayor que la del cuerpo del pez Las branquias de la trucha consisten en dos conjuntos de cuatro arcos branquiales Debido a la gran fragilidad de las branquias estaacuten protegidas por el opeacuterculo (Pieza generalmente redonda que a modo de tapadera sirve para cerrar ciertas aberturas p ej las de las agallas de la mayor parte de los peces la concha de muchos moluscos univalvos o las caacutepsulas de varios frutos) El flujo de agua a las branquias es continuo y unidireccional establecido por un sistema de bombeo El resultado es que agua entra por la boca y sale por el opeacuterculo pasando a traveacutes de las branquias donde se produce el intercambio gaseoso

Sistema circulatorio - excretor

La trucha tiene un sistema circulatorio sencillo El corazoacuten bombea sangre hacia las branquias para su oxigenacioacuten y de ahiacute va por los capilares a los tejidos La sangre venosa retorna al corazoacuten El corazoacuten consta de tres caacutemaras el seno la auriacutecula y el ventriacuteculo En todo cuerpo animal hay un aporte constante de materiales asiacute como un barrido de deshechos en los tejidos El principal producto residual de la trucha es el amoniaco (NH3) que es eliminado en una alta proporcioacuten por las branquias asiacute como el anhiacutedrido carboacutenico (CO2) Otras partes maacutes pequentildeas de sustancias nitrogenadas y otros productos degradados son filtrados por el rintildeoacuten

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El rintildeoacuten es un oacutergano oscuro alargado ubicado inmediatamente por debajo de la espina dorsal y por encima de la vejiga natatoria se extiende desde la cabeza hasta el comienzo de la cola Del rintildeoacuten salen los ureacuteteres por lo que es conducida la orina hacia la vejiga urinaria y de ahiacute al seno urogenital

Para los peces de agua dulce el rintildeoacuten es maacutes importante que para los de agua salada ya que por ellos se elimina el exceso de agua La concentracioacuten salina del agua es mucho maacutes baja que la de las ceacutelulas de la trucha por lo que el agua tiende a difundir en las branquias hacia la sangre Esta agua debe ser eliminada funcioacuten que compete al rintildeoacuten las sales son en gran parte reabsorbidas por lo que la orina abundante es mas diluida que la sangre6

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA

3121 Haacutebitat

Los riacuteos se pueden dividir en cuatro franjas de acuerdo con la rapidez de la corriente que se denominaran seguacuten la especie predominante asiacute zona de Salmoacutenidos zona del Tiacutemalo zona de los Barbos y zona de las Bremas No todos los riacuteos tienen estas cuatro zonas y por supuesto hay lugares de transicioacuten entre ellas donde conviven los distintos peces ver Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha Los salmoacutenidos especialmente la trucha arco-iris pero tambieacuten el tiacutemalo gobio madrilla locha y el piscardo predominan en la zona del tiacutemalo que son zonas un poco mas bajas en las que el riacuteos son un poco mas profundos y con el agua un poco mas lenta y caacutelida7

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS

El desarrollo de la trucha arco iris ocurre en varias etapas que van desde ser alevinos hasta alcanzar la edad madura como se puede ver en la Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris

Una caracteriacutestica muy peculiar de los salmoacutenidos es que sus oacuterganos sexuales presentan en los primeros periacuteodos de vida una cierta indiferenciacioacuten es decir no es posible determinar microscoacutepicamente si la glaacutendula sexual de un ejemplar es testiacuteculo u ovario

6 lthttpwwwrevistaaquaticcomasociacionesPirineosPescaspindexhtmgt Red Pirineos-Pesca 2001

Anatomiacutea y fisiologiacutea de la trucha [web en liacutenea] [con acceso el 14 de Diciembre de 2008] 7 Id Ecologiacutea de la trucha haacutebitat y alimentacioacuten

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Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha

Fuente Red Pirineos-Pesca 2001

Este fenoacutemeno es denominado gonocorismo indiferenciado y lo presentan truchas y salmones en los primeros meses de vida de tal forma que aproximadamente hasta los cuatro meses estos oacuterganos no adquieren la estructura histoloacutegica y funcional tiacutepica8

314 DISTRIBUCIOacuteN

Desde el pacifico oriental a Alaska y a baja California Este es uno de los peces maacutes ampliamente introducido en el mundo por lo menos en 50 paiacuteses lo cual hace su presencia virtualmente global En los paiacuteses tropicales donde ha sido introducido solo se encuentra por encima de los 1200 msnmm (metros sobre el nivel medio del mar)

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS

La mayoriacutea de los adultos consume insectos moluscos crustaacuteceos huevos de peces y otros pequentildeos peces (incluyendo otras truchas) La mayoriacutea de los joacutevenes se alimentan de zooplancton Las poblaciones oceaacutenicas son vulnerables a los peces grandes pinniacutepedos y Odontocetos Las

8 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 43

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poblaciones de agua dulce son depredadas por grandes peces nutrias osos y paacutejaros

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arcoiris

Fuente Adaptado de Taupo for Tomorrow Tongariro National Trout Centre [web en liacutenea] disponible

en lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea)

Los adultos defienden agresivamente los territorios de alimentacioacuten Todas las poblaciones de truchas arco iris son oportunistas con respecto a la migracioacuten ya que son capaces de migrar o por lo menos para adaptarse al agua del mar de acuerdo a los factores ambientales Demostrando la versatilidad de adaptacioacuten y comportamiento de esta especie9

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES

9 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael

Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

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3171 Temperatura La trucha arco iris como todos los peces no tiene capacidad propia para regular su temperatura corporal pues esta depende totalmente del medio acuaacutetico en el que viva Es pues la trucha un animal poiquilotermo a diferencia de los llamados homeotermos como los mamiacuteferos que tienen siempre su propia temperatura con independencia del medio en el que se encuentren

De esta peculiar caracteriacutestica bioloacutegica se resalta la extraordinaria importancia que tiene en salmonicultura la temperatura del agua que abastece una piscifactoriacutea Esta tiene una incidencia directa sobre la biologiacutea de los salmoacutenidos condiciona la maduracioacuten de las goacutenadas de los reproductores existentes en la instalacioacuten el tiempo de incubacioacuten de los huevos hasta su eclosioacuten asiacute como sobre el ritmo mensual de crecimiento de alevinos y adultos y especialmente sobre el grado de actividad metaboacutelica Indirectamente influye de forma fundamental en el agua de cultivo pues la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en ella la concentracioacuten de productos metaboacutelicos [amoniacuteaco (NH3)] el tiempo y grado de descomposicioacuten de los materiales depositados en el fondo de los estanques dependen precisamente de la temperatura

Los cambios bruscos de temperatura son muy mal tolerados por los organismos que se cultivan a nivel industrial por lo que se requieren aguas estables con escasas variaciones teacutermicas diarias

La temperatura del agua interviene en el grado de actividad metaboacutelica de las truchas en aguas friacuteas las truchas apenas ingieren alimento y su crecimiento es lento en temperaturas altas la trucha es muy voraz10

3172 Salinidad

La salinidad puede ser importante no soacutelo para la supervivencia de la trucha sino tambieacuten debido a la intrusioacuten de aguas salinas en la parte alta de algunos sistemas fluviales Los efectos de la salinidad que se presentan en la trucha son de dos clases tanto directos como el balance ioacutenico (por ejemplo cambios en la tasa de crecimiento yo supervivencia) y los indirectos (por ejemplo cambios en el tipo y la disponibilidad de presas o la claridad del agua)11

10 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit Pg 61 40

11 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of Rainbow trout (Oncorhynchus

mykiss) and Brown trout (Salmo trutta) with special reference to Western Australia A review Published

by Department of Fisheries Perth Western Australia November 2001 5 p

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3173 pH

Los riacuteos con aguas alcalinas suelen albergar una fauna salmoniacutecola superior pues la alcalinidad o riqueza mineral promueve la existencia de animales acuaacuteticos de los que se alimenta la trucha a diferencia de las aguas aacutecidas que son maacutes pobres desde el punto de vista bioloacutegico Sin embargo en salmonicultura se prefieren las aguas ligeramente aacutecidas pues los productos toacutexicos procedentes de la alimentacioacuten artificial de los peces muestran en estas condiciones efectos amortiguados12

Edwards (1978) declaroacute que el pH gt 9 puede matar a los salmoacutenidos especialmente sensible en el huevo y matar en las etapas tempranas

3174 Oxiacutegeno Disuelto

Uno de los factores maacutes importantes que determinan la supervivencia de la trucha es la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en el agua Para muchas especies de salmoacutenidos la exposicioacuten a bajos niveles de oxiacutegeno disuelto aprox menor a (50 - 60) mgL puede causar la muerte (y Doudoroff Shumway 1970 en Weithman y Haas 1984) La concentracioacuten de oxiacutegeno ha sido identificado como factor critico para la supervivencia de O mykiss en el desove (Rubin 1998) Una correlacioacuten es que el aumento de temperatura del agua trae consigo una disminucioacuten de concentracioacuten de OD que a su vez la trucha necesita para vivir

Como consecuencia se aumentan con ella las necesidades de la trucha de oxiacutegeno pues como hemos visto los peces al ser animales poiquilotermos su actividad metaboacutelica es proporcional a la temperatura del agua dentro de unos liacutemites (Wieniaski 1971) Esta actividad esta concatenada con el aumento de la degradacioacuten orgaacutenica que se acelera con las altas temperaturas y como resultado de esta combinacioacuten de factores se aumenta el consumo de oxigeno (DBO y DQO)

La cantidad de peces finales en un criadero es menor asimismo aumenta el riesgo de incidencia de las patologiacuteas en los peces esto debido a que con la mayor temperatura hay mayor proliferacioacuten de microorganismos incluyendo los agentes patoacutegenos 3175 Amoniacuteaco

El amoniacuteaco (NH3) es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados producidos por los peces La Toxicidad del amoniacuteaco depende de la cantidad de amoniaco no-ionizado presente que a su vez depende de eacutel pH la temperatura y la salinidad del agua En condiciones naturales el amoniacuteaco no presenta mayor problema para el crecimiento de los peces ya

12 Id P 5

15

que se puede diluir en grandes cuerpos de agua y tiene una reduccioacuten de la toxicidad en las aguas aacutecidas o neutras (Barton 1996) En las condiciones de cultivo intensivo o en aguas altamente alcalinas (pH gt 9) el amoniacuteaco puede tener efectos sub-letales como una reduccioacuten de la tasa de crecimiento o pueden ser muy toacutexicos (Stickney 1991) en el total de los niveles de amoniaco por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 (Hellawell 1986) Los problemas con el Amoniacuteaco tambieacuten pueden ser frecuentes en riacuteos y embalses donde el amoniacuteaco se utiliza como abono en las zonas de captacioacuten (por ejemplo las zonas de agricultura) El amoniacuteaco se mide normalmente (como NH3-N) y el nitrito (NO2-N) que son los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces En las aguas naturales es extrantildeo encontrar el nitrito ya que se convierte en nitrato (NO3-N) por descomposicioacuten bacteriana (Stickney 2000) El nitrato es mucho menos toacutexico que el amoniacuteaco pero combinado con el nitrito es uno de los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces de agua dulce (Westin 1974)

A diferencia de muchos otros compuestos el amoniacuteaco es maacutes toacutexico en aguas alcalinas Esto se debe a la desionizacioacuten de la forma maacutes inerte del amoniacuteaco (amonio - NH4

+) a la forma mas toacutexica (NH3) en aguas alcalinas (Barton 1996) usualmente con pH gt 8 (Stevensen 1987 Stickney 1991)13 3176 Dureza del agua

La dureza del agua es el total de sales (iones) de calcio y magnesio medidos en el agua (Wedemeyer 1996) pero en general se expresa en teacuterminos del carbonato de calcio total (CaCO3) en el agua por lo menos en aguas con bajos o nulos niveles de cloro La dureza del agua es un paraacutemetro importante en la criacutea de los salmoacutenidos debido a los efectos de solubilidad en otros iones14

Las variables ambientales mencionadas anteriormente son primordiales para el crecimiento y supervivencia de la trucha varios autores sentildealan diferentes valores a estos paraacutemetros reflejando las diferencias geograacuteficas entre las distintas poblaciones como se puede ver en la tabla 1 318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Las truchas arco iris tiene mejor crecimiento que las comunes y se adaptan faacutecilmente a la alimentacioacuten artificial siendo eacuteste entre otros los motivos de ser una tiacutepica especie de cultivo

13 Molony Brett Op Cit P 8

14 Id P 9

16

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores

Paraacutemetro Sedgwick

(1985) Stevenson

(1987) Barton (1996)

Wedemeyer (1996)

Brannon (1991)

Temperatura(0C)

10 - 15 (G) (Mejor lt 21

letal gt 25 ndash 27 (S)

10 - 16 (G) (Mejor debajo

de 20 letal gt 25 (S))

10 - 22 (G) gt 265 (S))

9- 16 (G) (lt26 (S))

Salinidad 000 0 - 30 (S)

pH 70-75 (G)

(No menor a 60 (S))

70 - 76 (G) (No por

debajo de 60 (S))

65 - 80 (G) 70 - 8-0 (G) (60 - 90)(S)

67 - 85 (G)

Oxiacutegeno disuelto (mgL)

gt 7 (S) 70 (G)

Calcio (dureza) (mgL

gt150(G) 10- 400(G) 50 - 200 (S) gt 50 mejor (G) (4

-160 (S))

Fuente Adaptado de Molony Brett Ibid P 28

Las truchas toleran mal las poluciones acuaacuteticas y son muy sensibles a las contaminaciones orgaacutenicas asiacute como a numerosos productos que de forma accidental se encuentran ocasionalmente en las aguas15

Los salmoacutenidos y especialmente la trucha arco iris hoy en diacutea se considera una especie de alto grado de domesticacioacuten debido al conocimiento que se tiene de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten manejo etc Las truchas de criaderos se denominan ldquodomeacutesticasrdquo para diferenciarlas de aquellas otras que viven libremente en el medio natural16

Los salmoacutenidos son el grupo de peces de los maacutes estudiados en todo el mundo debido a su alto valor la tasa de crecimiento bioloacutegicamente interesante ciclo de vida y la historia de la translocacioacuten a traveacutes de muchos continentes Como resultado hay un gran volumen de literatura disponible sobre la biologiacutea y la ecologiacutea de este grupo de peces Muchos de estos estudios son uacutetiles para las investigaciones preliminares de la translocacioacuten potencial de cepas especiacuteficas de trucha a los nuevos lugares que puedan estar en los extremos de tolerancia de la trucha17

15 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 40

16 Id P 55

17 Molony Brett Op Cit P 2

17

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA COMO ORGANISMO DE PRUEBA

Utilizar organismos provenientes directamente del haacutebitat natural puede distorsionar los resultados obtenidos por fuentes de variabilidad no previstas como nutricioacuten dinaacutemica de la poblacioacuten estreacutes por depredacioacuten etc (Sosnowski et al1979) Estas variables pueden ser controladas o eliminadas con las poblaciones de laboratorio ademaacutes el entrecruzamiento consanguiacuteneo que ocurre a lo largo del tiempo en esas poblaciones resulta en una considerable reduccioacuten de la variabilidad geneacutetica (Lewontin 1974)

Por otra parte a causa de la complejidad del medio ambiente acuaacutetico y de las comunidades bioloacutegicas que lo integran es difiacutecil establecer el grado de deterioro que afecta a las especies o comunidades acuaacuteticas Por esta razoacuten es conveniente realizar bioensayos utilizando organismos vivos en condiciones controladas de laboratorio Sin embargo el objetivo primordial de un bioensayo es reflejar la realidad de coacutemo afectariacutea a los organismos vivos en su medio natural y para ello es recomendable paralelamente investigar continuamente las comunidades en su propio haacutebitat (Villamar 1996)18

32 BIOENSAYO

Definicioacuten 1 Uso de organismo(s) vivo(s) como un agente de prueba para la detectar la presencia o concentracioacuten de un compuesto quiacutemico o un efecto ambiental adverso usaacutendolo como bioindicador

Definicioacuten 2 Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio (Mata amp Quevedo 1998)19

321 TIPOS DE BIOENSAYO

Los bioensayos se clasifican principalmente en bioensayos de toxicidad aguda y croacutenica

18 Mac-Quhae Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa

(Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH)

Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

19 Diccionario de la Biodiversidad Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica [publicacioacuten en

liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

18

Bioensayos de toxicidad aguda

Son aquellos que cuantifican la alteracioacuten causada por alguna sustancia toacutexica sobre los organismos de una especie esta alteracioacuten es observada sobre paraacutemetros que alteran funciones vitales de un organismo ya sea mortalidad inmovilidad o alteracioacuten en la tasa de crecimiento

Bioensayos de toxicidad croacutenica

Cuantifican los efectos en el desarrollo reproduccioacuten o viabilidad poblacional de una especie determinada expuesta a un toxico por un tiempo no inferior al 20 de su ciclo de vida

Existen muchas formas de determinar la toxicidad para medir la respuesta de los organismos a los xenobioacuteticos y aunque los efectos bioquimicos fisioloacutegicos reproductivos y de comportamiento son de gran utilidad el indicador comuacutenmente maacutes utilizado es la muerte del organismo de prueba Para ensayos agudos uno de los valores mas utilizados es la CL50 [concentracioacuten de un xenobioacutetico que causa al 50 de la poblacioacuten en un tiempo determinado generalmente (48 ndash 96) horas]

Para ensayos croacutenicos aunque tambieacuten para los agudos se pueden estimar la concentracioacuten segura o a la cual no se observa efecto en teacuterminos bioloacutegicos de la siguiente manera

La concentracioacuten maacutes alta a la cual no se observa efecto (NOEC) La concentracioacuten maacutes baja a la que se observa efecto (LOEC) La concentracioacuten efectiva (CE) correspondiente a una estimacioacuten de

la concentracioacuten del toacutexico que puede causar un efecto adverso observable mediante una respuesta discreta en un porcentaje dado de organismos

Concentracioacuten letal (CL) la cual corresponde a la concentracioacuten del Toacutexico o efluente o muestra que causa la muerte a un determinado Porcentaje de la poblacioacuten expuesta

Concentracioacuten inhibitoria (CI) la cual corresponde a la concentracioacuten del toacutexico o muestra o efluente que puede producir una reduccioacuten de una respuesta bioloacutegica en una poblacioacuten expuesta

322 TOXICIDAD

Es la capacidad de una sustancia de ejercer un efecto nocivo sobre los organismos o la biocenosis y el efecto generado dependeraacute de la duracioacuten y la frecuencia al toacutexico La toxicidad evaluada en un ensayo bioloacutegico es el resultado de la interaccioacuten entre la sustancia y el sistema vivo Sin embargo hay que tener en cuenta que el potencial nocivo de una sustancia toxica puede ser contrarrestado por el sistema bioloacutegico a traveacutes de diferentes estrategias como reacciones metaboacutelicas de detoxificacioacuten o excrecioacuten

19

Ademaacutes debe considerarse que el efecto toacutexico de una sustancia sobre los sistemas bioloacutegicos es el resultado de la accioacuten combinada de todas las sustancias presentes en el medio incluso aquellas que no son toacutexicas por naturaleza pero que afectan las propiedades quiacutemicas o fiacutesicas del sistema y en consecuencia las condiciones de vida de los organismos Por ejemplo en los sistemas acuaacuteticos existen sustancias que agotan el oxiacutegeno o que son coloreadas o que impiden la propagacioacuten de la luz (caso del material particulado) Tambieacuten se debe tener en cuenta aquellos efectos no directamente relacionados con la sustancia toacutexica como el dantildeo producido por cambios en la temperatura o por radiacioacuten20 323 PRUEBAS DE TOXICIDAD

Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Los anaacutelisis de toxicidad son herramientas que al ser usadas conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para el control de la descarga de contaminantes toacutexicos21

La relacioacuten concentracioacuten-respuesta en toxicologiacutea es la relacioacuten cuantitativa entre la concentracioacuten del compuesto quiacutemico al cual esta expuesto el organismo y la magnitud del efecto nocivo que se produce

La respuesta gradual es cuando se obtiene una respuesta de magnitud definida para cada concentracioacuten La curva concentracioacuten-respuesta se construye graficando en la ordenada las respuestas (R) observadas en el organismo y en la abscisa las concentraciones (C oacute [ ]) a las que fue expuesto Ver Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

La estadiacutestica desempentildea un papel importante no soacutelo para su caacutelculo sino para la planificacioacuten y ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis e interpretacioacuten de los resultados obtenidos en ellas Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la modelacioacuten la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos En general los meacutetodos de anaacutelisis de los resultados estaacuten bien documentados

20 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 21

Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 6 Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

20

son aplicables a la mayoriacutea de los datos obtenidos en este tipo de pruebas y pueden ser manejados por personas sin entrenamiento estadiacutestico22

Figura 4 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

Fuente Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 90

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA

Un toacutexico de referencia es un compuesto quiacutemico orgaacutenico o inorgaacutenico utilizado en pruebas de toxicidad con fines de control de calidad analiacutetica de los organismos a utilizar en las pruebas

En la literatura se mencionan muchos compuestos que pueden emplearse como toacutexicos de referencia la US EPA (1993) cita el empleo de cloruro de sodio (NaCl) cloruro de potasio (KCl) cloruro de cadmio (CdCl2) dicromato de potasio (K2Cr2O7) sulfato de cobre (CuSO4) y dodecil sulfato de sodio (SDS) CETESB (Brasil) cita el empleo del dicromato de potasio (K2Cr2O7) Enviroment Canada recomienda cinc (Zn+2) como toacutexico de referencia inorgaacutenico y fenol para las sustancias orgaacutenicas

Sin embargo estos compuestos pueden sustituirse por otros dependiendo de la especie de prueba la matriz utilizada y los puntos finales medidos

La precisioacuten de los resultados de las pruebas de toxicidad en el laboratorio es calculada a traveacutes de la confeccioacuten de cartas o graacuteficos de control Este graacutefico es una herramienta que permite determinar la variabilidad de los

22 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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resultados y en consecuencia definir la aptitud de un laboratorio para obtener resultados confiables

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD

La carta de control es la herramienta de registro que brinda los elementos de juicio para establecer los intervalos aceptables de variacioacuten de la respuesta de los organismos de prueba a un toacutexico de referencia con un margen de confianza del 95 Esta carta es el medio de referencia para evidenciar el control de la sensibilidad de la especie empleada de la estabilidad de la respuesta bioloacutegica y de la repetitividad (exactitud) de los resultados obtenidos

La carta de control se genera a partir de los resultados de pruebas sucesivas al toacutexico de referencia seleccionado para el cual se obtiene el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) Inicialmente eacutesta puede ser construida con un miacutenimo de cinco datos y posteriormente se debe continuar realizando ensayos con el toacutexico para ingresar mensualmente nuevos valores hasta completar una serie de veinte resultados

Los valores se van integrando a manera de puntos en un graacutefico que relaciona el nuacutemero de ensayo ubicado en el eje X o abscisa y el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) en el eje Y u ordenada Posteriormente los valores son empleados para el caacutelculo del valor promedio y la desviacioacuten estaacutendar (σ) de la poblacioacuten de datos Con estos paraacutemetros estadiacutesticos se calculan los valores liacutemite (superior e inferior) que definen el intervalo de variacioacuten aceptable o intervalos de confianza (95) en el que deberaacuten encontrarse los valores de CL50CI50CE50 obtenidos para futuros ensayos con el toacutexico de referencia

Los valores del liacutemite superior e inferior se obtienen al adicionar o sustraer del promedio respectivamente dos desviaciones estaacutendar de acuerdo con

Concentracioacuten liacutemite superior promedio + 2σ

Concentracioacuten liacutemite inferior promedio ndash 2σ

Con la solucioacuten estaacutendar del toacutexico se preparan diluciones para obtener una serie de concentraciones de manera que se logre obtener al menos dos valores de efecto mayor al 50 y dos maacutes menores a dicho porcentaje En general es de esperar que la serie de concentraciones utilizada produzca a traveacutes del tiempo la misma respuesta en cada concentracioacuten La carta de control es utilizada para evaluar la tendencia de los resultados por lo que el promedio acumulado y los liacutemites de confianza son calculados nuevamente con cada nuevo dato obtenido Despueacutes de dos antildeos de coleccioacuten de datos o de veinte evaluaciones la carta control se mantiene usando solamente los veinte datos maacutes recientes En general se recomienda realizar pruebas

22

mensuales con los toacutexicos seleccionados sin embargo algunos laboratorios prefieren llevar a cabo ensayos con mayor frecuencia

Valores de la CL50CI50CE50 fuera del intervalo establecido son indicativos de alguacuten cambio en la consistencia metodoloacutegica o de alteracioacuten de la sensibilidad de los organismos En el caso de anaacutelisis de puntos finales como la CL50 CI50 y la CE50 se espera que por azar y con una probabilidad asociada de P005 soacutelo uno de los veinte ensayos se encuentre por fuera de los liacutemites establecidos

Si en maacutes de un ensayo con los toacutexicos de referencia el valor se encuentra por fuera de los liacutemites los resultados de las pruebas efectuadas deben considerarse provisionales y sujetos a confirmacioacuten Si el problema persiste y el valor de CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia se aleja significativamente del intervalo esperado deberaacute realizarse una revisioacuten de la sensibilidad de los organismos de prueba y eliminar los datos generados bajo estas circunstancias

En este caso se debe revisar cuidadosamente el procedimiento y repetir las pruebas con unos nuevos organismos

El comportamiento de los graacuteficos de control puede cambiar en el tiempo reducieacutendose los intervalos de variacioacuten en la medida en que se adquiere habilidad en el manejo de los procedimientos de prueba Bajo este esquema tambieacuten es factible que se obtengan valores fuera de los nuevos liacutemites sin embargo la incidencia de estos casos no deberaacute ser mayor del 5 por ciento

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL

3261 Control positivo

Generalmente como control positivo se utiliza una solucioacuten del toacutexico con una concentracioacuten cercana a la CL50CI50CE50 Para su elaboracioacuten se prepara inicialmente una solucioacuten estaacutendar con una alta concentracioacuten a partir de la cual se preparan soluciones menos concentradas utilizando como diluente el medio recomendado para cada prueba En todos estos procedimientos se debe emplear material volumeacutetrico Estas diluciones deben prepararse hasta obtener una concentracioacuten cercana al valor promedio de la CL50CI50CE50 obtenida en cada laboratorio

Preparacioacuten de las soluciones para determinacioacuten de la CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia

Cada laboratorio debe conocer el patroacuten de respuesta de sus organismos al toacutexico de referencia lo cual permitiraacute determinar las concentraciones oacuteptimas para elaborar la curva dosis-respuesta

23

Para determinar el volumen de solucioacuten estaacutendar necesario para la preparacioacuten de la concentracioacuten de intereacutes puede emplearse la siguiente regla

FFii CVCV

Donde

Vi y Vf corresponden a los voluacutemenes iniacuteciales y finales y Ci y Cf a las concentraciones iniacuteciales y finales

Se recomienda hacer chequeos perioacutedicos de la concentracioacuten del toacutexico dado que fenoacutemenos de volatilizacioacuten evaporacioacuten etceacutetera pueden afectar la concentracioacuten del compuesto en la solucioacuten

Preservacioacuten de las soluciones del toacutexico de referencia

Las soluciones del toacutexico deben mantenerse en frascos aacutembar o protegidos de la luz con cubierta de papel aluminio a una temperatura de 4degC plusmn 2degC (refrigeracioacuten) En estas condiciones de preservacioacuten la solucioacuten de prueba puede perdurar por maacutes de 45 diacuteas y la solucioacuten estaacutendar por maacutes de seis meses Mientras no se detecten resultados fuera de los liacutemites normales de respuesta indicado por la carta control del toacutexico de referencia los patrones podraacuten usarse por un prolongado periodo de tiempo Sin embargo se sugiere efectuar su renovacioacuten a los 45 diacuteas y seis meses respectivamente Es importante tambieacuten realizar la valoracioacuten quiacutemica de la solucioacuten de prueba

Blanco de procedimiento

Se recomienda incluir un blanco de procedimiento por cada bateriacutea de ensayos La preparacioacuten del blanco depende del meacutetodo aplicado sin embargo se debe seguir todo el protocolo establecido para la muestra La toxicidad resultante en este blanco no debe exceder el 10 (APHA 1998) en caso contrario los resultados quedan invalidados pues la respuesta estariacutea indicando interferencias producto del procesamiento de la muestra Los resultados de toxicidad para el blanco no deben mostrar efecto de lo contrario los resultados reportados para las muestras no son aceptables23

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD

La sensibilidad de las pruebas depende del nuacutemero de reacuteplicas por concentracioacuten nivel de significancia establecido y tipo de anaacutelisis estadiacutestico

23 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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que se lleve a cabo Por esta razoacuten cuando la variabilidad permanece constante la sensibilidad de la prueba puede incrementarse aumentando el nuacutemero de reacuteplicas Sin embargo el miacutenimo nuacutemero de reacuteplicas variaraacute con los objetivos de la prueba y el meacutetodo estadiacutestico seleccionado para el anaacutelisis de los datos

Existen muchos factores que pueden afectar el eacutexito y la precisioacuten de un ensayo de toxicidad los maacutes importantes son

bull Experiencia y habilidad del analista

bull Edad condicioacuten y sensibilidad de los organismos de prueba

bull Calidad del agua de dilucioacuten

bull Control de temperatura

bull Calidad y cantidad de alimento suministrado a los organismos

Por tanto los resultados dependen del origen y tipo de las especies utilizadas y de las condiciones bajo las cuales se llevan a cabo las pruebas tales como temperatura oxiacutegeno disuelto alimento y calidad del agua de dilucioacuten Igualmente la replicabilidad y precisioacuten seraacuten funcioacuten del nuacutemero de organismos utilizados por concentracioacuten24 328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD

En la toxicologiacutea la estadiacutestica es baacutesica para la planificacioacuten y la ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis y la interpretacioacuten de los resultados obtenidos Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos El anaacutelisis de relaciones entre dos o maacutes variables necesario en la mayoriacutea de los casos requiere la utilizacioacuten de teacutecnicas estadiacutesticas de regresioacuten Sin embargo antes de ser aplicadas se requiere la seleccioacuten de la ecuacioacuten matemaacutetica con la que se relacionaran y la definicioacuten del tipo de variables

Las variables cuantitativas son procesadas en forma directa a traveacutes del anaacutelisis estadiacutestico de regresioacuten mientras que las cualitativas deben ser transformadas antes de ser analizadas Este uacuteltimo caso se presenta en los ensayos donde se evaluacutea la mortalidad ya que soacutelo pueden existir los

24 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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estados vivo o muerto (variable cualitativa) y debe ser expresada como porcentaje de muertos antes de ser analizada

En las pruebas de toxicidad los maacutes utilizados son los de tipo empiacuterico o descriptivo (es un modelo que intenta describir cuantitativamente los patrones de las observaciones sin basarse en los procesos subyacentes o mecaacutenica del proceso) de forma rectiliacutenea a los cuales se llega muchas veces luego de haber trasformado una o las dos variables estudiadas (variable cualitativa) La utilizacioacuten de transformaciones no soacutelo altera la forma de la relacioacuten estudiada sino que tambieacuten modifica el comportamiento de las variables con respecto a los supuestos del meacutetodo estadiacutestico a ser aplicado

La seleccioacuten del meacutetodo para estimar valores de CL50 en pruebas de toxicidad aguda con muacuteltiples concentraciones dependeraacute de la forma de la distribucioacuten de tolerancias En general se recomiendan los siguientes cuatro meacutetodos para la estimacioacuten de CL50 (USEPA 1994)

El meacutetodo Probit (parameacutetrico)

El meacutetodo de Litchfield-Wilcoxon (graacutefico)

El meacutetodo de Spearman-Karber (no parameacutetrico)

El meacutetodo graacutefico

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT

Para el caacutelculo de las CL50 CE50 CI50 generalmente se usa el anaacutelisis Probit (con o sin ajuste) En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad aguda se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos expuestos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)25

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten

25 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004

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de un modelo lineal Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit [buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco (5) unidades] se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

y = a + bx

Donde

y (expresado en unidades probit) = z + 5

z = variable normal estaacutendar = z0 tal que la Prob (z le z0) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros la recta de regresioacuten

asiacute cuando p = 50 entonces y = 5 por lo tanto

x5 = log10 CL50 entonces CL50 = 10x5

El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos cuantales analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten26

3291 Meacutetodo graacutefico

Ademaacutes de los meacutetodos anteriores se puede utilizar el meacutetodo graacutefico para estimar la CL50CE50CI50 De forma similar se parte de los datos obtenidos en las pruebas de toxicidad aguda y utilizando papel logariacutetmico se grafican en el eje de las X las concentraciones (mgL) y en el eje de las Y el porcentaje de mortalidad Se colocan los puntos de los porcentajes de mortalidad observados (en escala lineal) en funcioacuten de las concentraciones probadas (en escala logariacutetmica) se conectan los puntos obtenidos maacutes cercanos al 50 del efecto observado o sea a la mayor concentracioacuten que

26 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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no causa efecto toacutexico y a la menor concentracioacuten que causa efecto toacutexico A partir de la recta trazada se obtiene el punto de corte correspondiente al 50 del efecto observado Este valor corresponde a la CL50CE50CI50 del estiacutemulo o agente estudiado (Hubert 1980 y 1995 Finney 1978) Cuando no se logra hacer un ajuste adecuado de los datos se pueden utilizar otros meacutetodos para hacer las estimaciones de CL50CE50CI50

27

33 METALES

Se denomina a los elementos quiacutemicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad poseen alta densidad y son soacutelidos en temperaturas normales (excepto el mercurio y el galio) sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolucioacuten

El concepto de metal se refiere tanto a elementos puros asiacute como aleaciones con caracteriacutesticas metaacutelicas como el acero y el bronce Los metales comprenden la mayor parte de la tabla perioacutedica de los elementos y se separan de los no metales por una liacutenea diagonal entre el boro y el polonio En comparacioacuten con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energiacutea de ionizacioacuten por lo que es maacutes faacutecil que los metales cedan electrones y maacutes difiacutecil que los ganen28

Los metales como el cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de estudio son micronutrientes esenciales en los seres vivos pero estos pueden llegar a ser toacutexicos si se encuentran por encima de cierta concentracioacuten Ver Figura 6

Las principales fuentes de contaminacioacuten por metales son

Intemperismo geoloacutegico

Procesamiento industrial de minerales y metales

Uso de metales y componentes metaacutelicos

Lixiviacioacuten de metales en rellenos sanitarios y depoacutesitos de basuras

27 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

28 Colaboradores de Wikipedia Metal [en liacutenea] Wikipedia La enciclopedia libre 2009 [fecha de

consulta 30 de julio del 2009] Disponible en lthttpeswikipediaorgwindexphptitle=Metalampoldid=28507108gt

28

Los contaminantes metaacutelicos de origen industrial pueden alcanzar los ambientes acuaacuteticos a traveacutes de tres viacuteas

Deposicioacuten de material atmosfeacuterico

Escorrentiacutea superficial y lixiviacioacuten de suelos contaminados

Disposicioacuten de residuos industriales y urbanos en los cuerpos de agua

Figura 5 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales

Fuente adaptado Forstner y Wittman 1981

La escorrentiacutea de aguas lluvias ocasiona un drenaje difuso en aacutereas rurales y es la fuente no puntual mas importante de metales en aguas continentales

La solubilidad es uno de los factores determinantes para la dinaacutemica y distribucioacuten de un contaminante En el agua la solubilidad de un compuesto metaacutelico esta afectada por el grado de ionizacioacuten el contenido mineral del medio el pH la temperatura el oxiacutegeno disuelto la presencia de acomplejantes y el potencial de oxido reduccioacuten

3311 Bioacumulacioacuten

Algunos organismos acuaacuteticos tienen la capacidad de acumular metales sin que esto les cause un dantildeo aparente De esta forma concentraciones de metales pueden ingresar a la cadena alimenticia y causar dantildeos considerables en el consumidor final Debido a que esta se biomagnifica y a su vez la concentracioacuten del metal aumenta

El efecto de toxicidad de los metales sobre los organismos depende de

Factores del estado de oxidacioacuten

La forma molecular del metal (organometaacutelicos CH3Hg inorgaacutenicas arsenico)

Liposolubilidad afinidad de eacutel metal por los liacutepidos

29

332 METALES DE PRUEBA

A continuacioacuten se presentan las caracteriacutesticas del cobre (Cu) y del cinc (Zn) que fueron los metales empleados en las pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) de esta investigacioacuten

333 COBRE

El cobre es el primer elemento del subgrupo Ib de la tabla perioacutedica y tambieacuten incluye los otros metales de acuntildeacioacuten plata y oro Su aacutetomo tiene la estructura electroacutenica 1s22s22p63s23p63d104s1 El bajo potencial de ionizacioacuten del electroacuten 4s1 da por resultado una remocioacuten faacutecil del mismo para obtener cobre(I) o ion cuproso Cu+ y el cobre(II) o ion cuacuteprico Cu2+ se forma sin dificultad por remocioacuten de un electroacuten de la capa 3d Tiene dos isoacutetopos naturales estables 63Cu y 65Cu Tambieacuten se conocen nueve isoacutetopos inestables (radiactivos) El cobre se caracteriza por su baja actividad quiacutemica Se combina quiacutemicamente en alguno de sus posibles estados de valencia La valencia maacutes comuacuten es la de 2+ (cuacuteprico) pero 1+ (cuproso) es tambieacuten frecuente la valencia 3+ ocurre soacutelo en unos cuantos compuestos inestables29 Los compuestos de cobre (I) apenas tienen importancia en la industria y se convierten faacutecilmente en compuestos de cobre (II) al oxidarse por la simple exposicioacuten al aire Los compuestos de cobre (II) son estables30

El cobre es maleable duacutectil y un buen conductor del calor y la electricidad

Las especies disueltas en agua incluyen Cu2+ CuO2H- y Cu+ Tanto el sulfuro

cuacuteprico como el cuproso tiene muy baja solubilidad las concentraciones de cobre pueden ser muy altas en las aguas aacutecidas procedentes de las minas llegando a concentraciones de varios cientos de miligramos por litro (mgL)

3331 Fuentes

El Cobre puede ser liberado en el medioambiente tanto por actividades humanas como por procesos naturales Ejemplo de fuentes naturales son las tormentas de polvo descomposicioacuten de la vegetacioacuten incendios forestales y aerosoles marinos

3332 Propiedades fiacutesicas y quiacutemicas

29 Lenntech Agua residual amp purificacioacuten del aire Holding BV Rotterdamseweg Holanda 1998

Disponible en Internet desde httpwwwlenntechcomespanoltabla-peiodicacuhtm

30 Cobre Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008

httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

30

Siacutembolo Cu

Nuacutemero atoacutemico 29

Peso atoacutemico 63546

Densidad Un metal comparativamente pesado soacutelido puro tiene una densidad de 896 gcm3 a 20ordmC mientras que el del tipo comercial variacutea con el meacutetodo de manufactura oscilando entre 890 y 894

Punto de ebullicioacuten punto de ebullicioacuten normal es de 2595ordmC (4703ordmF)

Estado de oxidacioacuten +1 +2

Punto de fusioacuten El punto de fusioacuten del cobre es de 1083degC (+-) 01ordmC (19814degF +- 02ordmF)

3333 Fuentes y Obtencioacuten

Los oacutexidos y carbonatos de cobre [Cu2O (cuprita) Cu2S (calcocita) CuFeS2 (calcopirita) Cu2CO3∙Cu(OH)2 (malaquita) y 2bullCuCO3∙Cu(OH)2 (azurita)]31 pueden ser lixiviados con aacutecido sulfuacuterico para producir una solucioacuten cuacuteprica a partir de la que el cobre se puede obtener por electroacutelisis

3334 Usos

El uso principal del cobre (la mitad de su produccioacuten) es en las instalaciones eleacutectricas El cobre es un componente de muchas aleaciones junto con otros metales como la plata cadmio estantildeo y cinc Cobre y cinc (latoacuten) cobre y estantildeo (bronce) cobre y niacutequel (metal monel) El sulfato de cobre se utiliza como alguicidica y molusquicida en el agua y como fungicida vegetal mezclado con cal32

3335 Toxicidad

Los efectos adversos de salud maacutes comunes del exceso de ingesta oral de cobre son dolores gastrointestinales Naacuteuseas voacutemitos y dolor abdominal se han notificado poco despueacutes de ingerir soluciones de sulfato de cobre o bebidas en recipientes que permiten faacutecilmente liberar el cobre La ingestioacuten de agua potable con una concentracioacuten gt 3 mg CuL va a producir siacutentomas gastrointestinales La ingestioacuten de grandes cantidades de sales de cobre mas frecuentemente sulfato de cobre puede producir necrosis hepaacutetica o la

31 VALVERDE V Juan L Id

32 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de Toxicologiacutea Medioambiental

Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

31

muerte En los estudios epidemioloacutegicos no se ha encontrado relacioacuten entre la exposicioacuten al cobre y el caacutencer33

3336 Difusioacuten y dispersioacuten

El Cobre se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua

Varios procesos influyen en el destino del cobre en los sistemas acuaacuteticos estos incluyen complejacioacuten con ligandos orgaacutenicos e inorgaacutenicos sorcioacuten de oacutexidos de metales arcillas partiacuteculas y material orgaacutenico bioacumulacioacuten y el intercambio entre los sedimentos y agua Gran parte del cobre vertido al agua es en forma de partiacuteculas y tiende a sedimentarse a precipitarse o es adsorbido por la materia orgaacutenica por hierro hidratado arcilla y oacutexidos de manganeso en el agua o por los sedimentos de la columna de agua Normalmente se alcanza el equilibrio dentro de las 24 h El ion de cobre (I) es inestable en soluciones acuosas tendiendo desproporcionadamente a formar cobre (II) y cobre metaacutelico a menos que este un ligando presente Los uacutenicos compuestos de cobre insolubles en el agua son el sulfuro cianuro y floruro El cobre en estado de cobre (II) forma compuestos cordinados con ligando orgaacutenicos e inorgaacutenicos El amoniacuteaco y los iones de cloruro son ejemplos de especies que forman ligandos estables con cobre El cobre tambieacuten forma complejos estables con ligandos orgaacutenicos tales como el aacutecido huacutemico En el agua de mar la materia orgaacutenica es generalmente el mas importante agente acomplejante 34 En los riacuteos se depositan lodos contaminados con Cobre en sus orillas debido al vertido de aguas residuales La mayoriacutea de los compuestos del Cobre se depositaraacuten y se enlazaraacuten tanto a los sedimentos del agua como a las partiacuteculas del suelo En el agua superficial el cobre puede viajar largas distancias tanto suspendido sobre las partiacuteculas de lodos como iones libres

Compuestos solubles del Cobre forman la mayor amenaza para la salud humana Usualmente se encuentra en los cuerpos de agua despueacutes de ser liberados al ambiente en practicas de agricultura

33 KLAASSENCurtis D Casarett and Doullacutes toxicology the basic science of poisons seventh edition

McGraw-Hill University of Kansas Medical Center Kansas2008 34

International Programme on Chemical Safety (IPCS) [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet

en httpwwwinchemorgdocumentsehcehcehc200htm

32

En el suelo

En el medio ambiente terrestre existen una serie de factores importantes que influyen en la migracioacuten del cobre en el suelo Estos incluyen la naturaleza propia del suelo su pH el tipo la distribucioacuten de la materia orgaacutenica potencial redox la presencia de oacutexidos la condicioacuten base de los suelos y su capacidad de intercambio catioacutenico la tasa de descomposicioacuten de la hojarasca y la realcioacuten arcilla-arena y a las partiacuteculas de limo El tiempo de permanencia de cobre en el suelo es funcioacuten de las condiciones climaacuteticas y de la vegetacioacuten presente en el sitio

Cuando el Cobre termina en el suelo este es fuertemente enlazado a la materia orgaacutenica y minerales Como resultado este no se desplaza muy lejos antes de ser liberado y es difiacutecil que se infiltre en el agua subterraacutenea

El Cobre no se disocia en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos

Figura 6 Ciclo del cobre

Fuente los autores

En la atmosfera

El Cobre es emitido a la atmosfera principalmente a traveacutes de la liberacioacuten durante la combustioacuten Permanece un periodo de tiempo considerable antes de precipitarse mezclado con la agua lluvia el cuaacutel finalmente se acumula en los suelos

El cobre es liberado a la atmosfera en forma de material particulado o adsorbido por material particulado Es removido por sedimentacioacuten gravitacional deposicioacuten seca lavado por la lluvia La Velocidad de eliminacioacuten y la distancia recorrida desde la fuente de origen dependen de

33

las caracteriacutesticas tamantildeo de las partiacuteculas y la velocidad del viento La sedimentacioacuten gravitatoria rige la solucioacuten de la eliminacioacuten de las partiacuteculas grandes (gt 5 micras) mientras que las partiacuteculas maacutes pequentildeas se eliminan por otras formas de deposicioacuten huacutemeda y seca La importancia relativa de la humedad en comparacioacuten con la deposicioacuten seca en general aumenta con la disminucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas35

En la figura 7 se puede observar las formas en que se encuentra en cobre en el ambiente

334 CINC

Es un metal maleable duacutectil y de color gris El cinc es uno de los elementos menos comunes se estima que forma parte de la corteza terrestre en un (00005-002) Ocupa el lugar 25 en orden de abundancia entre los elementos Su principal mineral es la blenda marmatita o esfalerita de cinc ZnS Es un elemento esencial para el desarrollo de muchas clases de organismos vegetales y animales El cinc puro es de color blanco azuloso lustroso y moderadamente duro (25 en la escala de Mohs) El aire huacutemedo provoca su empantildeamiento superficial haciendo que tenga color gris El cinc puro es duacutectil y maleable pudieacutendose enrollar y tensar pero cantidades pequentildeas de otros metales como contaminantes pueden volverlo quebradizo36

3341 Fuentes

El cinc rara vez se encuentra en la naturaleza en su estado metaacutelico pero muchos minerales contienen cinc como componente principal Los niveles promedio de cinc en suelo y rocas aumenta comuacutenmente en este orden arena (10- 30 mgkg) roca graniacutetica (50 mgkg) arcilla (95 mgkg) y basalto (100 mgkg) La esfalerita (ZnS) es el mas importante mineral puro y la principal fuente de produccioacuten de cinc37

La mayoriacutea del cinc es vertido durante actividades industriales como la mineriacutea la combustioacuten de carboacuten y residuos y el procesado del acero38

3342 PROPIEDADES FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS

Siacutembolo Zn

Nuacutemero atoacutemico 30

35 Ibid

36

Lenntech Ibid

37

International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

38

Lenntech Op cit

34

Peso atoacutemico 65409

Densidad 714 gm3

Punto de ebullicioacuten 908ordm C

Estado de oxidacioacuten + 2

Punto de fusioacuten 420 degC

3343 Usos

Se utiliza principalmente en el galvanizado de acero y productos de hierro y en la produccioacuten de latoacuten El compuesto maacutes corriente en el aacutembito industrial es el oacutexido de cinc (ZnO) que tiene baja solubilidad en muchos disolventes Entre otros compuestos esta el cloruro de cinc (ZnCl2) sulfato de cinc (ZnSO4) y carbamatos de cinc (Zn-COONH4) como el zineb y ziram con accioacuten fungicida39

3344 Toxicidad

La toxicidad aguda del cinc por exceso de ingestioacuten no es comuacuten pero el dolor gastrointestinal y la diarrea han sido reportados por ingestioacuten de bebidas en utensilios de lata galvanizadas La siguiente intoxicacioacuten mas comuacuten es la inhalacioacuten de oacutexido de cinc y en menor medida otros compuestos de cinc donde el efecto maacutes comuacuten es la fiebre de humo-metal que se caracteriza por generar fiebre dolor de pecho escalofriacuteos tos disnea naacuteuseas dolor muscular fatiga y leucocitosis La inhalacioacuten aguda de altos niveles de cloruro de cinc como en el caso de los usos militares resulta en pronunciado dantildeo a la membrana mucosa incluidos el edema intersticial la fibrosis neumonitis edema de la mucosa bronquial y ulceracioacuten Tras la exposicioacuten a largo plazo a dosis maacutes bajas de el cinc generalmente resultan como siacutentomas una disminucioacuten absorcioacuten de cobre lo que lleva a los primeros siacutentomas de la deficiencia de cobre tales como disminucioacuten de eritrocitos o deficiencia en el nuacutemero de hematocritos40

3345 Dispersioacuten y difusioacuten

El cinc se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua y en el sedimento

El cinc en el agua se encuentra en siete formas

bull Material particulado (diaacutemetro gt 450 nm)

39 VALVERDE V Juan L Op Cit

40 KLAASSEN Curtis D Op cit

35

bull Ion metaacutelico hidratado de forma simple eg Zn(H2O)62+ (diaacutemetro 08

nm)

bull Complejos inorgaacutenicos simples eg Zn(H2O)5Cl+ Zn(H2O)5OH+ (diaacutemetro 1 nm)

bull Complejos orgaacutenicos simples eg Zn-citrate Zn-glycinate [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejo inorgaacutenico estable eg ZnS ZnCO3 Zn2SiO4 [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejos orgaacutenicos estables eg Zn-humate Zn-cysteinate [diaacutemetro (2ndash4) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+Fe2O3 Zn2+SiO2 [diaacutemetro (100ndash500) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+- acido huacutemico Zn2+- detritus orgaacutenico [diaacutemetro (100ndash500) nm]

En solucioacuten cuatro de seis ligandos se pueden coordinar con el ion de cinc Los complejos se forman con ligandos polares como ejemplo el amoniacuteaco

(NH3) las aminas iones de cianuro (CN) e iones de elementos haloacutegenos El cinc es un metal atmosfeacuterico reactivo El hidroacutexido Zn(OH)2 se precipita en soluciones alcalinas pero un exceso de esta el cinc se vuelve a disolver para formar ZnO2

2- los cuales son hidroxi-complejos tales como

Me+[Zn(OH)3]- Me2

+[Zn(OH)4]2-and Me2

+[Zn(OH)4(H2O)2]2-

La distribucioacuten y transporte de cinc en el agua sedimentos y en el suelo depende de las especies de cinc presentes en el ambiente La solubilidad del cinc es principalmente determinada por el pH En valores de pH acido el cinc puede estar presente en la fase acuosa en forma ioacutenica El cinc puede precipitar a valores de pH superiores a 80 Tambieacuten puede formar complejos orgaacutenicos estables por ejemplo con los aacutecidos huacutemicos o fuacutelvicos La formacioacuten de tales complejos puede aumentar la movilidad yo solubilidad del cinc Es poco probable que el cinc se infiltre en el suelo debido a que es adsorbido en la arcilla y materia orgaacutenica Los suelos aacutecidos y suelos arenosos con bajo contenido orgaacutenico tiene una reducida capacidad para absorber cinc41

En los cuerpos de agua con vertimientos de cinc los peces presentes pueden bioacumularlo en sus cuerpos y en la cadena alimenticia se biomagnifica42

En el suelo

41 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

42 Lenntech Op cit

36

La mayor fuente de cinc en el suelo son los minerales de sulfuro de cinc tales como la esfalerita y wurtzita y en una menor cantidad smithsonita (ZnCO3) willemita (Zn2SiO4) cincita (ZnO) zinkosita (ZnSO4) franklinita (ZnFe2O4) and hopeita (Zn3(PO4)2middot 4H2O)43

En el suelo el cinc actuacutea como un agente inhibitorio del crecimiento de las especies de flora circundante a la zona de influencia del foco de contaminacioacuten la mayoriacutea de las cuales no poseen mecanismos para incorporar al cinc en su proceso metaboacutelico y debido a esto un nuacutemero limitado de plantas tiene la capacidad de sobrevivir lo cual es directamente proporcional a su diversidad

El cinc puede interrumpir la actividad en los suelos con efectos negativos en la actividad de microorganismos y lombrices Probablemente disminuyendo la velocidad de descomposicioacuten de la materia orgaacutenica

Tambieacuten altera la permeabilidad de la membrana celular inhibicioacuten de la fotosiacutentesis y alteracioacuten en las concentraciones de Cu Fe y Mn44

Figura 7 Ciclo del cinc

Fuente los autores

En la atmosfera

Es estable en aire seco pero al exponerse a aire huacutemedo es cubierto con una capa adherente de cinc o carbonato baacutesico (2bullZnCO3middot3bullZn(OH)2) de este modo aislando el metal y retardando su corrosioacuten

43 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

44 Lenntech Op cit

37

El cinc se vincula principalmente a las partiacuteculas de aerosoles en la atmoacutesfera El tamantildeo de las partiacuteculas se determina por la fuente de emisioacuten de cinc Una proporcioacuten importante de cinc se libera de los procesos industriales y es adsorbido en partiacuteculas lo suficientemente pequentildeas para estar en el rango de respiracioacuten humano

El transporte y la distribucioacuten del cinc atmosfeacuterico variacutean seguacuten el tamantildeo de las partiacuteculas y las propiedades de los compuestos de cinc en cuestioacuten El cinc se elimina de la atmoacutesfera por deposicioacuten seca y huacutemeda El cinc adsorbido por las partiacuteculas con bajas densidades y diaacutemetros puede ser transportado a largas distancias45

En la Figura 8 se observan las formas en que se encuentra el cinc en el ambiente

34 GALVANOTECNIA

341 Generalidades

El sector galvaacutenico comprende todos aquellos recubrimientos viacutea electroliacutetica sobre diferentes superficies con fines decorativos y de proteccioacuten contra la corrosioacuten dadas las propiedades que presentan estas peliacuteculas entre las cuales se destacan la dureza uniformidad estabilidad y buen aspecto

El sector industrial Galvaacutenico hace parte de la Cadena Productiva Metalmecaacutenica aportando bienes de consumo intermedio y bienes de capital entendidos como artiacuteculos utilizados inmediatamente por el usuario final o para ser incorporados en la fabricacioacuten de otros bienes y en artiacuteculos que directa o indirectamente contribuyen a la produccioacuten de maquinaria y equipos respectivamente46

342 El Proceso Galvaacutenico

La galvanotecnia es una teacutecnica que consiste en la transformacioacuten de una superficie que puede ser o no metaacutelica mediante un recubrimiento metaacutelico Es un proceso electroquiacutemico por el cual se deposita una capa fina de metal sobre una base generalmente metaacutelica47 Se recomienda cuando por costos

45 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

46

Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas

Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en

httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

47 Galvanoteacutecnia Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2009

httpesencartamsncom copy 1997-2009 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

httpesencartamsncomencyclopedia_761562645galvanoteacutecniahtml

38

o por razones estructurales es necesario modificar las caracteriacutesticas del metal base seleccionada En general los procedimientos tienen como finalidad modificar las propiedades de la superficie de los metales y estas pueden estar asociadas a motivos decorativos o funcionales dentro de los cuales se encuentran

Aumento de resistencia a la corrosioacuten

Aumento de resistencia al ataque de sustancias quiacutemicas

Incremento de la resistencia a la friccioacuten y al rayado

Mejoramiento de propiedades eleacutectricas o mecaacutenicas

Mejoramiento de propiedades oacutepticas

Ofrecer sustrato de anclaje de pinturas

Ejercer lubricacioacuten48

Los metales que se utilizan normalmente en galvanotecnia son cadmio cromo cobre oro niacutequel plata y estantildeo Las cuberteriacuteas plateadas los accesorios cromados de automoacutevil y los recipientes de comida estantildeados son productos tiacutepicos de galvanotecnia49 En la Tabla 2 ldquoAlgunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunesrdquo que se muestra a continuacioacuten se puede encontrar una descripcioacuten de los diferentes tipos de recubrimiento galvaacutenico seguacuten el metal empleado

En galvanotecnia se consideran dos tipos de procesos la galvanoplastia y la galvanostegia El primero se refiere al proceso en que los recubrimientos metaacutelicos se hacen sobre superficies de materiales no conductores Mientras que en el segundo los recubrimientos siempre se realizan sobre materiales metaacutelicos

343 Proceso de Galvanoplastia

La galvanoplastia se utiliza cuando se requieren formas completas y depoacutesitos de materiales bastante finos Los moldes de plaacutestico cera y parafina se hacen conductores utilizando grafito o cinc en polvo y recubrieacutendolas electroliacuteticamente con un metal

Este es el proceso de fabricacioacuten de moldes baacutesico para las industrias manufactureras de muntildeecos discos fonograacuteficos de algunas partes automotrices y otras

En algunos casos las partes de plaacutesticos se metalizan directamente para lograr objetos con acabado metaacutelico como en el caso de la bisuteriacutea tapas de recipientes para perfumes algunas autopartes placas para circuitos impresos artiacuteculos para el hogar griferiacutea etc

48 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72

49 Galvanoteacutecnia Encartareg 2009 Op cit

39

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunes

Nombre Metal Campo de aplicacioacuten mas comuacuten

Cobreado Cobre

Capa base para el cromado o la vulcanizacioacuten en acero de derivados del caucho

Recubrimiento decorativo de piezas de materiales no metaacutelicos

Generacioacuten de las venas conductoras de circuitos impresos

Cromado Cromo

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Recubrimiento resistente a la friccioacuten en materiales ferrosos

Material para el relleno de zonas desgastadas en piezas de friccioacuten

Superficie muy dura en ciertas aplicaciones

Acerado Hierro Material de relleno en zonas desgastadas en hierro gris y acero

Niquelado Niacutequel

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Capa base para el cromado

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Cadmiado Cadmio Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Galvanizado Cinc Recubrimiento anticorrosivo del acero

Estantildeado Estantildeo Recubrimiento anticorrosivo temporal del acero

Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Dorado Oro

Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Proteccioacuten anticorrosiva de venas en circuitos impresos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores seguros

Conexiones internas de circuitos integrados

Plateado Plata Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Latonado Latoacuten Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Recubrimiento antifriccioacuten de asentamiento en chumaceras

Fuente Disponible en httpwwwsabelotodoorgelectrotecniagalvanoteacutecniagalvanoteacutecniahtml

344 Proceso de galvanostegia

40

La galvanostegia se refiere a los recubrimientos hechos electroliacuteticamente sobre superficies metaacutelicas

La galvanostegia puede ser de dos categoriacuteas catoacutedica o anoacutedica

El proceso de metalizado de plaacutesticos como se puede observar en la Tabla 3

50

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia

ACTIVIDAD MATERIAS PRIMAS RESIDUOS GENERADOS

1 DESENGRASE solventes orgaacutenicos

tricloroetileno

vertimientos (enjuagues contaminados) emisiones

(VOCs)

2 SENSIBILIZACIOacuteN acido sulfuacuterico Aacutecido croacutemico en solucioacuten

vertimientos (enjuagues contaminados goteo al piso)

3 ACTIVACIOacuteN Acido clorhiacutedrico cloruro estantildeoso

vertimientos ( goteo al piso)

4 NUCLEACIOacuteN Cloruro de paladio vertimientos ( enjuagues

agotados)

5 POSTNUCLEACIOacuteN Reductor Hiposulfito soacutedico formaldehiacutedo

Emisiones (VOCs)

6 PREMETALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico vertimientos ( goteo al piso)

7 METALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico

vertimientos ( goteo al piso bantildeos gastados)

Fuente Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

La galvanostegia catoacutedica tiene tres objetivos fundamentales ejercer proteccioacuten contra la corrosioacuten dar buen aspecto cambiar alguna propiedad superficial como dar mayor dureza mejorar la conductividad ejercer lubricacioacuten

La galvanostegia anoacutedica conocida comuacutenmente como anodizado implica la formacioacuten de peliacuteculas de oacutexido del mismo metal para que aiacutesle y proteja las piezas metaacutelicas

En general las industrias galvanoteacutecnicas se pueden clasificar en dos categoriacuteas industrias de servicios industrias de integrados Las industrias

50 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72-73

41

de servicio a su vez se dividen en industrias de pulido y brillo e industrias de acabado

Las industrias de pulido y brillo se encargan de convertir las superficies de las piezas metaacutelicas rugosas en brillantes mediante un tratamiento mecaacutenico La operacioacuten de una industria de pulido y brillo consta de varias etapas en las cuales la rugosidad es eliminada paulatinamente por la accioacuten abrasiva de discos elaborados con diferentes materiales

Todos los procedimientos conllevan cierto nuacutemero de operaciones en las que se utiliza gran cantidad de sustancias quiacutemicas produciendo vertimientos y emisiones tanto al agua como al aire y al suelo

345 CINCADO

Existe el cincado aacutecido y el alcalino habieacutendose producido un aumento significativo en la aplicacioacuten del primero por motivos ambientales ya que en el cincado aacutecido no se emplean compuestos cianurados Ambos procesos son similares y difieren solo en la ausencia de compuestos cianurados en la variante aacutecida cuya desventaja operativa es que requiere de un control mucho maacutes riguroso en cuanto a composicioacuten y pureza que representa un obstaacuteculo importante para una mayor difusioacuten de este proceso51 Ver figura 9 cincado Figura 8 Esquema del proceso de Cincado

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72 p

El cincado comprende varias etapas en las que se emplean diferentes insumos y se generan sustancias de desecho en altas y bajas concentraciones a continuacioacuten en la Figura 10 ldquoInsumos y desechos en el cincado alcalinordquo se puede observar mejor este proceso

51 CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado

De Metales Lima 1997 72 p Tab web disponible en liacutenea en httpwwwbvsdepahoorgeswwwfulltextgtzmanmiremmrindamhtml

42

Los meacutetodos de tratamiento y disposicioacuten final de desechos generados por la actividad de galvanotecnia son los mismos que se aplican a los residuos peligrosos El criterio fundamental es el de la cuna a la tumba es decir la gestioacuten de desechos se inicia en el punto de generacioacuten la fuente y termina en el punto de disposicioacuten final que para este caso se recomienda en primera medida es hacer la separacioacuten en la fuente en los diferentes puntos donde se generen los metales la segunda medida es hacer recuperacioacuten de los metales aplicando diferentes meacutetodos que apliquen para cada caso en tercer lugar estaacute la Reutilizacioacuten de los metales recuperados e incorporacioacuten de estos de nuevo en el proceso productivo y finalmente debido a costos practicidad falta de tecnologiacutea etc si no se pudieran separar ni recuperar tendriacutean que ser llevados a disposicioacuten final aunque es una solucioacuten transitoria y no definitiva para los problemas ambientales generados por la acumulacioacuten de los metales por ejemplo en un relleno de seguridad Ver la Figura 11

Figura 9 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997

43

Figura 10 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc

Fuente Adaptado de CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72

44

4 METODOLOGIacuteA

A continuacioacuten se describen cada una de las fases y procedimientos con los que se realizoacute esta investigacioacuten

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL En esta investigacioacuten se utilizaron las siguientes variables variable independiente la concentracioacuten de las sustancias de prueba variable dependiente la muerte de los organismos y constantes los organismos empleados en cada ensayo (5 alevinos de trucha arcoiacuteris por pecera) tiempo de exposicioacuten (96 horas) y paraacutemetros fisicoquiacutemicos [Tdeg pH y OD (oxigeno disuelto)] Inicialmente se realizoacute una prueba preliminar utilizando rangos de concentraciones entre (20 - 100) ppm K2Cr2O7 (01 - 05) ppm CuSO4bull5H2O y (2 ndash 10) ppm ZnCl2 de la respectiva sustancia Posteriormente con los datos de los rangos obtenidos en el ensayo preliminar se realizaron las pruebas definitivas utilizando cinco organismos por pecera con cinco concentraciones diferentes las cuales aumentan descendentemente cada concentracioacuten se realiza por cuadruplicado e igualmente se hace para el control o blanco Para un total de 24 peceras por ensayo Una vez obtenidos los resultados de mortalidad se realizan el anaacutelisis de varianza y anaacutelisis Probit como fin determinar la respectiva CL50-96

El tipo de prueba toxicoloacutegica que se realizoacute es aguda debido a que se cuantifica la alteracioacuten causada por la respectiva sustancia en este caso mortalidad y es estaacutetica en la cual no existe renovacioacuten de las soluciones test a lo largo de toda la prueba de 96 h de duracioacuten Ademaacutes no se suministroacute aireacioacuten ni alimento durante el experimento

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO

421 RECINTO EXPERIMENTAL

Las pruebas de toxicidad se realizaron en el laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle que es el lugar dentro de la Universidad dotado de todo lo necesario para hacer este tipo de investigaciones y en el se encuentran mesones para la preparacioacuten de las diluciones y mediciones fisicoquiacutemicas aacutereas de lavado y un sistema de ventilacioacuten (extraccioacuten y suministro de aire) Ver figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle En eacutel se ubicaron 3 acuarios con voluacutemenes de 63 L 90 L y 110 L para la permanencia de los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) antes de cada prueba un tanque de 250 L con una bomba sumergible (2000 L h) en su interior para mantener agua aireada libre de cloro y un estante para la bateriacutea de ensayos que consistiacutea de 24 peceras de vidrio con una capacidad de 25 L para las pruebas de toxicidad

45

En el Laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria se realizaron anaacutelisis fisicoquiacutemicos preservacioacuten de las muestras y preparacioacuten de soluciones

Figura 11 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle

Fuente los autores

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS ACUARIOS

Los acuarios se adaptaron con el fin de garantizar las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) empleando los siguientes implementos filtro grava aireadores mangueras difusores un material de cubierta y agua

Filtro se ubicoacute en el fondo del acuario para mantener el agua libre de amoniacuteaco (NH3) u otros desechos producto del metabolismo de los peces

Grava se depositoacute alrededor del filtro usaacutendola como sustrato en el que habitan bacterias que son las encargadas de descomponer los desechos y convertirlos en nutrientes

Aireadores permanecieron conectados al exterior del acuario a mangueras y estas a su vez a difusores que fueron distribuidos uniformemente dentro de los acuarios para el suministro de aire

Fotoperiodo de doce horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

46

Material de cubierta se utilizoacute plaacutestico para cubrir la parte superior de los acuarios manteniendo el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volatiles evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Agua del grifo proveniente del acueducto para llenar el acuario dejaacutendola libre de cloro en (3 ndash 5) diacuteas (en algunas ocasiones se usoacute el agua libre de cloro previamente aireada con una bomba sumergible (2000 L h) en un tanque de 250 L)

Figura 12 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss)

Fuente los autores

4221 Limpieza o sifoneo de los acuarios

El procedimiento de limpieza o sifoneo se realizoacute en tres momentos

1 Previo a la introduccioacuten de los alevinos al preparar el acuario 2 Durante la permanencia de los alevinos en los acuarios 3 Una vez iniciada la prueba de toxicidad

La primera fase al igual que la tercera consistioacute en extraer toda el agua de los acuarios y todos los implementos limpiar todas las superficies del acuario con abundante agua repetidas veces sin utilizar ninguacuten jaboacuten o detergente En la segunda fase ocasionalmente se retiraron soacutelidos en suspensioacuten en el agua del acuario y se realizoacute aspirado en la grava para retirar los desechos (excremento materia orgaacutenica) producidos por los peces que contienen amoniacuteaco (NH3) el cual es el principal producto residual de la trucha y que por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 es muy toacutexico para los peces

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

El organismo que se empleo en las pruebas toxicoloacutegicas fue el aleviacuten de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) de 4 cm 08 g (peso promedio) y 1 mes y 15 diacuteas de nacido en promedio

47

Los peces fueron comprados a distintos proveedores inicialmente a la empresa Truchas Suralaacute Ltda ubicada en Choconta Cundinamarca una finca situada en la regioacuten de Guavio y posteriormente a la empresa Acuagranja Ltda ubicada en la Av Boyacaacute con calle 99 Bogotaacute los organismos que se utilizaron fueron transportados en dos (2) bolsas de polietileno de (70 x 35) cm calibre tres (3) con capacidad aproximadamente 200 Truchas Arcoiacuteris de 4cm cada bolsa Las bolsas se les adiciona oxigeno para garantizar las condiciones de OD en su transporte y son empacadas en cajas con unas bolsas de gel congelado para mantener las condiciones de temperatura oacuteptimas

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) veniacutean en bolsas que fueron introducidas en los acuarios ya preparados inmediatamente despueacutes de llegar al laboratorio La introduccioacuten consistioacute en sumergirlas en el agua y dejarlas flotando durante una hora aproximadamente sin destaparlas (garantizando el oxigeno en su interior) todo esto con el fin de homogenizar las temperaturas del agua de la bolsa con la del acuario con el propoacutesito de evitar el choque teacutermico Los peces fueron introducidos en los acuarios teniendo cuidado de no mezclar el agua de las bolsas con el agua del acuario pues al momento de ser transportados los niveles de amoniacuteaco aumentan por el estreacutes y en consecuencia excretan en mayor cantidad y esto podriacutea llegar a ser muy toacutexico para los organismos Ver figura 14

Figura 13 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris

Fuente Los autores

Seguacuten los protocolos internacionales (CETESB) los peces deben permanecer en los acuarios 15 diacuteas antes de ser realizadas las pruebas

48

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Antes de la realizacioacuten de las pruebas de toxicidad durante el tiempo que permanecieron los alevinos de trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss) en el laboratorio se les alimentoacute con Nutripez en Hojuelas que se les suministroacute dos veces al diacutea de acuerdo a las indicaciones del fabricante (200 mgdiacutea de acuerdo al peso y la edad) En la Tabla 4 Se observa la composicioacuten nutricional del alimento

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas

Fuente Peces Ornamentales El Tiple Ltda

Se recomienda que las dietas para peces tengan en general un mayor contenido de proteiacutena52

Actualmente la industria de alimentos concentrados en Colombia provee un producto balanceado que suple los requerimientos alimenticios de la trucha arco iris con esta composicioacuten nutricional Proteiacutena entre (40 ndash 50) grasa entre (7 ndash 18) cenizas 10 humedad 12 y fibra un 353 No se suministroacute alimento desde el diacutea anterior a la realizacioacuten de la prueba de toxicidad ni durante las 96 horas del experimento debido al amoniaco (NH3) que es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados provenientes de la excreta que podriacutea afectar la supervivencia de los alevinos alterando los resultados y condiciones de la prueba

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

El agua que se empleoacute en las pruebas fue agua potable que previo al ensayo toxicoloacutegico permanecioacute aireando en un tanque de 250 L durante un periodo miacutenimo de 1 semana Se controloacute la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto que debiacutea permanecer por encima de los 55 mgL el pH en un rango de 65 a 78 y la temperatura lt 20degC porque de esto depende la supervivencia de la trucha y la veracidad de la prueba (si no se cumplen estas miacutenimas condiciones en el ensayo

52 Pokniak R Joseacute Nutricioacuten de peces TECNO VET Antildeo 3 Ndeg2 agosto 1997

httpwwwtecnovetuchileclCDAtecnovet_articulo01409SCID253D91632526ISID253D44800html 53

CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de

produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

Proteiacutena miacutenima 38

Grasa miacutenima 8

Fibra maacutexima 25

Ceniza maacutexima 98

Humedad maacutexima 5

49

toxicoloacutegico los resultados pueden ser influenciados negativamente por estas variables) Ver figura 15

Figura 14 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas

Fuente los autores

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

Esta fase consistioacute en la realizacioacuten de las pruebas toxicoloacutegicas para las cuales se emplearon unos equipos y materiales siguiendo unos procedimientos como se describe a continuacioacuten

EQUIPOS

Balanza analiacutetica marca Sartorius

Medidor de Multiparaacutemetro marca Hanna MATERIALES

Item Volumen

(mL) Cantidad

Pipetas

5 1

10 1

25 1

Balones aforados 1000 4

Espaacutetula NA 1

Vidrio de reloj NA 1

Peceras 2500 24

Probetas

10 1

40 1

50 1

100 2

250 2

500 2

1000 2

Balde 10000 1

Fuente los autores

50

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas

Se montoacute una bateriacutea de ensayos usando un estante de seis entrepantildeos en donde se distribuyeron 24 peceras de vidrio (4 peceras por entrepantildeo) de 25 L de capacidad cada una a su vez las concentraciones se dividieron una por entrepantildeo y la restante es el control de la prueba

Los ensayos se iniciaban en el momento de introducir cinco alevinos en cada una de las peceras que en su interior ya conteniacutean la solucioacuten correspondiente para el tipo de prueba y concentracioacuten del ensayo a realizar y finalizaron a las 96 horas de iniciada la misma

El fotoperiodo que se utilizoacute en el bioensayo fue de 12 horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

La cobertura plaacutestica se utilizoacute en las PECERAS al igual que en los acuarios para mantener el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volaacutetiles que podriacutean cambiar eventualmente las condiciones del ensayo evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Figura 15 Foto Bateriacutea de ensayos

Fuente los autores

Es importante definir que una vez iniciado el procedimiento anterior se hizo cuantificacioacuten del nuacutemero de organismos muertos en cada recipiente durante las (3 6 24 48 72 y 96) horas de experimentacioacuten y los resultados de esta lectura se

51

consignaron en las hojas de registro como se puede observar en la Tabla 5 y que se pueden encontrar en el Anexo O Hojas de registro de datos

432 Pruebas de sensibilidad

La sensibilidad de los alevinos fue evaluada realizando pruebas en las cuales se utilizoacute el dicromato de potasio (K2Cr2O7) que es un toacutexico de referencia El propoacutesito de esta prueba fue determinar la capacidad de respuesta de los organismos en el ensayo

Las pruebas se realizaron con cinco concentraciones distintas expresadas en ppm de dicromato de potasio (K2Cr2O7) y un control por cuadruplicado obteniendo el test definitivo se replico 20 veces el ensayo con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos de concentraciones de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) entre (05 - 5) ppm para determinar los rangos en los que posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con Sulfato de Cobre Pentahidratado (CuSO4bull5H2O) con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos 435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn) utilizando

ZnCl2

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de (Zn) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm utilizando cloruro de zinc (ZnCl2) Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas soluciones

52

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos

53

Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos entre (2 ndash 10) ppm para determinar los rangos en los que se posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con cloruro de zinc (ZnCl2)

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de la industria de Cincado y se le hizo una caracterizacioacuten fisicoquiacutemica usando espectrofotometriacutea de absorcioacuten atoacutemica con llama directa aire-acetileno SM 3111 B y C con el que se determinoacute la presencia de cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de intereacutes

Al vertimiento se le realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas para determinar la CL50-

96 Posteriormente se disentildeo un tratamiento a nivel de laboratorio para retirar el cobre (Cu) y el cinc (Zn) Nuevamente se realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas al agua tratada para determinar la CL50-96 y se realizoacute una caracterizacioacuten

En las caracterizaciones realizadas se midieron los siguientes paraacutemetros oxigeno disuelto (OD) seguacuten SM 4500-O G meacutetodo de electrodo de membrana pH seguacuten el SM 4500-H+ B meacutetodo electromeacutetrico temperatura seguacuten el SM 2550 B y Turbiedad seguacuten el meacutetodo SM 2130 B usando el turbidiacutemetro

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS

4371 ANAacuteLISIS DE VARIANZA

Se realizoacute un anaacutelisis de varianza (ANOVA) siguiendo el protocolo LB07 que se encuentra en el ANEXO B del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle

El anaacutelisis que se realizoacute fue por una sola viacutea en la que se compararon las varianzas mueacutestrales de la cantidad de organismos muertos por concentracioacuten a las 96 horas en las pruebas toxicoloacutegicas de sensibilidad y pruebas definitivas de Cu (cobre) Zn (cinc) el vertimiento crudo y el vertimiento tratado

El meacutetodo tiene un 95 de confianza y un Margen de error del 5

Se usaron dos programas estadiacutesticos para la realizacioacuten de estos caacutelculos que fueron EXCEL y STATGRAPHICS Versioacuten 51 PLUS que permite la realizacioacuten sistemaacutetica de distintos anaacutelisis estadiacutesticos

54

55

4372 PROBIT

Descripcioacuten El meacutetodo Probit es un procedimiento estadiacutestico parameacutetrico para hallar la CL50 siguiendo el protocolo LBp03 del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle Anexo A

El anaacutelisis consiste en transformar los datos de la mortalidad observados a log10 para obtener una aproximacioacuten lineal de los paraacutemetros en la regresioacuten con iteracioacuten y con base en es datos obtenidos se estima la CL50 El meacutetodo da resultados con un 95 de confianza y un margen de error del 5 Para la aplicacioacuten del meacutetodo se usaron las pruebas toxicoloacutegicas agudas realizadas a las sustancias de intereacutes Los meacutetodos estadiacutesticos aplicados son los recomendados por el manual Methods for Measuring the Acute Toxicity of Effluents and Receiving Waters to Freshwater and Marine Organisms (USEPA 2002) el libro Ensayos Toxicoloacutegicos Y Meacutetodos de Evaluacioacuten de Calidad de Aguas (castillo2004) el libro Pruebas de Toxicidad Acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos (Diacuteaz 2004) y el protocolo de CETESB Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de cincado

UNIDAD CAPACIDAD CANTIDAD pH

Tanque de igualacioacuten 5 m3 1 15 ndash 23

3 tanques de oxidacioacuten 250 L 3 10- 115

Reactor

1 200

Sedimentador 1200 L 1 8-9

Filtros De Arena --- --- ---

Tanque Final 30 m3 1 ---

Intercambiador Ioacutenico --- 2 ---

Fuente Los autores

Las fases explicadas anteriormente fueron sintetizadas en el esquema metodoloacutegico

56

5 INDUSTRIA EVALUADA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de una industria de galvanotecnia ubicada en Bogotaacute en la localidad de Puente Aranda

La industria se especializa en recubrimiento con Cinc (Zn) por electroacutelisis a un indeterminado nuacutemero de piezas aplicando diversos procesos fisicoquiacutemicos descritos a continuacioacuten

Desengrase sensibilizacioacuten activacioacuten nucleacioacuten postnucleacioacuten premetalizado y metalizado

Los vertimientos producidos son especialmente metales pesados como niacutequel cobre zinc hierro cromo que son tratados en una planta compacta para el tratamiento de aguas residuales La planta se encuentra ubicada en el segundo piso de la industria y estaacute conformada por las siguientes unidades de tratamiento que se observan en la tabla 6

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDAD

Los resultados que se presentan a continuacioacuten son el producto de una ardua y larga investigacioacuten que se llevoacute a cabo durante los meses de enero a diciembre del antildeo 2008 y de marzo a julio del antildeo 2009 aproximadamente en 12 meses para la determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) en trucha arco iris en la cual se mantuvieron las condiciones oacuteptimas para el desarrollo de las pruebas de sensibilidad (K2Cr2O7) y toxicidad de (Cu) y (Zn) fue realizado con el fin de mejorar la normatividad actual de Colombia en cuanto a vertimientos

Los bioensayos que se realizaron tuvieron una duracioacuten de 96 horas donde a las 24 horas despueacutes de haber iniciado la prueba se observaba la tendencia de mortalidad la cual era clave para saber si el porcentaje de mortalidad esperado entre (0 -100) seguiriacutea la tendencia para alcanzarlo al finalizar los bioensayos (ver hojas de registro en el ANEXO O)

En los registros tomados el blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no superaron el 10 garantizando la validez de los bioensayos seguacuten lo estipulado por los protocolos para pruebas toxicoloacutegicas con alevinos de trucha arcoiris de CETESB

Los datos que se muestran en esta seccioacuten son los registros tomados a las 96 horas para las pruebas de sensibilidad las pruebas de toxicidad y los resultados de la aplicacioacuten de los meacutetodos de anaacutelisis estadiacutesticos ANOVA (anaacutelisis de varianza) y Probit en las cartas de control

Adicionalmente se realiza el anaacutelisis de los datos y se muestran las graacuteficas de la CL50-96 vs Nuacutemero de bioensayos realizados basadas en los datos

calculados por Probit

57

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD

La sensibilidad de la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se calculoacute hallando la concentracioacuten letal media (CL50-96) empleando como toacutexico de referencia el dicromato de Potasio (K2Cr2O7) Se realizaron veinte (20) pruebas usando un rango entre (20 - 100) ppm en los que se observoacute una mortalidad entre el (0 ndash 100) La tabla 7 muestra los resultados de una de las pruebas de sensibilidad realizadas

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de K2Cr2O7

A continuacioacuten se muestra la tabla con los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de sensibilidad de K2Cr2O7 Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7)

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2Cr2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 4 2 4 4 14 70

60 3 3 5 5 16 80

80 4 5 5 4 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

58

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 8) de las veinte pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

En la Figura 17 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al K2Cr2O7

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios nacionales e internacionales que se muestran en la tabla 10

Los resultados de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para las sustancias de intereacutes empleadas en esta investigacioacuten fueron comparados con los datos de otras investigaciones (tabla 10) de donde se puede decir que el valor de sensibilidad 597 mgL de dicromato de potasio (K2Cr2O7) comparado con el obtenido en la USEPA 8308 mgL K2Cr2O7 presenta una diferencia de 234 mgL lo que indica que se acerca bastante al valor validado por la USEPA y con los estudios de la Universidad de la Salle se observa que los valores estaacuten muy cercanos comprobando de esta manera la estandarizacioacuten de la sensibilidad para el laboratorio de bioensayos

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad con K2Cr2O7 +- 01

Fecha f

calculado f teoacuterico

4-Feb-07 116

28

5-Nov-07 153

21-Nov-07 442

8-Jan-08 299

14-Jan-08 726

21-Jan-08 219

4-Feb-08 338

11-Feb-08 331

25-Feb-08 396

3-Mar-08 151

10-Mar-08 582

25-Mar-08 638

31-Mar-08 321

7-Apr-08 259

18-Apr-08 131

21-Apr-08 451

28-Apr-08 583

6-May-08 141

12-May-08 795

01 DIC 2008 892

Fuente los autores

59

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01

Fecha CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg K2Cr2O7 L)

Inferior Superior

4-Feb-07 643 469 955

5-Nov-07 631 543 731

21-Nov-07 590 510 671

8-Jan-08 615 5418 692

14-Jan-08 643 584 694

21-Jan-08 561 454 644

4-Feb-08 658 560 725

11-Feb-08 641 549 714

25-Feb-08 576 505 645

3-Mar-08 540 430 621

10-Mar-08 605 532 680

25-Mar-08 599 528 669

31-Mar-08 626 550 703

7-Apr-08 629 503 710

18-Apr-08 603 528 643

21-Apr-08 559 486 634

28-Apr-08 528 460 592

6-May-08 557 484 633

12-May-08 574 510 633

01 Diciembre 2008 560 492 623

PROMEDIO 597 511 681

Fuente los autores

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del K2Cr2O7 +- 01

Liacutemite inferior 511 mgL

CL50-96 597 mgL

Liacutemite superior 681 mgL

Al analizar la carta de control Tabla 9 y la Figura 17 de resultados de dicromato de potasio (K2Cr2O7) se observa que los valores de (CL50-96) +- 01 a pesar de oscilar entre un rango de (528 ndash 658) mgL en ninguacuten momento superan el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las

60

Figura 16 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7

Fuente Los autores

490

540

590

640

690

0 5 10 15 20

Co

ncen

tracioacute

n

(mg

K2C

r 2O

7L

)

Nuacutemero de pruebas

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Inferior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Superior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) promedio

61

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios nacionales e internacionales en trucha arcoiris

CL 50 mg K2Cr2O7 L

Sensibilidad

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

8308

USEPA

5643 96 11 ALEVINOS GRIJALBA Y BERNAL Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

35 -75 96

ALEVINOS FAO Corporate Document Respositore 2001

540731 96 10 ALEVINOS

(35 - 45) diacuteas de nacido

BARROS Y GAMEZ Universidad de la Salle Bogotaacute 2008

522183 96 11 ALEVINOS ORTIZ Y AGUDELO Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

5239 96 10 ALEVINOS SANCHEZ Y ANDRADE Universidad de la

Salle Bogotaacute 2009

597 96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente los autores

variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O)

Se realizaron cuatro pruebas preliminares con cobre (Cu) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100)

En la Tabla 11 se observan los resultados obtenidos de la primera prueba de toxicidad para la que se usoacute un rango entre (01 - 5) ppm de Cu En ella se puede observar claramente que la mortalidad a concentraciones superiores a 01 ppm es del 100 en las cuatro replicas definiendo el nuevo rango a utilizar en concentraciones le 01 ppm que se utilizoacute en las siguientes pruebas preliminares hasta encontrar el rango de las pruebas definitivas

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (001 - 015) ppm es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 ndash 100) como se puede observar en la Tabla 12 Se realizaron 10 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo D

62

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para cobre (Cu)

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h para Cu

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu En la tabla 13 se encuentran los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Cu Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

63

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (tabla 13) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu

FECHA f

calculado f teoacuterico

7-Oct-08 282

28

(1) 14 OCT 2008 285

(2) 14 OCT2008 140

(1) 20OCT2008 364

(2)20 OCT 2008 270

(1) 19 NOV2008 218

(2) 19 NOV 2008 218

(1)25 NOV 2008 364

(2)25 NOV 2008 218

27 NOV 2008 475

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu

En la Figura 18 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Curdquo se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso Cobre (Cu)

Los resultados de la prueba se compararon con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 15

Al analizar la tabla 15 se puede observar que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) para cobre (Cu) grado analiacutetico que se obtuvo en esta investigacioacuten es de 007 mgL al compararlo con los de otros estudios se observa que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) mas alto obtenido en otras investigaciones apenas muestra una diferencia de 020 mgL y si se compara con el mas bajo una diferencia de 005 mgL lo que indica que los

64

resultados son consistentes y que las diferencias en los valores son debido a las diferentes condiciones ambientales de los laboratorios

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu

Fecha CL50-96

(mg Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

7-Oct-08 0075 0063 0086

(1) 14 OCT 2008 0061 0052 0069

(2) 14 OCT2008 0060 0045 0075

(1) 20OCT2008 0068 0045 0095

(2)20 OCT 2008 0070 0059 0079

(1) 19 NOV2008 0068 0045 0095

(2) 19 NOV 2008 0068 0045 0095

(1)25 NOV 2008 0069 0045 0095

(2)25 NOV 2008 0061 0035 0096

27NOV2008 0062 0048 0077

PROMEDIO 007 005 009

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Cu

Liacutemite inferior 005mgL

CL50-96 007 mgL

Liacutemite superior 009 mgL

65

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu

Fuente los autores

0047

0052

0057

0062

0067

0072

0077

0082

0087

0 2 4 6 8 10 12

CL

5096

(mg

Cu

L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Cu L)

CL 50-96 (mg Cu L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Cu L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Cu L) SUPERIOR

66

Al analizar la carta de control (tabla 14) y la Figura 18 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados cobre (Cu) se observa que los valores de (CL50-96) oscilan entre un rango de (006 - 008) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris

CL 50

mg CuL

CL 50

mg

CuSO4bull5H2O L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

025 96 05 -

3 ALEVINOS

Qureshi AA Flood K W Thompson S R Janhurst S M Inniss C S and rokosh

D A American Society fot Testing and Materials 1982 pp 179 - 195

0094 96 712 plusmn 06

- AyĢe Guumlndoğdu Research article

ARAġTIRMA MAKALESĠ Journal of FisheriesSciencescom 2008

016 - BAGDONAS and VOSYLIENE 2006

0042 (0039-0046)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James

GREER Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8

pp 1657ndash1665 Allen Press Publishing Service Inc 2007 USA

0056 96 ALEVINOS

0059 96 ALEVINOS

002 Howarth amp Sprague 1978

007

96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente Los autores

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96

hallada en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cobre (Cu) mg CuL 007 01 02

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de (CL50-96) en la carta de control de cobre (Cu) con los valores de (CL50-96) del

67

decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 = 007 mgL hallado en esta investigacioacuten comparado con eacutel del decreto CL50-96 = 010 mgL es inferior con una diferencia de 003 mgL y con el Acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 020 mg L es inferior con un diferencia de 010 mgL

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2)

En cada tabla se calculoacute a traveacutes de una sumatoria el nuacutemero de muertes totales y los porcentajes de mortalidad de los peces seguacuten la concentracioacuten El blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no fueron mayores al 10 garantizando la validez de la prueba

Se realizaron 5 pruebas preliminares con cinc (Zn) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 17 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (2 - 10) ppm de Zn

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (01 -15) ppm de cinc (Zn) es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 -100) como se puede observar en la Tabla 18 Se realizaron 10 pruebas definitivas validando este rango que se puede encontrar en el Anexo E

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

68

En la tabla 19 se observan los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Zn Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente Los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas con Zn

FECHA f

calculado f teoacuterico

(1) 03 MAR 2009 553

28

(2) 03 MAR 2009 239

(1) 10 MAR 2009 568

(2) 10 MAR 2009 186

(1) 17 MAR 2009 385

(2) 17 MAR 2009 309

(1) 31 MAR 2009 496

(2) 31 MAR 2009 330

21 ABR 2009 360

28 ABR 2009 327

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

69

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 19) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn)

Fecha CL50-96 (mg

Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

(1) 03 MAR 2009 072 062 082

(2) 03 MAR 2009 074 065 083

(1) 10 MAR 2009 072 060 083

(2) 10 MAR 2009 075 066 084

(1) 17 MAR 2009 067 057 076

(2) 17 MAR 2009 064 054 073

(1) 31 MAR 2009 068 055 080

(2) 31 MAR 2009 071 059 081

21 ABR 2009 071 060 081

27 ABR 2009 070 059 079

PROMEDIO 070 060 080

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

En la Figura 19 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para cinc (Zn)rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al

70

promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso cinc (Zn)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 21

Al comparar los valores obtenidos de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) con la tabla 21 se observa que el valor de 07 mg Zn L se encuentra cercano al de 05 mg Zn L presenta consistencia en los valores obtenidos en donde la maacutexima diferencia es 15 mgL excepto por uno de los resultados cuyo valor 129 mgL excede el valor maacutes alto en 122 mgL esto se puede explicar debido a que la edad de las truchas utilizadas en este ensayo es mayor y asiacute mismo es su resistencia a los contaminantes

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha arcoiris

CL 50

mg

Zn L

CL 50

mg

ZnCl2 L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

1288 96 302 plusmn021

- AyĢe Guumlndoğdu Research article ARAġTIRMA MAKALESĠJournal of

FisheriesSciencescom 2008

0175 (0150-0201)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE

Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James GREER

Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8 pp 1657ndash1665 Allen

Press Publishing Service Inc 2007 USA

0504 96 ALEVINOS

029 96 ALEVINOS

017 ALEVINOS

Buhl amp Hamilton (1990)

217 06 ALEVINOS

176 ALEVINOS Chapman amp Stevens (1978)

07

96 08 ALEVINOS PERALTA BARRETO

Universidad de La Salle 2009

Fuente Los autores

71

Figura 18Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn)

Fuente los autores

057

061

065

069

073

077

081

0 2 4 6 8 10 12

CL

50-9

6(m

g Z

n L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Zn L)

CL 50-96 (mg Zn L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Zn L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Zn L) SUPERIOR

72

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del cinc (Zn)

Liacutemite inferior 06 mgL

CL50-96 07 mgL

Liacutemite superior 08 mgL

Al analizar la carta de control (Tabla 20) y la Figura 19 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados de cinc (Zn) se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (06 - 08) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96 hallada

en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cinc (Zn) mg ZnL 07 001 2

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de CL50-96 en la carta de control de cinc (Zn) con los valores de CL50-96 del decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 hallado en esta investigacioacuten 07 mgL comparado con el del decreto CL50-96 = 001 mgL es superior con una diferencia de 07 y con el acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 2 mg L es inferior con un diferencia de 13 mgL

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO

Para la realizacioacuten de las pruebas con el vertimiento puro se realizoacute un procedimiento para subir el pH desde 19 hasta 66 unidades de pH con hidroacutexido de sodio 1 N al momento de preparar las diferentes diluciones el vertimiento debiacutea ser homogenizado debido a que el hidroacutexido de sodio precipitaba la solucioacuten

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

73

De esta manera se garantizan las condiciones originales de concentracioacuten del vertimiento crudo y el pH necesario (cercano a neutro) para la realizacioacuten de las pruebas y garantizar que fueran los compuestos toacutexicos del vertimiento de cincado los que realmente causaron la mortalidad de los peces y no el pH

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento Crudo

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento Crudo (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Se realizaron 5 pruebas preliminares con el vertimiento que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 23 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (001 ndash 10)

Basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (007 - 05) del Vertimiento Crudo es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 - 100) como se puede observar en la Tabla 24 Se realizaron 5 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo F

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Crudo

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 25) de las cinco pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos

74

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Vertimiento Crudo

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento Crudo (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Fuente los autores

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento Crudo

El resultado de este porcentaje de CL 50 representa la toxicidad combinada de distintos toacutexicos que se encuentran el Vertimiento Crudo y se involucran en el proceso de cincado el cual magnifica el efecto nocivo

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Vertimiento Crudo

FECHA f

calculado f teoacuterico

1-Jun-09 364

26

(1) 02 JUN 2009 469

(2) 02 JUN 2009 611

8-Jun-09 285

9-Jun-09 532

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

75

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo

Fecha CL 50-96 (

Vertimiento Crudo L)

Liacutemite de confianza al 95 ( Vertimiento Crudo

L)

Inferior Superior

1-Jun-09 024 018 028

(1) 02 JUN 2009

020 016 026

(2) 02 JUN 2009

022 019 026

8-Jun-09 026 019 031

9-Jun-09 020 017 024

PROMEDIO 023 018 027 Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute maacutes de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 018 vertimiento L

CL50-96 023 vertimiento L

Liacutemite superior 027 vertimiento L

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al Vertimiento Crudo durante todas las pruebas realizadas

Al analizar la carta de control (Tabla 26) y la Figura 20 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados del Vertimiento () se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (020 - 026) sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Estos resultados se presentan en porcentaje () y para dar un poco de eacutenfasis en los metales en estudio cobre (Cu) y cinc (Zn) en el Anexo K se podraacuten consultar la cartas de control para cada uno de ellos donde se observa el comportamiento individual haciendo una correlacioacuten entre la concentracioacuten inicial de cada uno con el porcentaje de vertimiento aunque sin tener en cuenta la magnitud y el volumen de cada uno aunque seguacuten el anaacutelisis del proceso productivo se sabe que en cinc es mucho mas representativo debido a que el proceso productivo es de cincado

76

Figura 19 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento

Fuente los autores

016

018

02

022

024

026

028

0 1 2 3 4 5 6

Co

ncen

tracioacute

n V

ert

imie

nto

C

rud

o (

)

nuacutemero de prubeas

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L)

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) Promedio

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) INFERIOR

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) SUPERIOR

77

Los porcentajes encontrados en las pruebas definitivas fueron pasados a mgL usando los resultados de la caracterizacioacuten de Cu y Zn cuyos valores se pueden encontrar en el Anexo K

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y Legislacioacuten Antigua y Nueva

Paraacutemetro

Concentracioacuten Vertimiento

CRUDO proceso de

cincado

Concentracioacuten Vertimiento TRATADO proceso de

cincado

Unidades Remocioacuten

()

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (mgL)

Res 3957 de

2009 (mgL)

dagger

Cobre (Cu)

49 01 mg CuL 9795 01 025

Cinc (Zn) 550 039 mg ZnL 9993 001 2

Fuente los autores

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO TRATADO

Los resultados de las pruebas con el vertimiento tratado no muestran ninguacuten dato significativo en cuanto a la dosis letal se refiere lo que demuestra la eficiencia del tratamiento (clarifloculador + intercambiador ioacutenico) como se muestra en la tabla 28

No se presentoacute mortalidad en el vertimiento tratado debido a la gran eficiencia que presentaron las unidades de clarifloculador + intercambiador ioacutenico como se muestra en la tabla 27

Como se observa en la tabla la eficiencia de remocioacuten fue muy alta y por este motivo no se presentan muertes en las pruebas del vertimiento tratado

Lo que siacute se aprecia es la inconsistencia de la mayor permisividad de la legislacioacuten con respecto a la antigua aunque este tema se sale de contexto es la responsabilidad como Ingenieros Ambientales y Sanitarios nombrar este aspecto Se realizaron cinco (5) pruebas preliminares con el vertimiento pero no se observo que la mortalidad estuviera entre el (0 ndash 100) En la Tabla 28 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (10 ndash 100)

dagger Cobre (Cu) y Cinc (Zn) Totales

78

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Tratado

Al observar Fc vs Ft (tabla 29) de las tres primeras pruebas realizadas se puede decir que Fc gtgtgt Ft lo que comprueba que despueacutes del tratamiento no hay muertos y por eso el fc da muchiacutesimo mayor que el f teoacuterico

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las 96 horas del Vertimiento tratado

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Y al observar las dos uacuteltimas pruebas el Fc lt Ft lo cual nos indica que los datos de la prueba son inconsistentes

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

FECHA f

calculado f teoacuterico

16-Jun-09 65535 26

19-Jun-09 65535

28 23-Jun-09 65535

(1) 07 JUL 2009 06

(2) 07 JUL 2009 06

Fuente los autores

79

La CL50-96 posible para el vertimiento tratado por deduccioacuten es mayor al 100 del vertimiento tratado y se hace un estimativo habiendo una correlacioacuten entre la carga antes del tratamiento con el de la CL50-96 del vertimiento Crudo y carga despueacutes del tratamiento nos dariacutea un estimativo de 233

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado

El agua que se usoacute para la caracterizacioacuten fisicoquiacutemica fue la del vertimiento de una empresa de cincado que es descargada en un tanque de igualacioacuten de 5m3 de donde se realizoacute un muestreo puntual

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el 27 de abril de 2009

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 49 mg CuL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 550 mg ZnL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 188 de pH SM 4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 20 ordmC SM 2550 B Termoacutemetro

OD ND mgL SM 4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 142 NTU SM 2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

Los paraacutemetros cobre (Cu) y cinc (Zn) se enviaron al Laboratorio Ivonne Bernier certificado por el IDEAM para su anaacutelisis (Anexo J) y los anaacutelisis de pH turbiedad oxiacutegeno disuelto (OD) temperatura se analizaron in situ y en el laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria de la Universidad de La Salle

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento Crudo

CL50-96 = 023 del Vertimiento Crudo

Este anaacutelisis se realizoacute con el fin de evaluar y clasificar el vertimiento del proceso de Cincado

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades toxicas

80

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 01 mg CuL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 0383 mg ZnL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 64 de pH SM

4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 18 ordmC SM Termoacutemetro

OD 51 mgL SM

4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 7 NTU SM

2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

cincadodeprocesodelefluentedelpromediocaudalQ

cincadodeprocesodelefluentedelmedialetalioacutenconcentracCL

QCL

UTToacutexicaaC

9650

9650

100)(arg

68891333322490

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

12543)688913331(LogIT

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 313 para el vertimiento crudo nos indica que la industria de cincado tiene una carga toacutexica MODERADA seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos de Escobar 1997

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento tratado

Asumiendo una CL50-96 del 100 para el vertimiento tratado

81

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

QCL

UTToacutexicaaC9650

100)(arg

33100

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

60210)31(LogIT

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

82

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 06 para el Vertimiento Tratado nos indica que la industria de cincado NO tiene una carga toacutexica seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos (ESCOBAR 1997) en su efluente y no representa ninguacuten riesgo para el medio ambiente y se comprueba esta afirmacioacuten porque en las pruebas toxicoloacutegicas no se murioacute ninguacuten pez inclusive con el 100 de la concentracioacuten

Se observa en la Figura 21 la diferencia de toxicidad entre el Vertimiento Crudo y el Tratado Figura 20 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado

Fuente los autores

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADO

Para el vertimiento de la industria de cincado se elaboroacute la Tabla 34 en la que se compararon las ventajas y desventajas de los posibles tratamientos que se podiacutean utilizar Estos tratamientos se escogieron como opciones debido a que presentaban altas eficiencias de remocioacuten de los metales pesados

Para la seleccioacuten del tratamiento se elaboroacute una matriz de priorizacioacuten Tabla 35 en la que se asignoacute una calificacioacuten de 1 a 5 a las diferentes caracteriacutesticas de cada tratamiento Tabla 36 estas calificaciones fueron dadas teniendo en

0

05

1

15

2

25

3

35

Crudo Tratado

Ran

go

s d

e in

dic

es T

oxic

oloacute

gic

os

Efluentes

3125

06021

83

cuenta las ventajas y desventajas de cada alternativa y las caracteriacutesticas propias de la industria

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas

Tratamiento Ventajas Desventajas

Remocioacuten de metales

Co

nven

cio

nale

s

Precipitacioacuten quiacutemica

Control y mantenimiento

bull Es un sistema completamente cerrado que uno mismo puede operar y requiere poco mantenimiento Solo necesita la renovacioacuten de los quiacutemicos utilizados bull Es una tecnologiacutea con faacutecil disponibilidad de equipos y productos quiacutemicos Costos

bull Los quiacutemicos que se usan para el tratamiento son muy baratos especialmente la cal Aacuterea

bullAacutereas pequentildeas

Riesgos ocupacionales

bull Trabaja con quiacutemicos corrosivos lo que incrementa los problemas de salud en los operadores Impacto ambiental bull Maneja quiacutemicos especialmente la cal que incrementa el volumen de lodos en un 50 Control y mantenimiento bull Es necesario transportar Grandes cantidades de quiacutemicos al sitio del tratamiento Costos

bull Los poliacutemeros pueden ser costosos

98 Cu 99 Zn

Oacutesmosis inversa

Eficiencia

bull Elimina un elevado porcentaje de todo tipo de contaminantes (iones orgaacutenicos piroacutegenos virus bacterias partiacuteculas coloides) Control y mantenimiento bull No necesita reactivos agresivos de limpieza mantenimiento miacutenimo bull Buen control de los paraacutemetros operativos bullEs un proceso faacutecilmente automatizado

Control y mantenimiento

bull Requiere mantenimiento frecuente para evitar saturacioacuten de la membrana bullRequiere de presiones muy altas para su funcionamiento bullMediana selectividad y tolerancia a cambios de pH bullBajo tiempo de vida con soluciones corrosivas bullEs necesario separar partiacuteculas insolubles o en suspensioacuten para evitar saturacioacuten de las membranas

97-99

84

Costos

bull Bajos costos de operacioacuten debido a la escasa necesidad de energiacutea Impacto ambiental

La recuperacioacuten de metales pesados es posible

Costos

Alto costo por remplazar la membrana

Intercambio ioacutenico

Eficiencia

bullAlta eficiencia para la remocioacuten de metales Impacto ambiental

bullEs posible la recuperacioacuten de metales por electroacutelisis

Control y mantenimiento

bull El efluente debe ser filtrado para remover partiacuteculas y aceites en suspensioacuten que pueden dantildear las resinas bullLa posible competencia entre metales pesados y otros cationes bullLas resinas no son muy tolerantes al cambio de pH bullLos materiales orgaacutenicos pueden envenenar la resina bullLa presencia de Ca Na y Mn disminuye su rendimiento debido a que pueden saturar la resina Costos

bull Alto costo de las resinas de intercambio ioacutenico bull Alto costo de los quiacutemicos utilizados para la regeneracioacuten de las resinas

95-98

No

co

nven

cio

nale

s

Teacutecnicas fitorremediadoras

(rizofiltracioacuten)

Costos

bull Utiliza plantas como bombas extractoras de bajo costo para depurar suelos y aguas contaminadas Impacto ambiental

bull Incrementa la actividad y poblacioacuten microbiana en el subsuelo que es la encargada de elevar la cantidad de carbono orgaacutenico

Control y mantenimiento

bullDepende de la profundidad de penetracioacuten de las raiacuteces bull Depende de tres factores para transportar los contaminantes desde la superficie externa hacia el interior de la planta por la raiz que son las propiedades del compuesto las condiciones ambientales y las caracteriacutesticas de la especie de planta

75-98

85

Impacto ambiental

bull Retarda el movimiento e intercepcioacuten de compuestos toacutexicos Impacto ambiental

bull Mejora la aireacioacuten del suelo por la liberacioacuten de oxiacutegeno a traveacutes de las raiacuteces de las plantas bull Promueve las trasformaciones de compuestos toacutexicos a compuestos con menor toxicidad

Humedales artificiales

Costos bull El costo de construccioacuten y mantenimiento es menor al de otras opciones de tratamiento bull Las variaciones de caudal no afectan el funcionamiento Impacto ambiental bull El manejo de quiacutemicos no es requerido bull No hay generacioacuten de olores bull Facilita el reciclaje y la reutilizacioacuten del agua

Aacuterea bull Requieren generalmente grandes extensiones de terreno en comparacioacuten con tratamientos convencionales Eficiencia bull El rendimiento del sistema puede ser menos constante al de un proceso convencional Control y mantenimiento bull Los componentes bioloacutegicos son sensibles a sustancias como el amoniaco y los pesticidas que llegan a ser toacutexicos bull Requiere una miacutenima cantidad de agua para que sobrevivan no soportan estar completamente secos bull Los disentildeos oacuteptimos del sistema no se han desarrollado

98 Zn 71 Cu

Fuente los autores

La alternativa que se seleccionoacute fue la precipitacioacuten quiacutemica debido a que comparada con las demaacutes es relativamente econoacutemica no ocupa una gran aacuterea a diferencia de los humedales artificiales es faacutecil su control y mantenimiento y aunque genera impacto ambiental por la generacioacuten de lodos esto se puede controlar dependiendo del tipo coagulante a utilizar

Para la implementacioacuten de la precipitacioacuten quiacutemica como unidad piloto de tratamiento se disentildeo un clarifloculador que es una unidad de forma ciliacutendrica con forma de tolva en la parte inferior que coagula flocula y sedimenta al mismo tiempo

86

El clarifloculador necesita otras unidades complementarias para su funcionamiento tales como un tanque de neutralizacioacuten (pozo de bombeo) para mantener las condiciones oacuteptimas de pH y bombas dosificadores conectadas a tanques donde se preparan soluciones con las dosis oacuteptimas de coagulantes y floculantes Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento

Tratamiento

CARACTERIgraveSTICAS

TOTAL AacuteREA INVERSIOacuteN

CONTROL Y MANTENIMIENTO

IMPACTO AMBIENTAL

EFICIENCIA

Co

nven

cio

nale

s Precipitacioacuten

quiacutemica 3 3 3 3 3 15

Oacutesmosis inversa 3 1 2 3 4 13

Intercambio ioacutenico

4 1 1 3 4 13

No

co

nven

cio

na

les

Teacutecnicas fitorremediadoras

1 3 3 4 3 14

Humedales artificiales

1 3 3 4 3 14

Fuente los autores

Tabla 36 Rango de calificacioacuten

Calificacioacuten Criterio de seleccioacuten

5 Oacuteptimo

1 Menos conveniente

Fuente los autores

71 TEST DE JARRAS

En la realizacioacuten del test de jarras se plantearon dos opciones de sustancias a utilizar como coagulantes el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) y el sulfato de aluminio de las cuales se escogioacute el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) debido a que sedimenta mas raacutepido el precipitado forma mejor tamantildeo de los floculos y tiene un mejor nivel de remocioacuten de metales54

54 SOTO REGALADO Eduardo LOZANO RAMIREZ Tomas BARBARIacuteN CASTILLO Juan Manuel

ALCALAacute RODRIGUEZ Monica ldquoRemocioacuten de metales pesados en aguas residuales mediante agentes

87

Las dosis oacuteptimas de coagulante se determinaron a partir de un test de jarras empleando Cloruro Feacuterrico (FeCl3) como se muestra en la Tabla 37

Tabla 37 Resultados del test de jarras

Paraacutemetros

medidos Concentraciones

Productos Quiacutemicos

Anaacutelisis

Jarra 1

pH = 7

Turbidez= 14 N TU

Color= 40 mgl Pt Co

50mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 5ml

El precipitado fue miacutenimo con un sobrenadante de

color verde claro

Jarra 2

pH = 75

Turbidez =10 NTU

Color= 36 mgl Pt Co

100mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 10ml

Se precipitoacute una parte de los soacutelidos quedando el agua de un color verde

claro

Jarra 3

pH = 7

Turbidez= 6 NTU

Color= 30 mgl Pt Co

150mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 15ml

Se formaron Flocs pero no se alcanzoacute a precipitar

completamente quedando soacutelidos suspendidos en el

agua

Jarra 4

pH= 8

Turbidez= 4 NTU

Color= 21 mgl Pt Co

200mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 20ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y

el sobrenadante quedoacute transparente

Jarra 5

pH= 83

Turbidez= 6 NTU

Color= 20 mgl Pt Co

250mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 25ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y el sobrenadante quedoacute con

un color verde claro

Fuente los autores

Se encontroacute que la jarra 4 que es donde el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) se aplicoacute en una concentracioacuten de 200 mg L a un pH de 8 es en la que se produce mayor precipitacioacuten o mas clarifica el agua escogiendo esta como la dosis mas apropiada

quiacutemicosrdquo Departamento de ingenieriacutea quiacutemica de la facultad de ciencias quiacutemicas UANL Vol VII No 23 Meacutexico 2004

88

Se utilizoacute como floculante un polielectrolito anioacutenico en una concentracioacuten lt 1 mgL

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO

CRITERIOS DE DISENtildeO

Velocidad ascensional

Tasa de sedimentacioacuten

Volumen de almacenamiento de lodos

Tiempo de retencioacuten

Caudal de disentildeo

Gradiente de mezcla

En el disentildeo se incluyeron los gradientes de velocidad (Empiacutericos) hidraacuteulico para la mezcla raacutepida y la mezcla lenta (Tabla 38)

Tabla 38 Gradientes de velocidad

Mezcla raacutepida (200- 1000) s-1

Mezcla lenta (5-100) s-1

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador

Velocidad de Floculacioacuten

Entre 15 y 45 cms Sedimenta por debajo de los 10 cms y rompe por encima de los 70cms

Tiempo de Floculacioacuten

Si tiene alto color y turbiedad de 15 a 30 min

Si tiene bajo color y turbiedad de 30 a 45 min

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Para el disentildeo del clarifloculador no se usoacute el caudal de vertimiento de la industria (3 m3 diacutea aprox) sino uno bastante menor de 1 Lmin teniendo en cuenta que era un ensayo piloto La hoja de caacutelculo se muestra en la Tabla 40

El clarifloculador disentildeado es angosto de apenas 24 cm y con una altura de 15 m sin contar la tolva de lodos esto se debe a que es una unidad piloto

Este clarifloculador se disentildeo inicialmente con un cono de mezcla raacutepida en el interior utilizando valores empiacutericos entre (30 ndash 60) segundos pero debido a que las dimensiones halladas en el disentildeo fueron miacutenimas se decidioacute sustituirlo

89

por una caja de mezcla raacutepida que va conectada a un ldquofeed wellrdquo que conduce el liacutequido hacia una tolva de lodos ubicada en la parte inferior del clarifloculador en donde se reduce la velocidad debido al cambio de diaacutemetro y se realiza la mezcla lenta

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador

DISENtildeO DEL CLARIFLOCULADOR (1)

Paraacutemetros Valor Unidad

Tiempo de retencioacuten 40 min

Tiempo de retencioacuten 2400 seg

Caudal(Q) 1 Lmin

Caudal(Q) 166 E-05 m3s

Volumen total 004 m3

Velocidad ascensional mayor 120 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional mayor 00014 m3m2-seg

Aacuterea menor 0012 m2

Diaacutemetro menor 012 m

Velocidad ascensional menor 30 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional menor 000035 m3m2-seg

Aacuterea mayor 0048 m3m2-seg

Diaacutemetro mayor 025 m

Altura(h) 0062 m

Altura tolva intermedia(h2) 011 m

Aacutengulo 30 grados

Aacutengulo 052 radianes

Tiempo de retencioacuten del cilindro

60 min

Tiempo de retencioacuten del cilindro

3600 seg

90

Volumen total del cilindro 006 m3

Altura total del cilindro 125 m

Altura total del cilindro( con un borde libre del 20 )

150 m

DISENtildeO DE LA TOLVA (2)

Aacutengulo 1 30 grados

Aacutengulo 1 052 radianes

a 0037 m

Altura de la tolva (b) 0064 m

Ht (Altura total del clarifloculador)

167 m

CONO DE MEZCLA INTERNO(3)

velocidad 002 ms

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Volumen total 00005 m3

Aacuterea 000083 m2

Diaacutemetro mayor 0033 m

Diaacutemetro menor(10 del diaacutemetro mayor del

clarifloculador) 0012 m

Aacutengulo 1 45 grados

Aacutengulo 2 0785 radianes

Altura (h1) 0022 m

Aacuterea mayor 000083 m

Aacuterea menor 000012 m

Altura del cilindro interior 0047 m

Fuente los autores

Adicional a este tratamiento para lograr una mayor eficiencia se complementoacute con unas resinas de intercambio ioacutenico daacutendole un muy alto porcentaje de

91

remocioacuten como se muestra a continuacioacuten en la Figura 22 Esquema del disentildeo piloto

Figura 21 Esquema del disentildeo piloto

Fuente los autores

ARRANQUE DE LA UNIDAD DE TRATAMIENTO

1 Caracterizacioacuten del agua del vertimiento de la industria 2 Realizacioacuten del test de jarras para determinar las dosis de coagulantes y

floculantes a aplicar 3 Limpieza de la unidad 4 Llenado del pozo de bombeo 5 Realizacioacuten de las pruebas hidraacuteulicas para detectar fugas o dantildeos en

los accesorios

92

8 CONCLUSIONES

Los resultados reflejan que la sensibilidad de las truchas arco iris (Oncorhynchus mykiss) fue la misma en todas las pruebas con el toacutexico de referencia (K2Cr2O7) Cobre (Cu) Cinc (Zn) y el Vertimiento crudo Al analizar los valores de CL50-96 de las cartas de control y las graacuteficas se observa la tendencia de los valores hacia el promedio de las CL50-96 halladas ademaacutes de no sobrepasar los liacutemites superior e inferior promedio

La CL50-96 promedio para la prueba de sensibilidad con K2Cr2O7 que se obtuvo fue de 596774 mg K2Cr2O7 L

Al comparar el resultado de sensibilidad del K2Cr2O7 = 596774 mg K2Cr2O7 L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales y hechos en el mismo laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle se observoacute que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad del resultado obtenido

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Cu que se obtuvo fue de 00662 mg Cu L

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Zn que se obtuvo fue de 07036 mg Zn L

Al comparar los resultados de cobre Cu = 00662 mg Cu L y cinc Zn = 07036 mg Zn L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales se observo que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad de los resultados obtenidos

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con el Vertimiento Crudo nos arrojoacute un resultado de 02249 Vertimiento crudo L

La determinacioacuten de las concentraciones letal media (CL50) para las sustancias de estudio el cobre (Cu) y el cinc (Cu) son de gran utilidad para utilizarlos como criterios de calidad ambiental

Se ampliara el conocimiento sobre los efectos del cobre y del cinc en los ecosistemas acuaacuteticos lo que permitiraacute fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental sobre los vertimientos industriales

A pesar del limitado alcance de la informacioacuten proveniente de los ensayos de toxicidad para su extrapolacioacuten a escala ambiental los estudios con organismos en laboratorio en condiciones controladas y estandarizadas para la evaluacioacuten de respuestas han venido siendo las fuentes de informacioacuten predominantes para la evaluacioacuten ecoloacutegica de los efectos de los contaminantes toacutexicos

93

Para los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de los metales de estudio realizados al vertimiento crudo de la industria de cincado se obtuvieron los siguientes resultados cinc (Zn) 550 mg Zn L encontrando una concentracioacuten alta cobre (Cu) 49 mgL Turbidez 142 NTU y un pH de 188 mg L muy aacutecido los resultados de estos paraacutemetros son debido a la naturaleza proceso productivo

Para el tratamiento las eficiencias obtenidas fueron las siguientes cobre (Cu) 97 y cinc (Zn) 99 observando un alta remocioacuten pero debido a una carencia de tecnificacioacuten y poliacuteticas de produccioacuten maacutes limpia en el proceso productivo no se alcanzan a remover las cargas contaminantes incumpliendo algunas de las normas para vertimientos

Para el tratamiento la concentracioacuten de cobre (Cu) del efluente tratado fue de 01 mg CuL cumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (01 mg CuL) justo y de igual manera con la Res 3957 de 2009 (025 mg CuTotalL) 24 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

Para el tratamiento la concentracioacuten de cinc (Zn) del efluente tratado fue 0383 mg ZnL incumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (001 mg CuL) 38 veces por encima de la norma y cumpliendo con la Res 3957 de 2009 (2 mg ZnTotalL) 5 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

La CL50 ndash 96 que se determinoacute al vertimiento crudo de la industria fue de 02 demostrando que es toacutexico inclusive en concentraciones muy bajas

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento crudo fue de 3125 representando una carga toacutexica considerable

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento tratado fue de 06021 demostrando que no hay carga toacutexica debido a que estaacute fuera de rango sentildealando la eficiencia del tratamiento

Los resultados obtenidos en este estudio fueron realizados en el laboratorio bajo condiciones controladas (fotoperiacuteodo temperatura oxiacutegeno pH nutrientes) y no son representativos de todo el ecosistema acuaacutetico

94

9 RECOMENDACIONES

Para la consecucioacuten y una buena realizacioacuten de un bioensayo se requiere que la especie a utilizar este disponible en el mismo sitio donde se va realizar la prueba toxicoloacutegica

Al realizar bioensayos se deben garantizar todas las condiciones oacuteptimas de manutencioacuten de la especie que se esteacute trabajando para garantizar que las condiciones del ensayo y que sus resultados son los esperados por la exposicioacuten al toacutexico y no por alguna condicioacuten externa al bioensayo

El recinto experimental que se destine para la realizacioacuten de los bioensayos solo debe ser usado para este fin para evitar cualquier alteracioacuten externa sobre los resultados de las pruebas

La limpieza en los acuarios y peceras debe ser haacutebito para evitar interferencias en los resultados y la supervivencia de la trucha

Utilizar las evaluaciones toxicoloacutegicas junto con el anaacutelisis quiacutemico debido a que son herramientas complementarias para evaluar monitorear y controlar la contaminacioacuten que pueda alterar o impactar de alguna manera el entorno y la biocenosis es una ventaja para la precisioacuten de los diagnoacutesticos ambientales

La cooperacioacuten entre la academia y la industria privada es vital para formar alianzas donde se promueva el apoyo mutuo para el desarrollo de proyectos de caraacutecter ambiental logrando un desarrollo concertado entre los actores de la sociedad y de esta manera lograr una construccioacuten de sociedad mas amable

Al saber el gran impacto que causa en el ambiente los vertimientos y emisioacuten de contaminantes como los metales pesados (Cu y Zn) en el medio ambiente que podriacutean llegar a afectar la salud humana (egoceacutentricamente hablando) se debe reflexionar sobre iquestcomo ser un consumidor responsable Y no dejarnos influenciar por lo medios de comunicaciones masivos los cuales nos inculcan necesidades ficticias que causan el detrimento ambiental y mayor presioacuten sobre los recursos

Los resultados obtenidos de los ensayos de toxicidad deben ser nuevamente evaluados a traveacutes de estudios de campo pues en condiciones de laboratorio se obtienen unos resultados que al ser llevados a un ecosistema real se pueden validar los valores de las dosis letales obtenidas o no

Para mantener las truchas arcoiacuteris domesticas (Oncrhynchus mykiss) en cautiverio se requiere mucho tiempo y dedicacioacuten para controlar todas las variables que podriacutean llegar a afectar su bienestar

95

La ecologiacutea de poblaciones debe conectar informacioacuten toxicoloacutegica con modelos poblacionales para predecir efectos a esa escala

Es necesario realizar frecuentes caracterizaciones fisicoquiacutemicas al vertimiento de la industria de cincado ya que diariamente los procesos realizados variacutean e igualmente las caracteriacutesticas del mismo

96

10 BIBLIOGRAFIacuteA

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10 CETESB Anaacutelisis estadiacutestico de resultados de pruebas de toxicidad aguda L5017 1992

97

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12 CHAPMAN amp STEVENS (1978)

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18 CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

19 DAMERON C Copper

20 DIacuteAZ-BAacuteEZ Mariacutea BUSTOS L Martha ESPINOSA R Adriana Pruebas de toxicidad acuaacutetica fundamentos y meacutetodos Ed Universidad Nacional de Colombia Bogotaacute Unibiblos - U Nal Colombia 2004 ISBN 9587013859 9789587013856 116 paacuteginas

21 DIacuteAZ B Maria C SOBRERO Cecilia PICA G Yolanda Capiacutetulo 6

Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS

98

TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA (Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

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26 Galvanotecnia Web en liacutenea [con acceso el 3 de Julio de 2009] disponible en httpwwwsabelotodoorgelectrotecniagalvanoteacutecniagalvanoteacutecniahtml

27 GRIJALBA C Angela BERNAL L Javier Determinacioacuten de la

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28 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

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30 Howarth amp Sprague 1978

31 ICONTEC Trabajos escritos presentacioacuten y referencias bibliograacuteficas Contacto Grafico Bogotaacute D C 2008 23 p

99

32 Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica Diccionario de la Biodiversidad [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

33 IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada) ha hecho algunos intentos de llegar a una definicioacuten desambigua de valencia La versioacuten actual adoptada en 1994

34 JIMEacuteNEZ Blanca E La contaminacioacuten ambiental en Meacutexico causa efectos y tecnologiacutea apropiada Meacutexico Limusa Colegio de Ingenieros Ambientales de Meacutexico A C Instituto de Ingenieriacutea de la UNAM y FEMISCA 2001 926 p

35 KLAASSEN Curtis D Casarett and Doullacutes toxicology the basic science of poisons seventh edition McGraw-Hill University of Kansas Medical Center Kansas 2008

36 LENNTECH Agua residual amp purificacioacuten del aire Holding BV

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37 Mac-QUHAE Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa (Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH) Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

38 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of

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39 MONGE P Luis ALVAREZ P Monica Determinacioacuten de la Concentracioacuten Letal Media (CL50-48) de cromo y cobre en daphnia magna para el vertimiento de una industria de galvanotecnia y propuesta de pre-tratamiento para la disminucioacuten de la toxicidad de dicho vertimiento Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2008 132 p

40 MARI M Joseacute A Caribbean Journal of Science Manual de Redaccioacuten Cientiacutefica Publicacioacuten Especial No 3 1998-2008 [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpwwwcaribjsciorgepub1introduccionhtm

41 MATIAS P Carolina DURAN P Alejandra Determinacioacuten de la CL50-96

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100

Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria Universidad

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42 MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea de Buenas Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

43 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe)

44 PAULY Daniel Ictiologiacutea [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpfilamanuni-kieldeManualSpanishfishbaseichthyology00002628htm

45 PEacuteREZ CARRERA Alejo FONTECOBA Cintia GRASSI Diego y FERNAacuteNDEZ CIRELLI Alicia ldquoEficiencia De Plantas Acuaacuteticas Para La Biorremediacioacuten De Aguas Contaminadas Con Elementos Toacutexicosrdquo Buenos Aires CONAGUA 2007 [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httphydriawebcomarkbentry67

46 PERALTA BARRETO 2009

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50 Red Pirineos-Pesca 2001 [web en liacutenea] [con acceso el 14 de Diciembre de 2008] lthttpwwwrevistaaquaticcomasociacionesPirineosPescaspindexhtmgt

101

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52 TONGARIRO NATIONAL TROUT CENTRE [web en liacutenea] Taupo for Tomorrow lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

53 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

54 USEPA

55 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de

Toxicologiacutea Medioambiental Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

56 VELOZA M Bernardo TRIANA C Walter ldquoUtilizacioacuten del hongo

phanerochaete chrysosporium para la remocioacuten de cianuro en reactores de carga secueacutenciales para la industria de recubrimientos electroliacuteticos (galvanoteacutecnia)rdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 76 p

57 ZAFRA P Angelica RODRIGUEZ M Gabriela ldquoDisentildeo de una unidad piloto compacta para la remocioacuten de metales pesados (zn ni cu) presentes en agua residual de la industria challenger sa empleando humedales subsuperficiales con tres especies de vegetacioacutenrdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 120 p

102

ANEXOS

103

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO

ANAacuteLISIS PROBIT

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FACULTAD DE INGENIERIacuteA

AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL MEacuteTODO DE PROBIT

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CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo matemaacutetico 4 Procedimiento 5 Bibliografiacutea 6 Anexo I Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

Anexo II Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

Anexo II Determinacioacuten del Chi-cuadrado (X2)

Anexo III Factor (p) para el Probit calculado (Y)

1 OBJETIVO

Evaluar los resultados de los ensayos por medio de un modelo estadiacutestico

2 DEFINICIONES

Concentracioacuten La concentracioacuten es la magnitud fiacutesica que expresa la cantidad de un elemento o un compuesto por unidad de volumen

Dosis Contenido de principio activo expresado en cantidad por unidad de volumen o de peso

Efecto Consecuencia positiva o negativa de la ocurrencia de un evento debido a una causa

Modelo Conceptualizacioacuten teoacuterica de un evento un proyecto una hipoacutetesis el estado de una cuestioacuten que se representa como un esquema con siacutembolos descriptivos de caracteriacutesticas y relaciones maacutes importantes con un fin ser sometido a modelizacioacuten como un disentildeo flexible que emerge y se desarrolla durante el inicio de la investigacioacuten como una evaluacioacuten de su relevancia

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Toxicidad aguda Tiene por objeto determinar los efectos de una dosis uacutenica y muy elevada de una sustancia Usualmente el punto final del estudio es la muerte del animal y la toxicidad aguda para este caso de estudio se expresa por la dosis letal 50 que viene a representar maacutes o menos la dosis de la sustancia que produce la muerte en el 50 de los organismos

Probit Modelo estadiacutestico que analiza las pruebas de toxicidad El meacutetodo consiste en la aplicacioacuten de correlaciones estadiacutesticas para estimar las consecuencias desfavorables sobre una poblacioacuten a los fenoacutemenos fiacutesicos peligrosos nos da una relacioacuten entre la funcioacuten de probabilidad y una determinada carga de exposicioacuten

3 PRINCIPIO DEL MODELO MATEMAacuteTICO

En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten de un modelo lineal

Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d)) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal como se muestra en la figura 1 de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Figura 1 Relacioacuten dosis-respuesta

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit (buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco unidades) se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

bxay

Donde

y (expresado en unidades Probit) = z + 5

z= Variable normal estaacutendar = zO tal que la Prob (z le zO) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros de la recta de regresioacuten

Asi cuando p= 50 entonces y = 5 por lo tanto

X5= log10 CL50 entonces CL50 = 105

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

Para facilitar los caacutelculos simplemente se puede usar un software como el suministrado por la US Environmental Protection Agency (US EPA) Probit Analysis Program El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten

4 PROCEDIMIENTO Para el caacutelculo de la CL50-96 por este meacutetodo es necesario contar por lo menos con dos porcentajes intermedios del efecto esperado (valores entre 0 y 100) Con los resultados obtenidos en los ensayos de toxicidad aguda con Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se debe construir una tabla que contenga los siguientes datos

Concentracioacuten de la sustancia ensayada en

Logaritmo en base 10 de las concentraciones (x)

Numero de organismos en cada concentracioacuten

Nuacutemero de organismos muertos en cada concentracioacuten (r)

Porcentaje de mortalidad en cada concentracioacuten (P)

Probit empiacuterico (PE)

Probit esperado o calculado (Y)

Los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla del anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

Tabla 1 Caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de

muertos (r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

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Versioacuten 0

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten Asiacute los valores del Probit esperado o calculado (Y) para cada concentracioacuten podraacuten ser calculados utilizando la siguiente expresioacuten

S

mxY 5

Una vez calculados se colocan en la columna correspondiente de la tabla 1 La prueba de hipoacutetesis utilizada para establecer la asociacioacuten entre la

concentracioacuten de la sustancia toacutexica y la respuesta en unidades probit es la prueba de CHI-cuadrado (X2) Los datos para el caacutelculo de este valor se colocan en una tabla 2 (anexo C) de la siguiente forma

Concentracioacuten de la sustancia estudiada en

Logaritmo decimal de la concentracioacuten (x)

Probit calculado o esperado (Y)

Numero de organismos (N)

Mortalidad observada (r)

Porcentaje de efecto esperado (P)

La mortalidad esperada (NP) se calcula multiplicando (N) por (P) El caacutelculo de la desviacioacuten de la mortalidad se obtiene hallando la diferencia entre la mortalidad observada y la esperada La contribucioacuten al Chi cuadrado de cada uno de los valores se calcula

)1()( 2 PNPNPr

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Y para el caacutelculo de los grados de libertad (n)

2Kn

donde K es el nuacutemero de concentraciones utilizadas

Con los datos obtenidos de realiza la siguiente tabla 3 para el calculo del intervalo de confianza

Tabla 3 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) X2

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

417 Inicialmente se construye una tabla en la cual se incorporen los siguientes datos

Logaritmo decimal de las concentraciones (x)

Numero de organismos por concentracioacuten (N)

Probit esperado o calculado (Y)

Factor p el cual se obtiene de la tabla 4 del Anexo C con el valor Y

Productos Np Npx y Npx2 obtenidos de los datos de la misma tabla

Sumatoria de los productos correspondientes a los valores SNp SNpx y S Npx2

Factor p debe ser obtenido en la tabla entrando el valor de Probit calculado

Producto Np resultante de la multiplicacioacuten de los valores de nuacutemero de organismos por el factor p y su respectiva sumatoria

Producto Npx resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de las concentraciones con su respectiva sumatoria

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Producto Npx2 resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de la concentracioacuten con su respectiva sumatoria

Con todos los datos se obtiene la siguiente tabla 5

Tabla 5 Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem De organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

Al tener la CL50 y no olvidando que el intervalo de confianza es 95 tendremos la concentracioacuten letal con sus limites inferior y superior respectivamente

Para el desarrollo de esta investigacioacuten se adquirioacute el Software de Probit el cual determinar la CL50-96 y los liacutemites de confianza de forma mas raacutepida y su procedimiento es el siguiente

Se instala el programa en un computador que cuente con un software de Windows 98 en adelante creaacutendose una carpeta de Probit en el escritorio Dentro de esta carpeta quedaran registrados varios archivos se dirige al archivo con nombre PROBFIS2 y se da doble clic donde se abre una ventana de la siguiente manera

Da dos opciones para manejar el programa la (1) es para introducir los datos con el teclado la (2) para introducirlos en fila Es este paso se escribe (1) y sale

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Ahora se le da un nombre al archivo que se crea con los resultados que determina el programa asiacute

Ahora el programa pide que se inserten el numero de concentraciones sin el control numero de muertes en el control numero de organismos en el control asiacute

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Ahora se procede a insertar los datos de las concentraciones comenzando por la concentracioacuten menor el numero de muertes en cada una y el numero de tratamientos asiacute

Asiacute sucesivamente hasta completar los datos de las 5 concentraciones Al terminar este paso se da enter y se cierra esta ventana en la carpeta de probit aparece un archivo con el nombre que se le designo a esa bateriacutea donde daraacute los resultaos de la CL50 son los limites de confianza

Este procedimiento se debe realizar para cada bateriacutea de ensayo quedaran registrados los resultados en su respectivo archivo

5 EJEMPLO

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Se realizoacute una prueba de toxicidad de la cual se obtuvieron los siguientes porcentajes de mortalidad

Ejemplo de caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de muertos

(r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

100 20 20 15 75 567 553

50 17 20 9 45 487 496

25 14 20 5 25 433 440

125 11 20 2 10 372 384

625 08 20 1 5 336 327

No se debe olvidar que los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla de anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CL50 Teniendo en este caso un m = 172 por lo tanto la CL50 = 525 mgl

En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

02

80

M

m

x

x

555

303

PE

PE

Si )()( PEPExXS

Siendo

xM = Mayor concentracioacuten

115

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 13 de 22

Versioacuten 0

xm = Menor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

Tendremos

5330

)303555()8002(

S

S

Obteniendo asiacute la tabla del Chi-cuadrado (X2) como se observa en al Anexo E

Se remplaza en la ecuacioacuten los valores

325

2

n

Kn

En la tabla 4 se determina el valor de X2 para tres grados de libertad el valor obtenido es 782 al compararlo con el valor obtenido en la tabla se observa que

782 gt 0482

Por lo tanto la recta estaacute bien ajustada en caso contrario trazar nuevamente la recta y volver a calcular el Chi cuadrado

Tabla 57 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) x2

1 334

2 599

3 782

4 949

5 114

6 126

7 144

8 155

9 169

10 188

116

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 14 de 22

Versioacuten 0

Caacutelculo del intervalo de confianza

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

Asiacute se construye la grafica

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

20 20 553 0569 1138 2276 4552

17 20 496 0635 1270 2159 3670

14 20 440 0558 1116 1562 2187

11 20 384 0388 776 954 939

08 20 327 0194 388 310 248

(Σ)acute 4688 7161 11596

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50-96

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

01 20

05 20

1 20

15 20

2 20

(Σ)acute

En este caso seriacutea

S= 0533

117

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Paacutegina 15 de 22

Versioacuten 0

x= sumNpx sumNp= 1527

m= 172

sumNp= 4688 sumNpx= 7161 sumNpx2=11596

sumNp(x-x2) = Npx2 ndash (sumNpx)2sumNp = 6574

Sustituyendo estos valores en la expresioacuten

08750log 5010 CLEE

Asiacute el EE de CL50 seraacute

mCLEEEECL 10log10log 501050Donde

975110

08750log

3026210log

5010

m

CLEE

Sustituyendo los valores en la expresioacuten

963250EECL

Como la

143746329751

43844632975195

9751

50

50

al

EECLmeconfianzaIntervalod

CL

Por tanto la CL50 con los respectivos liacutemites seraacute

Limite inferior 419 ppm

CL 50 525 ppm

Limite Superior 631 ppm

118

Utilizando el Software con los datos de el ejemplo anterior seria

Al terminar de digitar los datos en el programa se cierra esta ventana y al abrir el archivo de nombre B los datos salen registrados de la siguiente manera

119

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Paacutegina 16 de 22

Versioacuten 0

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI osservati attesi 625 07959 20 1 068 1250 10969 20 2 220 2500 13979 20 5 528 5000 16990 20 9 973 10000 20000 20 15 1427 Controllo 20 0 000

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX (Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati) Intercetta (a) = 15801 Pendenza (b) = 19932 es = 03991 Media delle X = 15377 Media delle Y = 46451 CHI quadro = 04327 ALTRI PARAMETRI STATISTICI Numero di punti = 5 Gradi di liberthellip = 3 Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001 Numero di cicli = 1 ================================================================== END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI (95) inferiore superiore LC1 35373 07646 71428 LC50 519726 371407 844326

Como se observa tanto el meacutetodo manual como con el Software los resultados de la CL 50 y los limites de confianza son iguales

120

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Paacutegina 17 de 22

Versioacuten 0

6 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwmetodologia probithtm

httpwwwunizaresguiar1AccidentAn_conseProbithtm

ANEXO A

Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 - 267 295 312 325 336 345 352 359 366

10 372 377 382 387 392 396 401 405 408 412

20 416 419 423 426 429 433 436 439 442 445

30 448 450 453 456 459 461 464 467 469 472

40 475 477 480 482 485 487 490 492 495 497

50 500 503 505 508 510 513 515 518 520 523

60 525 528 531 533 536 539 541 544 547 550

70 552 555 558 561 564 567 571 574 577 581

80 584 588 592 595 599 604 608 613 618 623

90 628 634 641 648 655 664 675 688 705 733

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

99a 733 737 741 746 751 758 765 775 788 909

A Valores entre 99 0 y 99 9

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

121

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Paacutegina 18 de 22

Versioacuten 0

7 ANEXOS

ANEXO B

Figura 1 Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

ANEXO D

Tabla 4 Factor (p) para el Probit calculado (Y)

Y 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

1 0001 0001 0001 0002 0002 0003 0005 0006 0008 0011

2 0015 0019 0025 0031 0040 0069 0062 0076 0092 0110

3 0131 0154 0180 0208 0238 0264 0302 0336 0370 0406

4 0439 0471 0503 0532 0558 0583 0601 0616 0627 0634

5 0637 0634 0627 0616 0601 0589 0558 0532 0503 0471

6 0439 0405 0370 0336 0302 0269 0238 0208 0180 0154

7 0131 0110 0092 0076 0062 0059 0050 0031 0025 0019

8 0015 0011 0008 0006 0005 0003 0002 0002 0001 0001

122

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT Paacutegina 20 de 22

Versioacuten 0

ANEXO C

Tabla 2 Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos (r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

123

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 22 de 22

Versioacuten 0

ANEXO E

Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos

(r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

100 20 553 0705 20 15 141 09 019

50 17 496 0485 20 9 97 -07 009

25 14 440 0275 20 5 55 -05 006

125 11 384 0125 20 2 25 -05 011

625 08 327 0045 20 1 09 01 001

048

124

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS

VARIANZA

125

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 1 de 7

Versioacuten 0

CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo 4 Procedimiento 5 Ejemplo 6 Bibliografiacutea 7 Anexo A

1 OBJETIVO

Comparar si los valores de un conjunto de datos numeacutericos son significativamente distintos a los valores de otro o maacutes conjuntos de datos

2 DEFINICIONES

Variable conceptos que forman enunciados de un tipo particular denominado hipoacutetesis Las variables se refieren a propiedades de la realidad que variacutean es decir su idea contraria son las propiedades constantes de cierto fenoacutemeno

Variable Dependiente caracteriacutesticas de la realidad que se ven determinadas o que dependen

del valor que asuman otros fenoacutemenos o variables independientes

Variables independientes Los cambios en los valores de este tipo de variables determinan cambios en los valores de otra (variable dependiente)

Grados de libertad nuacutemero efectivo de observaciones que contribuyen a la suma de cuadrados en un ANOVA es decir el nuacutemero total de observaciones menos el nuacutemero de

datos que sean combinacioacuten lineal de otros

Hipoacutetesis Las hipoacutetesis son proposiciones provisionales y exploratorias sobre la veracidad o falsedad de un concepto una teoriacutea o un modelo con un alcance de trabajo de investigacioacuten por

simulacioacuten y con meacutetodos de campo o de laboratorio

1 PRINCIPIO DEL MODELO

El anaacutelisis de varianza parte de algunos supuestos que han de cumplirse

126

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 2 de 7

Versioacuten 0

La variable dependiente debe medirse al menos a nivel de intervalo

Independencia de las observaciones La distribucioacuten de la variable dependiente debe ser normal Homogeneidad de las varianzas

Los modelos de efectos aleatorios asumen que en un factor se ha considerado tan soacutelo una muestra de los posibles valores que eacuteste puede tomar estos modelos se usan para describir situaciones en que ocurren diferencias incomparables en el material o grupo experimental El ejemplo maacutes simple es el de estimar la media desconocida de una poblacioacuten compuesta de individuos diferentes y en el que esas diferencias se mezclan con los errores del instrumento de medicioacuten La teacutecnica fundamental consiste en la separacioacuten de la suma de cuadrados (SS sum of squares) en componentes relativos a los factores contemplados en el modelo

Como ejemplo mostramos el modelo para un ANOVA simplificado con un tipo de factores en diferentes niveles

(Si los niveles son cuantitativos y los efectos son lineales puede resultar apropiado un anaacutelisis de regresioacuten lineal)

SSTotal = SSError + SSFactores

El nuacutemero de grados de libertad (gl) puede separarse de forma similar y se corresponde con laforma en que la distribucioacuten chi-cuadrado describe la suma de cuadrados asociada

glTotal = glError + glFactores

1 PROCEDIMIENTO

Al realizar una prueba de toxicidad se pasan los datos correspondientes a la siguiente tabla 1

127

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 3 de 7

Versioacuten 0

Tabla 1 Formato de Datos de Prueba de Toxicidad

Tratamientos Observaciones Yi Yi Promedio

1 2 3 4

43 Se plantea la hipoacutetesis nula y la hipoacutetesis alterna

Ho micro1 = micro2 = micro3 = micron

H1 micro1 micro2 para alguacuten par

44 El tratamiento de anaacutelisis de varianza se hariacutea de acuerdo a las ecuaciones dadas en la tabla 2

Donde

N Nuacutemero total de observaciones N a n

n nuacutemero de observaciones en cada grupo

a numero de tratamientos

FV Fuente de varianza

SS Suma de cuadrados

GL Grados de libertad

Ms Cuadrados medios

Fc F calculado

Ft F tabulado

V1 a ndash 1

V2 N ndash a

128

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 5 de 7

Versioacuten 0

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

FV SS GL Ms Fc Ft

Tratamiento SSTTO a ndash 1

aNSS

aSS

E

TTO

1

F (V1 V2)

Error SSE N ndash a

aN

SS E

Total SST N ndash 1

45 Para obtener el SSTTO se debe reemplazar la siguiente formula

SSTTO = 5

1

22a

i N

Y

n

Yi

46 Para obtener el SST se debe reemplazar la siguiente formula

SST= 5

1

5

1

22

a

i

n

J

JN

YYi

47 Para obtener el SSE

SSE= SST - SSTTO

1a

SSTTO

129

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 6 de 7

Versioacuten 0

45 Al obtener el Fc lo comparamos el Ft el cual se encuentra en el libro Disentildeo y anaacutelisis de

experimentos Douglas C Montgomery (anexo A) para refutar o aceptar alguna hipoacutetesis

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

esto se hace asiacute Fc lt Ft Se acepta la Ho

1 EJEMPLO

De una prueba de toxicidad con trucha arco iris(Oncorhynchus mykiss) que se realizoacute en el laboratorio se obtuvieron los siguientes resultados

Tabla 1 Formato de datos de pruebas de toxicidad registro tomado a las 96 h

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

De la cual partimos de dos hipoacutetesis asiacute

Ho Las diferentes concentraciones producen el mismo efecto en todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones producen un diferente efecto en todos los organismos

130

Teniendo en cuenta que tenemos

Tratamientos 6

Observaciones 4

Total 24

Podemos construir la tabla 2 del anaacutelisis de varianza de la siguiente forma

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados Fc Probabilidad

Valor criacutetico para Ft

Entre grupos

108333333 5 216666667 410526316 317077E-

09 277285315

Dentro de los grupos

95 18 052777778

Total 117833333 23

Como podemos observar el Fc gt Ft por consiguiente se rechaza la hipoacutetesis nula y se acepta la hipoacutetesis alterna concluyendo que las diferentes concentraciones producen efectos distintos en los organismos prueba

2 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwestadisticocomartshtml20011022

httpwwwudcesdepmateestadistica2sec3_7html

httpeswikipediaorgwikiAnC3A1lisis_de_varianza

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

131

FACULTAD DE

INGENIERIA AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO DE

BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 7 de 7

Versioacuten 0

3 ANEXOS ANEXO A

Fuente Disentildeo y anaacutelisis

de experimentos Douglas

C Montgomery

132

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7)

133

ENSAYO 1

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (4FEB2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 1 1 0 2 10

40 0 1 0 2 3 15

60 3 3 2 0 8 40

80 1 2 5 1 9 45

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

134

ENSAYO 2

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (05NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 2 1 0 5 25

60 2 3 1 1 7 35

80 5 4 1 3 13 65

100 4 4 5 5 18 90

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos 6471 5 1294 1528 621 E-06 277

Dentro de los grupos 1525 18 085

Total 7996 23

135

ENSAYO 3

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 1 5 25

60 2 1 3 2 8 40

80 5 4 3 3 15 75

100 5 5 5 4 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7671 5 1534 4418 174 E-09 277

Dentro de los grupos

625 18 035

Total 8296 23

136

ENSAYO 4

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 3 1 2 1 7 35

80 3 2 5 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8088 5 1616 2986 409 E-08 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 9063 23

137

ENSAYO 5

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (14ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 3 2 1 1 7 35

80 5 5 4 5 19 95

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 1 0 1 5

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10083 5 2017 726 271 E-11 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 10583 23

138

ENSAYO 6

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 3 2 5 25

60 4 3 3 2 12 60

80 4 5 4 3 16 80

100 4 5 5 5 19 95

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

76 5 152 2189 450 E-07 277

Dentro de los grupos

125 18 069

Total 885 23

139

ENSAYO 7

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (04FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

140

ENSAYO 8

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (11FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8538 5 1708 3323 175 E-08 277

Dentro de los grupos

925 18 051

Total 9463 23

141

ENSAYO 9

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 2 1 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 5 2 4 4 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8521 5 1704 3958 427 E-09 277

Dentro de los grupos

775 18 043

Total 9296 23

142

ENSAYO 10

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (3MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 3 2 1 0 6 30

60 3 5 4 1 13 65

80 5 4 3 4 16 80

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 1 0 0 2 3 15

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7733 5 1547 1505 690 E-06 277

Dentro de los grupos

185 18 103

Total 9583 23

143

ENSAYO 11

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (10MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 1 2 2 3 8 40

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8083 5 1617 582 176 E-10 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 8583 23

144

ENSAYO 12

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 0 3 15

60 2 3 3 2 10 50

80 4 4 3 3 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8421 5 1684 6382 808 E-11 277

Dentro de los grupos

475 18 026

Total 8896 23

145

ENSAYO 13

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (31MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 0 3 15

60 2 2 3 0 7 35

80 3 5 3 4 15 75

100 5 5 4 5 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

803333333 5 160666667 321333333 22871E-08 277285315

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 893333333 23

146

ENSAYO 14

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (07ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 2 0 2 10

40 2 1 1 0 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 3 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7021 5 1404 2592 124 E-07 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 7996 23

147

ENSAYO 15

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (18ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 0 4 20

60 2 3 3 1 9 45

80 5 5 3 0 13 65

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7833 5 1567 1312 178 E-05 277

Dentro de los grupos

215 18 119

Total 9983 23

148

ENSAYO 16

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 1 2 0 5 25

60 2 2 4 3 11 55

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8133 5 1627 4505 148 E-09 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 8783 23

149

ENSAYO 17

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (28ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 2 5 25

60 3 3 4 2 12 60

80 4 5 3 5 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10533 5 2107 5834 172 E-10 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 11183 23

150

ENSAYO 18

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (6MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 2 1 6 30

60 2 4 3 0 9 45

80 5 2 3 5 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8738 5 1748 1414 107 E-05 277

Dentro de los grupos

2225 18 124

Total 10963 23

151

ENSAYO 19

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (12MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 2 3 2 2 9 45

80 3 5 5 5 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9933 5 1987 7947 125 E-11 277

Dentro de los grupos

45 18 025

Total 10383 23

152

ENSAYO 20

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (01DIC08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 0 2 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 4 4 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9288 5 1858 891

6 467 E-12 277

Dentro de los grupos

375 18 021

Total 9663 23

153

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

COBRE (Cu) UTILIZANDO SULFATO DE

COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O)

154

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (20FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 1 5 1

003 0 1 0 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 4 0 3 4 55 11

01 4 5 5 0 70 14

CONTROL 0 0 0 0 0 0

155

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (08ABR2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

005 2 1 0 0 15 3

006 1 3 4 2 50 10

007 3 1 4 4 60 12

009 4 3 4 3 70 14

01 5 5 4 4 90 18

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (30SEP2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 1 1 1 25 5

007 3 1 3 4 55 11

01 4 5 4 3 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

156

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA de Cu (07OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 0 0 5 1

005 1 2 0 1 20 4

007 3 1 2 4 50 10

01 4 3 4 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7433 5 1487 2817 647 E-08 277

Dentro de los grupos

95 18 053

Total 8383 23

157

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 2 0 1 2 25 5

007 2 5 2 5 70 14

01 4 4 5 5 90 18

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9221 5 1844 2414 214 E-07 277

Dentro de los grupos

1375 18 076

Total 10596 23

158

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 2 3 1 0 30 6

007 3 1 2 5 55 11

01 5 4 2 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7583 5 1517 14 114 E-05 277

Dentro de los grupos

195 18 108

Total 9533 23

159

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

160

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 0 3 0 25 5

007 3 2 1 3 45 9

01 4 3 4 5 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8633 5 1727 2703 894 E-08 277

Dentro de los grupos

115 18 064

Total 9783 23

161

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 1 0 0 2 15 3

007 1 4 2 0 35 7

01 5 5 4 3 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 456 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

162

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 0 1 2 0 15 3

007 4 0 2 1 35 7

01 3 5 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

163

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 1 0 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 5 4 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

164

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2)(25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 1 2 1 0 20 4

007 2 3 3 1 45 9

01 4 4 4 3 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

165

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (27 NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 2 0 0 20 4

007 3 3 2 3 55 11

01 3 4 4 4 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8238 5 1648 4745 965 E-10 277

Dentro de los

grupos 625 18 035

Total 8863 23

166

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

CLORURO DE CINC (ZnCl2)

167

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03DIC2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

168

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 1 5 1

05 0 2 1 0 15 3

1 4 5 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (1) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 1 0 1 10 2

05 1 3 2 2 40 8

1 5 5 5 5 100 20

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

169

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINA DE Zn (2) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 1 0 5 1

05 2 2 1 3 40 8

1 5 4 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

170

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

845 5 169 5531 269 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 90 23

171

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn(2) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 0 2 15 3

07 4 1 2 0 35 7

1 5 3 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

947083333 5 1894 2393 229 E-07 277

1425 18 079

108958333 23

172

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 1 1 15 3

07 1 1 2 3 35 7

1 3 3 4 4 70 14

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7883 5 1577 5676 217 E-10 277

Within Groups 5 18 028

Total 8383 23

173

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 0 2 1 15 3

07 2 1 0 4 35 7

1 2 5 5 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9033 5 1807 1858 152 E-06 277

Dentro de los grupos

175 18 097

Total 10783 23

174

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 3 2 1 4 50 10

1 4 5 3 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9083 5 1817 3847 538 E-09 277

Dentro de los grupos

85 18 047

Total 9933 23

175

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 2 1 1 30 6

07 2 4 1 4 55 11

1 3 5 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

90 5 18 3086 316 E-08 277

Dentro de los grupos

105 18 058

Total 1005 23

176

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 2 3 1 35 7

07 4 2 4 2 60 12

1 5 4 4 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7583 5 1517 4964 664 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 8133 23

177

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 3 1 30 6

07 3 4 4 2 65 13

1 5 4 5 3 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8021 5 1604 33 18 E-08 277

Within Groups 875 18 049

Total 8896 23

178

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (21 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 1 2 4 2 45 9

1 4 4 5 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

8238 5 1648 3595 932 E-

09 277

Within Groups 825 18 046

Total 9063 23

179

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (28 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 1 20 4

07 3 4 3 1 55 11

1 5 4 3 3 75 15

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8633 5 1727 3272 198 E-08 277

Within Groups 95 18 053

Total 9583 23

180

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO CRUDO

181

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (11MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

1 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

20 5 5 5 5 100 20

50 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (19MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 1 0 2 1 20 4

0001 3 2 3 3 55 11

001 3 5 4 5 85 17

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 1 0 1 20 4

182

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (20MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 1 1 0 2 20 4

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 1 1 0 10 2

183

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

184

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (01JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 0 0 0 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 3644 480 E-10 257

Dentro de

los grupos 9 21 043

Total 10271 27

185

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (1) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 1 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 4686 437 E-11 257

Dentro de

los grupos 7 21 033

Total 10071 27

186

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (2) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 1 1 0 1 15 3

02 1 2 3 2 40 8

03 3 4 3 3 65 13

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9593 6 1599 6105 332 E-12 257

Dentro de

los grupos 55 21 026

Total 10143 27

187

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos

por pecera

Mortalidad

obtenido

Total Muertos

(unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 8536 6 1423 2845 479 E-09 257

Dentro de

los grupos 105 21 05

Total 9586 27

188

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (09JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 2 1 1 1 25 5

02 1 3 3 1 40 8

03 3 3 4 3 65 13

04 5 4 4 4 85 17

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 95 6 1583 532 127 E-11 257

Dentro de

los grupos 625 21 030

Total 10125 27

189

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO TRATADO

190

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (16JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 0 0 0 0

60 0 0 0 0 0 0

80 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 6 0 65535 --------- 257

Within Groups 0 21 0

Total 0 27

191

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (19JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad) A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups 0 18 0

Total 0 23

192

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups

0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups

0 18 0

Total 0 23

193

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (1) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 1 0 5 1

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 1 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

038 5 008 06 070 277

Within Groups

225 18 013

Total 263 23

194

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (2) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 1 0 5 1

75 1 0 0 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 038 5 008 06 070 277

Within Groups 225 18 013

Total 263 23

195

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO

196

197

198

199

200

201

202

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE

ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS

203

204

205

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn

ANALIZADAS POR EL LABORATORIO

IVONNE BERNIER

206

207

208

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL

VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn)

209

Tabla Carta de control de Cu en el Vertimiento

Fecha

CL50-96

(mg Vertimiento Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

1-Jun-09 00118 00089 00139

(1) 02 JUN 2009

00118 00089 00139

(2) 02 JUN 2009

00108 00091 00127

8-Jun-09 00126 00093 00150

9-Jun-09 00100 00084 00118

PROMEDIO 00114 000892 001346

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Cu en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 00089 mg vertimiento Cu L

CL50-96 0011 mg vertimiento Cu L

Liacutemite superior 0013 mg vertimiento Cu L

210

Tabla Carta de control de Zn en el Vertimiento

Fecha

CL 50-96

(mg Vertimiento Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

1-Jun-09 13261 09953 15620

(1) 02 JUN 2009

13261 09953 15620

(2) 02 JUN 2009

12124 10262 14204

8-Jun-09 14138 10477 16820

9-Jun-09 11203 09382 13251

PROMEDIO 127974 10005 15103

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Zn en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 100 mg vertimiento Zn L

CL50-96 128 mg vertimiento ZnL

Liacutemite superior 151 mg vertimiento Zn L

211

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE

TRATAMIENTO

212

213

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96

POR EL MEacuteTODO PROBIT

214

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA COBRE (Cu) REALIZADA EL (1)14OCT2008 STIMA DI CHI QUADRO OTTENUTA PER SOTTRAZIONE = 1004366

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

001 -20000 20 2 114

005 -13010 20 5 1028

007 -11549 20 14 1291

010 -10000 20 18 1535

015 -08239 20 20 1745

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 86668

Pendenza (b) = 27568 es = 04566

Media delle X = -11916

Media delle Y = 53818

CHI quadro = 100437

CHI quadro significativo Il fattore di eterogeneithellip

non Š utilizzato Usare molta cautela

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 00067 00005 00155

LC50 00468 00249 00687

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

215

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA CINC (Zn) REALIZADA EL (1)10MAR2009

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

010 -10000 20 0 057

050 -03010 20 3 225

070 -01549 20 7 744

100 00000 20 14 1512

150 01761 20 20 1939

Controllo 20 1 057

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 56727

Pendenza (b) = 67698 es = 13591

Media delle X = -00878

Media delle Y = 50786

CHI quadro = 22199

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00283 es = 00260

Numero di cicli = 3

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 03606 02047 04676

LC50 07955 06859 09076

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

216

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) REALIZADA EL 21ABR2008

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati

attesi

2000 13010 20 0 058

4000 16021 20 5 511

6000 17782 20 11 1052

8000 19031 20 14 1437

10000 20000 20 20 1671

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = -41965

Pendenza (b) = 52631 es = 07756

Media delle X = 17779

Media delle Y = 51609

CHI quadro = 19527

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 201996 126752 264066

LC50 558911 486347 634123

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

217

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA

RAPIDA

218

CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Generalmente el clarifloculador lleva un cono de mezcla al interior pero debido a las dimensiones que se hallaron en la hoja de disentildeo teniendo en cuenta que es un disentildeo piloto se decidio disentildear una caja de mezcla rapida

La caja de mezcla rapida funciona mecanicamente con un mezclador en su interior A continuacioacuten se muestra el esquema del disentildeo piloto 55

DISENtildeO A ESCALA PILOTO

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 60 seg

Caudal 1 Lmin

Caudal 1667E-05 m3s

Volumen 0001 m3

Altura 0001 m

Diametro 00011 m

Aacuterea 00000 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 0000376222 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

DISENtildeO A ESCALA INDUSTRIAL

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Caudal 10 Lmin

Caudal 6000E-02 m3s

Volumen 18 m3

Altura 005 m

Diametro 03386 m

Aacuterea 00900 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 011286653 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

55 ROMERO ROJAS Jairo alberto Purificacioacuten del aguaEditorial escuela colombiana de ingenieriacutea 2ordf

edicioacutenColombia 2006

219

El cilindro disentildeado no cuenta con las dimensiones miacutenimas debido a que el diaacutemetro es muy reducido de manera que para el ensayo piloto se empleo un cilindro de mayor tamantildeo

220

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS

221

222

223

224

  • Determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (Trucha arco iris)
    • Citacioacuten recomendada
      • DETERMINACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN LETAL MEDIA (CL50) DE COBRE (Cu) Y CINC (Zn) MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS (BIOENSAYOS) UTILIZANDO ALEVINOS DE ONCORHYNCHUS MYKISS (TRUCHA ARCO IRIS)
Page 3: Determinación de la concentración letal media (CL50-96) de ...

1

DETERMINACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN LETAL MEDIA (CL50-96) DE COBRE (Cu) Y CINC (Zn) MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

(BIOENSAYOS) UTILIZANDO ALEVINOS DE ONCORHYNCHUS MYKISS (TRUCHA ARCO IRIS)

JUAN GUILLERMO BARRETO SOLANO

GUILLERMO ANDRES PERALTA PEREZ

TESIS DE GRADO PARA OPTAR AL TIacuteTULO DE INGENIERO AMBIENTAL Y SANITARIO

Director PEDRO MIGUEL ESCOBAR MALAVER

QUIacuteMICO INDUSTRIAL LIC QUIacuteMICA Y BIOLOGIacuteA

Msc ALTA GESTIOacuteN AMBIENTAL

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIacuteA AMBIENTAL amp SANITARIA

BOGOTAacute D C

2009

2

Nota de aceptacioacuten

-----------------------------------------

-----------------------------------------

-----------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------

Director

-----------------------------------------------------------------------------------

Jurado 1

----------------------------------------------------------------------------------

Jurado 2

Bogotaacute D C 7 de Septiembre de 2009

3

DEDICATORIA

A mi abuela Laura Montoya que desde el cielo nos cuida

Muchas gracias por su carintildeo y por su apoyo infinito

A mi mama Patricia Solano

Que junto con mi abuela pese a las dificultades pudieron sacarnos adelante

A mi hermano Joseacute Alejandro Barreto

Quien con su ejemplo fue una inspiracioacuten en mi vida

A mi papa Alfredo Barreto

Gracias por su apoyo moral

A mis amigos y amigas

A todas las personas que han creiacutedo en miacute

Muchas gracias a todos

Por su apoyo

Por haberme dado la fortaleza en la consecucioacuten de este gran logro

JUAN

4

DEDICATORIA

Aunque este trabajo de grado apenas sea un objetivo maacutes representa un

gran logro para mi formacioacuten personal y profesional que es el tiacutetulo

Y por eso esta dedicatoria es por el conjunto de logros que representa

A mi madre por su apoyo incondicional

A mi Padre por animarme y apoyarme

Margariteichon para que pueda respirar tranquila

Mis hermanos MLU CPP y Jose

A todas aquellas personas que confiacutean creen me respetan aprecian

etc a MI Persona

Gracias a todos

GUILLERMO ANDRES

5

AGRADECIMIENTOS

A la comunidad del laboratorio de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria la cual nos ayudoacute en el proceso de desarrollo de los bioensayos y las otras actividades que sin ser estrictamente de bioensayos fueron vitales para continuar durante la investigacioacuten

Al profesor Pedro Miguel Escobar Malaver director del proyecto quien nos apoyoacute en el desarrollo de las pruebas y consecucioacuten de los objetivos del proyecto con su amplio conocimiento en el tema de bioensayos

A nuestras Madres y familiares que nos brindaron su apoyo incondicional en el proceso de conseguir el tiacutetulo como ingenieros ambientales y sanitarios

A nuestros compantildeeros quienes nos apoyaron motivaron y colaboraron para obtener el fin

A la comunidad lasallista por brindarnos las herramientas necesarias para desarrollar nuestro potencial humano y profesional

A la empresa de cincado por explicarnos los procesos que desarrollaban colaborarnos permitieacutendonos ingresar en su espacio de trabajo y realizar la toma de muestras de las aguas residuales que fueron parte fundamental del proyecto

i

CONTENIDO

paacuteg

INTRODUCCIOacuteN

1 OBJETIVOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

2 JUSTIFICACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip5

3 MARCO TEOacuteRICOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

31 TRUCHA ARCO IRIS 7

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA 8

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA 10

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS 10

314 DISTRIBUCIOacuteN 11

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS 11

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea) 12

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS

DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES 12

318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

15

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA

COMO ORGANISMO DE PRUEBA 17

32 BIOENSAYO 17

321 TIPOS DE BIOENSAYO 17

322 TOXICIDAD 18

323 PRUEBAS DE TOXICIDAD 19

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA 20

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD 21

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL 22

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD 23

328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD 24

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT 25

ii

33 METALES 27

332 METALES DE PRUEBA 29

333 COBRE 29

334 CINC 33

34 GALVANOTECNIA 37

341 Generalidades 37

342 El Proceso Galvaacutenico 37

343 Proceso de Galvanoplastia 38

344 Proceso de galvanostegia 39

345 CINCADO 41

4 METODOLOGIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL 44

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO 44

421 RECINTO EXPERIMENTAL 44

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS

ACUARIOS 45

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

46

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 47

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 48

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS

TOXICOLOacuteGICAS 48

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS 49

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas 50

432 Pruebas de sensibilidad 51

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las

distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

51

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn)

utilizando ZnCl2 51

iii

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA 53

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS 53

5 INDUSTRIA EVALUADAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip56

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDADhelliphellip56

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD 57

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de

K2Cr2O7 57

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7 59

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a

partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) 61

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu 62

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu 63

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA

CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2) 67

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn 67

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO 72

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Crudo 73

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento

Crudo 74

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

TRATADO 77

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Tratado 78

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado 79

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento

Crudo 79

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento

tratado 80

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL

VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip82

71 TEST DE JARRAS 86

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO 88

CRITERIOS DE DISENtildeO 88

iv

8 CONCLUSIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip92

9 RECOMENDACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94

10 BIBLIOGRAFIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip96

ANEXOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO

(K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON COBRE (Cu) UTILIZANDO

SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2)

166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO

180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO

TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO

IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL

LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y

CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

v

LISTA DE ANEXOS

pag

ANEXOS 102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2) 166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO 180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

vi

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento

y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores 16

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos

maacutes comunes 39

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia 40

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas 48

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos 52

Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de

cincado 55

Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7) 57

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad

con K2Cr2O7 +- 01 58

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01 59

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios

nacionales e internacionales en trucha arcoiris 61

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para

cobre (Cu) 62

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h

para Cu 62

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu 63

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu 64

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con

cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris 66

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten 66

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de

cinc (Zn) 67

Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc

(Zn) 68

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas

con Zn 68

Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) 69

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha

arcoiris 70

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten 72

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento

Crudo 73

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Vertimiento Crudo 74

vii

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con

Vertimiento Crudo 74

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo 75

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y

Legislacioacuten Antigua y Nueva 77

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las

96 horas del Vertimiento tratado 78

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

78

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el

27 de abril de 2009 79

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado 80

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas 83

Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento 86

Tabla 36 Rango de calificacioacuten 86

Tabla 37 Resultados del test de jarras 87

Tabla 38 Gradientes de velocidad 88

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador 88

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador 89

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 8

Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris 9

Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha 11

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris 12

Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad 20

Figura 6 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales 28

Figura 7 Ciclo del cobre 32

Figura 8 Ciclo del cinc 36

Figura 9 Esquema del proceso de Cincado 41

Figura 10 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino 42

Figura 11 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc 43

Figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle 45

Figura 13 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) 46

Figura 14 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris 47

Figura 15 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas 49

Figura 16 Foto Bateriacutea de ensayos 50

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7 60

Figura 18 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu 65

Figura 19Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn) 71

Figura 20 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento 76

Figura 21 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado 82

Figura 22 Esquema del disentildeo piloto 91

ix

GLOSARIO

Aleviacuteno o Aleviacuten criacutea de pez que incluye la fase comprendida entre la larva y el adulto y que en ciertos peces de agua dulce se utiliza para repoblar

Bateriacutea de ensayos combinacioacuten de diversas pruebas de toxicidad con organismos representativos de cada uno de los niveles troacuteficos

Biocenosis conjunto de organismos de especies diversas vegetales o animales que viven y se reproducen en un determinado biotopo

Bioensayo Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio1

Biomagnificacioacuten tendencia de algunos productos quiacutemicos a acumularse a lo largo de la cadena troacutefica exhibiendo concentraciones sucesivamente mayores al ascender el nivel troacutefico La concentracioacuten del producto en el organismo consumidor es mayor que la concentracioacuten del mismo producto en el organismo consumido

Biotopo territorio o espacio vital cuyas condiciones ambientales son las adecuadas para que en eacutel se desarrolle una determinada comunidad de seres vivos

Cadena aliemantaria sucesioacuten entre los organismos vivos que se nutren unos de otros en un orden determinado

Carta de control tabla utilizada para seguir cambios en el tiempo del punto final medio para un compuesto toacutexico de referencia en un organismo en particular

Cincado recubrimiento de cinc que se le realiza a los metales mejorando su aspecto visual y para protegerlos de la corrosioacuten y oxidacioacuten

CL50 (Concentracioacuten letal media) concentracioacuten en la que un contaminante causa la muerte del 50 de los organismos en exposicioacuten con el mismo

Contaminacioacuten la contaminacioacuten es cualquier sustancia o forma de energiacutea que puede provocar alguacuten dantildeo o desequilibrio irreversible o no en el medio inicial

1 Mata amp Quevedo Diccionario de la biodiversidad disponible en liacutenea en wwwinbioaccr

x

Control tratamiento que duplica todos los factores que puedan afectar el resultado excepto la condicioacuten que estaacute siendo investigada (control negativo o Blanco)

Control positivo tratamiento que evaluacutea la respuesta toacutexica con una sustancia de referencia utilizada para controlar la sensibilidad de los organismos en el momento en el cual se evaluacutea

Ecotoxicologiacutea ciencia que estudia los efectos toacutexicos provocados por los contaminantes sobre los ecosistemas

Estado de oxidacioacuten o nuacutemero de oxidacioacuten se define como la suma de cargas positivas y negativas de un aacutetomo lo cual indirectamente indica el nuacutemero de electrones que el aacutetomo ha aceptado o cedido El estado de oxidacioacuten es una aproximacioacuten conceptual uacutetil por ejemplo cuando se producen procesos de oxidacioacuten y reduccioacuten (procesos reacutedox)

Los protones de un aacutetomo tienen carga positiva y esta carga se ve compensada por la carga negativa de los electrones si el nuacutemero de protones y de electrones es el mismo el aacutetomo es eleacutectricamente neutro

Etologiacutea parte de la biologiacutea que estudia el comportamiento de los animales

Ictiologiacutea la ictiologiacutea generalmente definida como el estudio de los peces o la rama de la zoologiacutea que trata de los peces

Poiquilotermia incapacidad de regulacioacuten de la temperatura del cuerpo por lo que esta variacutea de acuerdo con la temperatura ambiental

Poiquiloteacutermico se dice de los animales llamados de sangre friacutea Perteneciente o realtivo a la poiquilotermia

Poiquilotermo poiquiloteacutermico

Pruebas de toxicidad Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Red troacutefica conjunto de relaciones entre cadenas alimentarias que existen en las especies de una comunidad bioloacutegica y que representa el flujo de materia y energiacutea que atraviesa el ecosistema

Tolerancia se refiere al porcentaje de organismos de una poblacioacuten que se veraacute afectada a una cierta dosis Asiacute la distribucioacuten de tolerancias es una cierta distribucioacuten de frecuencias o probabilidades de tolerancias a las distintas dosis del toacutexico

xi

Toxicidad aguda efecto adverso (letal o subletal) inducido sobre los organismos en prueba durante un periacuteodo de exposicioacuten al material de ensayo usualmente de pocos diacuteas

Valencia (quiacutemica) el maacuteximo nuacutemero de aacutetomos univalentes (originalmente aacutetomos de hidroacutegeno o cloro) que pueden combinarse con un aacutetomo del elemento en consideracioacuten o con un fragmento o para el cual un aacutetomo de este elemento puede ser sustituido

Xenobioacutetico se deriva del griego xeno (extrantildeo) y bio (vida) Se aplica a los compuestos cuya estructura quiacutemica en la naturaleza es poco frecuente o inexistente debido a que la mayoriacutea de ellos son compuestos sintetizados por el hombre en el laboratorio La mayoriacutea han aparecido en el medio ambiente durante los uacuteltimos 100 antildeos

xii

ABSTRACT

This investigation was to determine the median lethal concentration (LC50-96) to

bull The reference toxicant potassium dichromate (K2Cr2O7) which will determine the sensitivity of species to the toxics (initial stage)

bull Copper (Cu) which uses copper sulfate pentahydrate (CuSO4 bull 5H2O) AR

bull Zinc (Zn) which uses zinc chloride (ZnCl2) AR

bull Dumping from the zinc process (before treatment and after treatment) with the presence of copper (Cu) and zinc (Zn)

The determination of the median lethal concentrations LC50-96 was performed by bioassay which consisted of toxicological testing at different concentrations (five) and control for a total of six lines of test Where was search to assess the relative strength of toxic metal agents of [copper (Cu) and zinc (Zn)] on aquatic organism In this case using rainbow trout (Onchorhynchus mykiss) fingerling for their degree of sensitivity to organic pollution and slight changes in their ecosystem historic translocation across continents easily adaptable to artificial feeding high degree of domestication and interesting life cycle Each test was made in quadruplicate in Fishbowls (24 total) and were used in 5 fingerling rainbow trout per aquarium for a total of 120 fingerlings per test The tests were not renewed (Do not supply food or aeration during the experiment) and had a duration of 96 hours The test be based on observing the number of dead fish on control and at different concentrations (five) at (3 6 24 48 72 and 96) hours of exposure these readings were taken on a sheets of control The final reading was at 96 hours that was used Probit statistical analysis and thus determined the LC50-

96 (dose-response) only for the definitive tests which are those observed a mortality rate of 0 for the lowest concentration and 100 for the highest concentration in a phased manner across the five (5) concentrations When found the range of the definitive tests was ten (10) replicas to verify the accuracy of the test Was also carried out a pilot design of industrial waste water treatment (clarifier) by a discharged zinc industry to remove the pollutant load to the dumping of industry and thus realizing achieve an environmentally safe for aquatic ecosystems

xiii

RESUMEN

El trabajo de grado consistioacute en determinar las Concentraciones Letales medias (CL50-96) para

El toacutexico de referencia dicromato de potasio (K2Cr2O7) con el cual se determinoacute la sensibilidad de la especie a los toacutexicos (etapa inicial)

Cobre (Cu) en forma de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) grado analiacutetico

Cinc (Zn) en forma de cloruro de cinc (ZnCl2) grado analiacutetico

El Vertimiento procedente del proceso de una industria de cincado (antes del tratamiento y post-tratamiento) en la cual se encontraban presentes los metales en estudio (Cu y Zn)

La determinacioacuten de estas Concentraciones Letales medias CL50-96 se realizoacute mediante bioensayos que consistieron en hacer pruebas toxicoloacutegicas a diferentes concentraciones (cinco) y un blanco para un total de seis liacuteneas de prueba Donde se buscoacute evaluar la potencia relativa de los agentes metaacutelicos toacutexicos [cobre (Cu) y cinc (Zn)] sobre organismos acuaacuteticos En este caso se utilizaron alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus mykiss) por su grado de sensibilidad a las contaminaciones orgaacutenicas y a los cambios leves en sus ecosistemas histoacuterica de la traslocacioacuten a traveacutes de los continentes faacutecil adaptacioacuten alimentacioacuten artificial alto grado de domesticacioacuten y sus interesante ciclo de vida

Cada prueba se hizo por cuadruplicado en peceras (24 en total) y en cada pecera se utilizaron 5 alevinos de trucha arcoiris para un total de 120 alevinos por prueba Las pruebas fueron sin renovacioacuten (No se suministro aireacioacuten ni alimento durante el experimento) y tuvieron una duracioacuten de 96 horas

Las pruebas consistieron en observar el nuacutemero de peces muertos en el blanco y en las diferentes concentraciones (cinco) a las (3 6 24 48 72 y 96) horas de exposicioacuten llevaacutendose registro de estas lecturas en hojas de control Las lecturas definitivas fueron las de las 96 horas datos que se utilizaron para hacer el anaacutelisis estadiacutestico con el programa Probit y de esta manera se determinoacute la CL50-96 (relacioacuten dosis-respuesta) para las pruebas definitivas las cuales son en las que se observa un porcentaje de mortalidad entre 0 para la concentracioacuten maacutes baja y 100 para la de mayor concentracioacuten de forma escalonada entre las cinco (5) concentraciones Cuando se halloacute el rango de las pruebas definitivas se realizaron diez (10) reacuteplicas de la prueba definitiva para comprobar la exactitud de la prueba

Adicionalmente se realizoacute un disentildeo piloto de un tratamiento de aguas residuales industriales (clarifloculador) para remover la carga contaminante al vertimiento de la industria y de esta manera lograr alcanzar una concentracioacuten ambientalmente segura para los ecosistemas acuaacuteticos

1

INTRODUCCIOacuteN

Los procesos de desarrollo del mundo actual dependen en gran medida de productos quiacutemicos para satisfacer sus necesidades en general como por ejemplo alimentarias en salud ambientales industriales agriacutecolas y de la vida diaria en general

Muchos de estos productos quiacutemicos (xenobioacuteticos) al cumplir su vida uacutetil presentan un riesgo para el entorno deterioraacutendolo de manera intriacutenseca cuando algunos de estos compuestos sobrepasan la capacidad de resiliencia del entorno afectando los factores bioacuteticos y abioacuteticos generando un entorno ambientalmente inseguro y de esta manera alterando directamente la biocenosis que sineacutergicamente a su vez afecta la salud humana (egoceacutentricamente hablando)

A pesar de la evidencia de tiempo atraacutes que se tiene acerca de la relacioacuten de los efectos toacutexicos de los xenobioacuteticos sobre el entorno la biocenosis y la salud humana las poliacuteticas ambientales la gestioacuten ambiental efectiva y la conciencia de la poblacioacuten en algunas naciones tienen una visioacuten precaria y no muy responsable con el medio ambiente

En paiacuteses desarrollados estas falencias son parcialmente compensadas con los resultados de las pruebas de toxicidad con organismos vivos (bioensayos) que son utilizadas para saber el grado de peligrosidad de una sustancia para el entorno la biocenosis y la salud humana ademaacutes de las metodologiacuteas convencionales para el control y el monitoreo ambiental

Histoacutericamente el uso de meacutetodos bioloacutegicos para deteccioacuten de sustancias nocivas o peligrosas se registra desde 1776 cuando se realizaron pruebas de glifosato con ratas para hallar la concentracioacuten limite a comienzos del siglo en 1893 se realizaron unas diluciones de bioensayos para un estudio de Glycosylated Triketide Delta Lactones Universite Catolique de Louvain en el siglo XX en el antildeo de 1922 se utilizaron en un estudio de endocrinoloacutegico Fundacioacuten Rockefeller en 1930 se desarrollo el primer bioensayo para probar el Prolactin en mamiacuteferos Universidad de Missouri el uso de bioensayos con peces se inicia hacia 1940 y las pruebas con invertebrados y algas se reportan a lo largo de la deacutecada del 50 Actualmente las evaluaciones toxicoloacutegicas integran diferentes niveles poblacionales comunidades o ecosistemas que permiten identificar los elementos bioloacutegicos en riesgo

El concepto de bioensayo o prueba de toxicidad se deriva de la toxicologiacutea claacutesica Su definicioacuten ha sido m odificada adaptada y extendida al diagnoacutestico y manejo ambiental Estas teacutecnicas bioanaliacuteticas son consideradas complementarias de los anaacutelisis fisicoquiacutemicos convencionales y son alternativas eficaces para la prediccioacuten de niveles seguros de concentracioacuten

2

En Colombia existe una normatividad sobre gestioacuten conservacioacuten y control de los recursos naturales y el medio ambiente Sin embargo no hay una gestioacuten ambiental efectiva para su cumplimiento ni una conciencia ni un compromiso ciudadano para hacerla cumplir En el paiacutes el uso de los bioensayos es una praacutectica no muy difundida y la cantidad de estos anaacutelisis es todaviacutea precaria para la demanda real del mercado

El control y cumplimiento de las normas es llevado a cabo por distintas entidades gubernamentales en el caso especifico del recurso agua este control implica efectuar caracterizaciones fiacutesicas quiacutemicas y bacterioloacutegicas de las diferentes fuentes donde lo datos obtenidos se comparan con los paraacutemetros de referencia de las normas variando de acuerdo con el uso del recurso

Haciendo referencia a las pruebas de toxicidad en las normas el decreto 1594 de 1984 ldquoUsos del agua y residuos liacutequidosrdquo en el artiacuteculo 45 define los criterios de calidad admisible para la preservacioacuten de fauna y flora y en eacutel se enumeran las diferentes sustancias de intereacutes sanitario con sus respectivos valores de concentracioacuten letal media hallados En eacutel artiacuteculo 46 se hace referencia a que la autoridad ambiental competente deberaacute establecer mediante pruebas de toxicidad (bioensayos) los valores de concentracioacuten letal media En la Resolucioacuten 357 de 2009 se establecen los valores de referencia para los vertimientos realizados a la red de alcantarillado en el distrito capital y ademaacutes se nombran los valores de CL50-96 como los objetivos de calidad de aguas de la cuenca del rio Bogotaacute para el antildeo 2020 en el Acuerdo 43 de la CAR de 2006 Esta investigacioacuten es un bioensayo en el que se determina la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y cinc (Zn) utilizando trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se realiza un disentildeo de un tratamiento piloto a escala de laboratorio para el vertimiento de una industria de galvanotecnia que contiene los metales de intereacutes [cobre (Cu) y cinc (Zn)] al cual se determina la concentracioacuten letal media (Cl50-96) antes del tratamiento y post-tratamiento

En los ensayos se usoacute como organismo de prueba alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) que es una especie de trucha nativa de la costa pacifica de Ameacuterica del norte introducida en lagos y arroyos de todo el mundo y que en Colombia fue introducida hacia 1939

Esta especie de trucha es propicia para las pruebas de toxicidad por diversos motivos entre ellos que no tolera las poluciones acuaacuteticas es muy sensible a las contaminaciones orgaacutenicas y que se tiene gran conocimiento de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten y manejo

Por otro lado el cobre (Cu) y cinc (Zn) son dos metales (xenobioacuteticos) generalmente vertidos en actividades industriales y que por sus

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caracteriacutesticas en concentraciones nocivas pueden generar graves afectaciones al medio ambiente y a la salud en los seres humanos

La investigacioacuten se realizoacute en varias fases primero se hizo el disentildeo experimental segundo la fase de acondicionamiento que consistioacute en preparar el laboratorio para mantener en condiciones oacuteptimas de vida los alevinos de trucha y tercero se realizaron las pruebas toxicoloacutegicas fase en la que se montaron las bateriacuteas de ensayo

Los resultados fueron analizados mediante meacutetodos estadiacutesticos y se compararon los resultados con otros estudios similares realizados

Este documento contiene la teoriacutea de la trucha arco iris de los bioensayos y de las industrias de galvanotecnia la explicacioacuten fase a fase de la investigacioacuten en la metodologiacutea y los resultados y anaacutelisis de resultados del bioensayo

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1 OBJETIVOS

General

Determinar la concentracioacuten letal media (CL50) de cobre (Cu) y cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (trucha arco iris)

Especiacuteficos

Determinar la sensibilidad de los alevinos de Oncorhynchus mykiss expuestos al Dicromato de Potasio

Realizar los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de la muestra ambiental de la industria de Galvanotecnia

Determinar la CL50 de los vertimientos de la industria de Galvanotecnia antes y despueacutes del pretratamiento a nivel de laboratorio

Proponer y disentildear a escala de laboratorio el pretratamiento para disminuir los niveles de toxicidad del efluente de la industria de Galvanotecnia

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2 JUSTIFICACIOacuteN

La investigacioacuten se realizoacute para saber la concentracioacuten que causa el 50 de muertes de una poblacioacuten de alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus Mykiss) en 96 horas al ser expuestas a Cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos)

Los bioensayos se realizan para estimar la sensibilidad de los organismos hacia los toacutexicos en este caso Cobre(Cu) y Cinc (Zn) a su vez se utilizan como criterios de calidad ambiental para hacer la legislacioacuten actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) mas rigurosa y por otro lado si se usan conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para la descarga de contaminantes toacutexicos (vertimientos) y garantizar la calidad ambiental de los ecosistemas acuaacuteticos2

Si la legislacioacuten ambiental de vertimientos actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) se modificara hacieacutendola maacutes estricta el estado disminuiriacutea sus gastos en saneamiento hiacutedrico debido a que no tendriacutea que invertir en medidas correctivas de los efectos negativos de la contaminacioacuten

El aporte social a traveacutes de la obtencioacuten de datos como las concentraciones letales de metales pesados como cinc (Zn) y cobre (Cu) es de gran utilidad para mejorar la normatividad colombiana de vertimientos de esta manera impactando positivamente en la sociedad incrementando la calidad de vida de la misma

En la medida que se controlen o prohiacuteban vertimientos con concentraciones de cinc (Zn) cobre (Cu) y otros metales pesados sobre cuerpos de agua se lograraacute mejorar la calidad de vida del ser humano creando un equilibrio entre el medio ambiente y el hombre en pro de un desarrollo sustentable y se protegeraacuten los intereses sociales que representan los recursos naturales los cuales son el sustento para gran parte de la poblacioacuten colombiana tambieacuten se deben proteger ya que son invaluables para el desarrollo y de la humanidad

Los resultados obtenidos de este trabajo de investigacioacuten se adecuan a la realidad y condiciones nacionales de los ecosistemas acuaacuteticos protegiendo de una manera maacutes efectiva la calidad del recurso hiacutedrico y la cadena troacutefica de los diversos ecosistemas Ademaacutes permiten evaluar y fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental permitiendo tener un control efectivo sobre los vertimientos industriales

2Adaptado de DIacuteAZ B Maria C SOBRERO Cecilia PICA G Yolanda Capiacutetulo 6 Aseguramiento y

Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA

(Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

6

La prevencioacuten y maacutes auacuten la correccioacuten de los efectos negativos de la contaminacioacuten son muy costosos es asiacute que paiacuteses como Estados Unidos Japoacuten y los europeos han incorporado a su rigurosa legislacioacuten de control de calidad del ambiente criterios que surgen de los bioensayos3

Los resultados de esta investigacioacuten serviraacuten de soporte para ser parte de un compilado de estudios que el programa de Ingenieriacutea Ambiental Y Sanitaria similares con metales pesados que seraacuten presentados ante la autoridad ambiental competente en un proyecto para modificar las leyes actuales sobre usos de agua y residuos liacutequidos especiacuteficamente en lo referente a las sustancias de intereacutes sanitario volvieacutendolas mas responsables con su entorno y ambientalmente seguras para los que viven y circundan en el radio de accioacuten de las descargas contaminantes

3 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -

Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe) Argentina

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3 MARCO TEOacuteRICO

Este capiacutetulo que incluye una definicioacuten de trucha arco iris y una descripcioacuten de su anatomo-fisiologiacutea ecologiacutea desarrollo distribucioacuten alimentacioacuten comportamiento tolerancia a las diferentes variables ambientales y criterios de seleccioacuten ademaacutes incluye la definicioacuten de bioensayo tipos de bioensayo pruebas de toxicidad toacutexicos de referencia cartas de control de calidad preparacioacuten de las soluciones de control replicabilidad y sensibilidad meacutetodos estadiacutesticos para el anaacutelisis de resultados de pruebas de toxicidad anaacutelisis de regresioacuten y anaacutelisis Probit por otro lado una introduccioacuten breve a los metales y metales de prueba finalmente una descripcioacuten de el sector de galvanotecnia las generalidades el proceso galvaacutenico el proceso de galvanoplastia galvanostegia y cincado

31 TRUCHA ARCO IRIS

Taxonomiacutea la trucha comuacuten europea fue denominada como Salmo trutta Salmo es el geacutenero y al antildeadir trutta (epiacuteteto especiacutefico) define la especie Este sistema binomial se ha ampliado para incluir las subespecies en un sistema trinomial asiacute Salmo trutta fario es una variedad o subespecie del tronco Salmo trutta

La trucha se denomina salmo per debido al Orden el taxoacuten mayor situado inmediatamente por encima del nivel familiar se forma con la adicioacuten de ldquoiformesrdquo al tronco aun geacutenero de ahiacute Salmoniformes

Antiguamente el nombre geneacuterico de la trucha era salmo para designar especies de la costa de Ameacuterica del norte pero seguacuten los taxonomistas la truchas nativas de las cuencas del Paciacutefico- Norte se encuentran geneacutericamente maacutes cerca del salmoacuten del Paciacutefico Oncorhynchus en la actualidad debido a los trabajos presentados en Junio de 1988 por la American Society of Ichthyologist and Herpetologists a la American Fisheries Societyrsquos Committee on Names of Fishes se aceptoacute Oncorhynchus como nombre geneacuterico maacutes apropiado para designar a todas las truchas nativas de la cuenca del Paciacutefico4

Clasificacioacuten cientiacutefica la trucha arco iris pertenece a la familia Salmoacutenidos dentro del orden Salmoniformes Se clasifica como Oncorhynchus mykiss

4Basado en BLANCO CACHAFEIRO M Carmen La trucha Criacutea industrial Mundi-Prensa Libros 1995

503 p [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en

httpbooksgooglecomcobooksid=wRQIRsvUbu0Campprintsec=frontcover3 Pg 37

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Nombre comuacuten de una especie de trucha muy apreciada por los pescadores Es originaria de Norteameacuterica pero ha sido introducida en arroyos y lagos de agua friacutea de todo el mundo

Es un pez con el dorso verdoso y los flancos maacutes claros y con una banda irisada que recorre todo su cuerpo Presenta numerosas manchas negras en el dorso flancos y sobre las aletas dorsal adiposa y caudal Su tamantildeo depende de la abundancia de comida y de la temperatura del agua En algunos arroyos los adultos miden entre (25 ndash 30) cm y pesan 05 kg mientras que en otros alcanzan los 114 cm y los 15 kg Los ejemplares que emigran al mar miden entre (50 - 75) cm y pesan entre (35 - 55) kg aunque se han capturado ejemplares de hasta 19 kg

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 5

Fuente Eric Engbretson US Fish and Wildlife Service 2009

Las truchas son peces que ocupan en la naturaleza espacios acuaacuteticos con aguas puras y cristalinas que habitan en cauces con notables desniveles topograacuteficos que originan raacutepidos saltos y cascadas tiacutepicos de los riacuteos de alta montantildea La trucha arco iris prefiere las corrientes moderadas y ocupa generalmente los tramos medios donde el riacuteo se ensancha con fondos pedregosos y moderada vegetacioacuten

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA

3111 Esqueleto

La trucha tiene un esqueleto oacuteseo siendo la columna vertebral el eje del cuerpo La trucha posee de 28 a 29 veacutertebras firmemente unidas mediante tejido conectivo asiacute la columna puede ser faacutecilmente curvada Los peces poseen unas costillas intramusculares falsas eso minuacutesculos huesecillos en forma de ldquoYrdquo

5 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation

httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

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Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris

Fuente Adaptado de STEPHEN DRUMMOND SEDGWICK 1988 y Notas de Ictiologiacutea DeNauticos 2006

3112 Respiracioacuten

El agua contiene solamente alrededor del 5 de la cantidad de oxiacutegeno que hay disponible en el aire Este nivel es todaviacutea mas bajo cuando aumenta la temperatura del agua Por lo tanto el aparato respiratorio de los peces se ha adaptado para ser maacutes eficiente El oacutergano principal son las branquias o agallas Estaacuten formadas por unas laminillas cubiertas por un fino epitelio por el cual se produce el intercambio gaseoso la toma de oxigeno y la eliminacioacuten de dioacutexido de carbono Este epitelio si fuese extendido tendriacutea una superficie 10 veces mayor que la del cuerpo del pez Las branquias de la trucha consisten en dos conjuntos de cuatro arcos branquiales Debido a la gran fragilidad de las branquias estaacuten protegidas por el opeacuterculo (Pieza generalmente redonda que a modo de tapadera sirve para cerrar ciertas aberturas p ej las de las agallas de la mayor parte de los peces la concha de muchos moluscos univalvos o las caacutepsulas de varios frutos) El flujo de agua a las branquias es continuo y unidireccional establecido por un sistema de bombeo El resultado es que agua entra por la boca y sale por el opeacuterculo pasando a traveacutes de las branquias donde se produce el intercambio gaseoso

Sistema circulatorio - excretor

La trucha tiene un sistema circulatorio sencillo El corazoacuten bombea sangre hacia las branquias para su oxigenacioacuten y de ahiacute va por los capilares a los tejidos La sangre venosa retorna al corazoacuten El corazoacuten consta de tres caacutemaras el seno la auriacutecula y el ventriacuteculo En todo cuerpo animal hay un aporte constante de materiales asiacute como un barrido de deshechos en los tejidos El principal producto residual de la trucha es el amoniaco (NH3) que es eliminado en una alta proporcioacuten por las branquias asiacute como el anhiacutedrido carboacutenico (CO2) Otras partes maacutes pequentildeas de sustancias nitrogenadas y otros productos degradados son filtrados por el rintildeoacuten

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El rintildeoacuten es un oacutergano oscuro alargado ubicado inmediatamente por debajo de la espina dorsal y por encima de la vejiga natatoria se extiende desde la cabeza hasta el comienzo de la cola Del rintildeoacuten salen los ureacuteteres por lo que es conducida la orina hacia la vejiga urinaria y de ahiacute al seno urogenital

Para los peces de agua dulce el rintildeoacuten es maacutes importante que para los de agua salada ya que por ellos se elimina el exceso de agua La concentracioacuten salina del agua es mucho maacutes baja que la de las ceacutelulas de la trucha por lo que el agua tiende a difundir en las branquias hacia la sangre Esta agua debe ser eliminada funcioacuten que compete al rintildeoacuten las sales son en gran parte reabsorbidas por lo que la orina abundante es mas diluida que la sangre6

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA

3121 Haacutebitat

Los riacuteos se pueden dividir en cuatro franjas de acuerdo con la rapidez de la corriente que se denominaran seguacuten la especie predominante asiacute zona de Salmoacutenidos zona del Tiacutemalo zona de los Barbos y zona de las Bremas No todos los riacuteos tienen estas cuatro zonas y por supuesto hay lugares de transicioacuten entre ellas donde conviven los distintos peces ver Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha Los salmoacutenidos especialmente la trucha arco-iris pero tambieacuten el tiacutemalo gobio madrilla locha y el piscardo predominan en la zona del tiacutemalo que son zonas un poco mas bajas en las que el riacuteos son un poco mas profundos y con el agua un poco mas lenta y caacutelida7

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS

El desarrollo de la trucha arco iris ocurre en varias etapas que van desde ser alevinos hasta alcanzar la edad madura como se puede ver en la Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris

Una caracteriacutestica muy peculiar de los salmoacutenidos es que sus oacuterganos sexuales presentan en los primeros periacuteodos de vida una cierta indiferenciacioacuten es decir no es posible determinar microscoacutepicamente si la glaacutendula sexual de un ejemplar es testiacuteculo u ovario

6 lthttpwwwrevistaaquaticcomasociacionesPirineosPescaspindexhtmgt Red Pirineos-Pesca 2001

Anatomiacutea y fisiologiacutea de la trucha [web en liacutenea] [con acceso el 14 de Diciembre de 2008] 7 Id Ecologiacutea de la trucha haacutebitat y alimentacioacuten

11

Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha

Fuente Red Pirineos-Pesca 2001

Este fenoacutemeno es denominado gonocorismo indiferenciado y lo presentan truchas y salmones en los primeros meses de vida de tal forma que aproximadamente hasta los cuatro meses estos oacuterganos no adquieren la estructura histoloacutegica y funcional tiacutepica8

314 DISTRIBUCIOacuteN

Desde el pacifico oriental a Alaska y a baja California Este es uno de los peces maacutes ampliamente introducido en el mundo por lo menos en 50 paiacuteses lo cual hace su presencia virtualmente global En los paiacuteses tropicales donde ha sido introducido solo se encuentra por encima de los 1200 msnmm (metros sobre el nivel medio del mar)

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS

La mayoriacutea de los adultos consume insectos moluscos crustaacuteceos huevos de peces y otros pequentildeos peces (incluyendo otras truchas) La mayoriacutea de los joacutevenes se alimentan de zooplancton Las poblaciones oceaacutenicas son vulnerables a los peces grandes pinniacutepedos y Odontocetos Las

8 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 43

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poblaciones de agua dulce son depredadas por grandes peces nutrias osos y paacutejaros

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arcoiris

Fuente Adaptado de Taupo for Tomorrow Tongariro National Trout Centre [web en liacutenea] disponible

en lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea)

Los adultos defienden agresivamente los territorios de alimentacioacuten Todas las poblaciones de truchas arco iris son oportunistas con respecto a la migracioacuten ya que son capaces de migrar o por lo menos para adaptarse al agua del mar de acuerdo a los factores ambientales Demostrando la versatilidad de adaptacioacuten y comportamiento de esta especie9

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES

9 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael

Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

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3171 Temperatura La trucha arco iris como todos los peces no tiene capacidad propia para regular su temperatura corporal pues esta depende totalmente del medio acuaacutetico en el que viva Es pues la trucha un animal poiquilotermo a diferencia de los llamados homeotermos como los mamiacuteferos que tienen siempre su propia temperatura con independencia del medio en el que se encuentren

De esta peculiar caracteriacutestica bioloacutegica se resalta la extraordinaria importancia que tiene en salmonicultura la temperatura del agua que abastece una piscifactoriacutea Esta tiene una incidencia directa sobre la biologiacutea de los salmoacutenidos condiciona la maduracioacuten de las goacutenadas de los reproductores existentes en la instalacioacuten el tiempo de incubacioacuten de los huevos hasta su eclosioacuten asiacute como sobre el ritmo mensual de crecimiento de alevinos y adultos y especialmente sobre el grado de actividad metaboacutelica Indirectamente influye de forma fundamental en el agua de cultivo pues la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en ella la concentracioacuten de productos metaboacutelicos [amoniacuteaco (NH3)] el tiempo y grado de descomposicioacuten de los materiales depositados en el fondo de los estanques dependen precisamente de la temperatura

Los cambios bruscos de temperatura son muy mal tolerados por los organismos que se cultivan a nivel industrial por lo que se requieren aguas estables con escasas variaciones teacutermicas diarias

La temperatura del agua interviene en el grado de actividad metaboacutelica de las truchas en aguas friacuteas las truchas apenas ingieren alimento y su crecimiento es lento en temperaturas altas la trucha es muy voraz10

3172 Salinidad

La salinidad puede ser importante no soacutelo para la supervivencia de la trucha sino tambieacuten debido a la intrusioacuten de aguas salinas en la parte alta de algunos sistemas fluviales Los efectos de la salinidad que se presentan en la trucha son de dos clases tanto directos como el balance ioacutenico (por ejemplo cambios en la tasa de crecimiento yo supervivencia) y los indirectos (por ejemplo cambios en el tipo y la disponibilidad de presas o la claridad del agua)11

10 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit Pg 61 40

11 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of Rainbow trout (Oncorhynchus

mykiss) and Brown trout (Salmo trutta) with special reference to Western Australia A review Published

by Department of Fisheries Perth Western Australia November 2001 5 p

14

3173 pH

Los riacuteos con aguas alcalinas suelen albergar una fauna salmoniacutecola superior pues la alcalinidad o riqueza mineral promueve la existencia de animales acuaacuteticos de los que se alimenta la trucha a diferencia de las aguas aacutecidas que son maacutes pobres desde el punto de vista bioloacutegico Sin embargo en salmonicultura se prefieren las aguas ligeramente aacutecidas pues los productos toacutexicos procedentes de la alimentacioacuten artificial de los peces muestran en estas condiciones efectos amortiguados12

Edwards (1978) declaroacute que el pH gt 9 puede matar a los salmoacutenidos especialmente sensible en el huevo y matar en las etapas tempranas

3174 Oxiacutegeno Disuelto

Uno de los factores maacutes importantes que determinan la supervivencia de la trucha es la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en el agua Para muchas especies de salmoacutenidos la exposicioacuten a bajos niveles de oxiacutegeno disuelto aprox menor a (50 - 60) mgL puede causar la muerte (y Doudoroff Shumway 1970 en Weithman y Haas 1984) La concentracioacuten de oxiacutegeno ha sido identificado como factor critico para la supervivencia de O mykiss en el desove (Rubin 1998) Una correlacioacuten es que el aumento de temperatura del agua trae consigo una disminucioacuten de concentracioacuten de OD que a su vez la trucha necesita para vivir

Como consecuencia se aumentan con ella las necesidades de la trucha de oxiacutegeno pues como hemos visto los peces al ser animales poiquilotermos su actividad metaboacutelica es proporcional a la temperatura del agua dentro de unos liacutemites (Wieniaski 1971) Esta actividad esta concatenada con el aumento de la degradacioacuten orgaacutenica que se acelera con las altas temperaturas y como resultado de esta combinacioacuten de factores se aumenta el consumo de oxigeno (DBO y DQO)

La cantidad de peces finales en un criadero es menor asimismo aumenta el riesgo de incidencia de las patologiacuteas en los peces esto debido a que con la mayor temperatura hay mayor proliferacioacuten de microorganismos incluyendo los agentes patoacutegenos 3175 Amoniacuteaco

El amoniacuteaco (NH3) es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados producidos por los peces La Toxicidad del amoniacuteaco depende de la cantidad de amoniaco no-ionizado presente que a su vez depende de eacutel pH la temperatura y la salinidad del agua En condiciones naturales el amoniacuteaco no presenta mayor problema para el crecimiento de los peces ya

12 Id P 5

15

que se puede diluir en grandes cuerpos de agua y tiene una reduccioacuten de la toxicidad en las aguas aacutecidas o neutras (Barton 1996) En las condiciones de cultivo intensivo o en aguas altamente alcalinas (pH gt 9) el amoniacuteaco puede tener efectos sub-letales como una reduccioacuten de la tasa de crecimiento o pueden ser muy toacutexicos (Stickney 1991) en el total de los niveles de amoniaco por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 (Hellawell 1986) Los problemas con el Amoniacuteaco tambieacuten pueden ser frecuentes en riacuteos y embalses donde el amoniacuteaco se utiliza como abono en las zonas de captacioacuten (por ejemplo las zonas de agricultura) El amoniacuteaco se mide normalmente (como NH3-N) y el nitrito (NO2-N) que son los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces En las aguas naturales es extrantildeo encontrar el nitrito ya que se convierte en nitrato (NO3-N) por descomposicioacuten bacteriana (Stickney 2000) El nitrato es mucho menos toacutexico que el amoniacuteaco pero combinado con el nitrito es uno de los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces de agua dulce (Westin 1974)

A diferencia de muchos otros compuestos el amoniacuteaco es maacutes toacutexico en aguas alcalinas Esto se debe a la desionizacioacuten de la forma maacutes inerte del amoniacuteaco (amonio - NH4

+) a la forma mas toacutexica (NH3) en aguas alcalinas (Barton 1996) usualmente con pH gt 8 (Stevensen 1987 Stickney 1991)13 3176 Dureza del agua

La dureza del agua es el total de sales (iones) de calcio y magnesio medidos en el agua (Wedemeyer 1996) pero en general se expresa en teacuterminos del carbonato de calcio total (CaCO3) en el agua por lo menos en aguas con bajos o nulos niveles de cloro La dureza del agua es un paraacutemetro importante en la criacutea de los salmoacutenidos debido a los efectos de solubilidad en otros iones14

Las variables ambientales mencionadas anteriormente son primordiales para el crecimiento y supervivencia de la trucha varios autores sentildealan diferentes valores a estos paraacutemetros reflejando las diferencias geograacuteficas entre las distintas poblaciones como se puede ver en la tabla 1 318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Las truchas arco iris tiene mejor crecimiento que las comunes y se adaptan faacutecilmente a la alimentacioacuten artificial siendo eacuteste entre otros los motivos de ser una tiacutepica especie de cultivo

13 Molony Brett Op Cit P 8

14 Id P 9

16

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores

Paraacutemetro Sedgwick

(1985) Stevenson

(1987) Barton (1996)

Wedemeyer (1996)

Brannon (1991)

Temperatura(0C)

10 - 15 (G) (Mejor lt 21

letal gt 25 ndash 27 (S)

10 - 16 (G) (Mejor debajo

de 20 letal gt 25 (S))

10 - 22 (G) gt 265 (S))

9- 16 (G) (lt26 (S))

Salinidad 000 0 - 30 (S)

pH 70-75 (G)

(No menor a 60 (S))

70 - 76 (G) (No por

debajo de 60 (S))

65 - 80 (G) 70 - 8-0 (G) (60 - 90)(S)

67 - 85 (G)

Oxiacutegeno disuelto (mgL)

gt 7 (S) 70 (G)

Calcio (dureza) (mgL

gt150(G) 10- 400(G) 50 - 200 (S) gt 50 mejor (G) (4

-160 (S))

Fuente Adaptado de Molony Brett Ibid P 28

Las truchas toleran mal las poluciones acuaacuteticas y son muy sensibles a las contaminaciones orgaacutenicas asiacute como a numerosos productos que de forma accidental se encuentran ocasionalmente en las aguas15

Los salmoacutenidos y especialmente la trucha arco iris hoy en diacutea se considera una especie de alto grado de domesticacioacuten debido al conocimiento que se tiene de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten manejo etc Las truchas de criaderos se denominan ldquodomeacutesticasrdquo para diferenciarlas de aquellas otras que viven libremente en el medio natural16

Los salmoacutenidos son el grupo de peces de los maacutes estudiados en todo el mundo debido a su alto valor la tasa de crecimiento bioloacutegicamente interesante ciclo de vida y la historia de la translocacioacuten a traveacutes de muchos continentes Como resultado hay un gran volumen de literatura disponible sobre la biologiacutea y la ecologiacutea de este grupo de peces Muchos de estos estudios son uacutetiles para las investigaciones preliminares de la translocacioacuten potencial de cepas especiacuteficas de trucha a los nuevos lugares que puedan estar en los extremos de tolerancia de la trucha17

15 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 40

16 Id P 55

17 Molony Brett Op Cit P 2

17

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA COMO ORGANISMO DE PRUEBA

Utilizar organismos provenientes directamente del haacutebitat natural puede distorsionar los resultados obtenidos por fuentes de variabilidad no previstas como nutricioacuten dinaacutemica de la poblacioacuten estreacutes por depredacioacuten etc (Sosnowski et al1979) Estas variables pueden ser controladas o eliminadas con las poblaciones de laboratorio ademaacutes el entrecruzamiento consanguiacuteneo que ocurre a lo largo del tiempo en esas poblaciones resulta en una considerable reduccioacuten de la variabilidad geneacutetica (Lewontin 1974)

Por otra parte a causa de la complejidad del medio ambiente acuaacutetico y de las comunidades bioloacutegicas que lo integran es difiacutecil establecer el grado de deterioro que afecta a las especies o comunidades acuaacuteticas Por esta razoacuten es conveniente realizar bioensayos utilizando organismos vivos en condiciones controladas de laboratorio Sin embargo el objetivo primordial de un bioensayo es reflejar la realidad de coacutemo afectariacutea a los organismos vivos en su medio natural y para ello es recomendable paralelamente investigar continuamente las comunidades en su propio haacutebitat (Villamar 1996)18

32 BIOENSAYO

Definicioacuten 1 Uso de organismo(s) vivo(s) como un agente de prueba para la detectar la presencia o concentracioacuten de un compuesto quiacutemico o un efecto ambiental adverso usaacutendolo como bioindicador

Definicioacuten 2 Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio (Mata amp Quevedo 1998)19

321 TIPOS DE BIOENSAYO

Los bioensayos se clasifican principalmente en bioensayos de toxicidad aguda y croacutenica

18 Mac-Quhae Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa

(Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH)

Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

19 Diccionario de la Biodiversidad Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica [publicacioacuten en

liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

18

Bioensayos de toxicidad aguda

Son aquellos que cuantifican la alteracioacuten causada por alguna sustancia toacutexica sobre los organismos de una especie esta alteracioacuten es observada sobre paraacutemetros que alteran funciones vitales de un organismo ya sea mortalidad inmovilidad o alteracioacuten en la tasa de crecimiento

Bioensayos de toxicidad croacutenica

Cuantifican los efectos en el desarrollo reproduccioacuten o viabilidad poblacional de una especie determinada expuesta a un toxico por un tiempo no inferior al 20 de su ciclo de vida

Existen muchas formas de determinar la toxicidad para medir la respuesta de los organismos a los xenobioacuteticos y aunque los efectos bioquimicos fisioloacutegicos reproductivos y de comportamiento son de gran utilidad el indicador comuacutenmente maacutes utilizado es la muerte del organismo de prueba Para ensayos agudos uno de los valores mas utilizados es la CL50 [concentracioacuten de un xenobioacutetico que causa al 50 de la poblacioacuten en un tiempo determinado generalmente (48 ndash 96) horas]

Para ensayos croacutenicos aunque tambieacuten para los agudos se pueden estimar la concentracioacuten segura o a la cual no se observa efecto en teacuterminos bioloacutegicos de la siguiente manera

La concentracioacuten maacutes alta a la cual no se observa efecto (NOEC) La concentracioacuten maacutes baja a la que se observa efecto (LOEC) La concentracioacuten efectiva (CE) correspondiente a una estimacioacuten de

la concentracioacuten del toacutexico que puede causar un efecto adverso observable mediante una respuesta discreta en un porcentaje dado de organismos

Concentracioacuten letal (CL) la cual corresponde a la concentracioacuten del Toacutexico o efluente o muestra que causa la muerte a un determinado Porcentaje de la poblacioacuten expuesta

Concentracioacuten inhibitoria (CI) la cual corresponde a la concentracioacuten del toacutexico o muestra o efluente que puede producir una reduccioacuten de una respuesta bioloacutegica en una poblacioacuten expuesta

322 TOXICIDAD

Es la capacidad de una sustancia de ejercer un efecto nocivo sobre los organismos o la biocenosis y el efecto generado dependeraacute de la duracioacuten y la frecuencia al toacutexico La toxicidad evaluada en un ensayo bioloacutegico es el resultado de la interaccioacuten entre la sustancia y el sistema vivo Sin embargo hay que tener en cuenta que el potencial nocivo de una sustancia toxica puede ser contrarrestado por el sistema bioloacutegico a traveacutes de diferentes estrategias como reacciones metaboacutelicas de detoxificacioacuten o excrecioacuten

19

Ademaacutes debe considerarse que el efecto toacutexico de una sustancia sobre los sistemas bioloacutegicos es el resultado de la accioacuten combinada de todas las sustancias presentes en el medio incluso aquellas que no son toacutexicas por naturaleza pero que afectan las propiedades quiacutemicas o fiacutesicas del sistema y en consecuencia las condiciones de vida de los organismos Por ejemplo en los sistemas acuaacuteticos existen sustancias que agotan el oxiacutegeno o que son coloreadas o que impiden la propagacioacuten de la luz (caso del material particulado) Tambieacuten se debe tener en cuenta aquellos efectos no directamente relacionados con la sustancia toacutexica como el dantildeo producido por cambios en la temperatura o por radiacioacuten20 323 PRUEBAS DE TOXICIDAD

Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Los anaacutelisis de toxicidad son herramientas que al ser usadas conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para el control de la descarga de contaminantes toacutexicos21

La relacioacuten concentracioacuten-respuesta en toxicologiacutea es la relacioacuten cuantitativa entre la concentracioacuten del compuesto quiacutemico al cual esta expuesto el organismo y la magnitud del efecto nocivo que se produce

La respuesta gradual es cuando se obtiene una respuesta de magnitud definida para cada concentracioacuten La curva concentracioacuten-respuesta se construye graficando en la ordenada las respuestas (R) observadas en el organismo y en la abscisa las concentraciones (C oacute [ ]) a las que fue expuesto Ver Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

La estadiacutestica desempentildea un papel importante no soacutelo para su caacutelculo sino para la planificacioacuten y ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis e interpretacioacuten de los resultados obtenidos en ellas Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la modelacioacuten la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos En general los meacutetodos de anaacutelisis de los resultados estaacuten bien documentados

20 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 21

Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 6 Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

20

son aplicables a la mayoriacutea de los datos obtenidos en este tipo de pruebas y pueden ser manejados por personas sin entrenamiento estadiacutestico22

Figura 4 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

Fuente Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 90

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA

Un toacutexico de referencia es un compuesto quiacutemico orgaacutenico o inorgaacutenico utilizado en pruebas de toxicidad con fines de control de calidad analiacutetica de los organismos a utilizar en las pruebas

En la literatura se mencionan muchos compuestos que pueden emplearse como toacutexicos de referencia la US EPA (1993) cita el empleo de cloruro de sodio (NaCl) cloruro de potasio (KCl) cloruro de cadmio (CdCl2) dicromato de potasio (K2Cr2O7) sulfato de cobre (CuSO4) y dodecil sulfato de sodio (SDS) CETESB (Brasil) cita el empleo del dicromato de potasio (K2Cr2O7) Enviroment Canada recomienda cinc (Zn+2) como toacutexico de referencia inorgaacutenico y fenol para las sustancias orgaacutenicas

Sin embargo estos compuestos pueden sustituirse por otros dependiendo de la especie de prueba la matriz utilizada y los puntos finales medidos

La precisioacuten de los resultados de las pruebas de toxicidad en el laboratorio es calculada a traveacutes de la confeccioacuten de cartas o graacuteficos de control Este graacutefico es una herramienta que permite determinar la variabilidad de los

22 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

21

resultados y en consecuencia definir la aptitud de un laboratorio para obtener resultados confiables

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD

La carta de control es la herramienta de registro que brinda los elementos de juicio para establecer los intervalos aceptables de variacioacuten de la respuesta de los organismos de prueba a un toacutexico de referencia con un margen de confianza del 95 Esta carta es el medio de referencia para evidenciar el control de la sensibilidad de la especie empleada de la estabilidad de la respuesta bioloacutegica y de la repetitividad (exactitud) de los resultados obtenidos

La carta de control se genera a partir de los resultados de pruebas sucesivas al toacutexico de referencia seleccionado para el cual se obtiene el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) Inicialmente eacutesta puede ser construida con un miacutenimo de cinco datos y posteriormente se debe continuar realizando ensayos con el toacutexico para ingresar mensualmente nuevos valores hasta completar una serie de veinte resultados

Los valores se van integrando a manera de puntos en un graacutefico que relaciona el nuacutemero de ensayo ubicado en el eje X o abscisa y el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) en el eje Y u ordenada Posteriormente los valores son empleados para el caacutelculo del valor promedio y la desviacioacuten estaacutendar (σ) de la poblacioacuten de datos Con estos paraacutemetros estadiacutesticos se calculan los valores liacutemite (superior e inferior) que definen el intervalo de variacioacuten aceptable o intervalos de confianza (95) en el que deberaacuten encontrarse los valores de CL50CI50CE50 obtenidos para futuros ensayos con el toacutexico de referencia

Los valores del liacutemite superior e inferior se obtienen al adicionar o sustraer del promedio respectivamente dos desviaciones estaacutendar de acuerdo con

Concentracioacuten liacutemite superior promedio + 2σ

Concentracioacuten liacutemite inferior promedio ndash 2σ

Con la solucioacuten estaacutendar del toacutexico se preparan diluciones para obtener una serie de concentraciones de manera que se logre obtener al menos dos valores de efecto mayor al 50 y dos maacutes menores a dicho porcentaje En general es de esperar que la serie de concentraciones utilizada produzca a traveacutes del tiempo la misma respuesta en cada concentracioacuten La carta de control es utilizada para evaluar la tendencia de los resultados por lo que el promedio acumulado y los liacutemites de confianza son calculados nuevamente con cada nuevo dato obtenido Despueacutes de dos antildeos de coleccioacuten de datos o de veinte evaluaciones la carta control se mantiene usando solamente los veinte datos maacutes recientes En general se recomienda realizar pruebas

22

mensuales con los toacutexicos seleccionados sin embargo algunos laboratorios prefieren llevar a cabo ensayos con mayor frecuencia

Valores de la CL50CI50CE50 fuera del intervalo establecido son indicativos de alguacuten cambio en la consistencia metodoloacutegica o de alteracioacuten de la sensibilidad de los organismos En el caso de anaacutelisis de puntos finales como la CL50 CI50 y la CE50 se espera que por azar y con una probabilidad asociada de P005 soacutelo uno de los veinte ensayos se encuentre por fuera de los liacutemites establecidos

Si en maacutes de un ensayo con los toacutexicos de referencia el valor se encuentra por fuera de los liacutemites los resultados de las pruebas efectuadas deben considerarse provisionales y sujetos a confirmacioacuten Si el problema persiste y el valor de CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia se aleja significativamente del intervalo esperado deberaacute realizarse una revisioacuten de la sensibilidad de los organismos de prueba y eliminar los datos generados bajo estas circunstancias

En este caso se debe revisar cuidadosamente el procedimiento y repetir las pruebas con unos nuevos organismos

El comportamiento de los graacuteficos de control puede cambiar en el tiempo reducieacutendose los intervalos de variacioacuten en la medida en que se adquiere habilidad en el manejo de los procedimientos de prueba Bajo este esquema tambieacuten es factible que se obtengan valores fuera de los nuevos liacutemites sin embargo la incidencia de estos casos no deberaacute ser mayor del 5 por ciento

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL

3261 Control positivo

Generalmente como control positivo se utiliza una solucioacuten del toacutexico con una concentracioacuten cercana a la CL50CI50CE50 Para su elaboracioacuten se prepara inicialmente una solucioacuten estaacutendar con una alta concentracioacuten a partir de la cual se preparan soluciones menos concentradas utilizando como diluente el medio recomendado para cada prueba En todos estos procedimientos se debe emplear material volumeacutetrico Estas diluciones deben prepararse hasta obtener una concentracioacuten cercana al valor promedio de la CL50CI50CE50 obtenida en cada laboratorio

Preparacioacuten de las soluciones para determinacioacuten de la CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia

Cada laboratorio debe conocer el patroacuten de respuesta de sus organismos al toacutexico de referencia lo cual permitiraacute determinar las concentraciones oacuteptimas para elaborar la curva dosis-respuesta

23

Para determinar el volumen de solucioacuten estaacutendar necesario para la preparacioacuten de la concentracioacuten de intereacutes puede emplearse la siguiente regla

FFii CVCV

Donde

Vi y Vf corresponden a los voluacutemenes iniacuteciales y finales y Ci y Cf a las concentraciones iniacuteciales y finales

Se recomienda hacer chequeos perioacutedicos de la concentracioacuten del toacutexico dado que fenoacutemenos de volatilizacioacuten evaporacioacuten etceacutetera pueden afectar la concentracioacuten del compuesto en la solucioacuten

Preservacioacuten de las soluciones del toacutexico de referencia

Las soluciones del toacutexico deben mantenerse en frascos aacutembar o protegidos de la luz con cubierta de papel aluminio a una temperatura de 4degC plusmn 2degC (refrigeracioacuten) En estas condiciones de preservacioacuten la solucioacuten de prueba puede perdurar por maacutes de 45 diacuteas y la solucioacuten estaacutendar por maacutes de seis meses Mientras no se detecten resultados fuera de los liacutemites normales de respuesta indicado por la carta control del toacutexico de referencia los patrones podraacuten usarse por un prolongado periodo de tiempo Sin embargo se sugiere efectuar su renovacioacuten a los 45 diacuteas y seis meses respectivamente Es importante tambieacuten realizar la valoracioacuten quiacutemica de la solucioacuten de prueba

Blanco de procedimiento

Se recomienda incluir un blanco de procedimiento por cada bateriacutea de ensayos La preparacioacuten del blanco depende del meacutetodo aplicado sin embargo se debe seguir todo el protocolo establecido para la muestra La toxicidad resultante en este blanco no debe exceder el 10 (APHA 1998) en caso contrario los resultados quedan invalidados pues la respuesta estariacutea indicando interferencias producto del procesamiento de la muestra Los resultados de toxicidad para el blanco no deben mostrar efecto de lo contrario los resultados reportados para las muestras no son aceptables23

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD

La sensibilidad de las pruebas depende del nuacutemero de reacuteplicas por concentracioacuten nivel de significancia establecido y tipo de anaacutelisis estadiacutestico

23 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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que se lleve a cabo Por esta razoacuten cuando la variabilidad permanece constante la sensibilidad de la prueba puede incrementarse aumentando el nuacutemero de reacuteplicas Sin embargo el miacutenimo nuacutemero de reacuteplicas variaraacute con los objetivos de la prueba y el meacutetodo estadiacutestico seleccionado para el anaacutelisis de los datos

Existen muchos factores que pueden afectar el eacutexito y la precisioacuten de un ensayo de toxicidad los maacutes importantes son

bull Experiencia y habilidad del analista

bull Edad condicioacuten y sensibilidad de los organismos de prueba

bull Calidad del agua de dilucioacuten

bull Control de temperatura

bull Calidad y cantidad de alimento suministrado a los organismos

Por tanto los resultados dependen del origen y tipo de las especies utilizadas y de las condiciones bajo las cuales se llevan a cabo las pruebas tales como temperatura oxiacutegeno disuelto alimento y calidad del agua de dilucioacuten Igualmente la replicabilidad y precisioacuten seraacuten funcioacuten del nuacutemero de organismos utilizados por concentracioacuten24 328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD

En la toxicologiacutea la estadiacutestica es baacutesica para la planificacioacuten y la ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis y la interpretacioacuten de los resultados obtenidos Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos El anaacutelisis de relaciones entre dos o maacutes variables necesario en la mayoriacutea de los casos requiere la utilizacioacuten de teacutecnicas estadiacutesticas de regresioacuten Sin embargo antes de ser aplicadas se requiere la seleccioacuten de la ecuacioacuten matemaacutetica con la que se relacionaran y la definicioacuten del tipo de variables

Las variables cuantitativas son procesadas en forma directa a traveacutes del anaacutelisis estadiacutestico de regresioacuten mientras que las cualitativas deben ser transformadas antes de ser analizadas Este uacuteltimo caso se presenta en los ensayos donde se evaluacutea la mortalidad ya que soacutelo pueden existir los

24 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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estados vivo o muerto (variable cualitativa) y debe ser expresada como porcentaje de muertos antes de ser analizada

En las pruebas de toxicidad los maacutes utilizados son los de tipo empiacuterico o descriptivo (es un modelo que intenta describir cuantitativamente los patrones de las observaciones sin basarse en los procesos subyacentes o mecaacutenica del proceso) de forma rectiliacutenea a los cuales se llega muchas veces luego de haber trasformado una o las dos variables estudiadas (variable cualitativa) La utilizacioacuten de transformaciones no soacutelo altera la forma de la relacioacuten estudiada sino que tambieacuten modifica el comportamiento de las variables con respecto a los supuestos del meacutetodo estadiacutestico a ser aplicado

La seleccioacuten del meacutetodo para estimar valores de CL50 en pruebas de toxicidad aguda con muacuteltiples concentraciones dependeraacute de la forma de la distribucioacuten de tolerancias En general se recomiendan los siguientes cuatro meacutetodos para la estimacioacuten de CL50 (USEPA 1994)

El meacutetodo Probit (parameacutetrico)

El meacutetodo de Litchfield-Wilcoxon (graacutefico)

El meacutetodo de Spearman-Karber (no parameacutetrico)

El meacutetodo graacutefico

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT

Para el caacutelculo de las CL50 CE50 CI50 generalmente se usa el anaacutelisis Probit (con o sin ajuste) En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad aguda se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos expuestos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)25

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten

25 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004

26

de un modelo lineal Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit [buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco (5) unidades] se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

y = a + bx

Donde

y (expresado en unidades probit) = z + 5

z = variable normal estaacutendar = z0 tal que la Prob (z le z0) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros la recta de regresioacuten

asiacute cuando p = 50 entonces y = 5 por lo tanto

x5 = log10 CL50 entonces CL50 = 10x5

El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos cuantales analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten26

3291 Meacutetodo graacutefico

Ademaacutes de los meacutetodos anteriores se puede utilizar el meacutetodo graacutefico para estimar la CL50CE50CI50 De forma similar se parte de los datos obtenidos en las pruebas de toxicidad aguda y utilizando papel logariacutetmico se grafican en el eje de las X las concentraciones (mgL) y en el eje de las Y el porcentaje de mortalidad Se colocan los puntos de los porcentajes de mortalidad observados (en escala lineal) en funcioacuten de las concentraciones probadas (en escala logariacutetmica) se conectan los puntos obtenidos maacutes cercanos al 50 del efecto observado o sea a la mayor concentracioacuten que

26 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

27

no causa efecto toacutexico y a la menor concentracioacuten que causa efecto toacutexico A partir de la recta trazada se obtiene el punto de corte correspondiente al 50 del efecto observado Este valor corresponde a la CL50CE50CI50 del estiacutemulo o agente estudiado (Hubert 1980 y 1995 Finney 1978) Cuando no se logra hacer un ajuste adecuado de los datos se pueden utilizar otros meacutetodos para hacer las estimaciones de CL50CE50CI50

27

33 METALES

Se denomina a los elementos quiacutemicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad poseen alta densidad y son soacutelidos en temperaturas normales (excepto el mercurio y el galio) sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolucioacuten

El concepto de metal se refiere tanto a elementos puros asiacute como aleaciones con caracteriacutesticas metaacutelicas como el acero y el bronce Los metales comprenden la mayor parte de la tabla perioacutedica de los elementos y se separan de los no metales por una liacutenea diagonal entre el boro y el polonio En comparacioacuten con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energiacutea de ionizacioacuten por lo que es maacutes faacutecil que los metales cedan electrones y maacutes difiacutecil que los ganen28

Los metales como el cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de estudio son micronutrientes esenciales en los seres vivos pero estos pueden llegar a ser toacutexicos si se encuentran por encima de cierta concentracioacuten Ver Figura 6

Las principales fuentes de contaminacioacuten por metales son

Intemperismo geoloacutegico

Procesamiento industrial de minerales y metales

Uso de metales y componentes metaacutelicos

Lixiviacioacuten de metales en rellenos sanitarios y depoacutesitos de basuras

27 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

28 Colaboradores de Wikipedia Metal [en liacutenea] Wikipedia La enciclopedia libre 2009 [fecha de

consulta 30 de julio del 2009] Disponible en lthttpeswikipediaorgwindexphptitle=Metalampoldid=28507108gt

28

Los contaminantes metaacutelicos de origen industrial pueden alcanzar los ambientes acuaacuteticos a traveacutes de tres viacuteas

Deposicioacuten de material atmosfeacuterico

Escorrentiacutea superficial y lixiviacioacuten de suelos contaminados

Disposicioacuten de residuos industriales y urbanos en los cuerpos de agua

Figura 5 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales

Fuente adaptado Forstner y Wittman 1981

La escorrentiacutea de aguas lluvias ocasiona un drenaje difuso en aacutereas rurales y es la fuente no puntual mas importante de metales en aguas continentales

La solubilidad es uno de los factores determinantes para la dinaacutemica y distribucioacuten de un contaminante En el agua la solubilidad de un compuesto metaacutelico esta afectada por el grado de ionizacioacuten el contenido mineral del medio el pH la temperatura el oxiacutegeno disuelto la presencia de acomplejantes y el potencial de oxido reduccioacuten

3311 Bioacumulacioacuten

Algunos organismos acuaacuteticos tienen la capacidad de acumular metales sin que esto les cause un dantildeo aparente De esta forma concentraciones de metales pueden ingresar a la cadena alimenticia y causar dantildeos considerables en el consumidor final Debido a que esta se biomagnifica y a su vez la concentracioacuten del metal aumenta

El efecto de toxicidad de los metales sobre los organismos depende de

Factores del estado de oxidacioacuten

La forma molecular del metal (organometaacutelicos CH3Hg inorgaacutenicas arsenico)

Liposolubilidad afinidad de eacutel metal por los liacutepidos

29

332 METALES DE PRUEBA

A continuacioacuten se presentan las caracteriacutesticas del cobre (Cu) y del cinc (Zn) que fueron los metales empleados en las pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) de esta investigacioacuten

333 COBRE

El cobre es el primer elemento del subgrupo Ib de la tabla perioacutedica y tambieacuten incluye los otros metales de acuntildeacioacuten plata y oro Su aacutetomo tiene la estructura electroacutenica 1s22s22p63s23p63d104s1 El bajo potencial de ionizacioacuten del electroacuten 4s1 da por resultado una remocioacuten faacutecil del mismo para obtener cobre(I) o ion cuproso Cu+ y el cobre(II) o ion cuacuteprico Cu2+ se forma sin dificultad por remocioacuten de un electroacuten de la capa 3d Tiene dos isoacutetopos naturales estables 63Cu y 65Cu Tambieacuten se conocen nueve isoacutetopos inestables (radiactivos) El cobre se caracteriza por su baja actividad quiacutemica Se combina quiacutemicamente en alguno de sus posibles estados de valencia La valencia maacutes comuacuten es la de 2+ (cuacuteprico) pero 1+ (cuproso) es tambieacuten frecuente la valencia 3+ ocurre soacutelo en unos cuantos compuestos inestables29 Los compuestos de cobre (I) apenas tienen importancia en la industria y se convierten faacutecilmente en compuestos de cobre (II) al oxidarse por la simple exposicioacuten al aire Los compuestos de cobre (II) son estables30

El cobre es maleable duacutectil y un buen conductor del calor y la electricidad

Las especies disueltas en agua incluyen Cu2+ CuO2H- y Cu+ Tanto el sulfuro

cuacuteprico como el cuproso tiene muy baja solubilidad las concentraciones de cobre pueden ser muy altas en las aguas aacutecidas procedentes de las minas llegando a concentraciones de varios cientos de miligramos por litro (mgL)

3331 Fuentes

El Cobre puede ser liberado en el medioambiente tanto por actividades humanas como por procesos naturales Ejemplo de fuentes naturales son las tormentas de polvo descomposicioacuten de la vegetacioacuten incendios forestales y aerosoles marinos

3332 Propiedades fiacutesicas y quiacutemicas

29 Lenntech Agua residual amp purificacioacuten del aire Holding BV Rotterdamseweg Holanda 1998

Disponible en Internet desde httpwwwlenntechcomespanoltabla-peiodicacuhtm

30 Cobre Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008

httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

30

Siacutembolo Cu

Nuacutemero atoacutemico 29

Peso atoacutemico 63546

Densidad Un metal comparativamente pesado soacutelido puro tiene una densidad de 896 gcm3 a 20ordmC mientras que el del tipo comercial variacutea con el meacutetodo de manufactura oscilando entre 890 y 894

Punto de ebullicioacuten punto de ebullicioacuten normal es de 2595ordmC (4703ordmF)

Estado de oxidacioacuten +1 +2

Punto de fusioacuten El punto de fusioacuten del cobre es de 1083degC (+-) 01ordmC (19814degF +- 02ordmF)

3333 Fuentes y Obtencioacuten

Los oacutexidos y carbonatos de cobre [Cu2O (cuprita) Cu2S (calcocita) CuFeS2 (calcopirita) Cu2CO3∙Cu(OH)2 (malaquita) y 2bullCuCO3∙Cu(OH)2 (azurita)]31 pueden ser lixiviados con aacutecido sulfuacuterico para producir una solucioacuten cuacuteprica a partir de la que el cobre se puede obtener por electroacutelisis

3334 Usos

El uso principal del cobre (la mitad de su produccioacuten) es en las instalaciones eleacutectricas El cobre es un componente de muchas aleaciones junto con otros metales como la plata cadmio estantildeo y cinc Cobre y cinc (latoacuten) cobre y estantildeo (bronce) cobre y niacutequel (metal monel) El sulfato de cobre se utiliza como alguicidica y molusquicida en el agua y como fungicida vegetal mezclado con cal32

3335 Toxicidad

Los efectos adversos de salud maacutes comunes del exceso de ingesta oral de cobre son dolores gastrointestinales Naacuteuseas voacutemitos y dolor abdominal se han notificado poco despueacutes de ingerir soluciones de sulfato de cobre o bebidas en recipientes que permiten faacutecilmente liberar el cobre La ingestioacuten de agua potable con una concentracioacuten gt 3 mg CuL va a producir siacutentomas gastrointestinales La ingestioacuten de grandes cantidades de sales de cobre mas frecuentemente sulfato de cobre puede producir necrosis hepaacutetica o la

31 VALVERDE V Juan L Id

32 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de Toxicologiacutea Medioambiental

Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

31

muerte En los estudios epidemioloacutegicos no se ha encontrado relacioacuten entre la exposicioacuten al cobre y el caacutencer33

3336 Difusioacuten y dispersioacuten

El Cobre se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua

Varios procesos influyen en el destino del cobre en los sistemas acuaacuteticos estos incluyen complejacioacuten con ligandos orgaacutenicos e inorgaacutenicos sorcioacuten de oacutexidos de metales arcillas partiacuteculas y material orgaacutenico bioacumulacioacuten y el intercambio entre los sedimentos y agua Gran parte del cobre vertido al agua es en forma de partiacuteculas y tiende a sedimentarse a precipitarse o es adsorbido por la materia orgaacutenica por hierro hidratado arcilla y oacutexidos de manganeso en el agua o por los sedimentos de la columna de agua Normalmente se alcanza el equilibrio dentro de las 24 h El ion de cobre (I) es inestable en soluciones acuosas tendiendo desproporcionadamente a formar cobre (II) y cobre metaacutelico a menos que este un ligando presente Los uacutenicos compuestos de cobre insolubles en el agua son el sulfuro cianuro y floruro El cobre en estado de cobre (II) forma compuestos cordinados con ligando orgaacutenicos e inorgaacutenicos El amoniacuteaco y los iones de cloruro son ejemplos de especies que forman ligandos estables con cobre El cobre tambieacuten forma complejos estables con ligandos orgaacutenicos tales como el aacutecido huacutemico En el agua de mar la materia orgaacutenica es generalmente el mas importante agente acomplejante 34 En los riacuteos se depositan lodos contaminados con Cobre en sus orillas debido al vertido de aguas residuales La mayoriacutea de los compuestos del Cobre se depositaraacuten y se enlazaraacuten tanto a los sedimentos del agua como a las partiacuteculas del suelo En el agua superficial el cobre puede viajar largas distancias tanto suspendido sobre las partiacuteculas de lodos como iones libres

Compuestos solubles del Cobre forman la mayor amenaza para la salud humana Usualmente se encuentra en los cuerpos de agua despueacutes de ser liberados al ambiente en practicas de agricultura

33 KLAASSENCurtis D Casarett and Doullacutes toxicology the basic science of poisons seventh edition

McGraw-Hill University of Kansas Medical Center Kansas2008 34

International Programme on Chemical Safety (IPCS) [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet

en httpwwwinchemorgdocumentsehcehcehc200htm

32

En el suelo

En el medio ambiente terrestre existen una serie de factores importantes que influyen en la migracioacuten del cobre en el suelo Estos incluyen la naturaleza propia del suelo su pH el tipo la distribucioacuten de la materia orgaacutenica potencial redox la presencia de oacutexidos la condicioacuten base de los suelos y su capacidad de intercambio catioacutenico la tasa de descomposicioacuten de la hojarasca y la realcioacuten arcilla-arena y a las partiacuteculas de limo El tiempo de permanencia de cobre en el suelo es funcioacuten de las condiciones climaacuteticas y de la vegetacioacuten presente en el sitio

Cuando el Cobre termina en el suelo este es fuertemente enlazado a la materia orgaacutenica y minerales Como resultado este no se desplaza muy lejos antes de ser liberado y es difiacutecil que se infiltre en el agua subterraacutenea

El Cobre no se disocia en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos

Figura 6 Ciclo del cobre

Fuente los autores

En la atmosfera

El Cobre es emitido a la atmosfera principalmente a traveacutes de la liberacioacuten durante la combustioacuten Permanece un periodo de tiempo considerable antes de precipitarse mezclado con la agua lluvia el cuaacutel finalmente se acumula en los suelos

El cobre es liberado a la atmosfera en forma de material particulado o adsorbido por material particulado Es removido por sedimentacioacuten gravitacional deposicioacuten seca lavado por la lluvia La Velocidad de eliminacioacuten y la distancia recorrida desde la fuente de origen dependen de

33

las caracteriacutesticas tamantildeo de las partiacuteculas y la velocidad del viento La sedimentacioacuten gravitatoria rige la solucioacuten de la eliminacioacuten de las partiacuteculas grandes (gt 5 micras) mientras que las partiacuteculas maacutes pequentildeas se eliminan por otras formas de deposicioacuten huacutemeda y seca La importancia relativa de la humedad en comparacioacuten con la deposicioacuten seca en general aumenta con la disminucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas35

En la figura 7 se puede observar las formas en que se encuentra en cobre en el ambiente

334 CINC

Es un metal maleable duacutectil y de color gris El cinc es uno de los elementos menos comunes se estima que forma parte de la corteza terrestre en un (00005-002) Ocupa el lugar 25 en orden de abundancia entre los elementos Su principal mineral es la blenda marmatita o esfalerita de cinc ZnS Es un elemento esencial para el desarrollo de muchas clases de organismos vegetales y animales El cinc puro es de color blanco azuloso lustroso y moderadamente duro (25 en la escala de Mohs) El aire huacutemedo provoca su empantildeamiento superficial haciendo que tenga color gris El cinc puro es duacutectil y maleable pudieacutendose enrollar y tensar pero cantidades pequentildeas de otros metales como contaminantes pueden volverlo quebradizo36

3341 Fuentes

El cinc rara vez se encuentra en la naturaleza en su estado metaacutelico pero muchos minerales contienen cinc como componente principal Los niveles promedio de cinc en suelo y rocas aumenta comuacutenmente en este orden arena (10- 30 mgkg) roca graniacutetica (50 mgkg) arcilla (95 mgkg) y basalto (100 mgkg) La esfalerita (ZnS) es el mas importante mineral puro y la principal fuente de produccioacuten de cinc37

La mayoriacutea del cinc es vertido durante actividades industriales como la mineriacutea la combustioacuten de carboacuten y residuos y el procesado del acero38

3342 PROPIEDADES FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS

Siacutembolo Zn

Nuacutemero atoacutemico 30

35 Ibid

36

Lenntech Ibid

37

International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

38

Lenntech Op cit

34

Peso atoacutemico 65409

Densidad 714 gm3

Punto de ebullicioacuten 908ordm C

Estado de oxidacioacuten + 2

Punto de fusioacuten 420 degC

3343 Usos

Se utiliza principalmente en el galvanizado de acero y productos de hierro y en la produccioacuten de latoacuten El compuesto maacutes corriente en el aacutembito industrial es el oacutexido de cinc (ZnO) que tiene baja solubilidad en muchos disolventes Entre otros compuestos esta el cloruro de cinc (ZnCl2) sulfato de cinc (ZnSO4) y carbamatos de cinc (Zn-COONH4) como el zineb y ziram con accioacuten fungicida39

3344 Toxicidad

La toxicidad aguda del cinc por exceso de ingestioacuten no es comuacuten pero el dolor gastrointestinal y la diarrea han sido reportados por ingestioacuten de bebidas en utensilios de lata galvanizadas La siguiente intoxicacioacuten mas comuacuten es la inhalacioacuten de oacutexido de cinc y en menor medida otros compuestos de cinc donde el efecto maacutes comuacuten es la fiebre de humo-metal que se caracteriza por generar fiebre dolor de pecho escalofriacuteos tos disnea naacuteuseas dolor muscular fatiga y leucocitosis La inhalacioacuten aguda de altos niveles de cloruro de cinc como en el caso de los usos militares resulta en pronunciado dantildeo a la membrana mucosa incluidos el edema intersticial la fibrosis neumonitis edema de la mucosa bronquial y ulceracioacuten Tras la exposicioacuten a largo plazo a dosis maacutes bajas de el cinc generalmente resultan como siacutentomas una disminucioacuten absorcioacuten de cobre lo que lleva a los primeros siacutentomas de la deficiencia de cobre tales como disminucioacuten de eritrocitos o deficiencia en el nuacutemero de hematocritos40

3345 Dispersioacuten y difusioacuten

El cinc se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua y en el sedimento

El cinc en el agua se encuentra en siete formas

bull Material particulado (diaacutemetro gt 450 nm)

39 VALVERDE V Juan L Op Cit

40 KLAASSEN Curtis D Op cit

35

bull Ion metaacutelico hidratado de forma simple eg Zn(H2O)62+ (diaacutemetro 08

nm)

bull Complejos inorgaacutenicos simples eg Zn(H2O)5Cl+ Zn(H2O)5OH+ (diaacutemetro 1 nm)

bull Complejos orgaacutenicos simples eg Zn-citrate Zn-glycinate [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejo inorgaacutenico estable eg ZnS ZnCO3 Zn2SiO4 [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejos orgaacutenicos estables eg Zn-humate Zn-cysteinate [diaacutemetro (2ndash4) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+Fe2O3 Zn2+SiO2 [diaacutemetro (100ndash500) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+- acido huacutemico Zn2+- detritus orgaacutenico [diaacutemetro (100ndash500) nm]

En solucioacuten cuatro de seis ligandos se pueden coordinar con el ion de cinc Los complejos se forman con ligandos polares como ejemplo el amoniacuteaco

(NH3) las aminas iones de cianuro (CN) e iones de elementos haloacutegenos El cinc es un metal atmosfeacuterico reactivo El hidroacutexido Zn(OH)2 se precipita en soluciones alcalinas pero un exceso de esta el cinc se vuelve a disolver para formar ZnO2

2- los cuales son hidroxi-complejos tales como

Me+[Zn(OH)3]- Me2

+[Zn(OH)4]2-and Me2

+[Zn(OH)4(H2O)2]2-

La distribucioacuten y transporte de cinc en el agua sedimentos y en el suelo depende de las especies de cinc presentes en el ambiente La solubilidad del cinc es principalmente determinada por el pH En valores de pH acido el cinc puede estar presente en la fase acuosa en forma ioacutenica El cinc puede precipitar a valores de pH superiores a 80 Tambieacuten puede formar complejos orgaacutenicos estables por ejemplo con los aacutecidos huacutemicos o fuacutelvicos La formacioacuten de tales complejos puede aumentar la movilidad yo solubilidad del cinc Es poco probable que el cinc se infiltre en el suelo debido a que es adsorbido en la arcilla y materia orgaacutenica Los suelos aacutecidos y suelos arenosos con bajo contenido orgaacutenico tiene una reducida capacidad para absorber cinc41

En los cuerpos de agua con vertimientos de cinc los peces presentes pueden bioacumularlo en sus cuerpos y en la cadena alimenticia se biomagnifica42

En el suelo

41 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

42 Lenntech Op cit

36

La mayor fuente de cinc en el suelo son los minerales de sulfuro de cinc tales como la esfalerita y wurtzita y en una menor cantidad smithsonita (ZnCO3) willemita (Zn2SiO4) cincita (ZnO) zinkosita (ZnSO4) franklinita (ZnFe2O4) and hopeita (Zn3(PO4)2middot 4H2O)43

En el suelo el cinc actuacutea como un agente inhibitorio del crecimiento de las especies de flora circundante a la zona de influencia del foco de contaminacioacuten la mayoriacutea de las cuales no poseen mecanismos para incorporar al cinc en su proceso metaboacutelico y debido a esto un nuacutemero limitado de plantas tiene la capacidad de sobrevivir lo cual es directamente proporcional a su diversidad

El cinc puede interrumpir la actividad en los suelos con efectos negativos en la actividad de microorganismos y lombrices Probablemente disminuyendo la velocidad de descomposicioacuten de la materia orgaacutenica

Tambieacuten altera la permeabilidad de la membrana celular inhibicioacuten de la fotosiacutentesis y alteracioacuten en las concentraciones de Cu Fe y Mn44

Figura 7 Ciclo del cinc

Fuente los autores

En la atmosfera

Es estable en aire seco pero al exponerse a aire huacutemedo es cubierto con una capa adherente de cinc o carbonato baacutesico (2bullZnCO3middot3bullZn(OH)2) de este modo aislando el metal y retardando su corrosioacuten

43 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

44 Lenntech Op cit

37

El cinc se vincula principalmente a las partiacuteculas de aerosoles en la atmoacutesfera El tamantildeo de las partiacuteculas se determina por la fuente de emisioacuten de cinc Una proporcioacuten importante de cinc se libera de los procesos industriales y es adsorbido en partiacuteculas lo suficientemente pequentildeas para estar en el rango de respiracioacuten humano

El transporte y la distribucioacuten del cinc atmosfeacuterico variacutean seguacuten el tamantildeo de las partiacuteculas y las propiedades de los compuestos de cinc en cuestioacuten El cinc se elimina de la atmoacutesfera por deposicioacuten seca y huacutemeda El cinc adsorbido por las partiacuteculas con bajas densidades y diaacutemetros puede ser transportado a largas distancias45

En la Figura 8 se observan las formas en que se encuentra el cinc en el ambiente

34 GALVANOTECNIA

341 Generalidades

El sector galvaacutenico comprende todos aquellos recubrimientos viacutea electroliacutetica sobre diferentes superficies con fines decorativos y de proteccioacuten contra la corrosioacuten dadas las propiedades que presentan estas peliacuteculas entre las cuales se destacan la dureza uniformidad estabilidad y buen aspecto

El sector industrial Galvaacutenico hace parte de la Cadena Productiva Metalmecaacutenica aportando bienes de consumo intermedio y bienes de capital entendidos como artiacuteculos utilizados inmediatamente por el usuario final o para ser incorporados en la fabricacioacuten de otros bienes y en artiacuteculos que directa o indirectamente contribuyen a la produccioacuten de maquinaria y equipos respectivamente46

342 El Proceso Galvaacutenico

La galvanotecnia es una teacutecnica que consiste en la transformacioacuten de una superficie que puede ser o no metaacutelica mediante un recubrimiento metaacutelico Es un proceso electroquiacutemico por el cual se deposita una capa fina de metal sobre una base generalmente metaacutelica47 Se recomienda cuando por costos

45 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

46

Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas

Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en

httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

47 Galvanoteacutecnia Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2009

httpesencartamsncom copy 1997-2009 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

httpesencartamsncomencyclopedia_761562645galvanoteacutecniahtml

38

o por razones estructurales es necesario modificar las caracteriacutesticas del metal base seleccionada En general los procedimientos tienen como finalidad modificar las propiedades de la superficie de los metales y estas pueden estar asociadas a motivos decorativos o funcionales dentro de los cuales se encuentran

Aumento de resistencia a la corrosioacuten

Aumento de resistencia al ataque de sustancias quiacutemicas

Incremento de la resistencia a la friccioacuten y al rayado

Mejoramiento de propiedades eleacutectricas o mecaacutenicas

Mejoramiento de propiedades oacutepticas

Ofrecer sustrato de anclaje de pinturas

Ejercer lubricacioacuten48

Los metales que se utilizan normalmente en galvanotecnia son cadmio cromo cobre oro niacutequel plata y estantildeo Las cuberteriacuteas plateadas los accesorios cromados de automoacutevil y los recipientes de comida estantildeados son productos tiacutepicos de galvanotecnia49 En la Tabla 2 ldquoAlgunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunesrdquo que se muestra a continuacioacuten se puede encontrar una descripcioacuten de los diferentes tipos de recubrimiento galvaacutenico seguacuten el metal empleado

En galvanotecnia se consideran dos tipos de procesos la galvanoplastia y la galvanostegia El primero se refiere al proceso en que los recubrimientos metaacutelicos se hacen sobre superficies de materiales no conductores Mientras que en el segundo los recubrimientos siempre se realizan sobre materiales metaacutelicos

343 Proceso de Galvanoplastia

La galvanoplastia se utiliza cuando se requieren formas completas y depoacutesitos de materiales bastante finos Los moldes de plaacutestico cera y parafina se hacen conductores utilizando grafito o cinc en polvo y recubrieacutendolas electroliacuteticamente con un metal

Este es el proceso de fabricacioacuten de moldes baacutesico para las industrias manufactureras de muntildeecos discos fonograacuteficos de algunas partes automotrices y otras

En algunos casos las partes de plaacutesticos se metalizan directamente para lograr objetos con acabado metaacutelico como en el caso de la bisuteriacutea tapas de recipientes para perfumes algunas autopartes placas para circuitos impresos artiacuteculos para el hogar griferiacutea etc

48 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72

49 Galvanoteacutecnia Encartareg 2009 Op cit

39

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunes

Nombre Metal Campo de aplicacioacuten mas comuacuten

Cobreado Cobre

Capa base para el cromado o la vulcanizacioacuten en acero de derivados del caucho

Recubrimiento decorativo de piezas de materiales no metaacutelicos

Generacioacuten de las venas conductoras de circuitos impresos

Cromado Cromo

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Recubrimiento resistente a la friccioacuten en materiales ferrosos

Material para el relleno de zonas desgastadas en piezas de friccioacuten

Superficie muy dura en ciertas aplicaciones

Acerado Hierro Material de relleno en zonas desgastadas en hierro gris y acero

Niquelado Niacutequel

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Capa base para el cromado

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Cadmiado Cadmio Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Galvanizado Cinc Recubrimiento anticorrosivo del acero

Estantildeado Estantildeo Recubrimiento anticorrosivo temporal del acero

Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Dorado Oro

Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Proteccioacuten anticorrosiva de venas en circuitos impresos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores seguros

Conexiones internas de circuitos integrados

Plateado Plata Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Latonado Latoacuten Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Recubrimiento antifriccioacuten de asentamiento en chumaceras

Fuente Disponible en httpwwwsabelotodoorgelectrotecniagalvanoteacutecniagalvanoteacutecniahtml

344 Proceso de galvanostegia

40

La galvanostegia se refiere a los recubrimientos hechos electroliacuteticamente sobre superficies metaacutelicas

La galvanostegia puede ser de dos categoriacuteas catoacutedica o anoacutedica

El proceso de metalizado de plaacutesticos como se puede observar en la Tabla 3

50

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia

ACTIVIDAD MATERIAS PRIMAS RESIDUOS GENERADOS

1 DESENGRASE solventes orgaacutenicos

tricloroetileno

vertimientos (enjuagues contaminados) emisiones

(VOCs)

2 SENSIBILIZACIOacuteN acido sulfuacuterico Aacutecido croacutemico en solucioacuten

vertimientos (enjuagues contaminados goteo al piso)

3 ACTIVACIOacuteN Acido clorhiacutedrico cloruro estantildeoso

vertimientos ( goteo al piso)

4 NUCLEACIOacuteN Cloruro de paladio vertimientos ( enjuagues

agotados)

5 POSTNUCLEACIOacuteN Reductor Hiposulfito soacutedico formaldehiacutedo

Emisiones (VOCs)

6 PREMETALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico vertimientos ( goteo al piso)

7 METALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico

vertimientos ( goteo al piso bantildeos gastados)

Fuente Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

La galvanostegia catoacutedica tiene tres objetivos fundamentales ejercer proteccioacuten contra la corrosioacuten dar buen aspecto cambiar alguna propiedad superficial como dar mayor dureza mejorar la conductividad ejercer lubricacioacuten

La galvanostegia anoacutedica conocida comuacutenmente como anodizado implica la formacioacuten de peliacuteculas de oacutexido del mismo metal para que aiacutesle y proteja las piezas metaacutelicas

En general las industrias galvanoteacutecnicas se pueden clasificar en dos categoriacuteas industrias de servicios industrias de integrados Las industrias

50 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72-73

41

de servicio a su vez se dividen en industrias de pulido y brillo e industrias de acabado

Las industrias de pulido y brillo se encargan de convertir las superficies de las piezas metaacutelicas rugosas en brillantes mediante un tratamiento mecaacutenico La operacioacuten de una industria de pulido y brillo consta de varias etapas en las cuales la rugosidad es eliminada paulatinamente por la accioacuten abrasiva de discos elaborados con diferentes materiales

Todos los procedimientos conllevan cierto nuacutemero de operaciones en las que se utiliza gran cantidad de sustancias quiacutemicas produciendo vertimientos y emisiones tanto al agua como al aire y al suelo

345 CINCADO

Existe el cincado aacutecido y el alcalino habieacutendose producido un aumento significativo en la aplicacioacuten del primero por motivos ambientales ya que en el cincado aacutecido no se emplean compuestos cianurados Ambos procesos son similares y difieren solo en la ausencia de compuestos cianurados en la variante aacutecida cuya desventaja operativa es que requiere de un control mucho maacutes riguroso en cuanto a composicioacuten y pureza que representa un obstaacuteculo importante para una mayor difusioacuten de este proceso51 Ver figura 9 cincado Figura 8 Esquema del proceso de Cincado

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72 p

El cincado comprende varias etapas en las que se emplean diferentes insumos y se generan sustancias de desecho en altas y bajas concentraciones a continuacioacuten en la Figura 10 ldquoInsumos y desechos en el cincado alcalinordquo se puede observar mejor este proceso

51 CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado

De Metales Lima 1997 72 p Tab web disponible en liacutenea en httpwwwbvsdepahoorgeswwwfulltextgtzmanmiremmrindamhtml

42

Los meacutetodos de tratamiento y disposicioacuten final de desechos generados por la actividad de galvanotecnia son los mismos que se aplican a los residuos peligrosos El criterio fundamental es el de la cuna a la tumba es decir la gestioacuten de desechos se inicia en el punto de generacioacuten la fuente y termina en el punto de disposicioacuten final que para este caso se recomienda en primera medida es hacer la separacioacuten en la fuente en los diferentes puntos donde se generen los metales la segunda medida es hacer recuperacioacuten de los metales aplicando diferentes meacutetodos que apliquen para cada caso en tercer lugar estaacute la Reutilizacioacuten de los metales recuperados e incorporacioacuten de estos de nuevo en el proceso productivo y finalmente debido a costos practicidad falta de tecnologiacutea etc si no se pudieran separar ni recuperar tendriacutean que ser llevados a disposicioacuten final aunque es una solucioacuten transitoria y no definitiva para los problemas ambientales generados por la acumulacioacuten de los metales por ejemplo en un relleno de seguridad Ver la Figura 11

Figura 9 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997

43

Figura 10 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc

Fuente Adaptado de CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72

44

4 METODOLOGIacuteA

A continuacioacuten se describen cada una de las fases y procedimientos con los que se realizoacute esta investigacioacuten

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL En esta investigacioacuten se utilizaron las siguientes variables variable independiente la concentracioacuten de las sustancias de prueba variable dependiente la muerte de los organismos y constantes los organismos empleados en cada ensayo (5 alevinos de trucha arcoiacuteris por pecera) tiempo de exposicioacuten (96 horas) y paraacutemetros fisicoquiacutemicos [Tdeg pH y OD (oxigeno disuelto)] Inicialmente se realizoacute una prueba preliminar utilizando rangos de concentraciones entre (20 - 100) ppm K2Cr2O7 (01 - 05) ppm CuSO4bull5H2O y (2 ndash 10) ppm ZnCl2 de la respectiva sustancia Posteriormente con los datos de los rangos obtenidos en el ensayo preliminar se realizaron las pruebas definitivas utilizando cinco organismos por pecera con cinco concentraciones diferentes las cuales aumentan descendentemente cada concentracioacuten se realiza por cuadruplicado e igualmente se hace para el control o blanco Para un total de 24 peceras por ensayo Una vez obtenidos los resultados de mortalidad se realizan el anaacutelisis de varianza y anaacutelisis Probit como fin determinar la respectiva CL50-96

El tipo de prueba toxicoloacutegica que se realizoacute es aguda debido a que se cuantifica la alteracioacuten causada por la respectiva sustancia en este caso mortalidad y es estaacutetica en la cual no existe renovacioacuten de las soluciones test a lo largo de toda la prueba de 96 h de duracioacuten Ademaacutes no se suministroacute aireacioacuten ni alimento durante el experimento

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO

421 RECINTO EXPERIMENTAL

Las pruebas de toxicidad se realizaron en el laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle que es el lugar dentro de la Universidad dotado de todo lo necesario para hacer este tipo de investigaciones y en el se encuentran mesones para la preparacioacuten de las diluciones y mediciones fisicoquiacutemicas aacutereas de lavado y un sistema de ventilacioacuten (extraccioacuten y suministro de aire) Ver figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle En eacutel se ubicaron 3 acuarios con voluacutemenes de 63 L 90 L y 110 L para la permanencia de los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) antes de cada prueba un tanque de 250 L con una bomba sumergible (2000 L h) en su interior para mantener agua aireada libre de cloro y un estante para la bateriacutea de ensayos que consistiacutea de 24 peceras de vidrio con una capacidad de 25 L para las pruebas de toxicidad

45

En el Laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria se realizaron anaacutelisis fisicoquiacutemicos preservacioacuten de las muestras y preparacioacuten de soluciones

Figura 11 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle

Fuente los autores

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS ACUARIOS

Los acuarios se adaptaron con el fin de garantizar las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) empleando los siguientes implementos filtro grava aireadores mangueras difusores un material de cubierta y agua

Filtro se ubicoacute en el fondo del acuario para mantener el agua libre de amoniacuteaco (NH3) u otros desechos producto del metabolismo de los peces

Grava se depositoacute alrededor del filtro usaacutendola como sustrato en el que habitan bacterias que son las encargadas de descomponer los desechos y convertirlos en nutrientes

Aireadores permanecieron conectados al exterior del acuario a mangueras y estas a su vez a difusores que fueron distribuidos uniformemente dentro de los acuarios para el suministro de aire

Fotoperiodo de doce horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

46

Material de cubierta se utilizoacute plaacutestico para cubrir la parte superior de los acuarios manteniendo el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volatiles evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Agua del grifo proveniente del acueducto para llenar el acuario dejaacutendola libre de cloro en (3 ndash 5) diacuteas (en algunas ocasiones se usoacute el agua libre de cloro previamente aireada con una bomba sumergible (2000 L h) en un tanque de 250 L)

Figura 12 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss)

Fuente los autores

4221 Limpieza o sifoneo de los acuarios

El procedimiento de limpieza o sifoneo se realizoacute en tres momentos

1 Previo a la introduccioacuten de los alevinos al preparar el acuario 2 Durante la permanencia de los alevinos en los acuarios 3 Una vez iniciada la prueba de toxicidad

La primera fase al igual que la tercera consistioacute en extraer toda el agua de los acuarios y todos los implementos limpiar todas las superficies del acuario con abundante agua repetidas veces sin utilizar ninguacuten jaboacuten o detergente En la segunda fase ocasionalmente se retiraron soacutelidos en suspensioacuten en el agua del acuario y se realizoacute aspirado en la grava para retirar los desechos (excremento materia orgaacutenica) producidos por los peces que contienen amoniacuteaco (NH3) el cual es el principal producto residual de la trucha y que por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 es muy toacutexico para los peces

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

El organismo que se empleo en las pruebas toxicoloacutegicas fue el aleviacuten de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) de 4 cm 08 g (peso promedio) y 1 mes y 15 diacuteas de nacido en promedio

47

Los peces fueron comprados a distintos proveedores inicialmente a la empresa Truchas Suralaacute Ltda ubicada en Choconta Cundinamarca una finca situada en la regioacuten de Guavio y posteriormente a la empresa Acuagranja Ltda ubicada en la Av Boyacaacute con calle 99 Bogotaacute los organismos que se utilizaron fueron transportados en dos (2) bolsas de polietileno de (70 x 35) cm calibre tres (3) con capacidad aproximadamente 200 Truchas Arcoiacuteris de 4cm cada bolsa Las bolsas se les adiciona oxigeno para garantizar las condiciones de OD en su transporte y son empacadas en cajas con unas bolsas de gel congelado para mantener las condiciones de temperatura oacuteptimas

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) veniacutean en bolsas que fueron introducidas en los acuarios ya preparados inmediatamente despueacutes de llegar al laboratorio La introduccioacuten consistioacute en sumergirlas en el agua y dejarlas flotando durante una hora aproximadamente sin destaparlas (garantizando el oxigeno en su interior) todo esto con el fin de homogenizar las temperaturas del agua de la bolsa con la del acuario con el propoacutesito de evitar el choque teacutermico Los peces fueron introducidos en los acuarios teniendo cuidado de no mezclar el agua de las bolsas con el agua del acuario pues al momento de ser transportados los niveles de amoniacuteaco aumentan por el estreacutes y en consecuencia excretan en mayor cantidad y esto podriacutea llegar a ser muy toacutexico para los organismos Ver figura 14

Figura 13 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris

Fuente Los autores

Seguacuten los protocolos internacionales (CETESB) los peces deben permanecer en los acuarios 15 diacuteas antes de ser realizadas las pruebas

48

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Antes de la realizacioacuten de las pruebas de toxicidad durante el tiempo que permanecieron los alevinos de trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss) en el laboratorio se les alimentoacute con Nutripez en Hojuelas que se les suministroacute dos veces al diacutea de acuerdo a las indicaciones del fabricante (200 mgdiacutea de acuerdo al peso y la edad) En la Tabla 4 Se observa la composicioacuten nutricional del alimento

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas

Fuente Peces Ornamentales El Tiple Ltda

Se recomienda que las dietas para peces tengan en general un mayor contenido de proteiacutena52

Actualmente la industria de alimentos concentrados en Colombia provee un producto balanceado que suple los requerimientos alimenticios de la trucha arco iris con esta composicioacuten nutricional Proteiacutena entre (40 ndash 50) grasa entre (7 ndash 18) cenizas 10 humedad 12 y fibra un 353 No se suministroacute alimento desde el diacutea anterior a la realizacioacuten de la prueba de toxicidad ni durante las 96 horas del experimento debido al amoniaco (NH3) que es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados provenientes de la excreta que podriacutea afectar la supervivencia de los alevinos alterando los resultados y condiciones de la prueba

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

El agua que se empleoacute en las pruebas fue agua potable que previo al ensayo toxicoloacutegico permanecioacute aireando en un tanque de 250 L durante un periodo miacutenimo de 1 semana Se controloacute la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto que debiacutea permanecer por encima de los 55 mgL el pH en un rango de 65 a 78 y la temperatura lt 20degC porque de esto depende la supervivencia de la trucha y la veracidad de la prueba (si no se cumplen estas miacutenimas condiciones en el ensayo

52 Pokniak R Joseacute Nutricioacuten de peces TECNO VET Antildeo 3 Ndeg2 agosto 1997

httpwwwtecnovetuchileclCDAtecnovet_articulo01409SCID253D91632526ISID253D44800html 53

CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de

produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

Proteiacutena miacutenima 38

Grasa miacutenima 8

Fibra maacutexima 25

Ceniza maacutexima 98

Humedad maacutexima 5

49

toxicoloacutegico los resultados pueden ser influenciados negativamente por estas variables) Ver figura 15

Figura 14 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas

Fuente los autores

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

Esta fase consistioacute en la realizacioacuten de las pruebas toxicoloacutegicas para las cuales se emplearon unos equipos y materiales siguiendo unos procedimientos como se describe a continuacioacuten

EQUIPOS

Balanza analiacutetica marca Sartorius

Medidor de Multiparaacutemetro marca Hanna MATERIALES

Item Volumen

(mL) Cantidad

Pipetas

5 1

10 1

25 1

Balones aforados 1000 4

Espaacutetula NA 1

Vidrio de reloj NA 1

Peceras 2500 24

Probetas

10 1

40 1

50 1

100 2

250 2

500 2

1000 2

Balde 10000 1

Fuente los autores

50

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas

Se montoacute una bateriacutea de ensayos usando un estante de seis entrepantildeos en donde se distribuyeron 24 peceras de vidrio (4 peceras por entrepantildeo) de 25 L de capacidad cada una a su vez las concentraciones se dividieron una por entrepantildeo y la restante es el control de la prueba

Los ensayos se iniciaban en el momento de introducir cinco alevinos en cada una de las peceras que en su interior ya conteniacutean la solucioacuten correspondiente para el tipo de prueba y concentracioacuten del ensayo a realizar y finalizaron a las 96 horas de iniciada la misma

El fotoperiodo que se utilizoacute en el bioensayo fue de 12 horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

La cobertura plaacutestica se utilizoacute en las PECERAS al igual que en los acuarios para mantener el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volaacutetiles que podriacutean cambiar eventualmente las condiciones del ensayo evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Figura 15 Foto Bateriacutea de ensayos

Fuente los autores

Es importante definir que una vez iniciado el procedimiento anterior se hizo cuantificacioacuten del nuacutemero de organismos muertos en cada recipiente durante las (3 6 24 48 72 y 96) horas de experimentacioacuten y los resultados de esta lectura se

51

consignaron en las hojas de registro como se puede observar en la Tabla 5 y que se pueden encontrar en el Anexo O Hojas de registro de datos

432 Pruebas de sensibilidad

La sensibilidad de los alevinos fue evaluada realizando pruebas en las cuales se utilizoacute el dicromato de potasio (K2Cr2O7) que es un toacutexico de referencia El propoacutesito de esta prueba fue determinar la capacidad de respuesta de los organismos en el ensayo

Las pruebas se realizaron con cinco concentraciones distintas expresadas en ppm de dicromato de potasio (K2Cr2O7) y un control por cuadruplicado obteniendo el test definitivo se replico 20 veces el ensayo con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos de concentraciones de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) entre (05 - 5) ppm para determinar los rangos en los que posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con Sulfato de Cobre Pentahidratado (CuSO4bull5H2O) con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos 435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn) utilizando

ZnCl2

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de (Zn) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm utilizando cloruro de zinc (ZnCl2) Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas soluciones

52

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos

53

Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos entre (2 ndash 10) ppm para determinar los rangos en los que se posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con cloruro de zinc (ZnCl2)

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de la industria de Cincado y se le hizo una caracterizacioacuten fisicoquiacutemica usando espectrofotometriacutea de absorcioacuten atoacutemica con llama directa aire-acetileno SM 3111 B y C con el que se determinoacute la presencia de cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de intereacutes

Al vertimiento se le realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas para determinar la CL50-

96 Posteriormente se disentildeo un tratamiento a nivel de laboratorio para retirar el cobre (Cu) y el cinc (Zn) Nuevamente se realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas al agua tratada para determinar la CL50-96 y se realizoacute una caracterizacioacuten

En las caracterizaciones realizadas se midieron los siguientes paraacutemetros oxigeno disuelto (OD) seguacuten SM 4500-O G meacutetodo de electrodo de membrana pH seguacuten el SM 4500-H+ B meacutetodo electromeacutetrico temperatura seguacuten el SM 2550 B y Turbiedad seguacuten el meacutetodo SM 2130 B usando el turbidiacutemetro

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS

4371 ANAacuteLISIS DE VARIANZA

Se realizoacute un anaacutelisis de varianza (ANOVA) siguiendo el protocolo LB07 que se encuentra en el ANEXO B del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle

El anaacutelisis que se realizoacute fue por una sola viacutea en la que se compararon las varianzas mueacutestrales de la cantidad de organismos muertos por concentracioacuten a las 96 horas en las pruebas toxicoloacutegicas de sensibilidad y pruebas definitivas de Cu (cobre) Zn (cinc) el vertimiento crudo y el vertimiento tratado

El meacutetodo tiene un 95 de confianza y un Margen de error del 5

Se usaron dos programas estadiacutesticos para la realizacioacuten de estos caacutelculos que fueron EXCEL y STATGRAPHICS Versioacuten 51 PLUS que permite la realizacioacuten sistemaacutetica de distintos anaacutelisis estadiacutesticos

54

55

4372 PROBIT

Descripcioacuten El meacutetodo Probit es un procedimiento estadiacutestico parameacutetrico para hallar la CL50 siguiendo el protocolo LBp03 del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle Anexo A

El anaacutelisis consiste en transformar los datos de la mortalidad observados a log10 para obtener una aproximacioacuten lineal de los paraacutemetros en la regresioacuten con iteracioacuten y con base en es datos obtenidos se estima la CL50 El meacutetodo da resultados con un 95 de confianza y un margen de error del 5 Para la aplicacioacuten del meacutetodo se usaron las pruebas toxicoloacutegicas agudas realizadas a las sustancias de intereacutes Los meacutetodos estadiacutesticos aplicados son los recomendados por el manual Methods for Measuring the Acute Toxicity of Effluents and Receiving Waters to Freshwater and Marine Organisms (USEPA 2002) el libro Ensayos Toxicoloacutegicos Y Meacutetodos de Evaluacioacuten de Calidad de Aguas (castillo2004) el libro Pruebas de Toxicidad Acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos (Diacuteaz 2004) y el protocolo de CETESB Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de cincado

UNIDAD CAPACIDAD CANTIDAD pH

Tanque de igualacioacuten 5 m3 1 15 ndash 23

3 tanques de oxidacioacuten 250 L 3 10- 115

Reactor

1 200

Sedimentador 1200 L 1 8-9

Filtros De Arena --- --- ---

Tanque Final 30 m3 1 ---

Intercambiador Ioacutenico --- 2 ---

Fuente Los autores

Las fases explicadas anteriormente fueron sintetizadas en el esquema metodoloacutegico

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5 INDUSTRIA EVALUADA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de una industria de galvanotecnia ubicada en Bogotaacute en la localidad de Puente Aranda

La industria se especializa en recubrimiento con Cinc (Zn) por electroacutelisis a un indeterminado nuacutemero de piezas aplicando diversos procesos fisicoquiacutemicos descritos a continuacioacuten

Desengrase sensibilizacioacuten activacioacuten nucleacioacuten postnucleacioacuten premetalizado y metalizado

Los vertimientos producidos son especialmente metales pesados como niacutequel cobre zinc hierro cromo que son tratados en una planta compacta para el tratamiento de aguas residuales La planta se encuentra ubicada en el segundo piso de la industria y estaacute conformada por las siguientes unidades de tratamiento que se observan en la tabla 6

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDAD

Los resultados que se presentan a continuacioacuten son el producto de una ardua y larga investigacioacuten que se llevoacute a cabo durante los meses de enero a diciembre del antildeo 2008 y de marzo a julio del antildeo 2009 aproximadamente en 12 meses para la determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) en trucha arco iris en la cual se mantuvieron las condiciones oacuteptimas para el desarrollo de las pruebas de sensibilidad (K2Cr2O7) y toxicidad de (Cu) y (Zn) fue realizado con el fin de mejorar la normatividad actual de Colombia en cuanto a vertimientos

Los bioensayos que se realizaron tuvieron una duracioacuten de 96 horas donde a las 24 horas despueacutes de haber iniciado la prueba se observaba la tendencia de mortalidad la cual era clave para saber si el porcentaje de mortalidad esperado entre (0 -100) seguiriacutea la tendencia para alcanzarlo al finalizar los bioensayos (ver hojas de registro en el ANEXO O)

En los registros tomados el blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no superaron el 10 garantizando la validez de los bioensayos seguacuten lo estipulado por los protocolos para pruebas toxicoloacutegicas con alevinos de trucha arcoiris de CETESB

Los datos que se muestran en esta seccioacuten son los registros tomados a las 96 horas para las pruebas de sensibilidad las pruebas de toxicidad y los resultados de la aplicacioacuten de los meacutetodos de anaacutelisis estadiacutesticos ANOVA (anaacutelisis de varianza) y Probit en las cartas de control

Adicionalmente se realiza el anaacutelisis de los datos y se muestran las graacuteficas de la CL50-96 vs Nuacutemero de bioensayos realizados basadas en los datos

calculados por Probit

57

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD

La sensibilidad de la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se calculoacute hallando la concentracioacuten letal media (CL50-96) empleando como toacutexico de referencia el dicromato de Potasio (K2Cr2O7) Se realizaron veinte (20) pruebas usando un rango entre (20 - 100) ppm en los que se observoacute una mortalidad entre el (0 ndash 100) La tabla 7 muestra los resultados de una de las pruebas de sensibilidad realizadas

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de K2Cr2O7

A continuacioacuten se muestra la tabla con los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de sensibilidad de K2Cr2O7 Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7)

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2Cr2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 4 2 4 4 14 70

60 3 3 5 5 16 80

80 4 5 5 4 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

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Al comparar Fc vs Ft (Tabla 8) de las veinte pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

En la Figura 17 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al K2Cr2O7

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios nacionales e internacionales que se muestran en la tabla 10

Los resultados de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para las sustancias de intereacutes empleadas en esta investigacioacuten fueron comparados con los datos de otras investigaciones (tabla 10) de donde se puede decir que el valor de sensibilidad 597 mgL de dicromato de potasio (K2Cr2O7) comparado con el obtenido en la USEPA 8308 mgL K2Cr2O7 presenta una diferencia de 234 mgL lo que indica que se acerca bastante al valor validado por la USEPA y con los estudios de la Universidad de la Salle se observa que los valores estaacuten muy cercanos comprobando de esta manera la estandarizacioacuten de la sensibilidad para el laboratorio de bioensayos

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad con K2Cr2O7 +- 01

Fecha f

calculado f teoacuterico

4-Feb-07 116

28

5-Nov-07 153

21-Nov-07 442

8-Jan-08 299

14-Jan-08 726

21-Jan-08 219

4-Feb-08 338

11-Feb-08 331

25-Feb-08 396

3-Mar-08 151

10-Mar-08 582

25-Mar-08 638

31-Mar-08 321

7-Apr-08 259

18-Apr-08 131

21-Apr-08 451

28-Apr-08 583

6-May-08 141

12-May-08 795

01 DIC 2008 892

Fuente los autores

59

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01

Fecha CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg K2Cr2O7 L)

Inferior Superior

4-Feb-07 643 469 955

5-Nov-07 631 543 731

21-Nov-07 590 510 671

8-Jan-08 615 5418 692

14-Jan-08 643 584 694

21-Jan-08 561 454 644

4-Feb-08 658 560 725

11-Feb-08 641 549 714

25-Feb-08 576 505 645

3-Mar-08 540 430 621

10-Mar-08 605 532 680

25-Mar-08 599 528 669

31-Mar-08 626 550 703

7-Apr-08 629 503 710

18-Apr-08 603 528 643

21-Apr-08 559 486 634

28-Apr-08 528 460 592

6-May-08 557 484 633

12-May-08 574 510 633

01 Diciembre 2008 560 492 623

PROMEDIO 597 511 681

Fuente los autores

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del K2Cr2O7 +- 01

Liacutemite inferior 511 mgL

CL50-96 597 mgL

Liacutemite superior 681 mgL

Al analizar la carta de control Tabla 9 y la Figura 17 de resultados de dicromato de potasio (K2Cr2O7) se observa que los valores de (CL50-96) +- 01 a pesar de oscilar entre un rango de (528 ndash 658) mgL en ninguacuten momento superan el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las

60

Figura 16 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7

Fuente Los autores

490

540

590

640

690

0 5 10 15 20

Co

ncen

tracioacute

n

(mg

K2C

r 2O

7L

)

Nuacutemero de pruebas

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Inferior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Superior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) promedio

61

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios nacionales e internacionales en trucha arcoiris

CL 50 mg K2Cr2O7 L

Sensibilidad

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

8308

USEPA

5643 96 11 ALEVINOS GRIJALBA Y BERNAL Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

35 -75 96

ALEVINOS FAO Corporate Document Respositore 2001

540731 96 10 ALEVINOS

(35 - 45) diacuteas de nacido

BARROS Y GAMEZ Universidad de la Salle Bogotaacute 2008

522183 96 11 ALEVINOS ORTIZ Y AGUDELO Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

5239 96 10 ALEVINOS SANCHEZ Y ANDRADE Universidad de la

Salle Bogotaacute 2009

597 96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente los autores

variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O)

Se realizaron cuatro pruebas preliminares con cobre (Cu) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100)

En la Tabla 11 se observan los resultados obtenidos de la primera prueba de toxicidad para la que se usoacute un rango entre (01 - 5) ppm de Cu En ella se puede observar claramente que la mortalidad a concentraciones superiores a 01 ppm es del 100 en las cuatro replicas definiendo el nuevo rango a utilizar en concentraciones le 01 ppm que se utilizoacute en las siguientes pruebas preliminares hasta encontrar el rango de las pruebas definitivas

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (001 - 015) ppm es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 ndash 100) como se puede observar en la Tabla 12 Se realizaron 10 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo D

62

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para cobre (Cu)

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h para Cu

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu En la tabla 13 se encuentran los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Cu Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

63

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (tabla 13) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu

FECHA f

calculado f teoacuterico

7-Oct-08 282

28

(1) 14 OCT 2008 285

(2) 14 OCT2008 140

(1) 20OCT2008 364

(2)20 OCT 2008 270

(1) 19 NOV2008 218

(2) 19 NOV 2008 218

(1)25 NOV 2008 364

(2)25 NOV 2008 218

27 NOV 2008 475

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu

En la Figura 18 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Curdquo se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso Cobre (Cu)

Los resultados de la prueba se compararon con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 15

Al analizar la tabla 15 se puede observar que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) para cobre (Cu) grado analiacutetico que se obtuvo en esta investigacioacuten es de 007 mgL al compararlo con los de otros estudios se observa que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) mas alto obtenido en otras investigaciones apenas muestra una diferencia de 020 mgL y si se compara con el mas bajo una diferencia de 005 mgL lo que indica que los

64

resultados son consistentes y que las diferencias en los valores son debido a las diferentes condiciones ambientales de los laboratorios

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu

Fecha CL50-96

(mg Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

7-Oct-08 0075 0063 0086

(1) 14 OCT 2008 0061 0052 0069

(2) 14 OCT2008 0060 0045 0075

(1) 20OCT2008 0068 0045 0095

(2)20 OCT 2008 0070 0059 0079

(1) 19 NOV2008 0068 0045 0095

(2) 19 NOV 2008 0068 0045 0095

(1)25 NOV 2008 0069 0045 0095

(2)25 NOV 2008 0061 0035 0096

27NOV2008 0062 0048 0077

PROMEDIO 007 005 009

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Cu

Liacutemite inferior 005mgL

CL50-96 007 mgL

Liacutemite superior 009 mgL

65

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu

Fuente los autores

0047

0052

0057

0062

0067

0072

0077

0082

0087

0 2 4 6 8 10 12

CL

5096

(mg

Cu

L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Cu L)

CL 50-96 (mg Cu L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Cu L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Cu L) SUPERIOR

66

Al analizar la carta de control (tabla 14) y la Figura 18 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados cobre (Cu) se observa que los valores de (CL50-96) oscilan entre un rango de (006 - 008) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris

CL 50

mg CuL

CL 50

mg

CuSO4bull5H2O L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

025 96 05 -

3 ALEVINOS

Qureshi AA Flood K W Thompson S R Janhurst S M Inniss C S and rokosh

D A American Society fot Testing and Materials 1982 pp 179 - 195

0094 96 712 plusmn 06

- AyĢe Guumlndoğdu Research article

ARAġTIRMA MAKALESĠ Journal of FisheriesSciencescom 2008

016 - BAGDONAS and VOSYLIENE 2006

0042 (0039-0046)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James

GREER Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8

pp 1657ndash1665 Allen Press Publishing Service Inc 2007 USA

0056 96 ALEVINOS

0059 96 ALEVINOS

002 Howarth amp Sprague 1978

007

96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente Los autores

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96

hallada en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cobre (Cu) mg CuL 007 01 02

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de (CL50-96) en la carta de control de cobre (Cu) con los valores de (CL50-96) del

67

decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 = 007 mgL hallado en esta investigacioacuten comparado con eacutel del decreto CL50-96 = 010 mgL es inferior con una diferencia de 003 mgL y con el Acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 020 mg L es inferior con un diferencia de 010 mgL

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2)

En cada tabla se calculoacute a traveacutes de una sumatoria el nuacutemero de muertes totales y los porcentajes de mortalidad de los peces seguacuten la concentracioacuten El blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no fueron mayores al 10 garantizando la validez de la prueba

Se realizaron 5 pruebas preliminares con cinc (Zn) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 17 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (2 - 10) ppm de Zn

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (01 -15) ppm de cinc (Zn) es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 -100) como se puede observar en la Tabla 18 Se realizaron 10 pruebas definitivas validando este rango que se puede encontrar en el Anexo E

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

68

En la tabla 19 se observan los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Zn Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente Los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas con Zn

FECHA f

calculado f teoacuterico

(1) 03 MAR 2009 553

28

(2) 03 MAR 2009 239

(1) 10 MAR 2009 568

(2) 10 MAR 2009 186

(1) 17 MAR 2009 385

(2) 17 MAR 2009 309

(1) 31 MAR 2009 496

(2) 31 MAR 2009 330

21 ABR 2009 360

28 ABR 2009 327

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

69

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 19) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn)

Fecha CL50-96 (mg

Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

(1) 03 MAR 2009 072 062 082

(2) 03 MAR 2009 074 065 083

(1) 10 MAR 2009 072 060 083

(2) 10 MAR 2009 075 066 084

(1) 17 MAR 2009 067 057 076

(2) 17 MAR 2009 064 054 073

(1) 31 MAR 2009 068 055 080

(2) 31 MAR 2009 071 059 081

21 ABR 2009 071 060 081

27 ABR 2009 070 059 079

PROMEDIO 070 060 080

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

En la Figura 19 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para cinc (Zn)rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al

70

promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso cinc (Zn)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 21

Al comparar los valores obtenidos de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) con la tabla 21 se observa que el valor de 07 mg Zn L se encuentra cercano al de 05 mg Zn L presenta consistencia en los valores obtenidos en donde la maacutexima diferencia es 15 mgL excepto por uno de los resultados cuyo valor 129 mgL excede el valor maacutes alto en 122 mgL esto se puede explicar debido a que la edad de las truchas utilizadas en este ensayo es mayor y asiacute mismo es su resistencia a los contaminantes

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha arcoiris

CL 50

mg

Zn L

CL 50

mg

ZnCl2 L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

1288 96 302 plusmn021

- AyĢe Guumlndoğdu Research article ARAġTIRMA MAKALESĠJournal of

FisheriesSciencescom 2008

0175 (0150-0201)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE

Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James GREER

Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8 pp 1657ndash1665 Allen

Press Publishing Service Inc 2007 USA

0504 96 ALEVINOS

029 96 ALEVINOS

017 ALEVINOS

Buhl amp Hamilton (1990)

217 06 ALEVINOS

176 ALEVINOS Chapman amp Stevens (1978)

07

96 08 ALEVINOS PERALTA BARRETO

Universidad de La Salle 2009

Fuente Los autores

71

Figura 18Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn)

Fuente los autores

057

061

065

069

073

077

081

0 2 4 6 8 10 12

CL

50-9

6(m

g Z

n L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Zn L)

CL 50-96 (mg Zn L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Zn L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Zn L) SUPERIOR

72

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del cinc (Zn)

Liacutemite inferior 06 mgL

CL50-96 07 mgL

Liacutemite superior 08 mgL

Al analizar la carta de control (Tabla 20) y la Figura 19 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados de cinc (Zn) se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (06 - 08) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96 hallada

en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cinc (Zn) mg ZnL 07 001 2

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de CL50-96 en la carta de control de cinc (Zn) con los valores de CL50-96 del decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 hallado en esta investigacioacuten 07 mgL comparado con el del decreto CL50-96 = 001 mgL es superior con una diferencia de 07 y con el acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 2 mg L es inferior con un diferencia de 13 mgL

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO

Para la realizacioacuten de las pruebas con el vertimiento puro se realizoacute un procedimiento para subir el pH desde 19 hasta 66 unidades de pH con hidroacutexido de sodio 1 N al momento de preparar las diferentes diluciones el vertimiento debiacutea ser homogenizado debido a que el hidroacutexido de sodio precipitaba la solucioacuten

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

73

De esta manera se garantizan las condiciones originales de concentracioacuten del vertimiento crudo y el pH necesario (cercano a neutro) para la realizacioacuten de las pruebas y garantizar que fueran los compuestos toacutexicos del vertimiento de cincado los que realmente causaron la mortalidad de los peces y no el pH

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento Crudo

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento Crudo (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Se realizaron 5 pruebas preliminares con el vertimiento que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 23 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (001 ndash 10)

Basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (007 - 05) del Vertimiento Crudo es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 - 100) como se puede observar en la Tabla 24 Se realizaron 5 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo F

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Crudo

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 25) de las cinco pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos

74

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Vertimiento Crudo

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento Crudo (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Fuente los autores

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento Crudo

El resultado de este porcentaje de CL 50 representa la toxicidad combinada de distintos toacutexicos que se encuentran el Vertimiento Crudo y se involucran en el proceso de cincado el cual magnifica el efecto nocivo

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Vertimiento Crudo

FECHA f

calculado f teoacuterico

1-Jun-09 364

26

(1) 02 JUN 2009 469

(2) 02 JUN 2009 611

8-Jun-09 285

9-Jun-09 532

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

75

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo

Fecha CL 50-96 (

Vertimiento Crudo L)

Liacutemite de confianza al 95 ( Vertimiento Crudo

L)

Inferior Superior

1-Jun-09 024 018 028

(1) 02 JUN 2009

020 016 026

(2) 02 JUN 2009

022 019 026

8-Jun-09 026 019 031

9-Jun-09 020 017 024

PROMEDIO 023 018 027 Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute maacutes de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 018 vertimiento L

CL50-96 023 vertimiento L

Liacutemite superior 027 vertimiento L

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al Vertimiento Crudo durante todas las pruebas realizadas

Al analizar la carta de control (Tabla 26) y la Figura 20 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados del Vertimiento () se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (020 - 026) sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Estos resultados se presentan en porcentaje () y para dar un poco de eacutenfasis en los metales en estudio cobre (Cu) y cinc (Zn) en el Anexo K se podraacuten consultar la cartas de control para cada uno de ellos donde se observa el comportamiento individual haciendo una correlacioacuten entre la concentracioacuten inicial de cada uno con el porcentaje de vertimiento aunque sin tener en cuenta la magnitud y el volumen de cada uno aunque seguacuten el anaacutelisis del proceso productivo se sabe que en cinc es mucho mas representativo debido a que el proceso productivo es de cincado

76

Figura 19 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento

Fuente los autores

016

018

02

022

024

026

028

0 1 2 3 4 5 6

Co

ncen

tracioacute

n V

ert

imie

nto

C

rud

o (

)

nuacutemero de prubeas

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L)

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) Promedio

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) INFERIOR

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) SUPERIOR

77

Los porcentajes encontrados en las pruebas definitivas fueron pasados a mgL usando los resultados de la caracterizacioacuten de Cu y Zn cuyos valores se pueden encontrar en el Anexo K

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y Legislacioacuten Antigua y Nueva

Paraacutemetro

Concentracioacuten Vertimiento

CRUDO proceso de

cincado

Concentracioacuten Vertimiento TRATADO proceso de

cincado

Unidades Remocioacuten

()

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (mgL)

Res 3957 de

2009 (mgL)

dagger

Cobre (Cu)

49 01 mg CuL 9795 01 025

Cinc (Zn) 550 039 mg ZnL 9993 001 2

Fuente los autores

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO TRATADO

Los resultados de las pruebas con el vertimiento tratado no muestran ninguacuten dato significativo en cuanto a la dosis letal se refiere lo que demuestra la eficiencia del tratamiento (clarifloculador + intercambiador ioacutenico) como se muestra en la tabla 28

No se presentoacute mortalidad en el vertimiento tratado debido a la gran eficiencia que presentaron las unidades de clarifloculador + intercambiador ioacutenico como se muestra en la tabla 27

Como se observa en la tabla la eficiencia de remocioacuten fue muy alta y por este motivo no se presentan muertes en las pruebas del vertimiento tratado

Lo que siacute se aprecia es la inconsistencia de la mayor permisividad de la legislacioacuten con respecto a la antigua aunque este tema se sale de contexto es la responsabilidad como Ingenieros Ambientales y Sanitarios nombrar este aspecto Se realizaron cinco (5) pruebas preliminares con el vertimiento pero no se observo que la mortalidad estuviera entre el (0 ndash 100) En la Tabla 28 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (10 ndash 100)

dagger Cobre (Cu) y Cinc (Zn) Totales

78

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Tratado

Al observar Fc vs Ft (tabla 29) de las tres primeras pruebas realizadas se puede decir que Fc gtgtgt Ft lo que comprueba que despueacutes del tratamiento no hay muertos y por eso el fc da muchiacutesimo mayor que el f teoacuterico

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las 96 horas del Vertimiento tratado

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Y al observar las dos uacuteltimas pruebas el Fc lt Ft lo cual nos indica que los datos de la prueba son inconsistentes

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

FECHA f

calculado f teoacuterico

16-Jun-09 65535 26

19-Jun-09 65535

28 23-Jun-09 65535

(1) 07 JUL 2009 06

(2) 07 JUL 2009 06

Fuente los autores

79

La CL50-96 posible para el vertimiento tratado por deduccioacuten es mayor al 100 del vertimiento tratado y se hace un estimativo habiendo una correlacioacuten entre la carga antes del tratamiento con el de la CL50-96 del vertimiento Crudo y carga despueacutes del tratamiento nos dariacutea un estimativo de 233

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado

El agua que se usoacute para la caracterizacioacuten fisicoquiacutemica fue la del vertimiento de una empresa de cincado que es descargada en un tanque de igualacioacuten de 5m3 de donde se realizoacute un muestreo puntual

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el 27 de abril de 2009

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 49 mg CuL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 550 mg ZnL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 188 de pH SM 4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 20 ordmC SM 2550 B Termoacutemetro

OD ND mgL SM 4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 142 NTU SM 2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

Los paraacutemetros cobre (Cu) y cinc (Zn) se enviaron al Laboratorio Ivonne Bernier certificado por el IDEAM para su anaacutelisis (Anexo J) y los anaacutelisis de pH turbiedad oxiacutegeno disuelto (OD) temperatura se analizaron in situ y en el laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria de la Universidad de La Salle

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento Crudo

CL50-96 = 023 del Vertimiento Crudo

Este anaacutelisis se realizoacute con el fin de evaluar y clasificar el vertimiento del proceso de Cincado

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades toxicas

80

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 01 mg CuL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 0383 mg ZnL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 64 de pH SM

4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 18 ordmC SM Termoacutemetro

OD 51 mgL SM

4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 7 NTU SM

2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

cincadodeprocesodelefluentedelpromediocaudalQ

cincadodeprocesodelefluentedelmedialetalioacutenconcentracCL

QCL

UTToacutexicaaC

9650

9650

100)(arg

68891333322490

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

12543)688913331(LogIT

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 313 para el vertimiento crudo nos indica que la industria de cincado tiene una carga toacutexica MODERADA seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos de Escobar 1997

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento tratado

Asumiendo una CL50-96 del 100 para el vertimiento tratado

81

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

QCL

UTToacutexicaaC9650

100)(arg

33100

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

60210)31(LogIT

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

82

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 06 para el Vertimiento Tratado nos indica que la industria de cincado NO tiene una carga toacutexica seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos (ESCOBAR 1997) en su efluente y no representa ninguacuten riesgo para el medio ambiente y se comprueba esta afirmacioacuten porque en las pruebas toxicoloacutegicas no se murioacute ninguacuten pez inclusive con el 100 de la concentracioacuten

Se observa en la Figura 21 la diferencia de toxicidad entre el Vertimiento Crudo y el Tratado Figura 20 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado

Fuente los autores

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADO

Para el vertimiento de la industria de cincado se elaboroacute la Tabla 34 en la que se compararon las ventajas y desventajas de los posibles tratamientos que se podiacutean utilizar Estos tratamientos se escogieron como opciones debido a que presentaban altas eficiencias de remocioacuten de los metales pesados

Para la seleccioacuten del tratamiento se elaboroacute una matriz de priorizacioacuten Tabla 35 en la que se asignoacute una calificacioacuten de 1 a 5 a las diferentes caracteriacutesticas de cada tratamiento Tabla 36 estas calificaciones fueron dadas teniendo en

0

05

1

15

2

25

3

35

Crudo Tratado

Ran

go

s d

e in

dic

es T

oxic

oloacute

gic

os

Efluentes

3125

06021

83

cuenta las ventajas y desventajas de cada alternativa y las caracteriacutesticas propias de la industria

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas

Tratamiento Ventajas Desventajas

Remocioacuten de metales

Co

nven

cio

nale

s

Precipitacioacuten quiacutemica

Control y mantenimiento

bull Es un sistema completamente cerrado que uno mismo puede operar y requiere poco mantenimiento Solo necesita la renovacioacuten de los quiacutemicos utilizados bull Es una tecnologiacutea con faacutecil disponibilidad de equipos y productos quiacutemicos Costos

bull Los quiacutemicos que se usan para el tratamiento son muy baratos especialmente la cal Aacuterea

bullAacutereas pequentildeas

Riesgos ocupacionales

bull Trabaja con quiacutemicos corrosivos lo que incrementa los problemas de salud en los operadores Impacto ambiental bull Maneja quiacutemicos especialmente la cal que incrementa el volumen de lodos en un 50 Control y mantenimiento bull Es necesario transportar Grandes cantidades de quiacutemicos al sitio del tratamiento Costos

bull Los poliacutemeros pueden ser costosos

98 Cu 99 Zn

Oacutesmosis inversa

Eficiencia

bull Elimina un elevado porcentaje de todo tipo de contaminantes (iones orgaacutenicos piroacutegenos virus bacterias partiacuteculas coloides) Control y mantenimiento bull No necesita reactivos agresivos de limpieza mantenimiento miacutenimo bull Buen control de los paraacutemetros operativos bullEs un proceso faacutecilmente automatizado

Control y mantenimiento

bull Requiere mantenimiento frecuente para evitar saturacioacuten de la membrana bullRequiere de presiones muy altas para su funcionamiento bullMediana selectividad y tolerancia a cambios de pH bullBajo tiempo de vida con soluciones corrosivas bullEs necesario separar partiacuteculas insolubles o en suspensioacuten para evitar saturacioacuten de las membranas

97-99

84

Costos

bull Bajos costos de operacioacuten debido a la escasa necesidad de energiacutea Impacto ambiental

La recuperacioacuten de metales pesados es posible

Costos

Alto costo por remplazar la membrana

Intercambio ioacutenico

Eficiencia

bullAlta eficiencia para la remocioacuten de metales Impacto ambiental

bullEs posible la recuperacioacuten de metales por electroacutelisis

Control y mantenimiento

bull El efluente debe ser filtrado para remover partiacuteculas y aceites en suspensioacuten que pueden dantildear las resinas bullLa posible competencia entre metales pesados y otros cationes bullLas resinas no son muy tolerantes al cambio de pH bullLos materiales orgaacutenicos pueden envenenar la resina bullLa presencia de Ca Na y Mn disminuye su rendimiento debido a que pueden saturar la resina Costos

bull Alto costo de las resinas de intercambio ioacutenico bull Alto costo de los quiacutemicos utilizados para la regeneracioacuten de las resinas

95-98

No

co

nven

cio

nale

s

Teacutecnicas fitorremediadoras

(rizofiltracioacuten)

Costos

bull Utiliza plantas como bombas extractoras de bajo costo para depurar suelos y aguas contaminadas Impacto ambiental

bull Incrementa la actividad y poblacioacuten microbiana en el subsuelo que es la encargada de elevar la cantidad de carbono orgaacutenico

Control y mantenimiento

bullDepende de la profundidad de penetracioacuten de las raiacuteces bull Depende de tres factores para transportar los contaminantes desde la superficie externa hacia el interior de la planta por la raiz que son las propiedades del compuesto las condiciones ambientales y las caracteriacutesticas de la especie de planta

75-98

85

Impacto ambiental

bull Retarda el movimiento e intercepcioacuten de compuestos toacutexicos Impacto ambiental

bull Mejora la aireacioacuten del suelo por la liberacioacuten de oxiacutegeno a traveacutes de las raiacuteces de las plantas bull Promueve las trasformaciones de compuestos toacutexicos a compuestos con menor toxicidad

Humedales artificiales

Costos bull El costo de construccioacuten y mantenimiento es menor al de otras opciones de tratamiento bull Las variaciones de caudal no afectan el funcionamiento Impacto ambiental bull El manejo de quiacutemicos no es requerido bull No hay generacioacuten de olores bull Facilita el reciclaje y la reutilizacioacuten del agua

Aacuterea bull Requieren generalmente grandes extensiones de terreno en comparacioacuten con tratamientos convencionales Eficiencia bull El rendimiento del sistema puede ser menos constante al de un proceso convencional Control y mantenimiento bull Los componentes bioloacutegicos son sensibles a sustancias como el amoniaco y los pesticidas que llegan a ser toacutexicos bull Requiere una miacutenima cantidad de agua para que sobrevivan no soportan estar completamente secos bull Los disentildeos oacuteptimos del sistema no se han desarrollado

98 Zn 71 Cu

Fuente los autores

La alternativa que se seleccionoacute fue la precipitacioacuten quiacutemica debido a que comparada con las demaacutes es relativamente econoacutemica no ocupa una gran aacuterea a diferencia de los humedales artificiales es faacutecil su control y mantenimiento y aunque genera impacto ambiental por la generacioacuten de lodos esto se puede controlar dependiendo del tipo coagulante a utilizar

Para la implementacioacuten de la precipitacioacuten quiacutemica como unidad piloto de tratamiento se disentildeo un clarifloculador que es una unidad de forma ciliacutendrica con forma de tolva en la parte inferior que coagula flocula y sedimenta al mismo tiempo

86

El clarifloculador necesita otras unidades complementarias para su funcionamiento tales como un tanque de neutralizacioacuten (pozo de bombeo) para mantener las condiciones oacuteptimas de pH y bombas dosificadores conectadas a tanques donde se preparan soluciones con las dosis oacuteptimas de coagulantes y floculantes Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento

Tratamiento

CARACTERIgraveSTICAS

TOTAL AacuteREA INVERSIOacuteN

CONTROL Y MANTENIMIENTO

IMPACTO AMBIENTAL

EFICIENCIA

Co

nven

cio

nale

s Precipitacioacuten

quiacutemica 3 3 3 3 3 15

Oacutesmosis inversa 3 1 2 3 4 13

Intercambio ioacutenico

4 1 1 3 4 13

No

co

nven

cio

na

les

Teacutecnicas fitorremediadoras

1 3 3 4 3 14

Humedales artificiales

1 3 3 4 3 14

Fuente los autores

Tabla 36 Rango de calificacioacuten

Calificacioacuten Criterio de seleccioacuten

5 Oacuteptimo

1 Menos conveniente

Fuente los autores

71 TEST DE JARRAS

En la realizacioacuten del test de jarras se plantearon dos opciones de sustancias a utilizar como coagulantes el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) y el sulfato de aluminio de las cuales se escogioacute el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) debido a que sedimenta mas raacutepido el precipitado forma mejor tamantildeo de los floculos y tiene un mejor nivel de remocioacuten de metales54

54 SOTO REGALADO Eduardo LOZANO RAMIREZ Tomas BARBARIacuteN CASTILLO Juan Manuel

ALCALAacute RODRIGUEZ Monica ldquoRemocioacuten de metales pesados en aguas residuales mediante agentes

87

Las dosis oacuteptimas de coagulante se determinaron a partir de un test de jarras empleando Cloruro Feacuterrico (FeCl3) como se muestra en la Tabla 37

Tabla 37 Resultados del test de jarras

Paraacutemetros

medidos Concentraciones

Productos Quiacutemicos

Anaacutelisis

Jarra 1

pH = 7

Turbidez= 14 N TU

Color= 40 mgl Pt Co

50mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 5ml

El precipitado fue miacutenimo con un sobrenadante de

color verde claro

Jarra 2

pH = 75

Turbidez =10 NTU

Color= 36 mgl Pt Co

100mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 10ml

Se precipitoacute una parte de los soacutelidos quedando el agua de un color verde

claro

Jarra 3

pH = 7

Turbidez= 6 NTU

Color= 30 mgl Pt Co

150mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 15ml

Se formaron Flocs pero no se alcanzoacute a precipitar

completamente quedando soacutelidos suspendidos en el

agua

Jarra 4

pH= 8

Turbidez= 4 NTU

Color= 21 mgl Pt Co

200mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 20ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y

el sobrenadante quedoacute transparente

Jarra 5

pH= 83

Turbidez= 6 NTU

Color= 20 mgl Pt Co

250mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 25ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y el sobrenadante quedoacute con

un color verde claro

Fuente los autores

Se encontroacute que la jarra 4 que es donde el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) se aplicoacute en una concentracioacuten de 200 mg L a un pH de 8 es en la que se produce mayor precipitacioacuten o mas clarifica el agua escogiendo esta como la dosis mas apropiada

quiacutemicosrdquo Departamento de ingenieriacutea quiacutemica de la facultad de ciencias quiacutemicas UANL Vol VII No 23 Meacutexico 2004

88

Se utilizoacute como floculante un polielectrolito anioacutenico en una concentracioacuten lt 1 mgL

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO

CRITERIOS DE DISENtildeO

Velocidad ascensional

Tasa de sedimentacioacuten

Volumen de almacenamiento de lodos

Tiempo de retencioacuten

Caudal de disentildeo

Gradiente de mezcla

En el disentildeo se incluyeron los gradientes de velocidad (Empiacutericos) hidraacuteulico para la mezcla raacutepida y la mezcla lenta (Tabla 38)

Tabla 38 Gradientes de velocidad

Mezcla raacutepida (200- 1000) s-1

Mezcla lenta (5-100) s-1

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador

Velocidad de Floculacioacuten

Entre 15 y 45 cms Sedimenta por debajo de los 10 cms y rompe por encima de los 70cms

Tiempo de Floculacioacuten

Si tiene alto color y turbiedad de 15 a 30 min

Si tiene bajo color y turbiedad de 30 a 45 min

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Para el disentildeo del clarifloculador no se usoacute el caudal de vertimiento de la industria (3 m3 diacutea aprox) sino uno bastante menor de 1 Lmin teniendo en cuenta que era un ensayo piloto La hoja de caacutelculo se muestra en la Tabla 40

El clarifloculador disentildeado es angosto de apenas 24 cm y con una altura de 15 m sin contar la tolva de lodos esto se debe a que es una unidad piloto

Este clarifloculador se disentildeo inicialmente con un cono de mezcla raacutepida en el interior utilizando valores empiacutericos entre (30 ndash 60) segundos pero debido a que las dimensiones halladas en el disentildeo fueron miacutenimas se decidioacute sustituirlo

89

por una caja de mezcla raacutepida que va conectada a un ldquofeed wellrdquo que conduce el liacutequido hacia una tolva de lodos ubicada en la parte inferior del clarifloculador en donde se reduce la velocidad debido al cambio de diaacutemetro y se realiza la mezcla lenta

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador

DISENtildeO DEL CLARIFLOCULADOR (1)

Paraacutemetros Valor Unidad

Tiempo de retencioacuten 40 min

Tiempo de retencioacuten 2400 seg

Caudal(Q) 1 Lmin

Caudal(Q) 166 E-05 m3s

Volumen total 004 m3

Velocidad ascensional mayor 120 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional mayor 00014 m3m2-seg

Aacuterea menor 0012 m2

Diaacutemetro menor 012 m

Velocidad ascensional menor 30 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional menor 000035 m3m2-seg

Aacuterea mayor 0048 m3m2-seg

Diaacutemetro mayor 025 m

Altura(h) 0062 m

Altura tolva intermedia(h2) 011 m

Aacutengulo 30 grados

Aacutengulo 052 radianes

Tiempo de retencioacuten del cilindro

60 min

Tiempo de retencioacuten del cilindro

3600 seg

90

Volumen total del cilindro 006 m3

Altura total del cilindro 125 m

Altura total del cilindro( con un borde libre del 20 )

150 m

DISENtildeO DE LA TOLVA (2)

Aacutengulo 1 30 grados

Aacutengulo 1 052 radianes

a 0037 m

Altura de la tolva (b) 0064 m

Ht (Altura total del clarifloculador)

167 m

CONO DE MEZCLA INTERNO(3)

velocidad 002 ms

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Volumen total 00005 m3

Aacuterea 000083 m2

Diaacutemetro mayor 0033 m

Diaacutemetro menor(10 del diaacutemetro mayor del

clarifloculador) 0012 m

Aacutengulo 1 45 grados

Aacutengulo 2 0785 radianes

Altura (h1) 0022 m

Aacuterea mayor 000083 m

Aacuterea menor 000012 m

Altura del cilindro interior 0047 m

Fuente los autores

Adicional a este tratamiento para lograr una mayor eficiencia se complementoacute con unas resinas de intercambio ioacutenico daacutendole un muy alto porcentaje de

91

remocioacuten como se muestra a continuacioacuten en la Figura 22 Esquema del disentildeo piloto

Figura 21 Esquema del disentildeo piloto

Fuente los autores

ARRANQUE DE LA UNIDAD DE TRATAMIENTO

1 Caracterizacioacuten del agua del vertimiento de la industria 2 Realizacioacuten del test de jarras para determinar las dosis de coagulantes y

floculantes a aplicar 3 Limpieza de la unidad 4 Llenado del pozo de bombeo 5 Realizacioacuten de las pruebas hidraacuteulicas para detectar fugas o dantildeos en

los accesorios

92

8 CONCLUSIONES

Los resultados reflejan que la sensibilidad de las truchas arco iris (Oncorhynchus mykiss) fue la misma en todas las pruebas con el toacutexico de referencia (K2Cr2O7) Cobre (Cu) Cinc (Zn) y el Vertimiento crudo Al analizar los valores de CL50-96 de las cartas de control y las graacuteficas se observa la tendencia de los valores hacia el promedio de las CL50-96 halladas ademaacutes de no sobrepasar los liacutemites superior e inferior promedio

La CL50-96 promedio para la prueba de sensibilidad con K2Cr2O7 que se obtuvo fue de 596774 mg K2Cr2O7 L

Al comparar el resultado de sensibilidad del K2Cr2O7 = 596774 mg K2Cr2O7 L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales y hechos en el mismo laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle se observoacute que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad del resultado obtenido

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Cu que se obtuvo fue de 00662 mg Cu L

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Zn que se obtuvo fue de 07036 mg Zn L

Al comparar los resultados de cobre Cu = 00662 mg Cu L y cinc Zn = 07036 mg Zn L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales se observo que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad de los resultados obtenidos

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con el Vertimiento Crudo nos arrojoacute un resultado de 02249 Vertimiento crudo L

La determinacioacuten de las concentraciones letal media (CL50) para las sustancias de estudio el cobre (Cu) y el cinc (Cu) son de gran utilidad para utilizarlos como criterios de calidad ambiental

Se ampliara el conocimiento sobre los efectos del cobre y del cinc en los ecosistemas acuaacuteticos lo que permitiraacute fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental sobre los vertimientos industriales

A pesar del limitado alcance de la informacioacuten proveniente de los ensayos de toxicidad para su extrapolacioacuten a escala ambiental los estudios con organismos en laboratorio en condiciones controladas y estandarizadas para la evaluacioacuten de respuestas han venido siendo las fuentes de informacioacuten predominantes para la evaluacioacuten ecoloacutegica de los efectos de los contaminantes toacutexicos

93

Para los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de los metales de estudio realizados al vertimiento crudo de la industria de cincado se obtuvieron los siguientes resultados cinc (Zn) 550 mg Zn L encontrando una concentracioacuten alta cobre (Cu) 49 mgL Turbidez 142 NTU y un pH de 188 mg L muy aacutecido los resultados de estos paraacutemetros son debido a la naturaleza proceso productivo

Para el tratamiento las eficiencias obtenidas fueron las siguientes cobre (Cu) 97 y cinc (Zn) 99 observando un alta remocioacuten pero debido a una carencia de tecnificacioacuten y poliacuteticas de produccioacuten maacutes limpia en el proceso productivo no se alcanzan a remover las cargas contaminantes incumpliendo algunas de las normas para vertimientos

Para el tratamiento la concentracioacuten de cobre (Cu) del efluente tratado fue de 01 mg CuL cumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (01 mg CuL) justo y de igual manera con la Res 3957 de 2009 (025 mg CuTotalL) 24 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

Para el tratamiento la concentracioacuten de cinc (Zn) del efluente tratado fue 0383 mg ZnL incumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (001 mg CuL) 38 veces por encima de la norma y cumpliendo con la Res 3957 de 2009 (2 mg ZnTotalL) 5 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

La CL50 ndash 96 que se determinoacute al vertimiento crudo de la industria fue de 02 demostrando que es toacutexico inclusive en concentraciones muy bajas

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento crudo fue de 3125 representando una carga toacutexica considerable

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento tratado fue de 06021 demostrando que no hay carga toacutexica debido a que estaacute fuera de rango sentildealando la eficiencia del tratamiento

Los resultados obtenidos en este estudio fueron realizados en el laboratorio bajo condiciones controladas (fotoperiacuteodo temperatura oxiacutegeno pH nutrientes) y no son representativos de todo el ecosistema acuaacutetico

94

9 RECOMENDACIONES

Para la consecucioacuten y una buena realizacioacuten de un bioensayo se requiere que la especie a utilizar este disponible en el mismo sitio donde se va realizar la prueba toxicoloacutegica

Al realizar bioensayos se deben garantizar todas las condiciones oacuteptimas de manutencioacuten de la especie que se esteacute trabajando para garantizar que las condiciones del ensayo y que sus resultados son los esperados por la exposicioacuten al toacutexico y no por alguna condicioacuten externa al bioensayo

El recinto experimental que se destine para la realizacioacuten de los bioensayos solo debe ser usado para este fin para evitar cualquier alteracioacuten externa sobre los resultados de las pruebas

La limpieza en los acuarios y peceras debe ser haacutebito para evitar interferencias en los resultados y la supervivencia de la trucha

Utilizar las evaluaciones toxicoloacutegicas junto con el anaacutelisis quiacutemico debido a que son herramientas complementarias para evaluar monitorear y controlar la contaminacioacuten que pueda alterar o impactar de alguna manera el entorno y la biocenosis es una ventaja para la precisioacuten de los diagnoacutesticos ambientales

La cooperacioacuten entre la academia y la industria privada es vital para formar alianzas donde se promueva el apoyo mutuo para el desarrollo de proyectos de caraacutecter ambiental logrando un desarrollo concertado entre los actores de la sociedad y de esta manera lograr una construccioacuten de sociedad mas amable

Al saber el gran impacto que causa en el ambiente los vertimientos y emisioacuten de contaminantes como los metales pesados (Cu y Zn) en el medio ambiente que podriacutean llegar a afectar la salud humana (egoceacutentricamente hablando) se debe reflexionar sobre iquestcomo ser un consumidor responsable Y no dejarnos influenciar por lo medios de comunicaciones masivos los cuales nos inculcan necesidades ficticias que causan el detrimento ambiental y mayor presioacuten sobre los recursos

Los resultados obtenidos de los ensayos de toxicidad deben ser nuevamente evaluados a traveacutes de estudios de campo pues en condiciones de laboratorio se obtienen unos resultados que al ser llevados a un ecosistema real se pueden validar los valores de las dosis letales obtenidas o no

Para mantener las truchas arcoiacuteris domesticas (Oncrhynchus mykiss) en cautiverio se requiere mucho tiempo y dedicacioacuten para controlar todas las variables que podriacutean llegar a afectar su bienestar

95

La ecologiacutea de poblaciones debe conectar informacioacuten toxicoloacutegica con modelos poblacionales para predecir efectos a esa escala

Es necesario realizar frecuentes caracterizaciones fisicoquiacutemicas al vertimiento de la industria de cincado ya que diariamente los procesos realizados variacutean e igualmente las caracteriacutesticas del mismo

96

10 BIBLIOGRAFIacuteA

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10 CETESB Anaacutelisis estadiacutestico de resultados de pruebas de toxicidad aguda L5017 1992

97

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12 CHAPMAN amp STEVENS (1978)

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17 COPPOLA Linda Rochester Institute of Technology 2000 [web en liacutenea] [con acceso el 19 de Enero de 2009] Disponible desde Internet en wwwgramaticabizgramaticareferencias-bibliograficashtml

18 CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

19 DAMERON C Copper

20 DIacuteAZ-BAacuteEZ Mariacutea BUSTOS L Martha ESPINOSA R Adriana Pruebas de toxicidad acuaacutetica fundamentos y meacutetodos Ed Universidad Nacional de Colombia Bogotaacute Unibiblos - U Nal Colombia 2004 ISBN 9587013859 9789587013856 116 paacuteginas

21 DIacuteAZ B Maria C SOBRERO Cecilia PICA G Yolanda Capiacutetulo 6

Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS

98

TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA (Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

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28 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

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30 Howarth amp Sprague 1978

31 ICONTEC Trabajos escritos presentacioacuten y referencias bibliograacuteficas Contacto Grafico Bogotaacute D C 2008 23 p

99

32 Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica Diccionario de la Biodiversidad [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

33 IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada) ha hecho algunos intentos de llegar a una definicioacuten desambigua de valencia La versioacuten actual adoptada en 1994

34 JIMEacuteNEZ Blanca E La contaminacioacuten ambiental en Meacutexico causa efectos y tecnologiacutea apropiada Meacutexico Limusa Colegio de Ingenieros Ambientales de Meacutexico A C Instituto de Ingenieriacutea de la UNAM y FEMISCA 2001 926 p

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36 LENNTECH Agua residual amp purificacioacuten del aire Holding BV

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37 Mac-QUHAE Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa (Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH) Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

38 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of

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39 MONGE P Luis ALVAREZ P Monica Determinacioacuten de la Concentracioacuten Letal Media (CL50-48) de cromo y cobre en daphnia magna para el vertimiento de una industria de galvanotecnia y propuesta de pre-tratamiento para la disminucioacuten de la toxicidad de dicho vertimiento Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2008 132 p

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41 MATIAS P Carolina DURAN P Alejandra Determinacioacuten de la CL50-96

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100

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42 MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea de Buenas Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

43 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe)

44 PAULY Daniel Ictiologiacutea [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpfilamanuni-kieldeManualSpanishfishbaseichthyology00002628htm

45 PEacuteREZ CARRERA Alejo FONTECOBA Cintia GRASSI Diego y FERNAacuteNDEZ CIRELLI Alicia ldquoEficiencia De Plantas Acuaacuteticas Para La Biorremediacioacuten De Aguas Contaminadas Con Elementos Toacutexicosrdquo Buenos Aires CONAGUA 2007 [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httphydriawebcomarkbentry67

46 PERALTA BARRETO 2009

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101

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52 TONGARIRO NATIONAL TROUT CENTRE [web en liacutenea] Taupo for Tomorrow lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

53 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

54 USEPA

55 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de

Toxicologiacutea Medioambiental Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

56 VELOZA M Bernardo TRIANA C Walter ldquoUtilizacioacuten del hongo

phanerochaete chrysosporium para la remocioacuten de cianuro en reactores de carga secueacutenciales para la industria de recubrimientos electroliacuteticos (galvanoteacutecnia)rdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 76 p

57 ZAFRA P Angelica RODRIGUEZ M Gabriela ldquoDisentildeo de una unidad piloto compacta para la remocioacuten de metales pesados (zn ni cu) presentes en agua residual de la industria challenger sa empleando humedales subsuperficiales con tres especies de vegetacioacutenrdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 120 p

102

ANEXOS

103

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO

ANAacuteLISIS PROBIT

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FACULTAD DE INGENIERIacuteA

AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL MEacuteTODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo matemaacutetico 4 Procedimiento 5 Bibliografiacutea 6 Anexo I Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

Anexo II Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

Anexo II Determinacioacuten del Chi-cuadrado (X2)

Anexo III Factor (p) para el Probit calculado (Y)

1 OBJETIVO

Evaluar los resultados de los ensayos por medio de un modelo estadiacutestico

2 DEFINICIONES

Concentracioacuten La concentracioacuten es la magnitud fiacutesica que expresa la cantidad de un elemento o un compuesto por unidad de volumen

Dosis Contenido de principio activo expresado en cantidad por unidad de volumen o de peso

Efecto Consecuencia positiva o negativa de la ocurrencia de un evento debido a una causa

Modelo Conceptualizacioacuten teoacuterica de un evento un proyecto una hipoacutetesis el estado de una cuestioacuten que se representa como un esquema con siacutembolos descriptivos de caracteriacutesticas y relaciones maacutes importantes con un fin ser sometido a modelizacioacuten como un disentildeo flexible que emerge y se desarrolla durante el inicio de la investigacioacuten como una evaluacioacuten de su relevancia

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FACULTAD DE INGENIERIA

AMBIENTAL Y SANITARIA

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LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Toxicidad aguda Tiene por objeto determinar los efectos de una dosis uacutenica y muy elevada de una sustancia Usualmente el punto final del estudio es la muerte del animal y la toxicidad aguda para este caso de estudio se expresa por la dosis letal 50 que viene a representar maacutes o menos la dosis de la sustancia que produce la muerte en el 50 de los organismos

Probit Modelo estadiacutestico que analiza las pruebas de toxicidad El meacutetodo consiste en la aplicacioacuten de correlaciones estadiacutesticas para estimar las consecuencias desfavorables sobre una poblacioacuten a los fenoacutemenos fiacutesicos peligrosos nos da una relacioacuten entre la funcioacuten de probabilidad y una determinada carga de exposicioacuten

3 PRINCIPIO DEL MODELO MATEMAacuteTICO

En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten de un modelo lineal

Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d)) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal como se muestra en la figura 1 de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Figura 1 Relacioacuten dosis-respuesta

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit (buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco unidades) se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

bxay

Donde

y (expresado en unidades Probit) = z + 5

z= Variable normal estaacutendar = zO tal que la Prob (z le zO) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros de la recta de regresioacuten

Asi cuando p= 50 entonces y = 5 por lo tanto

X5= log10 CL50 entonces CL50 = 105

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Para facilitar los caacutelculos simplemente se puede usar un software como el suministrado por la US Environmental Protection Agency (US EPA) Probit Analysis Program El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten

4 PROCEDIMIENTO Para el caacutelculo de la CL50-96 por este meacutetodo es necesario contar por lo menos con dos porcentajes intermedios del efecto esperado (valores entre 0 y 100) Con los resultados obtenidos en los ensayos de toxicidad aguda con Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se debe construir una tabla que contenga los siguientes datos

Concentracioacuten de la sustancia ensayada en

Logaritmo en base 10 de las concentraciones (x)

Numero de organismos en cada concentracioacuten

Nuacutemero de organismos muertos en cada concentracioacuten (r)

Porcentaje de mortalidad en cada concentracioacuten (P)

Probit empiacuterico (PE)

Probit esperado o calculado (Y)

Los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla del anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

Tabla 1 Caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de

muertos (r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

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Versioacuten 0

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten Asiacute los valores del Probit esperado o calculado (Y) para cada concentracioacuten podraacuten ser calculados utilizando la siguiente expresioacuten

S

mxY 5

Una vez calculados se colocan en la columna correspondiente de la tabla 1 La prueba de hipoacutetesis utilizada para establecer la asociacioacuten entre la

concentracioacuten de la sustancia toacutexica y la respuesta en unidades probit es la prueba de CHI-cuadrado (X2) Los datos para el caacutelculo de este valor se colocan en una tabla 2 (anexo C) de la siguiente forma

Concentracioacuten de la sustancia estudiada en

Logaritmo decimal de la concentracioacuten (x)

Probit calculado o esperado (Y)

Numero de organismos (N)

Mortalidad observada (r)

Porcentaje de efecto esperado (P)

La mortalidad esperada (NP) se calcula multiplicando (N) por (P) El caacutelculo de la desviacioacuten de la mortalidad se obtiene hallando la diferencia entre la mortalidad observada y la esperada La contribucioacuten al Chi cuadrado de cada uno de los valores se calcula

)1()( 2 PNPNPr

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Y para el caacutelculo de los grados de libertad (n)

2Kn

donde K es el nuacutemero de concentraciones utilizadas

Con los datos obtenidos de realiza la siguiente tabla 3 para el calculo del intervalo de confianza

Tabla 3 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) X2

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

417 Inicialmente se construye una tabla en la cual se incorporen los siguientes datos

Logaritmo decimal de las concentraciones (x)

Numero de organismos por concentracioacuten (N)

Probit esperado o calculado (Y)

Factor p el cual se obtiene de la tabla 4 del Anexo C con el valor Y

Productos Np Npx y Npx2 obtenidos de los datos de la misma tabla

Sumatoria de los productos correspondientes a los valores SNp SNpx y S Npx2

Factor p debe ser obtenido en la tabla entrando el valor de Probit calculado

Producto Np resultante de la multiplicacioacuten de los valores de nuacutemero de organismos por el factor p y su respectiva sumatoria

Producto Npx resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de las concentraciones con su respectiva sumatoria

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

Producto Npx2 resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de la concentracioacuten con su respectiva sumatoria

Con todos los datos se obtiene la siguiente tabla 5

Tabla 5 Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem De organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

Al tener la CL50 y no olvidando que el intervalo de confianza es 95 tendremos la concentracioacuten letal con sus limites inferior y superior respectivamente

Para el desarrollo de esta investigacioacuten se adquirioacute el Software de Probit el cual determinar la CL50-96 y los liacutemites de confianza de forma mas raacutepida y su procedimiento es el siguiente

Se instala el programa en un computador que cuente con un software de Windows 98 en adelante creaacutendose una carpeta de Probit en el escritorio Dentro de esta carpeta quedaran registrados varios archivos se dirige al archivo con nombre PROBFIS2 y se da doble clic donde se abre una ventana de la siguiente manera

Da dos opciones para manejar el programa la (1) es para introducir los datos con el teclado la (2) para introducirlos en fila Es este paso se escribe (1) y sale

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 10 de 22

Versioacuten 0

Ahora se le da un nombre al archivo que se crea con los resultados que determina el programa asiacute

Ahora el programa pide que se inserten el numero de concentraciones sin el control numero de muertes en el control numero de organismos en el control asiacute

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Versioacuten 0

Ahora se procede a insertar los datos de las concentraciones comenzando por la concentracioacuten menor el numero de muertes en cada una y el numero de tratamientos asiacute

Asiacute sucesivamente hasta completar los datos de las 5 concentraciones Al terminar este paso se da enter y se cierra esta ventana en la carpeta de probit aparece un archivo con el nombre que se le designo a esa bateriacutea donde daraacute los resultaos de la CL50 son los limites de confianza

Este procedimiento se debe realizar para cada bateriacutea de ensayo quedaran registrados los resultados en su respectivo archivo

5 EJEMPLO

114

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Se realizoacute una prueba de toxicidad de la cual se obtuvieron los siguientes porcentajes de mortalidad

Ejemplo de caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de muertos

(r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

100 20 20 15 75 567 553

50 17 20 9 45 487 496

25 14 20 5 25 433 440

125 11 20 2 10 372 384

625 08 20 1 5 336 327

No se debe olvidar que los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla de anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CL50 Teniendo en este caso un m = 172 por lo tanto la CL50 = 525 mgl

En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

02

80

M

m

x

x

555

303

PE

PE

Si )()( PEPExXS

Siendo

xM = Mayor concentracioacuten

115

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Versioacuten 0

xm = Menor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

Tendremos

5330

)303555()8002(

S

S

Obteniendo asiacute la tabla del Chi-cuadrado (X2) como se observa en al Anexo E

Se remplaza en la ecuacioacuten los valores

325

2

n

Kn

En la tabla 4 se determina el valor de X2 para tres grados de libertad el valor obtenido es 782 al compararlo con el valor obtenido en la tabla se observa que

782 gt 0482

Por lo tanto la recta estaacute bien ajustada en caso contrario trazar nuevamente la recta y volver a calcular el Chi cuadrado

Tabla 57 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) x2

1 334

2 599

3 782

4 949

5 114

6 126

7 144

8 155

9 169

10 188

116

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Paacutegina 14 de 22

Versioacuten 0

Caacutelculo del intervalo de confianza

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

Asiacute se construye la grafica

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

20 20 553 0569 1138 2276 4552

17 20 496 0635 1270 2159 3670

14 20 440 0558 1116 1562 2187

11 20 384 0388 776 954 939

08 20 327 0194 388 310 248

(Σ)acute 4688 7161 11596

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50-96

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

01 20

05 20

1 20

15 20

2 20

(Σ)acute

En este caso seriacutea

S= 0533

117

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Paacutegina 15 de 22

Versioacuten 0

x= sumNpx sumNp= 1527

m= 172

sumNp= 4688 sumNpx= 7161 sumNpx2=11596

sumNp(x-x2) = Npx2 ndash (sumNpx)2sumNp = 6574

Sustituyendo estos valores en la expresioacuten

08750log 5010 CLEE

Asiacute el EE de CL50 seraacute

mCLEEEECL 10log10log 501050Donde

975110

08750log

3026210log

5010

m

CLEE

Sustituyendo los valores en la expresioacuten

963250EECL

Como la

143746329751

43844632975195

9751

50

50

al

EECLmeconfianzaIntervalod

CL

Por tanto la CL50 con los respectivos liacutemites seraacute

Limite inferior 419 ppm

CL 50 525 ppm

Limite Superior 631 ppm

118

Utilizando el Software con los datos de el ejemplo anterior seria

Al terminar de digitar los datos en el programa se cierra esta ventana y al abrir el archivo de nombre B los datos salen registrados de la siguiente manera

119

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Paacutegina 16 de 22

Versioacuten 0

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI osservati attesi 625 07959 20 1 068 1250 10969 20 2 220 2500 13979 20 5 528 5000 16990 20 9 973 10000 20000 20 15 1427 Controllo 20 0 000

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX (Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati) Intercetta (a) = 15801 Pendenza (b) = 19932 es = 03991 Media delle X = 15377 Media delle Y = 46451 CHI quadro = 04327 ALTRI PARAMETRI STATISTICI Numero di punti = 5 Gradi di liberthellip = 3 Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001 Numero di cicli = 1 ================================================================== END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI (95) inferiore superiore LC1 35373 07646 71428 LC50 519726 371407 844326

Como se observa tanto el meacutetodo manual como con el Software los resultados de la CL 50 y los limites de confianza son iguales

120

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Paacutegina 17 de 22

Versioacuten 0

6 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwmetodologia probithtm

httpwwwunizaresguiar1AccidentAn_conseProbithtm

ANEXO A

Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 - 267 295 312 325 336 345 352 359 366

10 372 377 382 387 392 396 401 405 408 412

20 416 419 423 426 429 433 436 439 442 445

30 448 450 453 456 459 461 464 467 469 472

40 475 477 480 482 485 487 490 492 495 497

50 500 503 505 508 510 513 515 518 520 523

60 525 528 531 533 536 539 541 544 547 550

70 552 555 558 561 564 567 571 574 577 581

80 584 588 592 595 599 604 608 613 618 623

90 628 634 641 648 655 664 675 688 705 733

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

99a 733 737 741 746 751 758 765 775 788 909

A Valores entre 99 0 y 99 9

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

121

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Paacutegina 18 de 22

Versioacuten 0

7 ANEXOS

ANEXO B

Figura 1 Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

ANEXO D

Tabla 4 Factor (p) para el Probit calculado (Y)

Y 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

1 0001 0001 0001 0002 0002 0003 0005 0006 0008 0011

2 0015 0019 0025 0031 0040 0069 0062 0076 0092 0110

3 0131 0154 0180 0208 0238 0264 0302 0336 0370 0406

4 0439 0471 0503 0532 0558 0583 0601 0616 0627 0634

5 0637 0634 0627 0616 0601 0589 0558 0532 0503 0471

6 0439 0405 0370 0336 0302 0269 0238 0208 0180 0154

7 0131 0110 0092 0076 0062 0059 0050 0031 0025 0019

8 0015 0011 0008 0006 0005 0003 0002 0002 0001 0001

122

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT Paacutegina 20 de 22

Versioacuten 0

ANEXO C

Tabla 2 Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos (r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

123

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 22 de 22

Versioacuten 0

ANEXO E

Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos

(r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

100 20 553 0705 20 15 141 09 019

50 17 496 0485 20 9 97 -07 009

25 14 440 0275 20 5 55 -05 006

125 11 384 0125 20 2 25 -05 011

625 08 327 0045 20 1 09 01 001

048

124

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS

VARIANZA

125

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

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LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 1 de 7

Versioacuten 0

CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo 4 Procedimiento 5 Ejemplo 6 Bibliografiacutea 7 Anexo A

1 OBJETIVO

Comparar si los valores de un conjunto de datos numeacutericos son significativamente distintos a los valores de otro o maacutes conjuntos de datos

2 DEFINICIONES

Variable conceptos que forman enunciados de un tipo particular denominado hipoacutetesis Las variables se refieren a propiedades de la realidad que variacutean es decir su idea contraria son las propiedades constantes de cierto fenoacutemeno

Variable Dependiente caracteriacutesticas de la realidad que se ven determinadas o que dependen

del valor que asuman otros fenoacutemenos o variables independientes

Variables independientes Los cambios en los valores de este tipo de variables determinan cambios en los valores de otra (variable dependiente)

Grados de libertad nuacutemero efectivo de observaciones que contribuyen a la suma de cuadrados en un ANOVA es decir el nuacutemero total de observaciones menos el nuacutemero de

datos que sean combinacioacuten lineal de otros

Hipoacutetesis Las hipoacutetesis son proposiciones provisionales y exploratorias sobre la veracidad o falsedad de un concepto una teoriacutea o un modelo con un alcance de trabajo de investigacioacuten por

simulacioacuten y con meacutetodos de campo o de laboratorio

1 PRINCIPIO DEL MODELO

El anaacutelisis de varianza parte de algunos supuestos que han de cumplirse

126

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 2 de 7

Versioacuten 0

La variable dependiente debe medirse al menos a nivel de intervalo

Independencia de las observaciones La distribucioacuten de la variable dependiente debe ser normal Homogeneidad de las varianzas

Los modelos de efectos aleatorios asumen que en un factor se ha considerado tan soacutelo una muestra de los posibles valores que eacuteste puede tomar estos modelos se usan para describir situaciones en que ocurren diferencias incomparables en el material o grupo experimental El ejemplo maacutes simple es el de estimar la media desconocida de una poblacioacuten compuesta de individuos diferentes y en el que esas diferencias se mezclan con los errores del instrumento de medicioacuten La teacutecnica fundamental consiste en la separacioacuten de la suma de cuadrados (SS sum of squares) en componentes relativos a los factores contemplados en el modelo

Como ejemplo mostramos el modelo para un ANOVA simplificado con un tipo de factores en diferentes niveles

(Si los niveles son cuantitativos y los efectos son lineales puede resultar apropiado un anaacutelisis de regresioacuten lineal)

SSTotal = SSError + SSFactores

El nuacutemero de grados de libertad (gl) puede separarse de forma similar y se corresponde con laforma en que la distribucioacuten chi-cuadrado describe la suma de cuadrados asociada

glTotal = glError + glFactores

1 PROCEDIMIENTO

Al realizar una prueba de toxicidad se pasan los datos correspondientes a la siguiente tabla 1

127

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 3 de 7

Versioacuten 0

Tabla 1 Formato de Datos de Prueba de Toxicidad

Tratamientos Observaciones Yi Yi Promedio

1 2 3 4

43 Se plantea la hipoacutetesis nula y la hipoacutetesis alterna

Ho micro1 = micro2 = micro3 = micron

H1 micro1 micro2 para alguacuten par

44 El tratamiento de anaacutelisis de varianza se hariacutea de acuerdo a las ecuaciones dadas en la tabla 2

Donde

N Nuacutemero total de observaciones N a n

n nuacutemero de observaciones en cada grupo

a numero de tratamientos

FV Fuente de varianza

SS Suma de cuadrados

GL Grados de libertad

Ms Cuadrados medios

Fc F calculado

Ft F tabulado

V1 a ndash 1

V2 N ndash a

128

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 5 de 7

Versioacuten 0

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

FV SS GL Ms Fc Ft

Tratamiento SSTTO a ndash 1

aNSS

aSS

E

TTO

1

F (V1 V2)

Error SSE N ndash a

aN

SS E

Total SST N ndash 1

45 Para obtener el SSTTO se debe reemplazar la siguiente formula

SSTTO = 5

1

22a

i N

Y

n

Yi

46 Para obtener el SST se debe reemplazar la siguiente formula

SST= 5

1

5

1

22

a

i

n

J

JN

YYi

47 Para obtener el SSE

SSE= SST - SSTTO

1a

SSTTO

129

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 6 de 7

Versioacuten 0

45 Al obtener el Fc lo comparamos el Ft el cual se encuentra en el libro Disentildeo y anaacutelisis de

experimentos Douglas C Montgomery (anexo A) para refutar o aceptar alguna hipoacutetesis

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

esto se hace asiacute Fc lt Ft Se acepta la Ho

1 EJEMPLO

De una prueba de toxicidad con trucha arco iris(Oncorhynchus mykiss) que se realizoacute en el laboratorio se obtuvieron los siguientes resultados

Tabla 1 Formato de datos de pruebas de toxicidad registro tomado a las 96 h

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

De la cual partimos de dos hipoacutetesis asiacute

Ho Las diferentes concentraciones producen el mismo efecto en todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones producen un diferente efecto en todos los organismos

130

Teniendo en cuenta que tenemos

Tratamientos 6

Observaciones 4

Total 24

Podemos construir la tabla 2 del anaacutelisis de varianza de la siguiente forma

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados Fc Probabilidad

Valor criacutetico para Ft

Entre grupos

108333333 5 216666667 410526316 317077E-

09 277285315

Dentro de los grupos

95 18 052777778

Total 117833333 23

Como podemos observar el Fc gt Ft por consiguiente se rechaza la hipoacutetesis nula y se acepta la hipoacutetesis alterna concluyendo que las diferentes concentraciones producen efectos distintos en los organismos prueba

2 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwestadisticocomartshtml20011022

httpwwwudcesdepmateestadistica2sec3_7html

httpeswikipediaorgwikiAnC3A1lisis_de_varianza

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

131

FACULTAD DE

INGENIERIA AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO DE

BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 7 de 7

Versioacuten 0

3 ANEXOS ANEXO A

Fuente Disentildeo y anaacutelisis

de experimentos Douglas

C Montgomery

132

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7)

133

ENSAYO 1

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (4FEB2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 1 1 0 2 10

40 0 1 0 2 3 15

60 3 3 2 0 8 40

80 1 2 5 1 9 45

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

134

ENSAYO 2

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (05NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 2 1 0 5 25

60 2 3 1 1 7 35

80 5 4 1 3 13 65

100 4 4 5 5 18 90

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos 6471 5 1294 1528 621 E-06 277

Dentro de los grupos 1525 18 085

Total 7996 23

135

ENSAYO 3

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 1 5 25

60 2 1 3 2 8 40

80 5 4 3 3 15 75

100 5 5 5 4 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7671 5 1534 4418 174 E-09 277

Dentro de los grupos

625 18 035

Total 8296 23

136

ENSAYO 4

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 3 1 2 1 7 35

80 3 2 5 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8088 5 1616 2986 409 E-08 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 9063 23

137

ENSAYO 5

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (14ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 3 2 1 1 7 35

80 5 5 4 5 19 95

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 1 0 1 5

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10083 5 2017 726 271 E-11 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 10583 23

138

ENSAYO 6

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 3 2 5 25

60 4 3 3 2 12 60

80 4 5 4 3 16 80

100 4 5 5 5 19 95

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

76 5 152 2189 450 E-07 277

Dentro de los grupos

125 18 069

Total 885 23

139

ENSAYO 7

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (04FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

140

ENSAYO 8

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (11FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8538 5 1708 3323 175 E-08 277

Dentro de los grupos

925 18 051

Total 9463 23

141

ENSAYO 9

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 2 1 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 5 2 4 4 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8521 5 1704 3958 427 E-09 277

Dentro de los grupos

775 18 043

Total 9296 23

142

ENSAYO 10

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (3MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 3 2 1 0 6 30

60 3 5 4 1 13 65

80 5 4 3 4 16 80

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 1 0 0 2 3 15

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7733 5 1547 1505 690 E-06 277

Dentro de los grupos

185 18 103

Total 9583 23

143

ENSAYO 11

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (10MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 1 2 2 3 8 40

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8083 5 1617 582 176 E-10 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 8583 23

144

ENSAYO 12

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 0 3 15

60 2 3 3 2 10 50

80 4 4 3 3 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8421 5 1684 6382 808 E-11 277

Dentro de los grupos

475 18 026

Total 8896 23

145

ENSAYO 13

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (31MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 0 3 15

60 2 2 3 0 7 35

80 3 5 3 4 15 75

100 5 5 4 5 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

803333333 5 160666667 321333333 22871E-08 277285315

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 893333333 23

146

ENSAYO 14

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (07ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 2 0 2 10

40 2 1 1 0 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 3 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7021 5 1404 2592 124 E-07 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 7996 23

147

ENSAYO 15

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (18ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 0 4 20

60 2 3 3 1 9 45

80 5 5 3 0 13 65

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7833 5 1567 1312 178 E-05 277

Dentro de los grupos

215 18 119

Total 9983 23

148

ENSAYO 16

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 1 2 0 5 25

60 2 2 4 3 11 55

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8133 5 1627 4505 148 E-09 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 8783 23

149

ENSAYO 17

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (28ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 2 5 25

60 3 3 4 2 12 60

80 4 5 3 5 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10533 5 2107 5834 172 E-10 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 11183 23

150

ENSAYO 18

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (6MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 2 1 6 30

60 2 4 3 0 9 45

80 5 2 3 5 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8738 5 1748 1414 107 E-05 277

Dentro de los grupos

2225 18 124

Total 10963 23

151

ENSAYO 19

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (12MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 2 3 2 2 9 45

80 3 5 5 5 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9933 5 1987 7947 125 E-11 277

Dentro de los grupos

45 18 025

Total 10383 23

152

ENSAYO 20

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (01DIC08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 0 2 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 4 4 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9288 5 1858 891

6 467 E-12 277

Dentro de los grupos

375 18 021

Total 9663 23

153

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

COBRE (Cu) UTILIZANDO SULFATO DE

COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O)

154

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (20FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 1 5 1

003 0 1 0 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 4 0 3 4 55 11

01 4 5 5 0 70 14

CONTROL 0 0 0 0 0 0

155

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (08ABR2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

005 2 1 0 0 15 3

006 1 3 4 2 50 10

007 3 1 4 4 60 12

009 4 3 4 3 70 14

01 5 5 4 4 90 18

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (30SEP2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 1 1 1 25 5

007 3 1 3 4 55 11

01 4 5 4 3 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

156

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA de Cu (07OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 0 0 5 1

005 1 2 0 1 20 4

007 3 1 2 4 50 10

01 4 3 4 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7433 5 1487 2817 647 E-08 277

Dentro de los grupos

95 18 053

Total 8383 23

157

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 2 0 1 2 25 5

007 2 5 2 5 70 14

01 4 4 5 5 90 18

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9221 5 1844 2414 214 E-07 277

Dentro de los grupos

1375 18 076

Total 10596 23

158

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 2 3 1 0 30 6

007 3 1 2 5 55 11

01 5 4 2 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7583 5 1517 14 114 E-05 277

Dentro de los grupos

195 18 108

Total 9533 23

159

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

160

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 0 3 0 25 5

007 3 2 1 3 45 9

01 4 3 4 5 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8633 5 1727 2703 894 E-08 277

Dentro de los grupos

115 18 064

Total 9783 23

161

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 1 0 0 2 15 3

007 1 4 2 0 35 7

01 5 5 4 3 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 456 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

162

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 0 1 2 0 15 3

007 4 0 2 1 35 7

01 3 5 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

163

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 1 0 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 5 4 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

164

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2)(25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 1 2 1 0 20 4

007 2 3 3 1 45 9

01 4 4 4 3 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

165

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (27 NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 2 0 0 20 4

007 3 3 2 3 55 11

01 3 4 4 4 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8238 5 1648 4745 965 E-10 277

Dentro de los

grupos 625 18 035

Total 8863 23

166

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

CLORURO DE CINC (ZnCl2)

167

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03DIC2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

168

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 1 5 1

05 0 2 1 0 15 3

1 4 5 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (1) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 1 0 1 10 2

05 1 3 2 2 40 8

1 5 5 5 5 100 20

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

169

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINA DE Zn (2) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 1 0 5 1

05 2 2 1 3 40 8

1 5 4 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

170

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

845 5 169 5531 269 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 90 23

171

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn(2) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 0 2 15 3

07 4 1 2 0 35 7

1 5 3 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

947083333 5 1894 2393 229 E-07 277

1425 18 079

108958333 23

172

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 1 1 15 3

07 1 1 2 3 35 7

1 3 3 4 4 70 14

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7883 5 1577 5676 217 E-10 277

Within Groups 5 18 028

Total 8383 23

173

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 0 2 1 15 3

07 2 1 0 4 35 7

1 2 5 5 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9033 5 1807 1858 152 E-06 277

Dentro de los grupos

175 18 097

Total 10783 23

174

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 3 2 1 4 50 10

1 4 5 3 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9083 5 1817 3847 538 E-09 277

Dentro de los grupos

85 18 047

Total 9933 23

175

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 2 1 1 30 6

07 2 4 1 4 55 11

1 3 5 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

90 5 18 3086 316 E-08 277

Dentro de los grupos

105 18 058

Total 1005 23

176

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 2 3 1 35 7

07 4 2 4 2 60 12

1 5 4 4 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7583 5 1517 4964 664 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 8133 23

177

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 3 1 30 6

07 3 4 4 2 65 13

1 5 4 5 3 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8021 5 1604 33 18 E-08 277

Within Groups 875 18 049

Total 8896 23

178

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (21 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 1 2 4 2 45 9

1 4 4 5 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

8238 5 1648 3595 932 E-

09 277

Within Groups 825 18 046

Total 9063 23

179

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (28 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 1 20 4

07 3 4 3 1 55 11

1 5 4 3 3 75 15

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8633 5 1727 3272 198 E-08 277

Within Groups 95 18 053

Total 9583 23

180

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO CRUDO

181

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (11MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

1 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

20 5 5 5 5 100 20

50 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (19MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 1 0 2 1 20 4

0001 3 2 3 3 55 11

001 3 5 4 5 85 17

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 1 0 1 20 4

182

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (20MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 1 1 0 2 20 4

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 1 1 0 10 2

183

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

184

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (01JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 0 0 0 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 3644 480 E-10 257

Dentro de

los grupos 9 21 043

Total 10271 27

185

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (1) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 1 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 4686 437 E-11 257

Dentro de

los grupos 7 21 033

Total 10071 27

186

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (2) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 1 1 0 1 15 3

02 1 2 3 2 40 8

03 3 4 3 3 65 13

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9593 6 1599 6105 332 E-12 257

Dentro de

los grupos 55 21 026

Total 10143 27

187

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos

por pecera

Mortalidad

obtenido

Total Muertos

(unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 8536 6 1423 2845 479 E-09 257

Dentro de

los grupos 105 21 05

Total 9586 27

188

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (09JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 2 1 1 1 25 5

02 1 3 3 1 40 8

03 3 3 4 3 65 13

04 5 4 4 4 85 17

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 95 6 1583 532 127 E-11 257

Dentro de

los grupos 625 21 030

Total 10125 27

189

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO TRATADO

190

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (16JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 0 0 0 0

60 0 0 0 0 0 0

80 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 6 0 65535 --------- 257

Within Groups 0 21 0

Total 0 27

191

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (19JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad) A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups 0 18 0

Total 0 23

192

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups

0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups

0 18 0

Total 0 23

193

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (1) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 1 0 5 1

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 1 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

038 5 008 06 070 277

Within Groups

225 18 013

Total 263 23

194

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (2) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 1 0 5 1

75 1 0 0 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 038 5 008 06 070 277

Within Groups 225 18 013

Total 263 23

195

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO

196

197

198

199

200

201

202

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE

ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS

203

204

205

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn

ANALIZADAS POR EL LABORATORIO

IVONNE BERNIER

206

207

208

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL

VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn)

209

Tabla Carta de control de Cu en el Vertimiento

Fecha

CL50-96

(mg Vertimiento Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

1-Jun-09 00118 00089 00139

(1) 02 JUN 2009

00118 00089 00139

(2) 02 JUN 2009

00108 00091 00127

8-Jun-09 00126 00093 00150

9-Jun-09 00100 00084 00118

PROMEDIO 00114 000892 001346

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Cu en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 00089 mg vertimiento Cu L

CL50-96 0011 mg vertimiento Cu L

Liacutemite superior 0013 mg vertimiento Cu L

210

Tabla Carta de control de Zn en el Vertimiento

Fecha

CL 50-96

(mg Vertimiento Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

1-Jun-09 13261 09953 15620

(1) 02 JUN 2009

13261 09953 15620

(2) 02 JUN 2009

12124 10262 14204

8-Jun-09 14138 10477 16820

9-Jun-09 11203 09382 13251

PROMEDIO 127974 10005 15103

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Zn en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 100 mg vertimiento Zn L

CL50-96 128 mg vertimiento ZnL

Liacutemite superior 151 mg vertimiento Zn L

211

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE

TRATAMIENTO

212

213

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96

POR EL MEacuteTODO PROBIT

214

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA COBRE (Cu) REALIZADA EL (1)14OCT2008 STIMA DI CHI QUADRO OTTENUTA PER SOTTRAZIONE = 1004366

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

001 -20000 20 2 114

005 -13010 20 5 1028

007 -11549 20 14 1291

010 -10000 20 18 1535

015 -08239 20 20 1745

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 86668

Pendenza (b) = 27568 es = 04566

Media delle X = -11916

Media delle Y = 53818

CHI quadro = 100437

CHI quadro significativo Il fattore di eterogeneithellip

non Š utilizzato Usare molta cautela

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 00067 00005 00155

LC50 00468 00249 00687

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

215

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA CINC (Zn) REALIZADA EL (1)10MAR2009

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

010 -10000 20 0 057

050 -03010 20 3 225

070 -01549 20 7 744

100 00000 20 14 1512

150 01761 20 20 1939

Controllo 20 1 057

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 56727

Pendenza (b) = 67698 es = 13591

Media delle X = -00878

Media delle Y = 50786

CHI quadro = 22199

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00283 es = 00260

Numero di cicli = 3

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 03606 02047 04676

LC50 07955 06859 09076

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

216

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) REALIZADA EL 21ABR2008

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati

attesi

2000 13010 20 0 058

4000 16021 20 5 511

6000 17782 20 11 1052

8000 19031 20 14 1437

10000 20000 20 20 1671

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = -41965

Pendenza (b) = 52631 es = 07756

Media delle X = 17779

Media delle Y = 51609

CHI quadro = 19527

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 201996 126752 264066

LC50 558911 486347 634123

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

217

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA

RAPIDA

218

CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Generalmente el clarifloculador lleva un cono de mezcla al interior pero debido a las dimensiones que se hallaron en la hoja de disentildeo teniendo en cuenta que es un disentildeo piloto se decidio disentildear una caja de mezcla rapida

La caja de mezcla rapida funciona mecanicamente con un mezclador en su interior A continuacioacuten se muestra el esquema del disentildeo piloto 55

DISENtildeO A ESCALA PILOTO

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 60 seg

Caudal 1 Lmin

Caudal 1667E-05 m3s

Volumen 0001 m3

Altura 0001 m

Diametro 00011 m

Aacuterea 00000 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 0000376222 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

DISENtildeO A ESCALA INDUSTRIAL

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Caudal 10 Lmin

Caudal 6000E-02 m3s

Volumen 18 m3

Altura 005 m

Diametro 03386 m

Aacuterea 00900 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 011286653 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

55 ROMERO ROJAS Jairo alberto Purificacioacuten del aguaEditorial escuela colombiana de ingenieriacutea 2ordf

edicioacutenColombia 2006

219

El cilindro disentildeado no cuenta con las dimensiones miacutenimas debido a que el diaacutemetro es muy reducido de manera que para el ensayo piloto se empleo un cilindro de mayor tamantildeo

220

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS

221

222

223

224

  • Determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (Trucha arco iris)
    • Citacioacuten recomendada
      • DETERMINACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN LETAL MEDIA (CL50) DE COBRE (Cu) Y CINC (Zn) MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS (BIOENSAYOS) UTILIZANDO ALEVINOS DE ONCORHYNCHUS MYKISS (TRUCHA ARCO IRIS)
Page 4: Determinación de la concentración letal media (CL50-96) de ...

2

Nota de aceptacioacuten

-----------------------------------------

-----------------------------------------

-----------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------

Director

-----------------------------------------------------------------------------------

Jurado 1

----------------------------------------------------------------------------------

Jurado 2

Bogotaacute D C 7 de Septiembre de 2009

3

DEDICATORIA

A mi abuela Laura Montoya que desde el cielo nos cuida

Muchas gracias por su carintildeo y por su apoyo infinito

A mi mama Patricia Solano

Que junto con mi abuela pese a las dificultades pudieron sacarnos adelante

A mi hermano Joseacute Alejandro Barreto

Quien con su ejemplo fue una inspiracioacuten en mi vida

A mi papa Alfredo Barreto

Gracias por su apoyo moral

A mis amigos y amigas

A todas las personas que han creiacutedo en miacute

Muchas gracias a todos

Por su apoyo

Por haberme dado la fortaleza en la consecucioacuten de este gran logro

JUAN

4

DEDICATORIA

Aunque este trabajo de grado apenas sea un objetivo maacutes representa un

gran logro para mi formacioacuten personal y profesional que es el tiacutetulo

Y por eso esta dedicatoria es por el conjunto de logros que representa

A mi madre por su apoyo incondicional

A mi Padre por animarme y apoyarme

Margariteichon para que pueda respirar tranquila

Mis hermanos MLU CPP y Jose

A todas aquellas personas que confiacutean creen me respetan aprecian

etc a MI Persona

Gracias a todos

GUILLERMO ANDRES

5

AGRADECIMIENTOS

A la comunidad del laboratorio de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria la cual nos ayudoacute en el proceso de desarrollo de los bioensayos y las otras actividades que sin ser estrictamente de bioensayos fueron vitales para continuar durante la investigacioacuten

Al profesor Pedro Miguel Escobar Malaver director del proyecto quien nos apoyoacute en el desarrollo de las pruebas y consecucioacuten de los objetivos del proyecto con su amplio conocimiento en el tema de bioensayos

A nuestras Madres y familiares que nos brindaron su apoyo incondicional en el proceso de conseguir el tiacutetulo como ingenieros ambientales y sanitarios

A nuestros compantildeeros quienes nos apoyaron motivaron y colaboraron para obtener el fin

A la comunidad lasallista por brindarnos las herramientas necesarias para desarrollar nuestro potencial humano y profesional

A la empresa de cincado por explicarnos los procesos que desarrollaban colaborarnos permitieacutendonos ingresar en su espacio de trabajo y realizar la toma de muestras de las aguas residuales que fueron parte fundamental del proyecto

i

CONTENIDO

paacuteg

INTRODUCCIOacuteN

1 OBJETIVOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

2 JUSTIFICACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip5

3 MARCO TEOacuteRICOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

31 TRUCHA ARCO IRIS 7

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA 8

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA 10

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS 10

314 DISTRIBUCIOacuteN 11

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS 11

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea) 12

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS

DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES 12

318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

15

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA

COMO ORGANISMO DE PRUEBA 17

32 BIOENSAYO 17

321 TIPOS DE BIOENSAYO 17

322 TOXICIDAD 18

323 PRUEBAS DE TOXICIDAD 19

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA 20

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD 21

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL 22

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD 23

328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD 24

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT 25

ii

33 METALES 27

332 METALES DE PRUEBA 29

333 COBRE 29

334 CINC 33

34 GALVANOTECNIA 37

341 Generalidades 37

342 El Proceso Galvaacutenico 37

343 Proceso de Galvanoplastia 38

344 Proceso de galvanostegia 39

345 CINCADO 41

4 METODOLOGIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL 44

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO 44

421 RECINTO EXPERIMENTAL 44

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS

ACUARIOS 45

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

46

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 47

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 48

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS

TOXICOLOacuteGICAS 48

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS 49

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas 50

432 Pruebas de sensibilidad 51

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las

distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

51

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn)

utilizando ZnCl2 51

iii

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA 53

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS 53

5 INDUSTRIA EVALUADAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip56

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDADhelliphellip56

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD 57

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de

K2Cr2O7 57

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7 59

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a

partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) 61

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu 62

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu 63

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA

CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2) 67

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn 67

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO 72

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Crudo 73

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento

Crudo 74

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

TRATADO 77

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Tratado 78

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado 79

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento

Crudo 79

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento

tratado 80

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL

VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip82

71 TEST DE JARRAS 86

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO 88

CRITERIOS DE DISENtildeO 88

iv

8 CONCLUSIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip92

9 RECOMENDACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94

10 BIBLIOGRAFIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip96

ANEXOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO

(K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON COBRE (Cu) UTILIZANDO

SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2)

166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO

180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO

TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO

IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL

LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y

CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

v

LISTA DE ANEXOS

pag

ANEXOS 102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2) 166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO 180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

vi

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento

y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores 16

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos

maacutes comunes 39

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia 40

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas 48

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos 52

Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de

cincado 55

Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7) 57

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad

con K2Cr2O7 +- 01 58

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01 59

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios

nacionales e internacionales en trucha arcoiris 61

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para

cobre (Cu) 62

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h

para Cu 62

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu 63

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu 64

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con

cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris 66

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten 66

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de

cinc (Zn) 67

Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc

(Zn) 68

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas

con Zn 68

Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) 69

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha

arcoiris 70

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten 72

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento

Crudo 73

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Vertimiento Crudo 74

vii

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con

Vertimiento Crudo 74

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo 75

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y

Legislacioacuten Antigua y Nueva 77

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las

96 horas del Vertimiento tratado 78

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

78

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el

27 de abril de 2009 79

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado 80

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas 83

Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento 86

Tabla 36 Rango de calificacioacuten 86

Tabla 37 Resultados del test de jarras 87

Tabla 38 Gradientes de velocidad 88

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador 88

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador 89

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 8

Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris 9

Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha 11

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris 12

Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad 20

Figura 6 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales 28

Figura 7 Ciclo del cobre 32

Figura 8 Ciclo del cinc 36

Figura 9 Esquema del proceso de Cincado 41

Figura 10 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino 42

Figura 11 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc 43

Figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle 45

Figura 13 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) 46

Figura 14 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris 47

Figura 15 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas 49

Figura 16 Foto Bateriacutea de ensayos 50

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7 60

Figura 18 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu 65

Figura 19Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn) 71

Figura 20 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento 76

Figura 21 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado 82

Figura 22 Esquema del disentildeo piloto 91

ix

GLOSARIO

Aleviacuteno o Aleviacuten criacutea de pez que incluye la fase comprendida entre la larva y el adulto y que en ciertos peces de agua dulce se utiliza para repoblar

Bateriacutea de ensayos combinacioacuten de diversas pruebas de toxicidad con organismos representativos de cada uno de los niveles troacuteficos

Biocenosis conjunto de organismos de especies diversas vegetales o animales que viven y se reproducen en un determinado biotopo

Bioensayo Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio1

Biomagnificacioacuten tendencia de algunos productos quiacutemicos a acumularse a lo largo de la cadena troacutefica exhibiendo concentraciones sucesivamente mayores al ascender el nivel troacutefico La concentracioacuten del producto en el organismo consumidor es mayor que la concentracioacuten del mismo producto en el organismo consumido

Biotopo territorio o espacio vital cuyas condiciones ambientales son las adecuadas para que en eacutel se desarrolle una determinada comunidad de seres vivos

Cadena aliemantaria sucesioacuten entre los organismos vivos que se nutren unos de otros en un orden determinado

Carta de control tabla utilizada para seguir cambios en el tiempo del punto final medio para un compuesto toacutexico de referencia en un organismo en particular

Cincado recubrimiento de cinc que se le realiza a los metales mejorando su aspecto visual y para protegerlos de la corrosioacuten y oxidacioacuten

CL50 (Concentracioacuten letal media) concentracioacuten en la que un contaminante causa la muerte del 50 de los organismos en exposicioacuten con el mismo

Contaminacioacuten la contaminacioacuten es cualquier sustancia o forma de energiacutea que puede provocar alguacuten dantildeo o desequilibrio irreversible o no en el medio inicial

1 Mata amp Quevedo Diccionario de la biodiversidad disponible en liacutenea en wwwinbioaccr

x

Control tratamiento que duplica todos los factores que puedan afectar el resultado excepto la condicioacuten que estaacute siendo investigada (control negativo o Blanco)

Control positivo tratamiento que evaluacutea la respuesta toacutexica con una sustancia de referencia utilizada para controlar la sensibilidad de los organismos en el momento en el cual se evaluacutea

Ecotoxicologiacutea ciencia que estudia los efectos toacutexicos provocados por los contaminantes sobre los ecosistemas

Estado de oxidacioacuten o nuacutemero de oxidacioacuten se define como la suma de cargas positivas y negativas de un aacutetomo lo cual indirectamente indica el nuacutemero de electrones que el aacutetomo ha aceptado o cedido El estado de oxidacioacuten es una aproximacioacuten conceptual uacutetil por ejemplo cuando se producen procesos de oxidacioacuten y reduccioacuten (procesos reacutedox)

Los protones de un aacutetomo tienen carga positiva y esta carga se ve compensada por la carga negativa de los electrones si el nuacutemero de protones y de electrones es el mismo el aacutetomo es eleacutectricamente neutro

Etologiacutea parte de la biologiacutea que estudia el comportamiento de los animales

Ictiologiacutea la ictiologiacutea generalmente definida como el estudio de los peces o la rama de la zoologiacutea que trata de los peces

Poiquilotermia incapacidad de regulacioacuten de la temperatura del cuerpo por lo que esta variacutea de acuerdo con la temperatura ambiental

Poiquiloteacutermico se dice de los animales llamados de sangre friacutea Perteneciente o realtivo a la poiquilotermia

Poiquilotermo poiquiloteacutermico

Pruebas de toxicidad Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Red troacutefica conjunto de relaciones entre cadenas alimentarias que existen en las especies de una comunidad bioloacutegica y que representa el flujo de materia y energiacutea que atraviesa el ecosistema

Tolerancia se refiere al porcentaje de organismos de una poblacioacuten que se veraacute afectada a una cierta dosis Asiacute la distribucioacuten de tolerancias es una cierta distribucioacuten de frecuencias o probabilidades de tolerancias a las distintas dosis del toacutexico

xi

Toxicidad aguda efecto adverso (letal o subletal) inducido sobre los organismos en prueba durante un periacuteodo de exposicioacuten al material de ensayo usualmente de pocos diacuteas

Valencia (quiacutemica) el maacuteximo nuacutemero de aacutetomos univalentes (originalmente aacutetomos de hidroacutegeno o cloro) que pueden combinarse con un aacutetomo del elemento en consideracioacuten o con un fragmento o para el cual un aacutetomo de este elemento puede ser sustituido

Xenobioacutetico se deriva del griego xeno (extrantildeo) y bio (vida) Se aplica a los compuestos cuya estructura quiacutemica en la naturaleza es poco frecuente o inexistente debido a que la mayoriacutea de ellos son compuestos sintetizados por el hombre en el laboratorio La mayoriacutea han aparecido en el medio ambiente durante los uacuteltimos 100 antildeos

xii

ABSTRACT

This investigation was to determine the median lethal concentration (LC50-96) to

bull The reference toxicant potassium dichromate (K2Cr2O7) which will determine the sensitivity of species to the toxics (initial stage)

bull Copper (Cu) which uses copper sulfate pentahydrate (CuSO4 bull 5H2O) AR

bull Zinc (Zn) which uses zinc chloride (ZnCl2) AR

bull Dumping from the zinc process (before treatment and after treatment) with the presence of copper (Cu) and zinc (Zn)

The determination of the median lethal concentrations LC50-96 was performed by bioassay which consisted of toxicological testing at different concentrations (five) and control for a total of six lines of test Where was search to assess the relative strength of toxic metal agents of [copper (Cu) and zinc (Zn)] on aquatic organism In this case using rainbow trout (Onchorhynchus mykiss) fingerling for their degree of sensitivity to organic pollution and slight changes in their ecosystem historic translocation across continents easily adaptable to artificial feeding high degree of domestication and interesting life cycle Each test was made in quadruplicate in Fishbowls (24 total) and were used in 5 fingerling rainbow trout per aquarium for a total of 120 fingerlings per test The tests were not renewed (Do not supply food or aeration during the experiment) and had a duration of 96 hours The test be based on observing the number of dead fish on control and at different concentrations (five) at (3 6 24 48 72 and 96) hours of exposure these readings were taken on a sheets of control The final reading was at 96 hours that was used Probit statistical analysis and thus determined the LC50-

96 (dose-response) only for the definitive tests which are those observed a mortality rate of 0 for the lowest concentration and 100 for the highest concentration in a phased manner across the five (5) concentrations When found the range of the definitive tests was ten (10) replicas to verify the accuracy of the test Was also carried out a pilot design of industrial waste water treatment (clarifier) by a discharged zinc industry to remove the pollutant load to the dumping of industry and thus realizing achieve an environmentally safe for aquatic ecosystems

xiii

RESUMEN

El trabajo de grado consistioacute en determinar las Concentraciones Letales medias (CL50-96) para

El toacutexico de referencia dicromato de potasio (K2Cr2O7) con el cual se determinoacute la sensibilidad de la especie a los toacutexicos (etapa inicial)

Cobre (Cu) en forma de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) grado analiacutetico

Cinc (Zn) en forma de cloruro de cinc (ZnCl2) grado analiacutetico

El Vertimiento procedente del proceso de una industria de cincado (antes del tratamiento y post-tratamiento) en la cual se encontraban presentes los metales en estudio (Cu y Zn)

La determinacioacuten de estas Concentraciones Letales medias CL50-96 se realizoacute mediante bioensayos que consistieron en hacer pruebas toxicoloacutegicas a diferentes concentraciones (cinco) y un blanco para un total de seis liacuteneas de prueba Donde se buscoacute evaluar la potencia relativa de los agentes metaacutelicos toacutexicos [cobre (Cu) y cinc (Zn)] sobre organismos acuaacuteticos En este caso se utilizaron alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus mykiss) por su grado de sensibilidad a las contaminaciones orgaacutenicas y a los cambios leves en sus ecosistemas histoacuterica de la traslocacioacuten a traveacutes de los continentes faacutecil adaptacioacuten alimentacioacuten artificial alto grado de domesticacioacuten y sus interesante ciclo de vida

Cada prueba se hizo por cuadruplicado en peceras (24 en total) y en cada pecera se utilizaron 5 alevinos de trucha arcoiris para un total de 120 alevinos por prueba Las pruebas fueron sin renovacioacuten (No se suministro aireacioacuten ni alimento durante el experimento) y tuvieron una duracioacuten de 96 horas

Las pruebas consistieron en observar el nuacutemero de peces muertos en el blanco y en las diferentes concentraciones (cinco) a las (3 6 24 48 72 y 96) horas de exposicioacuten llevaacutendose registro de estas lecturas en hojas de control Las lecturas definitivas fueron las de las 96 horas datos que se utilizaron para hacer el anaacutelisis estadiacutestico con el programa Probit y de esta manera se determinoacute la CL50-96 (relacioacuten dosis-respuesta) para las pruebas definitivas las cuales son en las que se observa un porcentaje de mortalidad entre 0 para la concentracioacuten maacutes baja y 100 para la de mayor concentracioacuten de forma escalonada entre las cinco (5) concentraciones Cuando se halloacute el rango de las pruebas definitivas se realizaron diez (10) reacuteplicas de la prueba definitiva para comprobar la exactitud de la prueba

Adicionalmente se realizoacute un disentildeo piloto de un tratamiento de aguas residuales industriales (clarifloculador) para remover la carga contaminante al vertimiento de la industria y de esta manera lograr alcanzar una concentracioacuten ambientalmente segura para los ecosistemas acuaacuteticos

1

INTRODUCCIOacuteN

Los procesos de desarrollo del mundo actual dependen en gran medida de productos quiacutemicos para satisfacer sus necesidades en general como por ejemplo alimentarias en salud ambientales industriales agriacutecolas y de la vida diaria en general

Muchos de estos productos quiacutemicos (xenobioacuteticos) al cumplir su vida uacutetil presentan un riesgo para el entorno deterioraacutendolo de manera intriacutenseca cuando algunos de estos compuestos sobrepasan la capacidad de resiliencia del entorno afectando los factores bioacuteticos y abioacuteticos generando un entorno ambientalmente inseguro y de esta manera alterando directamente la biocenosis que sineacutergicamente a su vez afecta la salud humana (egoceacutentricamente hablando)

A pesar de la evidencia de tiempo atraacutes que se tiene acerca de la relacioacuten de los efectos toacutexicos de los xenobioacuteticos sobre el entorno la biocenosis y la salud humana las poliacuteticas ambientales la gestioacuten ambiental efectiva y la conciencia de la poblacioacuten en algunas naciones tienen una visioacuten precaria y no muy responsable con el medio ambiente

En paiacuteses desarrollados estas falencias son parcialmente compensadas con los resultados de las pruebas de toxicidad con organismos vivos (bioensayos) que son utilizadas para saber el grado de peligrosidad de una sustancia para el entorno la biocenosis y la salud humana ademaacutes de las metodologiacuteas convencionales para el control y el monitoreo ambiental

Histoacutericamente el uso de meacutetodos bioloacutegicos para deteccioacuten de sustancias nocivas o peligrosas se registra desde 1776 cuando se realizaron pruebas de glifosato con ratas para hallar la concentracioacuten limite a comienzos del siglo en 1893 se realizaron unas diluciones de bioensayos para un estudio de Glycosylated Triketide Delta Lactones Universite Catolique de Louvain en el siglo XX en el antildeo de 1922 se utilizaron en un estudio de endocrinoloacutegico Fundacioacuten Rockefeller en 1930 se desarrollo el primer bioensayo para probar el Prolactin en mamiacuteferos Universidad de Missouri el uso de bioensayos con peces se inicia hacia 1940 y las pruebas con invertebrados y algas se reportan a lo largo de la deacutecada del 50 Actualmente las evaluaciones toxicoloacutegicas integran diferentes niveles poblacionales comunidades o ecosistemas que permiten identificar los elementos bioloacutegicos en riesgo

El concepto de bioensayo o prueba de toxicidad se deriva de la toxicologiacutea claacutesica Su definicioacuten ha sido m odificada adaptada y extendida al diagnoacutestico y manejo ambiental Estas teacutecnicas bioanaliacuteticas son consideradas complementarias de los anaacutelisis fisicoquiacutemicos convencionales y son alternativas eficaces para la prediccioacuten de niveles seguros de concentracioacuten

2

En Colombia existe una normatividad sobre gestioacuten conservacioacuten y control de los recursos naturales y el medio ambiente Sin embargo no hay una gestioacuten ambiental efectiva para su cumplimiento ni una conciencia ni un compromiso ciudadano para hacerla cumplir En el paiacutes el uso de los bioensayos es una praacutectica no muy difundida y la cantidad de estos anaacutelisis es todaviacutea precaria para la demanda real del mercado

El control y cumplimiento de las normas es llevado a cabo por distintas entidades gubernamentales en el caso especifico del recurso agua este control implica efectuar caracterizaciones fiacutesicas quiacutemicas y bacterioloacutegicas de las diferentes fuentes donde lo datos obtenidos se comparan con los paraacutemetros de referencia de las normas variando de acuerdo con el uso del recurso

Haciendo referencia a las pruebas de toxicidad en las normas el decreto 1594 de 1984 ldquoUsos del agua y residuos liacutequidosrdquo en el artiacuteculo 45 define los criterios de calidad admisible para la preservacioacuten de fauna y flora y en eacutel se enumeran las diferentes sustancias de intereacutes sanitario con sus respectivos valores de concentracioacuten letal media hallados En eacutel artiacuteculo 46 se hace referencia a que la autoridad ambiental competente deberaacute establecer mediante pruebas de toxicidad (bioensayos) los valores de concentracioacuten letal media En la Resolucioacuten 357 de 2009 se establecen los valores de referencia para los vertimientos realizados a la red de alcantarillado en el distrito capital y ademaacutes se nombran los valores de CL50-96 como los objetivos de calidad de aguas de la cuenca del rio Bogotaacute para el antildeo 2020 en el Acuerdo 43 de la CAR de 2006 Esta investigacioacuten es un bioensayo en el que se determina la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y cinc (Zn) utilizando trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se realiza un disentildeo de un tratamiento piloto a escala de laboratorio para el vertimiento de una industria de galvanotecnia que contiene los metales de intereacutes [cobre (Cu) y cinc (Zn)] al cual se determina la concentracioacuten letal media (Cl50-96) antes del tratamiento y post-tratamiento

En los ensayos se usoacute como organismo de prueba alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) que es una especie de trucha nativa de la costa pacifica de Ameacuterica del norte introducida en lagos y arroyos de todo el mundo y que en Colombia fue introducida hacia 1939

Esta especie de trucha es propicia para las pruebas de toxicidad por diversos motivos entre ellos que no tolera las poluciones acuaacuteticas es muy sensible a las contaminaciones orgaacutenicas y que se tiene gran conocimiento de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten y manejo

Por otro lado el cobre (Cu) y cinc (Zn) son dos metales (xenobioacuteticos) generalmente vertidos en actividades industriales y que por sus

3

caracteriacutesticas en concentraciones nocivas pueden generar graves afectaciones al medio ambiente y a la salud en los seres humanos

La investigacioacuten se realizoacute en varias fases primero se hizo el disentildeo experimental segundo la fase de acondicionamiento que consistioacute en preparar el laboratorio para mantener en condiciones oacuteptimas de vida los alevinos de trucha y tercero se realizaron las pruebas toxicoloacutegicas fase en la que se montaron las bateriacuteas de ensayo

Los resultados fueron analizados mediante meacutetodos estadiacutesticos y se compararon los resultados con otros estudios similares realizados

Este documento contiene la teoriacutea de la trucha arco iris de los bioensayos y de las industrias de galvanotecnia la explicacioacuten fase a fase de la investigacioacuten en la metodologiacutea y los resultados y anaacutelisis de resultados del bioensayo

4

1 OBJETIVOS

General

Determinar la concentracioacuten letal media (CL50) de cobre (Cu) y cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (trucha arco iris)

Especiacuteficos

Determinar la sensibilidad de los alevinos de Oncorhynchus mykiss expuestos al Dicromato de Potasio

Realizar los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de la muestra ambiental de la industria de Galvanotecnia

Determinar la CL50 de los vertimientos de la industria de Galvanotecnia antes y despueacutes del pretratamiento a nivel de laboratorio

Proponer y disentildear a escala de laboratorio el pretratamiento para disminuir los niveles de toxicidad del efluente de la industria de Galvanotecnia

5

2 JUSTIFICACIOacuteN

La investigacioacuten se realizoacute para saber la concentracioacuten que causa el 50 de muertes de una poblacioacuten de alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus Mykiss) en 96 horas al ser expuestas a Cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos)

Los bioensayos se realizan para estimar la sensibilidad de los organismos hacia los toacutexicos en este caso Cobre(Cu) y Cinc (Zn) a su vez se utilizan como criterios de calidad ambiental para hacer la legislacioacuten actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) mas rigurosa y por otro lado si se usan conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para la descarga de contaminantes toacutexicos (vertimientos) y garantizar la calidad ambiental de los ecosistemas acuaacuteticos2

Si la legislacioacuten ambiental de vertimientos actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) se modificara hacieacutendola maacutes estricta el estado disminuiriacutea sus gastos en saneamiento hiacutedrico debido a que no tendriacutea que invertir en medidas correctivas de los efectos negativos de la contaminacioacuten

El aporte social a traveacutes de la obtencioacuten de datos como las concentraciones letales de metales pesados como cinc (Zn) y cobre (Cu) es de gran utilidad para mejorar la normatividad colombiana de vertimientos de esta manera impactando positivamente en la sociedad incrementando la calidad de vida de la misma

En la medida que se controlen o prohiacuteban vertimientos con concentraciones de cinc (Zn) cobre (Cu) y otros metales pesados sobre cuerpos de agua se lograraacute mejorar la calidad de vida del ser humano creando un equilibrio entre el medio ambiente y el hombre en pro de un desarrollo sustentable y se protegeraacuten los intereses sociales que representan los recursos naturales los cuales son el sustento para gran parte de la poblacioacuten colombiana tambieacuten se deben proteger ya que son invaluables para el desarrollo y de la humanidad

Los resultados obtenidos de este trabajo de investigacioacuten se adecuan a la realidad y condiciones nacionales de los ecosistemas acuaacuteticos protegiendo de una manera maacutes efectiva la calidad del recurso hiacutedrico y la cadena troacutefica de los diversos ecosistemas Ademaacutes permiten evaluar y fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental permitiendo tener un control efectivo sobre los vertimientos industriales

2Adaptado de DIacuteAZ B Maria C SOBRERO Cecilia PICA G Yolanda Capiacutetulo 6 Aseguramiento y

Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA

(Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

6

La prevencioacuten y maacutes auacuten la correccioacuten de los efectos negativos de la contaminacioacuten son muy costosos es asiacute que paiacuteses como Estados Unidos Japoacuten y los europeos han incorporado a su rigurosa legislacioacuten de control de calidad del ambiente criterios que surgen de los bioensayos3

Los resultados de esta investigacioacuten serviraacuten de soporte para ser parte de un compilado de estudios que el programa de Ingenieriacutea Ambiental Y Sanitaria similares con metales pesados que seraacuten presentados ante la autoridad ambiental competente en un proyecto para modificar las leyes actuales sobre usos de agua y residuos liacutequidos especiacuteficamente en lo referente a las sustancias de intereacutes sanitario volvieacutendolas mas responsables con su entorno y ambientalmente seguras para los que viven y circundan en el radio de accioacuten de las descargas contaminantes

3 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -

Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe) Argentina

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3 MARCO TEOacuteRICO

Este capiacutetulo que incluye una definicioacuten de trucha arco iris y una descripcioacuten de su anatomo-fisiologiacutea ecologiacutea desarrollo distribucioacuten alimentacioacuten comportamiento tolerancia a las diferentes variables ambientales y criterios de seleccioacuten ademaacutes incluye la definicioacuten de bioensayo tipos de bioensayo pruebas de toxicidad toacutexicos de referencia cartas de control de calidad preparacioacuten de las soluciones de control replicabilidad y sensibilidad meacutetodos estadiacutesticos para el anaacutelisis de resultados de pruebas de toxicidad anaacutelisis de regresioacuten y anaacutelisis Probit por otro lado una introduccioacuten breve a los metales y metales de prueba finalmente una descripcioacuten de el sector de galvanotecnia las generalidades el proceso galvaacutenico el proceso de galvanoplastia galvanostegia y cincado

31 TRUCHA ARCO IRIS

Taxonomiacutea la trucha comuacuten europea fue denominada como Salmo trutta Salmo es el geacutenero y al antildeadir trutta (epiacuteteto especiacutefico) define la especie Este sistema binomial se ha ampliado para incluir las subespecies en un sistema trinomial asiacute Salmo trutta fario es una variedad o subespecie del tronco Salmo trutta

La trucha se denomina salmo per debido al Orden el taxoacuten mayor situado inmediatamente por encima del nivel familiar se forma con la adicioacuten de ldquoiformesrdquo al tronco aun geacutenero de ahiacute Salmoniformes

Antiguamente el nombre geneacuterico de la trucha era salmo para designar especies de la costa de Ameacuterica del norte pero seguacuten los taxonomistas la truchas nativas de las cuencas del Paciacutefico- Norte se encuentran geneacutericamente maacutes cerca del salmoacuten del Paciacutefico Oncorhynchus en la actualidad debido a los trabajos presentados en Junio de 1988 por la American Society of Ichthyologist and Herpetologists a la American Fisheries Societyrsquos Committee on Names of Fishes se aceptoacute Oncorhynchus como nombre geneacuterico maacutes apropiado para designar a todas las truchas nativas de la cuenca del Paciacutefico4

Clasificacioacuten cientiacutefica la trucha arco iris pertenece a la familia Salmoacutenidos dentro del orden Salmoniformes Se clasifica como Oncorhynchus mykiss

4Basado en BLANCO CACHAFEIRO M Carmen La trucha Criacutea industrial Mundi-Prensa Libros 1995

503 p [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en

httpbooksgooglecomcobooksid=wRQIRsvUbu0Campprintsec=frontcover3 Pg 37

8

Nombre comuacuten de una especie de trucha muy apreciada por los pescadores Es originaria de Norteameacuterica pero ha sido introducida en arroyos y lagos de agua friacutea de todo el mundo

Es un pez con el dorso verdoso y los flancos maacutes claros y con una banda irisada que recorre todo su cuerpo Presenta numerosas manchas negras en el dorso flancos y sobre las aletas dorsal adiposa y caudal Su tamantildeo depende de la abundancia de comida y de la temperatura del agua En algunos arroyos los adultos miden entre (25 ndash 30) cm y pesan 05 kg mientras que en otros alcanzan los 114 cm y los 15 kg Los ejemplares que emigran al mar miden entre (50 - 75) cm y pesan entre (35 - 55) kg aunque se han capturado ejemplares de hasta 19 kg

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 5

Fuente Eric Engbretson US Fish and Wildlife Service 2009

Las truchas son peces que ocupan en la naturaleza espacios acuaacuteticos con aguas puras y cristalinas que habitan en cauces con notables desniveles topograacuteficos que originan raacutepidos saltos y cascadas tiacutepicos de los riacuteos de alta montantildea La trucha arco iris prefiere las corrientes moderadas y ocupa generalmente los tramos medios donde el riacuteo se ensancha con fondos pedregosos y moderada vegetacioacuten

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA

3111 Esqueleto

La trucha tiene un esqueleto oacuteseo siendo la columna vertebral el eje del cuerpo La trucha posee de 28 a 29 veacutertebras firmemente unidas mediante tejido conectivo asiacute la columna puede ser faacutecilmente curvada Los peces poseen unas costillas intramusculares falsas eso minuacutesculos huesecillos en forma de ldquoYrdquo

5 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation

httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

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Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris

Fuente Adaptado de STEPHEN DRUMMOND SEDGWICK 1988 y Notas de Ictiologiacutea DeNauticos 2006

3112 Respiracioacuten

El agua contiene solamente alrededor del 5 de la cantidad de oxiacutegeno que hay disponible en el aire Este nivel es todaviacutea mas bajo cuando aumenta la temperatura del agua Por lo tanto el aparato respiratorio de los peces se ha adaptado para ser maacutes eficiente El oacutergano principal son las branquias o agallas Estaacuten formadas por unas laminillas cubiertas por un fino epitelio por el cual se produce el intercambio gaseoso la toma de oxigeno y la eliminacioacuten de dioacutexido de carbono Este epitelio si fuese extendido tendriacutea una superficie 10 veces mayor que la del cuerpo del pez Las branquias de la trucha consisten en dos conjuntos de cuatro arcos branquiales Debido a la gran fragilidad de las branquias estaacuten protegidas por el opeacuterculo (Pieza generalmente redonda que a modo de tapadera sirve para cerrar ciertas aberturas p ej las de las agallas de la mayor parte de los peces la concha de muchos moluscos univalvos o las caacutepsulas de varios frutos) El flujo de agua a las branquias es continuo y unidireccional establecido por un sistema de bombeo El resultado es que agua entra por la boca y sale por el opeacuterculo pasando a traveacutes de las branquias donde se produce el intercambio gaseoso

Sistema circulatorio - excretor

La trucha tiene un sistema circulatorio sencillo El corazoacuten bombea sangre hacia las branquias para su oxigenacioacuten y de ahiacute va por los capilares a los tejidos La sangre venosa retorna al corazoacuten El corazoacuten consta de tres caacutemaras el seno la auriacutecula y el ventriacuteculo En todo cuerpo animal hay un aporte constante de materiales asiacute como un barrido de deshechos en los tejidos El principal producto residual de la trucha es el amoniaco (NH3) que es eliminado en una alta proporcioacuten por las branquias asiacute como el anhiacutedrido carboacutenico (CO2) Otras partes maacutes pequentildeas de sustancias nitrogenadas y otros productos degradados son filtrados por el rintildeoacuten

10

El rintildeoacuten es un oacutergano oscuro alargado ubicado inmediatamente por debajo de la espina dorsal y por encima de la vejiga natatoria se extiende desde la cabeza hasta el comienzo de la cola Del rintildeoacuten salen los ureacuteteres por lo que es conducida la orina hacia la vejiga urinaria y de ahiacute al seno urogenital

Para los peces de agua dulce el rintildeoacuten es maacutes importante que para los de agua salada ya que por ellos se elimina el exceso de agua La concentracioacuten salina del agua es mucho maacutes baja que la de las ceacutelulas de la trucha por lo que el agua tiende a difundir en las branquias hacia la sangre Esta agua debe ser eliminada funcioacuten que compete al rintildeoacuten las sales son en gran parte reabsorbidas por lo que la orina abundante es mas diluida que la sangre6

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA

3121 Haacutebitat

Los riacuteos se pueden dividir en cuatro franjas de acuerdo con la rapidez de la corriente que se denominaran seguacuten la especie predominante asiacute zona de Salmoacutenidos zona del Tiacutemalo zona de los Barbos y zona de las Bremas No todos los riacuteos tienen estas cuatro zonas y por supuesto hay lugares de transicioacuten entre ellas donde conviven los distintos peces ver Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha Los salmoacutenidos especialmente la trucha arco-iris pero tambieacuten el tiacutemalo gobio madrilla locha y el piscardo predominan en la zona del tiacutemalo que son zonas un poco mas bajas en las que el riacuteos son un poco mas profundos y con el agua un poco mas lenta y caacutelida7

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS

El desarrollo de la trucha arco iris ocurre en varias etapas que van desde ser alevinos hasta alcanzar la edad madura como se puede ver en la Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris

Una caracteriacutestica muy peculiar de los salmoacutenidos es que sus oacuterganos sexuales presentan en los primeros periacuteodos de vida una cierta indiferenciacioacuten es decir no es posible determinar microscoacutepicamente si la glaacutendula sexual de un ejemplar es testiacuteculo u ovario

6 lthttpwwwrevistaaquaticcomasociacionesPirineosPescaspindexhtmgt Red Pirineos-Pesca 2001

Anatomiacutea y fisiologiacutea de la trucha [web en liacutenea] [con acceso el 14 de Diciembre de 2008] 7 Id Ecologiacutea de la trucha haacutebitat y alimentacioacuten

11

Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha

Fuente Red Pirineos-Pesca 2001

Este fenoacutemeno es denominado gonocorismo indiferenciado y lo presentan truchas y salmones en los primeros meses de vida de tal forma que aproximadamente hasta los cuatro meses estos oacuterganos no adquieren la estructura histoloacutegica y funcional tiacutepica8

314 DISTRIBUCIOacuteN

Desde el pacifico oriental a Alaska y a baja California Este es uno de los peces maacutes ampliamente introducido en el mundo por lo menos en 50 paiacuteses lo cual hace su presencia virtualmente global En los paiacuteses tropicales donde ha sido introducido solo se encuentra por encima de los 1200 msnmm (metros sobre el nivel medio del mar)

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS

La mayoriacutea de los adultos consume insectos moluscos crustaacuteceos huevos de peces y otros pequentildeos peces (incluyendo otras truchas) La mayoriacutea de los joacutevenes se alimentan de zooplancton Las poblaciones oceaacutenicas son vulnerables a los peces grandes pinniacutepedos y Odontocetos Las

8 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 43

12

poblaciones de agua dulce son depredadas por grandes peces nutrias osos y paacutejaros

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arcoiris

Fuente Adaptado de Taupo for Tomorrow Tongariro National Trout Centre [web en liacutenea] disponible

en lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea)

Los adultos defienden agresivamente los territorios de alimentacioacuten Todas las poblaciones de truchas arco iris son oportunistas con respecto a la migracioacuten ya que son capaces de migrar o por lo menos para adaptarse al agua del mar de acuerdo a los factores ambientales Demostrando la versatilidad de adaptacioacuten y comportamiento de esta especie9

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES

9 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael

Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

13

3171 Temperatura La trucha arco iris como todos los peces no tiene capacidad propia para regular su temperatura corporal pues esta depende totalmente del medio acuaacutetico en el que viva Es pues la trucha un animal poiquilotermo a diferencia de los llamados homeotermos como los mamiacuteferos que tienen siempre su propia temperatura con independencia del medio en el que se encuentren

De esta peculiar caracteriacutestica bioloacutegica se resalta la extraordinaria importancia que tiene en salmonicultura la temperatura del agua que abastece una piscifactoriacutea Esta tiene una incidencia directa sobre la biologiacutea de los salmoacutenidos condiciona la maduracioacuten de las goacutenadas de los reproductores existentes en la instalacioacuten el tiempo de incubacioacuten de los huevos hasta su eclosioacuten asiacute como sobre el ritmo mensual de crecimiento de alevinos y adultos y especialmente sobre el grado de actividad metaboacutelica Indirectamente influye de forma fundamental en el agua de cultivo pues la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en ella la concentracioacuten de productos metaboacutelicos [amoniacuteaco (NH3)] el tiempo y grado de descomposicioacuten de los materiales depositados en el fondo de los estanques dependen precisamente de la temperatura

Los cambios bruscos de temperatura son muy mal tolerados por los organismos que se cultivan a nivel industrial por lo que se requieren aguas estables con escasas variaciones teacutermicas diarias

La temperatura del agua interviene en el grado de actividad metaboacutelica de las truchas en aguas friacuteas las truchas apenas ingieren alimento y su crecimiento es lento en temperaturas altas la trucha es muy voraz10

3172 Salinidad

La salinidad puede ser importante no soacutelo para la supervivencia de la trucha sino tambieacuten debido a la intrusioacuten de aguas salinas en la parte alta de algunos sistemas fluviales Los efectos de la salinidad que se presentan en la trucha son de dos clases tanto directos como el balance ioacutenico (por ejemplo cambios en la tasa de crecimiento yo supervivencia) y los indirectos (por ejemplo cambios en el tipo y la disponibilidad de presas o la claridad del agua)11

10 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit Pg 61 40

11 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of Rainbow trout (Oncorhynchus

mykiss) and Brown trout (Salmo trutta) with special reference to Western Australia A review Published

by Department of Fisheries Perth Western Australia November 2001 5 p

14

3173 pH

Los riacuteos con aguas alcalinas suelen albergar una fauna salmoniacutecola superior pues la alcalinidad o riqueza mineral promueve la existencia de animales acuaacuteticos de los que se alimenta la trucha a diferencia de las aguas aacutecidas que son maacutes pobres desde el punto de vista bioloacutegico Sin embargo en salmonicultura se prefieren las aguas ligeramente aacutecidas pues los productos toacutexicos procedentes de la alimentacioacuten artificial de los peces muestran en estas condiciones efectos amortiguados12

Edwards (1978) declaroacute que el pH gt 9 puede matar a los salmoacutenidos especialmente sensible en el huevo y matar en las etapas tempranas

3174 Oxiacutegeno Disuelto

Uno de los factores maacutes importantes que determinan la supervivencia de la trucha es la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en el agua Para muchas especies de salmoacutenidos la exposicioacuten a bajos niveles de oxiacutegeno disuelto aprox menor a (50 - 60) mgL puede causar la muerte (y Doudoroff Shumway 1970 en Weithman y Haas 1984) La concentracioacuten de oxiacutegeno ha sido identificado como factor critico para la supervivencia de O mykiss en el desove (Rubin 1998) Una correlacioacuten es que el aumento de temperatura del agua trae consigo una disminucioacuten de concentracioacuten de OD que a su vez la trucha necesita para vivir

Como consecuencia se aumentan con ella las necesidades de la trucha de oxiacutegeno pues como hemos visto los peces al ser animales poiquilotermos su actividad metaboacutelica es proporcional a la temperatura del agua dentro de unos liacutemites (Wieniaski 1971) Esta actividad esta concatenada con el aumento de la degradacioacuten orgaacutenica que se acelera con las altas temperaturas y como resultado de esta combinacioacuten de factores se aumenta el consumo de oxigeno (DBO y DQO)

La cantidad de peces finales en un criadero es menor asimismo aumenta el riesgo de incidencia de las patologiacuteas en los peces esto debido a que con la mayor temperatura hay mayor proliferacioacuten de microorganismos incluyendo los agentes patoacutegenos 3175 Amoniacuteaco

El amoniacuteaco (NH3) es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados producidos por los peces La Toxicidad del amoniacuteaco depende de la cantidad de amoniaco no-ionizado presente que a su vez depende de eacutel pH la temperatura y la salinidad del agua En condiciones naturales el amoniacuteaco no presenta mayor problema para el crecimiento de los peces ya

12 Id P 5

15

que se puede diluir en grandes cuerpos de agua y tiene una reduccioacuten de la toxicidad en las aguas aacutecidas o neutras (Barton 1996) En las condiciones de cultivo intensivo o en aguas altamente alcalinas (pH gt 9) el amoniacuteaco puede tener efectos sub-letales como una reduccioacuten de la tasa de crecimiento o pueden ser muy toacutexicos (Stickney 1991) en el total de los niveles de amoniaco por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 (Hellawell 1986) Los problemas con el Amoniacuteaco tambieacuten pueden ser frecuentes en riacuteos y embalses donde el amoniacuteaco se utiliza como abono en las zonas de captacioacuten (por ejemplo las zonas de agricultura) El amoniacuteaco se mide normalmente (como NH3-N) y el nitrito (NO2-N) que son los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces En las aguas naturales es extrantildeo encontrar el nitrito ya que se convierte en nitrato (NO3-N) por descomposicioacuten bacteriana (Stickney 2000) El nitrato es mucho menos toacutexico que el amoniacuteaco pero combinado con el nitrito es uno de los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces de agua dulce (Westin 1974)

A diferencia de muchos otros compuestos el amoniacuteaco es maacutes toacutexico en aguas alcalinas Esto se debe a la desionizacioacuten de la forma maacutes inerte del amoniacuteaco (amonio - NH4

+) a la forma mas toacutexica (NH3) en aguas alcalinas (Barton 1996) usualmente con pH gt 8 (Stevensen 1987 Stickney 1991)13 3176 Dureza del agua

La dureza del agua es el total de sales (iones) de calcio y magnesio medidos en el agua (Wedemeyer 1996) pero en general se expresa en teacuterminos del carbonato de calcio total (CaCO3) en el agua por lo menos en aguas con bajos o nulos niveles de cloro La dureza del agua es un paraacutemetro importante en la criacutea de los salmoacutenidos debido a los efectos de solubilidad en otros iones14

Las variables ambientales mencionadas anteriormente son primordiales para el crecimiento y supervivencia de la trucha varios autores sentildealan diferentes valores a estos paraacutemetros reflejando las diferencias geograacuteficas entre las distintas poblaciones como se puede ver en la tabla 1 318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Las truchas arco iris tiene mejor crecimiento que las comunes y se adaptan faacutecilmente a la alimentacioacuten artificial siendo eacuteste entre otros los motivos de ser una tiacutepica especie de cultivo

13 Molony Brett Op Cit P 8

14 Id P 9

16

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores

Paraacutemetro Sedgwick

(1985) Stevenson

(1987) Barton (1996)

Wedemeyer (1996)

Brannon (1991)

Temperatura(0C)

10 - 15 (G) (Mejor lt 21

letal gt 25 ndash 27 (S)

10 - 16 (G) (Mejor debajo

de 20 letal gt 25 (S))

10 - 22 (G) gt 265 (S))

9- 16 (G) (lt26 (S))

Salinidad 000 0 - 30 (S)

pH 70-75 (G)

(No menor a 60 (S))

70 - 76 (G) (No por

debajo de 60 (S))

65 - 80 (G) 70 - 8-0 (G) (60 - 90)(S)

67 - 85 (G)

Oxiacutegeno disuelto (mgL)

gt 7 (S) 70 (G)

Calcio (dureza) (mgL

gt150(G) 10- 400(G) 50 - 200 (S) gt 50 mejor (G) (4

-160 (S))

Fuente Adaptado de Molony Brett Ibid P 28

Las truchas toleran mal las poluciones acuaacuteticas y son muy sensibles a las contaminaciones orgaacutenicas asiacute como a numerosos productos que de forma accidental se encuentran ocasionalmente en las aguas15

Los salmoacutenidos y especialmente la trucha arco iris hoy en diacutea se considera una especie de alto grado de domesticacioacuten debido al conocimiento que se tiene de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten manejo etc Las truchas de criaderos se denominan ldquodomeacutesticasrdquo para diferenciarlas de aquellas otras que viven libremente en el medio natural16

Los salmoacutenidos son el grupo de peces de los maacutes estudiados en todo el mundo debido a su alto valor la tasa de crecimiento bioloacutegicamente interesante ciclo de vida y la historia de la translocacioacuten a traveacutes de muchos continentes Como resultado hay un gran volumen de literatura disponible sobre la biologiacutea y la ecologiacutea de este grupo de peces Muchos de estos estudios son uacutetiles para las investigaciones preliminares de la translocacioacuten potencial de cepas especiacuteficas de trucha a los nuevos lugares que puedan estar en los extremos de tolerancia de la trucha17

15 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 40

16 Id P 55

17 Molony Brett Op Cit P 2

17

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA COMO ORGANISMO DE PRUEBA

Utilizar organismos provenientes directamente del haacutebitat natural puede distorsionar los resultados obtenidos por fuentes de variabilidad no previstas como nutricioacuten dinaacutemica de la poblacioacuten estreacutes por depredacioacuten etc (Sosnowski et al1979) Estas variables pueden ser controladas o eliminadas con las poblaciones de laboratorio ademaacutes el entrecruzamiento consanguiacuteneo que ocurre a lo largo del tiempo en esas poblaciones resulta en una considerable reduccioacuten de la variabilidad geneacutetica (Lewontin 1974)

Por otra parte a causa de la complejidad del medio ambiente acuaacutetico y de las comunidades bioloacutegicas que lo integran es difiacutecil establecer el grado de deterioro que afecta a las especies o comunidades acuaacuteticas Por esta razoacuten es conveniente realizar bioensayos utilizando organismos vivos en condiciones controladas de laboratorio Sin embargo el objetivo primordial de un bioensayo es reflejar la realidad de coacutemo afectariacutea a los organismos vivos en su medio natural y para ello es recomendable paralelamente investigar continuamente las comunidades en su propio haacutebitat (Villamar 1996)18

32 BIOENSAYO

Definicioacuten 1 Uso de organismo(s) vivo(s) como un agente de prueba para la detectar la presencia o concentracioacuten de un compuesto quiacutemico o un efecto ambiental adverso usaacutendolo como bioindicador

Definicioacuten 2 Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio (Mata amp Quevedo 1998)19

321 TIPOS DE BIOENSAYO

Los bioensayos se clasifican principalmente en bioensayos de toxicidad aguda y croacutenica

18 Mac-Quhae Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa

(Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH)

Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

19 Diccionario de la Biodiversidad Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica [publicacioacuten en

liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

18

Bioensayos de toxicidad aguda

Son aquellos que cuantifican la alteracioacuten causada por alguna sustancia toacutexica sobre los organismos de una especie esta alteracioacuten es observada sobre paraacutemetros que alteran funciones vitales de un organismo ya sea mortalidad inmovilidad o alteracioacuten en la tasa de crecimiento

Bioensayos de toxicidad croacutenica

Cuantifican los efectos en el desarrollo reproduccioacuten o viabilidad poblacional de una especie determinada expuesta a un toxico por un tiempo no inferior al 20 de su ciclo de vida

Existen muchas formas de determinar la toxicidad para medir la respuesta de los organismos a los xenobioacuteticos y aunque los efectos bioquimicos fisioloacutegicos reproductivos y de comportamiento son de gran utilidad el indicador comuacutenmente maacutes utilizado es la muerte del organismo de prueba Para ensayos agudos uno de los valores mas utilizados es la CL50 [concentracioacuten de un xenobioacutetico que causa al 50 de la poblacioacuten en un tiempo determinado generalmente (48 ndash 96) horas]

Para ensayos croacutenicos aunque tambieacuten para los agudos se pueden estimar la concentracioacuten segura o a la cual no se observa efecto en teacuterminos bioloacutegicos de la siguiente manera

La concentracioacuten maacutes alta a la cual no se observa efecto (NOEC) La concentracioacuten maacutes baja a la que se observa efecto (LOEC) La concentracioacuten efectiva (CE) correspondiente a una estimacioacuten de

la concentracioacuten del toacutexico que puede causar un efecto adverso observable mediante una respuesta discreta en un porcentaje dado de organismos

Concentracioacuten letal (CL) la cual corresponde a la concentracioacuten del Toacutexico o efluente o muestra que causa la muerte a un determinado Porcentaje de la poblacioacuten expuesta

Concentracioacuten inhibitoria (CI) la cual corresponde a la concentracioacuten del toacutexico o muestra o efluente que puede producir una reduccioacuten de una respuesta bioloacutegica en una poblacioacuten expuesta

322 TOXICIDAD

Es la capacidad de una sustancia de ejercer un efecto nocivo sobre los organismos o la biocenosis y el efecto generado dependeraacute de la duracioacuten y la frecuencia al toacutexico La toxicidad evaluada en un ensayo bioloacutegico es el resultado de la interaccioacuten entre la sustancia y el sistema vivo Sin embargo hay que tener en cuenta que el potencial nocivo de una sustancia toxica puede ser contrarrestado por el sistema bioloacutegico a traveacutes de diferentes estrategias como reacciones metaboacutelicas de detoxificacioacuten o excrecioacuten

19

Ademaacutes debe considerarse que el efecto toacutexico de una sustancia sobre los sistemas bioloacutegicos es el resultado de la accioacuten combinada de todas las sustancias presentes en el medio incluso aquellas que no son toacutexicas por naturaleza pero que afectan las propiedades quiacutemicas o fiacutesicas del sistema y en consecuencia las condiciones de vida de los organismos Por ejemplo en los sistemas acuaacuteticos existen sustancias que agotan el oxiacutegeno o que son coloreadas o que impiden la propagacioacuten de la luz (caso del material particulado) Tambieacuten se debe tener en cuenta aquellos efectos no directamente relacionados con la sustancia toacutexica como el dantildeo producido por cambios en la temperatura o por radiacioacuten20 323 PRUEBAS DE TOXICIDAD

Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Los anaacutelisis de toxicidad son herramientas que al ser usadas conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para el control de la descarga de contaminantes toacutexicos21

La relacioacuten concentracioacuten-respuesta en toxicologiacutea es la relacioacuten cuantitativa entre la concentracioacuten del compuesto quiacutemico al cual esta expuesto el organismo y la magnitud del efecto nocivo que se produce

La respuesta gradual es cuando se obtiene una respuesta de magnitud definida para cada concentracioacuten La curva concentracioacuten-respuesta se construye graficando en la ordenada las respuestas (R) observadas en el organismo y en la abscisa las concentraciones (C oacute [ ]) a las que fue expuesto Ver Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

La estadiacutestica desempentildea un papel importante no soacutelo para su caacutelculo sino para la planificacioacuten y ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis e interpretacioacuten de los resultados obtenidos en ellas Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la modelacioacuten la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos En general los meacutetodos de anaacutelisis de los resultados estaacuten bien documentados

20 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 21

Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 6 Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

20

son aplicables a la mayoriacutea de los datos obtenidos en este tipo de pruebas y pueden ser manejados por personas sin entrenamiento estadiacutestico22

Figura 4 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

Fuente Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 90

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA

Un toacutexico de referencia es un compuesto quiacutemico orgaacutenico o inorgaacutenico utilizado en pruebas de toxicidad con fines de control de calidad analiacutetica de los organismos a utilizar en las pruebas

En la literatura se mencionan muchos compuestos que pueden emplearse como toacutexicos de referencia la US EPA (1993) cita el empleo de cloruro de sodio (NaCl) cloruro de potasio (KCl) cloruro de cadmio (CdCl2) dicromato de potasio (K2Cr2O7) sulfato de cobre (CuSO4) y dodecil sulfato de sodio (SDS) CETESB (Brasil) cita el empleo del dicromato de potasio (K2Cr2O7) Enviroment Canada recomienda cinc (Zn+2) como toacutexico de referencia inorgaacutenico y fenol para las sustancias orgaacutenicas

Sin embargo estos compuestos pueden sustituirse por otros dependiendo de la especie de prueba la matriz utilizada y los puntos finales medidos

La precisioacuten de los resultados de las pruebas de toxicidad en el laboratorio es calculada a traveacutes de la confeccioacuten de cartas o graacuteficos de control Este graacutefico es una herramienta que permite determinar la variabilidad de los

22 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

21

resultados y en consecuencia definir la aptitud de un laboratorio para obtener resultados confiables

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD

La carta de control es la herramienta de registro que brinda los elementos de juicio para establecer los intervalos aceptables de variacioacuten de la respuesta de los organismos de prueba a un toacutexico de referencia con un margen de confianza del 95 Esta carta es el medio de referencia para evidenciar el control de la sensibilidad de la especie empleada de la estabilidad de la respuesta bioloacutegica y de la repetitividad (exactitud) de los resultados obtenidos

La carta de control se genera a partir de los resultados de pruebas sucesivas al toacutexico de referencia seleccionado para el cual se obtiene el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) Inicialmente eacutesta puede ser construida con un miacutenimo de cinco datos y posteriormente se debe continuar realizando ensayos con el toacutexico para ingresar mensualmente nuevos valores hasta completar una serie de veinte resultados

Los valores se van integrando a manera de puntos en un graacutefico que relaciona el nuacutemero de ensayo ubicado en el eje X o abscisa y el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) en el eje Y u ordenada Posteriormente los valores son empleados para el caacutelculo del valor promedio y la desviacioacuten estaacutendar (σ) de la poblacioacuten de datos Con estos paraacutemetros estadiacutesticos se calculan los valores liacutemite (superior e inferior) que definen el intervalo de variacioacuten aceptable o intervalos de confianza (95) en el que deberaacuten encontrarse los valores de CL50CI50CE50 obtenidos para futuros ensayos con el toacutexico de referencia

Los valores del liacutemite superior e inferior se obtienen al adicionar o sustraer del promedio respectivamente dos desviaciones estaacutendar de acuerdo con

Concentracioacuten liacutemite superior promedio + 2σ

Concentracioacuten liacutemite inferior promedio ndash 2σ

Con la solucioacuten estaacutendar del toacutexico se preparan diluciones para obtener una serie de concentraciones de manera que se logre obtener al menos dos valores de efecto mayor al 50 y dos maacutes menores a dicho porcentaje En general es de esperar que la serie de concentraciones utilizada produzca a traveacutes del tiempo la misma respuesta en cada concentracioacuten La carta de control es utilizada para evaluar la tendencia de los resultados por lo que el promedio acumulado y los liacutemites de confianza son calculados nuevamente con cada nuevo dato obtenido Despueacutes de dos antildeos de coleccioacuten de datos o de veinte evaluaciones la carta control se mantiene usando solamente los veinte datos maacutes recientes En general se recomienda realizar pruebas

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mensuales con los toacutexicos seleccionados sin embargo algunos laboratorios prefieren llevar a cabo ensayos con mayor frecuencia

Valores de la CL50CI50CE50 fuera del intervalo establecido son indicativos de alguacuten cambio en la consistencia metodoloacutegica o de alteracioacuten de la sensibilidad de los organismos En el caso de anaacutelisis de puntos finales como la CL50 CI50 y la CE50 se espera que por azar y con una probabilidad asociada de P005 soacutelo uno de los veinte ensayos se encuentre por fuera de los liacutemites establecidos

Si en maacutes de un ensayo con los toacutexicos de referencia el valor se encuentra por fuera de los liacutemites los resultados de las pruebas efectuadas deben considerarse provisionales y sujetos a confirmacioacuten Si el problema persiste y el valor de CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia se aleja significativamente del intervalo esperado deberaacute realizarse una revisioacuten de la sensibilidad de los organismos de prueba y eliminar los datos generados bajo estas circunstancias

En este caso se debe revisar cuidadosamente el procedimiento y repetir las pruebas con unos nuevos organismos

El comportamiento de los graacuteficos de control puede cambiar en el tiempo reducieacutendose los intervalos de variacioacuten en la medida en que se adquiere habilidad en el manejo de los procedimientos de prueba Bajo este esquema tambieacuten es factible que se obtengan valores fuera de los nuevos liacutemites sin embargo la incidencia de estos casos no deberaacute ser mayor del 5 por ciento

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL

3261 Control positivo

Generalmente como control positivo se utiliza una solucioacuten del toacutexico con una concentracioacuten cercana a la CL50CI50CE50 Para su elaboracioacuten se prepara inicialmente una solucioacuten estaacutendar con una alta concentracioacuten a partir de la cual se preparan soluciones menos concentradas utilizando como diluente el medio recomendado para cada prueba En todos estos procedimientos se debe emplear material volumeacutetrico Estas diluciones deben prepararse hasta obtener una concentracioacuten cercana al valor promedio de la CL50CI50CE50 obtenida en cada laboratorio

Preparacioacuten de las soluciones para determinacioacuten de la CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia

Cada laboratorio debe conocer el patroacuten de respuesta de sus organismos al toacutexico de referencia lo cual permitiraacute determinar las concentraciones oacuteptimas para elaborar la curva dosis-respuesta

23

Para determinar el volumen de solucioacuten estaacutendar necesario para la preparacioacuten de la concentracioacuten de intereacutes puede emplearse la siguiente regla

FFii CVCV

Donde

Vi y Vf corresponden a los voluacutemenes iniacuteciales y finales y Ci y Cf a las concentraciones iniacuteciales y finales

Se recomienda hacer chequeos perioacutedicos de la concentracioacuten del toacutexico dado que fenoacutemenos de volatilizacioacuten evaporacioacuten etceacutetera pueden afectar la concentracioacuten del compuesto en la solucioacuten

Preservacioacuten de las soluciones del toacutexico de referencia

Las soluciones del toacutexico deben mantenerse en frascos aacutembar o protegidos de la luz con cubierta de papel aluminio a una temperatura de 4degC plusmn 2degC (refrigeracioacuten) En estas condiciones de preservacioacuten la solucioacuten de prueba puede perdurar por maacutes de 45 diacuteas y la solucioacuten estaacutendar por maacutes de seis meses Mientras no se detecten resultados fuera de los liacutemites normales de respuesta indicado por la carta control del toacutexico de referencia los patrones podraacuten usarse por un prolongado periodo de tiempo Sin embargo se sugiere efectuar su renovacioacuten a los 45 diacuteas y seis meses respectivamente Es importante tambieacuten realizar la valoracioacuten quiacutemica de la solucioacuten de prueba

Blanco de procedimiento

Se recomienda incluir un blanco de procedimiento por cada bateriacutea de ensayos La preparacioacuten del blanco depende del meacutetodo aplicado sin embargo se debe seguir todo el protocolo establecido para la muestra La toxicidad resultante en este blanco no debe exceder el 10 (APHA 1998) en caso contrario los resultados quedan invalidados pues la respuesta estariacutea indicando interferencias producto del procesamiento de la muestra Los resultados de toxicidad para el blanco no deben mostrar efecto de lo contrario los resultados reportados para las muestras no son aceptables23

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD

La sensibilidad de las pruebas depende del nuacutemero de reacuteplicas por concentracioacuten nivel de significancia establecido y tipo de anaacutelisis estadiacutestico

23 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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que se lleve a cabo Por esta razoacuten cuando la variabilidad permanece constante la sensibilidad de la prueba puede incrementarse aumentando el nuacutemero de reacuteplicas Sin embargo el miacutenimo nuacutemero de reacuteplicas variaraacute con los objetivos de la prueba y el meacutetodo estadiacutestico seleccionado para el anaacutelisis de los datos

Existen muchos factores que pueden afectar el eacutexito y la precisioacuten de un ensayo de toxicidad los maacutes importantes son

bull Experiencia y habilidad del analista

bull Edad condicioacuten y sensibilidad de los organismos de prueba

bull Calidad del agua de dilucioacuten

bull Control de temperatura

bull Calidad y cantidad de alimento suministrado a los organismos

Por tanto los resultados dependen del origen y tipo de las especies utilizadas y de las condiciones bajo las cuales se llevan a cabo las pruebas tales como temperatura oxiacutegeno disuelto alimento y calidad del agua de dilucioacuten Igualmente la replicabilidad y precisioacuten seraacuten funcioacuten del nuacutemero de organismos utilizados por concentracioacuten24 328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD

En la toxicologiacutea la estadiacutestica es baacutesica para la planificacioacuten y la ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis y la interpretacioacuten de los resultados obtenidos Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos El anaacutelisis de relaciones entre dos o maacutes variables necesario en la mayoriacutea de los casos requiere la utilizacioacuten de teacutecnicas estadiacutesticas de regresioacuten Sin embargo antes de ser aplicadas se requiere la seleccioacuten de la ecuacioacuten matemaacutetica con la que se relacionaran y la definicioacuten del tipo de variables

Las variables cuantitativas son procesadas en forma directa a traveacutes del anaacutelisis estadiacutestico de regresioacuten mientras que las cualitativas deben ser transformadas antes de ser analizadas Este uacuteltimo caso se presenta en los ensayos donde se evaluacutea la mortalidad ya que soacutelo pueden existir los

24 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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estados vivo o muerto (variable cualitativa) y debe ser expresada como porcentaje de muertos antes de ser analizada

En las pruebas de toxicidad los maacutes utilizados son los de tipo empiacuterico o descriptivo (es un modelo que intenta describir cuantitativamente los patrones de las observaciones sin basarse en los procesos subyacentes o mecaacutenica del proceso) de forma rectiliacutenea a los cuales se llega muchas veces luego de haber trasformado una o las dos variables estudiadas (variable cualitativa) La utilizacioacuten de transformaciones no soacutelo altera la forma de la relacioacuten estudiada sino que tambieacuten modifica el comportamiento de las variables con respecto a los supuestos del meacutetodo estadiacutestico a ser aplicado

La seleccioacuten del meacutetodo para estimar valores de CL50 en pruebas de toxicidad aguda con muacuteltiples concentraciones dependeraacute de la forma de la distribucioacuten de tolerancias En general se recomiendan los siguientes cuatro meacutetodos para la estimacioacuten de CL50 (USEPA 1994)

El meacutetodo Probit (parameacutetrico)

El meacutetodo de Litchfield-Wilcoxon (graacutefico)

El meacutetodo de Spearman-Karber (no parameacutetrico)

El meacutetodo graacutefico

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT

Para el caacutelculo de las CL50 CE50 CI50 generalmente se usa el anaacutelisis Probit (con o sin ajuste) En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad aguda se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos expuestos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)25

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten

25 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004

26

de un modelo lineal Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit [buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco (5) unidades] se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

y = a + bx

Donde

y (expresado en unidades probit) = z + 5

z = variable normal estaacutendar = z0 tal que la Prob (z le z0) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros la recta de regresioacuten

asiacute cuando p = 50 entonces y = 5 por lo tanto

x5 = log10 CL50 entonces CL50 = 10x5

El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos cuantales analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten26

3291 Meacutetodo graacutefico

Ademaacutes de los meacutetodos anteriores se puede utilizar el meacutetodo graacutefico para estimar la CL50CE50CI50 De forma similar se parte de los datos obtenidos en las pruebas de toxicidad aguda y utilizando papel logariacutetmico se grafican en el eje de las X las concentraciones (mgL) y en el eje de las Y el porcentaje de mortalidad Se colocan los puntos de los porcentajes de mortalidad observados (en escala lineal) en funcioacuten de las concentraciones probadas (en escala logariacutetmica) se conectan los puntos obtenidos maacutes cercanos al 50 del efecto observado o sea a la mayor concentracioacuten que

26 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

27

no causa efecto toacutexico y a la menor concentracioacuten que causa efecto toacutexico A partir de la recta trazada se obtiene el punto de corte correspondiente al 50 del efecto observado Este valor corresponde a la CL50CE50CI50 del estiacutemulo o agente estudiado (Hubert 1980 y 1995 Finney 1978) Cuando no se logra hacer un ajuste adecuado de los datos se pueden utilizar otros meacutetodos para hacer las estimaciones de CL50CE50CI50

27

33 METALES

Se denomina a los elementos quiacutemicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad poseen alta densidad y son soacutelidos en temperaturas normales (excepto el mercurio y el galio) sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolucioacuten

El concepto de metal se refiere tanto a elementos puros asiacute como aleaciones con caracteriacutesticas metaacutelicas como el acero y el bronce Los metales comprenden la mayor parte de la tabla perioacutedica de los elementos y se separan de los no metales por una liacutenea diagonal entre el boro y el polonio En comparacioacuten con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energiacutea de ionizacioacuten por lo que es maacutes faacutecil que los metales cedan electrones y maacutes difiacutecil que los ganen28

Los metales como el cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de estudio son micronutrientes esenciales en los seres vivos pero estos pueden llegar a ser toacutexicos si se encuentran por encima de cierta concentracioacuten Ver Figura 6

Las principales fuentes de contaminacioacuten por metales son

Intemperismo geoloacutegico

Procesamiento industrial de minerales y metales

Uso de metales y componentes metaacutelicos

Lixiviacioacuten de metales en rellenos sanitarios y depoacutesitos de basuras

27 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

28 Colaboradores de Wikipedia Metal [en liacutenea] Wikipedia La enciclopedia libre 2009 [fecha de

consulta 30 de julio del 2009] Disponible en lthttpeswikipediaorgwindexphptitle=Metalampoldid=28507108gt

28

Los contaminantes metaacutelicos de origen industrial pueden alcanzar los ambientes acuaacuteticos a traveacutes de tres viacuteas

Deposicioacuten de material atmosfeacuterico

Escorrentiacutea superficial y lixiviacioacuten de suelos contaminados

Disposicioacuten de residuos industriales y urbanos en los cuerpos de agua

Figura 5 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales

Fuente adaptado Forstner y Wittman 1981

La escorrentiacutea de aguas lluvias ocasiona un drenaje difuso en aacutereas rurales y es la fuente no puntual mas importante de metales en aguas continentales

La solubilidad es uno de los factores determinantes para la dinaacutemica y distribucioacuten de un contaminante En el agua la solubilidad de un compuesto metaacutelico esta afectada por el grado de ionizacioacuten el contenido mineral del medio el pH la temperatura el oxiacutegeno disuelto la presencia de acomplejantes y el potencial de oxido reduccioacuten

3311 Bioacumulacioacuten

Algunos organismos acuaacuteticos tienen la capacidad de acumular metales sin que esto les cause un dantildeo aparente De esta forma concentraciones de metales pueden ingresar a la cadena alimenticia y causar dantildeos considerables en el consumidor final Debido a que esta se biomagnifica y a su vez la concentracioacuten del metal aumenta

El efecto de toxicidad de los metales sobre los organismos depende de

Factores del estado de oxidacioacuten

La forma molecular del metal (organometaacutelicos CH3Hg inorgaacutenicas arsenico)

Liposolubilidad afinidad de eacutel metal por los liacutepidos

29

332 METALES DE PRUEBA

A continuacioacuten se presentan las caracteriacutesticas del cobre (Cu) y del cinc (Zn) que fueron los metales empleados en las pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) de esta investigacioacuten

333 COBRE

El cobre es el primer elemento del subgrupo Ib de la tabla perioacutedica y tambieacuten incluye los otros metales de acuntildeacioacuten plata y oro Su aacutetomo tiene la estructura electroacutenica 1s22s22p63s23p63d104s1 El bajo potencial de ionizacioacuten del electroacuten 4s1 da por resultado una remocioacuten faacutecil del mismo para obtener cobre(I) o ion cuproso Cu+ y el cobre(II) o ion cuacuteprico Cu2+ se forma sin dificultad por remocioacuten de un electroacuten de la capa 3d Tiene dos isoacutetopos naturales estables 63Cu y 65Cu Tambieacuten se conocen nueve isoacutetopos inestables (radiactivos) El cobre se caracteriza por su baja actividad quiacutemica Se combina quiacutemicamente en alguno de sus posibles estados de valencia La valencia maacutes comuacuten es la de 2+ (cuacuteprico) pero 1+ (cuproso) es tambieacuten frecuente la valencia 3+ ocurre soacutelo en unos cuantos compuestos inestables29 Los compuestos de cobre (I) apenas tienen importancia en la industria y se convierten faacutecilmente en compuestos de cobre (II) al oxidarse por la simple exposicioacuten al aire Los compuestos de cobre (II) son estables30

El cobre es maleable duacutectil y un buen conductor del calor y la electricidad

Las especies disueltas en agua incluyen Cu2+ CuO2H- y Cu+ Tanto el sulfuro

cuacuteprico como el cuproso tiene muy baja solubilidad las concentraciones de cobre pueden ser muy altas en las aguas aacutecidas procedentes de las minas llegando a concentraciones de varios cientos de miligramos por litro (mgL)

3331 Fuentes

El Cobre puede ser liberado en el medioambiente tanto por actividades humanas como por procesos naturales Ejemplo de fuentes naturales son las tormentas de polvo descomposicioacuten de la vegetacioacuten incendios forestales y aerosoles marinos

3332 Propiedades fiacutesicas y quiacutemicas

29 Lenntech Agua residual amp purificacioacuten del aire Holding BV Rotterdamseweg Holanda 1998

Disponible en Internet desde httpwwwlenntechcomespanoltabla-peiodicacuhtm

30 Cobre Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008

httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

30

Siacutembolo Cu

Nuacutemero atoacutemico 29

Peso atoacutemico 63546

Densidad Un metal comparativamente pesado soacutelido puro tiene una densidad de 896 gcm3 a 20ordmC mientras que el del tipo comercial variacutea con el meacutetodo de manufactura oscilando entre 890 y 894

Punto de ebullicioacuten punto de ebullicioacuten normal es de 2595ordmC (4703ordmF)

Estado de oxidacioacuten +1 +2

Punto de fusioacuten El punto de fusioacuten del cobre es de 1083degC (+-) 01ordmC (19814degF +- 02ordmF)

3333 Fuentes y Obtencioacuten

Los oacutexidos y carbonatos de cobre [Cu2O (cuprita) Cu2S (calcocita) CuFeS2 (calcopirita) Cu2CO3∙Cu(OH)2 (malaquita) y 2bullCuCO3∙Cu(OH)2 (azurita)]31 pueden ser lixiviados con aacutecido sulfuacuterico para producir una solucioacuten cuacuteprica a partir de la que el cobre se puede obtener por electroacutelisis

3334 Usos

El uso principal del cobre (la mitad de su produccioacuten) es en las instalaciones eleacutectricas El cobre es un componente de muchas aleaciones junto con otros metales como la plata cadmio estantildeo y cinc Cobre y cinc (latoacuten) cobre y estantildeo (bronce) cobre y niacutequel (metal monel) El sulfato de cobre se utiliza como alguicidica y molusquicida en el agua y como fungicida vegetal mezclado con cal32

3335 Toxicidad

Los efectos adversos de salud maacutes comunes del exceso de ingesta oral de cobre son dolores gastrointestinales Naacuteuseas voacutemitos y dolor abdominal se han notificado poco despueacutes de ingerir soluciones de sulfato de cobre o bebidas en recipientes que permiten faacutecilmente liberar el cobre La ingestioacuten de agua potable con una concentracioacuten gt 3 mg CuL va a producir siacutentomas gastrointestinales La ingestioacuten de grandes cantidades de sales de cobre mas frecuentemente sulfato de cobre puede producir necrosis hepaacutetica o la

31 VALVERDE V Juan L Id

32 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de Toxicologiacutea Medioambiental

Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

31

muerte En los estudios epidemioloacutegicos no se ha encontrado relacioacuten entre la exposicioacuten al cobre y el caacutencer33

3336 Difusioacuten y dispersioacuten

El Cobre se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua

Varios procesos influyen en el destino del cobre en los sistemas acuaacuteticos estos incluyen complejacioacuten con ligandos orgaacutenicos e inorgaacutenicos sorcioacuten de oacutexidos de metales arcillas partiacuteculas y material orgaacutenico bioacumulacioacuten y el intercambio entre los sedimentos y agua Gran parte del cobre vertido al agua es en forma de partiacuteculas y tiende a sedimentarse a precipitarse o es adsorbido por la materia orgaacutenica por hierro hidratado arcilla y oacutexidos de manganeso en el agua o por los sedimentos de la columna de agua Normalmente se alcanza el equilibrio dentro de las 24 h El ion de cobre (I) es inestable en soluciones acuosas tendiendo desproporcionadamente a formar cobre (II) y cobre metaacutelico a menos que este un ligando presente Los uacutenicos compuestos de cobre insolubles en el agua son el sulfuro cianuro y floruro El cobre en estado de cobre (II) forma compuestos cordinados con ligando orgaacutenicos e inorgaacutenicos El amoniacuteaco y los iones de cloruro son ejemplos de especies que forman ligandos estables con cobre El cobre tambieacuten forma complejos estables con ligandos orgaacutenicos tales como el aacutecido huacutemico En el agua de mar la materia orgaacutenica es generalmente el mas importante agente acomplejante 34 En los riacuteos se depositan lodos contaminados con Cobre en sus orillas debido al vertido de aguas residuales La mayoriacutea de los compuestos del Cobre se depositaraacuten y se enlazaraacuten tanto a los sedimentos del agua como a las partiacuteculas del suelo En el agua superficial el cobre puede viajar largas distancias tanto suspendido sobre las partiacuteculas de lodos como iones libres

Compuestos solubles del Cobre forman la mayor amenaza para la salud humana Usualmente se encuentra en los cuerpos de agua despueacutes de ser liberados al ambiente en practicas de agricultura

33 KLAASSENCurtis D Casarett and Doullacutes toxicology the basic science of poisons seventh edition

McGraw-Hill University of Kansas Medical Center Kansas2008 34

International Programme on Chemical Safety (IPCS) [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet

en httpwwwinchemorgdocumentsehcehcehc200htm

32

En el suelo

En el medio ambiente terrestre existen una serie de factores importantes que influyen en la migracioacuten del cobre en el suelo Estos incluyen la naturaleza propia del suelo su pH el tipo la distribucioacuten de la materia orgaacutenica potencial redox la presencia de oacutexidos la condicioacuten base de los suelos y su capacidad de intercambio catioacutenico la tasa de descomposicioacuten de la hojarasca y la realcioacuten arcilla-arena y a las partiacuteculas de limo El tiempo de permanencia de cobre en el suelo es funcioacuten de las condiciones climaacuteticas y de la vegetacioacuten presente en el sitio

Cuando el Cobre termina en el suelo este es fuertemente enlazado a la materia orgaacutenica y minerales Como resultado este no se desplaza muy lejos antes de ser liberado y es difiacutecil que se infiltre en el agua subterraacutenea

El Cobre no se disocia en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos

Figura 6 Ciclo del cobre

Fuente los autores

En la atmosfera

El Cobre es emitido a la atmosfera principalmente a traveacutes de la liberacioacuten durante la combustioacuten Permanece un periodo de tiempo considerable antes de precipitarse mezclado con la agua lluvia el cuaacutel finalmente se acumula en los suelos

El cobre es liberado a la atmosfera en forma de material particulado o adsorbido por material particulado Es removido por sedimentacioacuten gravitacional deposicioacuten seca lavado por la lluvia La Velocidad de eliminacioacuten y la distancia recorrida desde la fuente de origen dependen de

33

las caracteriacutesticas tamantildeo de las partiacuteculas y la velocidad del viento La sedimentacioacuten gravitatoria rige la solucioacuten de la eliminacioacuten de las partiacuteculas grandes (gt 5 micras) mientras que las partiacuteculas maacutes pequentildeas se eliminan por otras formas de deposicioacuten huacutemeda y seca La importancia relativa de la humedad en comparacioacuten con la deposicioacuten seca en general aumenta con la disminucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas35

En la figura 7 se puede observar las formas en que se encuentra en cobre en el ambiente

334 CINC

Es un metal maleable duacutectil y de color gris El cinc es uno de los elementos menos comunes se estima que forma parte de la corteza terrestre en un (00005-002) Ocupa el lugar 25 en orden de abundancia entre los elementos Su principal mineral es la blenda marmatita o esfalerita de cinc ZnS Es un elemento esencial para el desarrollo de muchas clases de organismos vegetales y animales El cinc puro es de color blanco azuloso lustroso y moderadamente duro (25 en la escala de Mohs) El aire huacutemedo provoca su empantildeamiento superficial haciendo que tenga color gris El cinc puro es duacutectil y maleable pudieacutendose enrollar y tensar pero cantidades pequentildeas de otros metales como contaminantes pueden volverlo quebradizo36

3341 Fuentes

El cinc rara vez se encuentra en la naturaleza en su estado metaacutelico pero muchos minerales contienen cinc como componente principal Los niveles promedio de cinc en suelo y rocas aumenta comuacutenmente en este orden arena (10- 30 mgkg) roca graniacutetica (50 mgkg) arcilla (95 mgkg) y basalto (100 mgkg) La esfalerita (ZnS) es el mas importante mineral puro y la principal fuente de produccioacuten de cinc37

La mayoriacutea del cinc es vertido durante actividades industriales como la mineriacutea la combustioacuten de carboacuten y residuos y el procesado del acero38

3342 PROPIEDADES FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS

Siacutembolo Zn

Nuacutemero atoacutemico 30

35 Ibid

36

Lenntech Ibid

37

International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

38

Lenntech Op cit

34

Peso atoacutemico 65409

Densidad 714 gm3

Punto de ebullicioacuten 908ordm C

Estado de oxidacioacuten + 2

Punto de fusioacuten 420 degC

3343 Usos

Se utiliza principalmente en el galvanizado de acero y productos de hierro y en la produccioacuten de latoacuten El compuesto maacutes corriente en el aacutembito industrial es el oacutexido de cinc (ZnO) que tiene baja solubilidad en muchos disolventes Entre otros compuestos esta el cloruro de cinc (ZnCl2) sulfato de cinc (ZnSO4) y carbamatos de cinc (Zn-COONH4) como el zineb y ziram con accioacuten fungicida39

3344 Toxicidad

La toxicidad aguda del cinc por exceso de ingestioacuten no es comuacuten pero el dolor gastrointestinal y la diarrea han sido reportados por ingestioacuten de bebidas en utensilios de lata galvanizadas La siguiente intoxicacioacuten mas comuacuten es la inhalacioacuten de oacutexido de cinc y en menor medida otros compuestos de cinc donde el efecto maacutes comuacuten es la fiebre de humo-metal que se caracteriza por generar fiebre dolor de pecho escalofriacuteos tos disnea naacuteuseas dolor muscular fatiga y leucocitosis La inhalacioacuten aguda de altos niveles de cloruro de cinc como en el caso de los usos militares resulta en pronunciado dantildeo a la membrana mucosa incluidos el edema intersticial la fibrosis neumonitis edema de la mucosa bronquial y ulceracioacuten Tras la exposicioacuten a largo plazo a dosis maacutes bajas de el cinc generalmente resultan como siacutentomas una disminucioacuten absorcioacuten de cobre lo que lleva a los primeros siacutentomas de la deficiencia de cobre tales como disminucioacuten de eritrocitos o deficiencia en el nuacutemero de hematocritos40

3345 Dispersioacuten y difusioacuten

El cinc se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua y en el sedimento

El cinc en el agua se encuentra en siete formas

bull Material particulado (diaacutemetro gt 450 nm)

39 VALVERDE V Juan L Op Cit

40 KLAASSEN Curtis D Op cit

35

bull Ion metaacutelico hidratado de forma simple eg Zn(H2O)62+ (diaacutemetro 08

nm)

bull Complejos inorgaacutenicos simples eg Zn(H2O)5Cl+ Zn(H2O)5OH+ (diaacutemetro 1 nm)

bull Complejos orgaacutenicos simples eg Zn-citrate Zn-glycinate [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejo inorgaacutenico estable eg ZnS ZnCO3 Zn2SiO4 [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejos orgaacutenicos estables eg Zn-humate Zn-cysteinate [diaacutemetro (2ndash4) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+Fe2O3 Zn2+SiO2 [diaacutemetro (100ndash500) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+- acido huacutemico Zn2+- detritus orgaacutenico [diaacutemetro (100ndash500) nm]

En solucioacuten cuatro de seis ligandos se pueden coordinar con el ion de cinc Los complejos se forman con ligandos polares como ejemplo el amoniacuteaco

(NH3) las aminas iones de cianuro (CN) e iones de elementos haloacutegenos El cinc es un metal atmosfeacuterico reactivo El hidroacutexido Zn(OH)2 se precipita en soluciones alcalinas pero un exceso de esta el cinc se vuelve a disolver para formar ZnO2

2- los cuales son hidroxi-complejos tales como

Me+[Zn(OH)3]- Me2

+[Zn(OH)4]2-and Me2

+[Zn(OH)4(H2O)2]2-

La distribucioacuten y transporte de cinc en el agua sedimentos y en el suelo depende de las especies de cinc presentes en el ambiente La solubilidad del cinc es principalmente determinada por el pH En valores de pH acido el cinc puede estar presente en la fase acuosa en forma ioacutenica El cinc puede precipitar a valores de pH superiores a 80 Tambieacuten puede formar complejos orgaacutenicos estables por ejemplo con los aacutecidos huacutemicos o fuacutelvicos La formacioacuten de tales complejos puede aumentar la movilidad yo solubilidad del cinc Es poco probable que el cinc se infiltre en el suelo debido a que es adsorbido en la arcilla y materia orgaacutenica Los suelos aacutecidos y suelos arenosos con bajo contenido orgaacutenico tiene una reducida capacidad para absorber cinc41

En los cuerpos de agua con vertimientos de cinc los peces presentes pueden bioacumularlo en sus cuerpos y en la cadena alimenticia se biomagnifica42

En el suelo

41 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

42 Lenntech Op cit

36

La mayor fuente de cinc en el suelo son los minerales de sulfuro de cinc tales como la esfalerita y wurtzita y en una menor cantidad smithsonita (ZnCO3) willemita (Zn2SiO4) cincita (ZnO) zinkosita (ZnSO4) franklinita (ZnFe2O4) and hopeita (Zn3(PO4)2middot 4H2O)43

En el suelo el cinc actuacutea como un agente inhibitorio del crecimiento de las especies de flora circundante a la zona de influencia del foco de contaminacioacuten la mayoriacutea de las cuales no poseen mecanismos para incorporar al cinc en su proceso metaboacutelico y debido a esto un nuacutemero limitado de plantas tiene la capacidad de sobrevivir lo cual es directamente proporcional a su diversidad

El cinc puede interrumpir la actividad en los suelos con efectos negativos en la actividad de microorganismos y lombrices Probablemente disminuyendo la velocidad de descomposicioacuten de la materia orgaacutenica

Tambieacuten altera la permeabilidad de la membrana celular inhibicioacuten de la fotosiacutentesis y alteracioacuten en las concentraciones de Cu Fe y Mn44

Figura 7 Ciclo del cinc

Fuente los autores

En la atmosfera

Es estable en aire seco pero al exponerse a aire huacutemedo es cubierto con una capa adherente de cinc o carbonato baacutesico (2bullZnCO3middot3bullZn(OH)2) de este modo aislando el metal y retardando su corrosioacuten

43 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

44 Lenntech Op cit

37

El cinc se vincula principalmente a las partiacuteculas de aerosoles en la atmoacutesfera El tamantildeo de las partiacuteculas se determina por la fuente de emisioacuten de cinc Una proporcioacuten importante de cinc se libera de los procesos industriales y es adsorbido en partiacuteculas lo suficientemente pequentildeas para estar en el rango de respiracioacuten humano

El transporte y la distribucioacuten del cinc atmosfeacuterico variacutean seguacuten el tamantildeo de las partiacuteculas y las propiedades de los compuestos de cinc en cuestioacuten El cinc se elimina de la atmoacutesfera por deposicioacuten seca y huacutemeda El cinc adsorbido por las partiacuteculas con bajas densidades y diaacutemetros puede ser transportado a largas distancias45

En la Figura 8 se observan las formas en que se encuentra el cinc en el ambiente

34 GALVANOTECNIA

341 Generalidades

El sector galvaacutenico comprende todos aquellos recubrimientos viacutea electroliacutetica sobre diferentes superficies con fines decorativos y de proteccioacuten contra la corrosioacuten dadas las propiedades que presentan estas peliacuteculas entre las cuales se destacan la dureza uniformidad estabilidad y buen aspecto

El sector industrial Galvaacutenico hace parte de la Cadena Productiva Metalmecaacutenica aportando bienes de consumo intermedio y bienes de capital entendidos como artiacuteculos utilizados inmediatamente por el usuario final o para ser incorporados en la fabricacioacuten de otros bienes y en artiacuteculos que directa o indirectamente contribuyen a la produccioacuten de maquinaria y equipos respectivamente46

342 El Proceso Galvaacutenico

La galvanotecnia es una teacutecnica que consiste en la transformacioacuten de una superficie que puede ser o no metaacutelica mediante un recubrimiento metaacutelico Es un proceso electroquiacutemico por el cual se deposita una capa fina de metal sobre una base generalmente metaacutelica47 Se recomienda cuando por costos

45 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

46

Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas

Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en

httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

47 Galvanoteacutecnia Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2009

httpesencartamsncom copy 1997-2009 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

httpesencartamsncomencyclopedia_761562645galvanoteacutecniahtml

38

o por razones estructurales es necesario modificar las caracteriacutesticas del metal base seleccionada En general los procedimientos tienen como finalidad modificar las propiedades de la superficie de los metales y estas pueden estar asociadas a motivos decorativos o funcionales dentro de los cuales se encuentran

Aumento de resistencia a la corrosioacuten

Aumento de resistencia al ataque de sustancias quiacutemicas

Incremento de la resistencia a la friccioacuten y al rayado

Mejoramiento de propiedades eleacutectricas o mecaacutenicas

Mejoramiento de propiedades oacutepticas

Ofrecer sustrato de anclaje de pinturas

Ejercer lubricacioacuten48

Los metales que se utilizan normalmente en galvanotecnia son cadmio cromo cobre oro niacutequel plata y estantildeo Las cuberteriacuteas plateadas los accesorios cromados de automoacutevil y los recipientes de comida estantildeados son productos tiacutepicos de galvanotecnia49 En la Tabla 2 ldquoAlgunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunesrdquo que se muestra a continuacioacuten se puede encontrar una descripcioacuten de los diferentes tipos de recubrimiento galvaacutenico seguacuten el metal empleado

En galvanotecnia se consideran dos tipos de procesos la galvanoplastia y la galvanostegia El primero se refiere al proceso en que los recubrimientos metaacutelicos se hacen sobre superficies de materiales no conductores Mientras que en el segundo los recubrimientos siempre se realizan sobre materiales metaacutelicos

343 Proceso de Galvanoplastia

La galvanoplastia se utiliza cuando se requieren formas completas y depoacutesitos de materiales bastante finos Los moldes de plaacutestico cera y parafina se hacen conductores utilizando grafito o cinc en polvo y recubrieacutendolas electroliacuteticamente con un metal

Este es el proceso de fabricacioacuten de moldes baacutesico para las industrias manufactureras de muntildeecos discos fonograacuteficos de algunas partes automotrices y otras

En algunos casos las partes de plaacutesticos se metalizan directamente para lograr objetos con acabado metaacutelico como en el caso de la bisuteriacutea tapas de recipientes para perfumes algunas autopartes placas para circuitos impresos artiacuteculos para el hogar griferiacutea etc

48 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72

49 Galvanoteacutecnia Encartareg 2009 Op cit

39

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunes

Nombre Metal Campo de aplicacioacuten mas comuacuten

Cobreado Cobre

Capa base para el cromado o la vulcanizacioacuten en acero de derivados del caucho

Recubrimiento decorativo de piezas de materiales no metaacutelicos

Generacioacuten de las venas conductoras de circuitos impresos

Cromado Cromo

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Recubrimiento resistente a la friccioacuten en materiales ferrosos

Material para el relleno de zonas desgastadas en piezas de friccioacuten

Superficie muy dura en ciertas aplicaciones

Acerado Hierro Material de relleno en zonas desgastadas en hierro gris y acero

Niquelado Niacutequel

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Capa base para el cromado

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Cadmiado Cadmio Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Galvanizado Cinc Recubrimiento anticorrosivo del acero

Estantildeado Estantildeo Recubrimiento anticorrosivo temporal del acero

Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Dorado Oro

Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Proteccioacuten anticorrosiva de venas en circuitos impresos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores seguros

Conexiones internas de circuitos integrados

Plateado Plata Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Latonado Latoacuten Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Recubrimiento antifriccioacuten de asentamiento en chumaceras

Fuente Disponible en httpwwwsabelotodoorgelectrotecniagalvanoteacutecniagalvanoteacutecniahtml

344 Proceso de galvanostegia

40

La galvanostegia se refiere a los recubrimientos hechos electroliacuteticamente sobre superficies metaacutelicas

La galvanostegia puede ser de dos categoriacuteas catoacutedica o anoacutedica

El proceso de metalizado de plaacutesticos como se puede observar en la Tabla 3

50

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia

ACTIVIDAD MATERIAS PRIMAS RESIDUOS GENERADOS

1 DESENGRASE solventes orgaacutenicos

tricloroetileno

vertimientos (enjuagues contaminados) emisiones

(VOCs)

2 SENSIBILIZACIOacuteN acido sulfuacuterico Aacutecido croacutemico en solucioacuten

vertimientos (enjuagues contaminados goteo al piso)

3 ACTIVACIOacuteN Acido clorhiacutedrico cloruro estantildeoso

vertimientos ( goteo al piso)

4 NUCLEACIOacuteN Cloruro de paladio vertimientos ( enjuagues

agotados)

5 POSTNUCLEACIOacuteN Reductor Hiposulfito soacutedico formaldehiacutedo

Emisiones (VOCs)

6 PREMETALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico vertimientos ( goteo al piso)

7 METALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico

vertimientos ( goteo al piso bantildeos gastados)

Fuente Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

La galvanostegia catoacutedica tiene tres objetivos fundamentales ejercer proteccioacuten contra la corrosioacuten dar buen aspecto cambiar alguna propiedad superficial como dar mayor dureza mejorar la conductividad ejercer lubricacioacuten

La galvanostegia anoacutedica conocida comuacutenmente como anodizado implica la formacioacuten de peliacuteculas de oacutexido del mismo metal para que aiacutesle y proteja las piezas metaacutelicas

En general las industrias galvanoteacutecnicas se pueden clasificar en dos categoriacuteas industrias de servicios industrias de integrados Las industrias

50 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72-73

41

de servicio a su vez se dividen en industrias de pulido y brillo e industrias de acabado

Las industrias de pulido y brillo se encargan de convertir las superficies de las piezas metaacutelicas rugosas en brillantes mediante un tratamiento mecaacutenico La operacioacuten de una industria de pulido y brillo consta de varias etapas en las cuales la rugosidad es eliminada paulatinamente por la accioacuten abrasiva de discos elaborados con diferentes materiales

Todos los procedimientos conllevan cierto nuacutemero de operaciones en las que se utiliza gran cantidad de sustancias quiacutemicas produciendo vertimientos y emisiones tanto al agua como al aire y al suelo

345 CINCADO

Existe el cincado aacutecido y el alcalino habieacutendose producido un aumento significativo en la aplicacioacuten del primero por motivos ambientales ya que en el cincado aacutecido no se emplean compuestos cianurados Ambos procesos son similares y difieren solo en la ausencia de compuestos cianurados en la variante aacutecida cuya desventaja operativa es que requiere de un control mucho maacutes riguroso en cuanto a composicioacuten y pureza que representa un obstaacuteculo importante para una mayor difusioacuten de este proceso51 Ver figura 9 cincado Figura 8 Esquema del proceso de Cincado

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72 p

El cincado comprende varias etapas en las que se emplean diferentes insumos y se generan sustancias de desecho en altas y bajas concentraciones a continuacioacuten en la Figura 10 ldquoInsumos y desechos en el cincado alcalinordquo se puede observar mejor este proceso

51 CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado

De Metales Lima 1997 72 p Tab web disponible en liacutenea en httpwwwbvsdepahoorgeswwwfulltextgtzmanmiremmrindamhtml

42

Los meacutetodos de tratamiento y disposicioacuten final de desechos generados por la actividad de galvanotecnia son los mismos que se aplican a los residuos peligrosos El criterio fundamental es el de la cuna a la tumba es decir la gestioacuten de desechos se inicia en el punto de generacioacuten la fuente y termina en el punto de disposicioacuten final que para este caso se recomienda en primera medida es hacer la separacioacuten en la fuente en los diferentes puntos donde se generen los metales la segunda medida es hacer recuperacioacuten de los metales aplicando diferentes meacutetodos que apliquen para cada caso en tercer lugar estaacute la Reutilizacioacuten de los metales recuperados e incorporacioacuten de estos de nuevo en el proceso productivo y finalmente debido a costos practicidad falta de tecnologiacutea etc si no se pudieran separar ni recuperar tendriacutean que ser llevados a disposicioacuten final aunque es una solucioacuten transitoria y no definitiva para los problemas ambientales generados por la acumulacioacuten de los metales por ejemplo en un relleno de seguridad Ver la Figura 11

Figura 9 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997

43

Figura 10 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc

Fuente Adaptado de CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72

44

4 METODOLOGIacuteA

A continuacioacuten se describen cada una de las fases y procedimientos con los que se realizoacute esta investigacioacuten

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL En esta investigacioacuten se utilizaron las siguientes variables variable independiente la concentracioacuten de las sustancias de prueba variable dependiente la muerte de los organismos y constantes los organismos empleados en cada ensayo (5 alevinos de trucha arcoiacuteris por pecera) tiempo de exposicioacuten (96 horas) y paraacutemetros fisicoquiacutemicos [Tdeg pH y OD (oxigeno disuelto)] Inicialmente se realizoacute una prueba preliminar utilizando rangos de concentraciones entre (20 - 100) ppm K2Cr2O7 (01 - 05) ppm CuSO4bull5H2O y (2 ndash 10) ppm ZnCl2 de la respectiva sustancia Posteriormente con los datos de los rangos obtenidos en el ensayo preliminar se realizaron las pruebas definitivas utilizando cinco organismos por pecera con cinco concentraciones diferentes las cuales aumentan descendentemente cada concentracioacuten se realiza por cuadruplicado e igualmente se hace para el control o blanco Para un total de 24 peceras por ensayo Una vez obtenidos los resultados de mortalidad se realizan el anaacutelisis de varianza y anaacutelisis Probit como fin determinar la respectiva CL50-96

El tipo de prueba toxicoloacutegica que se realizoacute es aguda debido a que se cuantifica la alteracioacuten causada por la respectiva sustancia en este caso mortalidad y es estaacutetica en la cual no existe renovacioacuten de las soluciones test a lo largo de toda la prueba de 96 h de duracioacuten Ademaacutes no se suministroacute aireacioacuten ni alimento durante el experimento

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO

421 RECINTO EXPERIMENTAL

Las pruebas de toxicidad se realizaron en el laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle que es el lugar dentro de la Universidad dotado de todo lo necesario para hacer este tipo de investigaciones y en el se encuentran mesones para la preparacioacuten de las diluciones y mediciones fisicoquiacutemicas aacutereas de lavado y un sistema de ventilacioacuten (extraccioacuten y suministro de aire) Ver figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle En eacutel se ubicaron 3 acuarios con voluacutemenes de 63 L 90 L y 110 L para la permanencia de los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) antes de cada prueba un tanque de 250 L con una bomba sumergible (2000 L h) en su interior para mantener agua aireada libre de cloro y un estante para la bateriacutea de ensayos que consistiacutea de 24 peceras de vidrio con una capacidad de 25 L para las pruebas de toxicidad

45

En el Laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria se realizaron anaacutelisis fisicoquiacutemicos preservacioacuten de las muestras y preparacioacuten de soluciones

Figura 11 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle

Fuente los autores

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS ACUARIOS

Los acuarios se adaptaron con el fin de garantizar las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) empleando los siguientes implementos filtro grava aireadores mangueras difusores un material de cubierta y agua

Filtro se ubicoacute en el fondo del acuario para mantener el agua libre de amoniacuteaco (NH3) u otros desechos producto del metabolismo de los peces

Grava se depositoacute alrededor del filtro usaacutendola como sustrato en el que habitan bacterias que son las encargadas de descomponer los desechos y convertirlos en nutrientes

Aireadores permanecieron conectados al exterior del acuario a mangueras y estas a su vez a difusores que fueron distribuidos uniformemente dentro de los acuarios para el suministro de aire

Fotoperiodo de doce horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

46

Material de cubierta se utilizoacute plaacutestico para cubrir la parte superior de los acuarios manteniendo el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volatiles evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Agua del grifo proveniente del acueducto para llenar el acuario dejaacutendola libre de cloro en (3 ndash 5) diacuteas (en algunas ocasiones se usoacute el agua libre de cloro previamente aireada con una bomba sumergible (2000 L h) en un tanque de 250 L)

Figura 12 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss)

Fuente los autores

4221 Limpieza o sifoneo de los acuarios

El procedimiento de limpieza o sifoneo se realizoacute en tres momentos

1 Previo a la introduccioacuten de los alevinos al preparar el acuario 2 Durante la permanencia de los alevinos en los acuarios 3 Una vez iniciada la prueba de toxicidad

La primera fase al igual que la tercera consistioacute en extraer toda el agua de los acuarios y todos los implementos limpiar todas las superficies del acuario con abundante agua repetidas veces sin utilizar ninguacuten jaboacuten o detergente En la segunda fase ocasionalmente se retiraron soacutelidos en suspensioacuten en el agua del acuario y se realizoacute aspirado en la grava para retirar los desechos (excremento materia orgaacutenica) producidos por los peces que contienen amoniacuteaco (NH3) el cual es el principal producto residual de la trucha y que por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 es muy toacutexico para los peces

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

El organismo que se empleo en las pruebas toxicoloacutegicas fue el aleviacuten de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) de 4 cm 08 g (peso promedio) y 1 mes y 15 diacuteas de nacido en promedio

47

Los peces fueron comprados a distintos proveedores inicialmente a la empresa Truchas Suralaacute Ltda ubicada en Choconta Cundinamarca una finca situada en la regioacuten de Guavio y posteriormente a la empresa Acuagranja Ltda ubicada en la Av Boyacaacute con calle 99 Bogotaacute los organismos que se utilizaron fueron transportados en dos (2) bolsas de polietileno de (70 x 35) cm calibre tres (3) con capacidad aproximadamente 200 Truchas Arcoiacuteris de 4cm cada bolsa Las bolsas se les adiciona oxigeno para garantizar las condiciones de OD en su transporte y son empacadas en cajas con unas bolsas de gel congelado para mantener las condiciones de temperatura oacuteptimas

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) veniacutean en bolsas que fueron introducidas en los acuarios ya preparados inmediatamente despueacutes de llegar al laboratorio La introduccioacuten consistioacute en sumergirlas en el agua y dejarlas flotando durante una hora aproximadamente sin destaparlas (garantizando el oxigeno en su interior) todo esto con el fin de homogenizar las temperaturas del agua de la bolsa con la del acuario con el propoacutesito de evitar el choque teacutermico Los peces fueron introducidos en los acuarios teniendo cuidado de no mezclar el agua de las bolsas con el agua del acuario pues al momento de ser transportados los niveles de amoniacuteaco aumentan por el estreacutes y en consecuencia excretan en mayor cantidad y esto podriacutea llegar a ser muy toacutexico para los organismos Ver figura 14

Figura 13 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris

Fuente Los autores

Seguacuten los protocolos internacionales (CETESB) los peces deben permanecer en los acuarios 15 diacuteas antes de ser realizadas las pruebas

48

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Antes de la realizacioacuten de las pruebas de toxicidad durante el tiempo que permanecieron los alevinos de trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss) en el laboratorio se les alimentoacute con Nutripez en Hojuelas que se les suministroacute dos veces al diacutea de acuerdo a las indicaciones del fabricante (200 mgdiacutea de acuerdo al peso y la edad) En la Tabla 4 Se observa la composicioacuten nutricional del alimento

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas

Fuente Peces Ornamentales El Tiple Ltda

Se recomienda que las dietas para peces tengan en general un mayor contenido de proteiacutena52

Actualmente la industria de alimentos concentrados en Colombia provee un producto balanceado que suple los requerimientos alimenticios de la trucha arco iris con esta composicioacuten nutricional Proteiacutena entre (40 ndash 50) grasa entre (7 ndash 18) cenizas 10 humedad 12 y fibra un 353 No se suministroacute alimento desde el diacutea anterior a la realizacioacuten de la prueba de toxicidad ni durante las 96 horas del experimento debido al amoniaco (NH3) que es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados provenientes de la excreta que podriacutea afectar la supervivencia de los alevinos alterando los resultados y condiciones de la prueba

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

El agua que se empleoacute en las pruebas fue agua potable que previo al ensayo toxicoloacutegico permanecioacute aireando en un tanque de 250 L durante un periodo miacutenimo de 1 semana Se controloacute la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto que debiacutea permanecer por encima de los 55 mgL el pH en un rango de 65 a 78 y la temperatura lt 20degC porque de esto depende la supervivencia de la trucha y la veracidad de la prueba (si no se cumplen estas miacutenimas condiciones en el ensayo

52 Pokniak R Joseacute Nutricioacuten de peces TECNO VET Antildeo 3 Ndeg2 agosto 1997

httpwwwtecnovetuchileclCDAtecnovet_articulo01409SCID253D91632526ISID253D44800html 53

CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de

produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

Proteiacutena miacutenima 38

Grasa miacutenima 8

Fibra maacutexima 25

Ceniza maacutexima 98

Humedad maacutexima 5

49

toxicoloacutegico los resultados pueden ser influenciados negativamente por estas variables) Ver figura 15

Figura 14 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas

Fuente los autores

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

Esta fase consistioacute en la realizacioacuten de las pruebas toxicoloacutegicas para las cuales se emplearon unos equipos y materiales siguiendo unos procedimientos como se describe a continuacioacuten

EQUIPOS

Balanza analiacutetica marca Sartorius

Medidor de Multiparaacutemetro marca Hanna MATERIALES

Item Volumen

(mL) Cantidad

Pipetas

5 1

10 1

25 1

Balones aforados 1000 4

Espaacutetula NA 1

Vidrio de reloj NA 1

Peceras 2500 24

Probetas

10 1

40 1

50 1

100 2

250 2

500 2

1000 2

Balde 10000 1

Fuente los autores

50

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas

Se montoacute una bateriacutea de ensayos usando un estante de seis entrepantildeos en donde se distribuyeron 24 peceras de vidrio (4 peceras por entrepantildeo) de 25 L de capacidad cada una a su vez las concentraciones se dividieron una por entrepantildeo y la restante es el control de la prueba

Los ensayos se iniciaban en el momento de introducir cinco alevinos en cada una de las peceras que en su interior ya conteniacutean la solucioacuten correspondiente para el tipo de prueba y concentracioacuten del ensayo a realizar y finalizaron a las 96 horas de iniciada la misma

El fotoperiodo que se utilizoacute en el bioensayo fue de 12 horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

La cobertura plaacutestica se utilizoacute en las PECERAS al igual que en los acuarios para mantener el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volaacutetiles que podriacutean cambiar eventualmente las condiciones del ensayo evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Figura 15 Foto Bateriacutea de ensayos

Fuente los autores

Es importante definir que una vez iniciado el procedimiento anterior se hizo cuantificacioacuten del nuacutemero de organismos muertos en cada recipiente durante las (3 6 24 48 72 y 96) horas de experimentacioacuten y los resultados de esta lectura se

51

consignaron en las hojas de registro como se puede observar en la Tabla 5 y que se pueden encontrar en el Anexo O Hojas de registro de datos

432 Pruebas de sensibilidad

La sensibilidad de los alevinos fue evaluada realizando pruebas en las cuales se utilizoacute el dicromato de potasio (K2Cr2O7) que es un toacutexico de referencia El propoacutesito de esta prueba fue determinar la capacidad de respuesta de los organismos en el ensayo

Las pruebas se realizaron con cinco concentraciones distintas expresadas en ppm de dicromato de potasio (K2Cr2O7) y un control por cuadruplicado obteniendo el test definitivo se replico 20 veces el ensayo con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos de concentraciones de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) entre (05 - 5) ppm para determinar los rangos en los que posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con Sulfato de Cobre Pentahidratado (CuSO4bull5H2O) con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos 435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn) utilizando

ZnCl2

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de (Zn) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm utilizando cloruro de zinc (ZnCl2) Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas soluciones

52

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos

53

Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos entre (2 ndash 10) ppm para determinar los rangos en los que se posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con cloruro de zinc (ZnCl2)

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de la industria de Cincado y se le hizo una caracterizacioacuten fisicoquiacutemica usando espectrofotometriacutea de absorcioacuten atoacutemica con llama directa aire-acetileno SM 3111 B y C con el que se determinoacute la presencia de cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de intereacutes

Al vertimiento se le realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas para determinar la CL50-

96 Posteriormente se disentildeo un tratamiento a nivel de laboratorio para retirar el cobre (Cu) y el cinc (Zn) Nuevamente se realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas al agua tratada para determinar la CL50-96 y se realizoacute una caracterizacioacuten

En las caracterizaciones realizadas se midieron los siguientes paraacutemetros oxigeno disuelto (OD) seguacuten SM 4500-O G meacutetodo de electrodo de membrana pH seguacuten el SM 4500-H+ B meacutetodo electromeacutetrico temperatura seguacuten el SM 2550 B y Turbiedad seguacuten el meacutetodo SM 2130 B usando el turbidiacutemetro

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS

4371 ANAacuteLISIS DE VARIANZA

Se realizoacute un anaacutelisis de varianza (ANOVA) siguiendo el protocolo LB07 que se encuentra en el ANEXO B del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle

El anaacutelisis que se realizoacute fue por una sola viacutea en la que se compararon las varianzas mueacutestrales de la cantidad de organismos muertos por concentracioacuten a las 96 horas en las pruebas toxicoloacutegicas de sensibilidad y pruebas definitivas de Cu (cobre) Zn (cinc) el vertimiento crudo y el vertimiento tratado

El meacutetodo tiene un 95 de confianza y un Margen de error del 5

Se usaron dos programas estadiacutesticos para la realizacioacuten de estos caacutelculos que fueron EXCEL y STATGRAPHICS Versioacuten 51 PLUS que permite la realizacioacuten sistemaacutetica de distintos anaacutelisis estadiacutesticos

54

55

4372 PROBIT

Descripcioacuten El meacutetodo Probit es un procedimiento estadiacutestico parameacutetrico para hallar la CL50 siguiendo el protocolo LBp03 del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle Anexo A

El anaacutelisis consiste en transformar los datos de la mortalidad observados a log10 para obtener una aproximacioacuten lineal de los paraacutemetros en la regresioacuten con iteracioacuten y con base en es datos obtenidos se estima la CL50 El meacutetodo da resultados con un 95 de confianza y un margen de error del 5 Para la aplicacioacuten del meacutetodo se usaron las pruebas toxicoloacutegicas agudas realizadas a las sustancias de intereacutes Los meacutetodos estadiacutesticos aplicados son los recomendados por el manual Methods for Measuring the Acute Toxicity of Effluents and Receiving Waters to Freshwater and Marine Organisms (USEPA 2002) el libro Ensayos Toxicoloacutegicos Y Meacutetodos de Evaluacioacuten de Calidad de Aguas (castillo2004) el libro Pruebas de Toxicidad Acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos (Diacuteaz 2004) y el protocolo de CETESB Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de cincado

UNIDAD CAPACIDAD CANTIDAD pH

Tanque de igualacioacuten 5 m3 1 15 ndash 23

3 tanques de oxidacioacuten 250 L 3 10- 115

Reactor

1 200

Sedimentador 1200 L 1 8-9

Filtros De Arena --- --- ---

Tanque Final 30 m3 1 ---

Intercambiador Ioacutenico --- 2 ---

Fuente Los autores

Las fases explicadas anteriormente fueron sintetizadas en el esquema metodoloacutegico

56

5 INDUSTRIA EVALUADA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de una industria de galvanotecnia ubicada en Bogotaacute en la localidad de Puente Aranda

La industria se especializa en recubrimiento con Cinc (Zn) por electroacutelisis a un indeterminado nuacutemero de piezas aplicando diversos procesos fisicoquiacutemicos descritos a continuacioacuten

Desengrase sensibilizacioacuten activacioacuten nucleacioacuten postnucleacioacuten premetalizado y metalizado

Los vertimientos producidos son especialmente metales pesados como niacutequel cobre zinc hierro cromo que son tratados en una planta compacta para el tratamiento de aguas residuales La planta se encuentra ubicada en el segundo piso de la industria y estaacute conformada por las siguientes unidades de tratamiento que se observan en la tabla 6

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDAD

Los resultados que se presentan a continuacioacuten son el producto de una ardua y larga investigacioacuten que se llevoacute a cabo durante los meses de enero a diciembre del antildeo 2008 y de marzo a julio del antildeo 2009 aproximadamente en 12 meses para la determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) en trucha arco iris en la cual se mantuvieron las condiciones oacuteptimas para el desarrollo de las pruebas de sensibilidad (K2Cr2O7) y toxicidad de (Cu) y (Zn) fue realizado con el fin de mejorar la normatividad actual de Colombia en cuanto a vertimientos

Los bioensayos que se realizaron tuvieron una duracioacuten de 96 horas donde a las 24 horas despueacutes de haber iniciado la prueba se observaba la tendencia de mortalidad la cual era clave para saber si el porcentaje de mortalidad esperado entre (0 -100) seguiriacutea la tendencia para alcanzarlo al finalizar los bioensayos (ver hojas de registro en el ANEXO O)

En los registros tomados el blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no superaron el 10 garantizando la validez de los bioensayos seguacuten lo estipulado por los protocolos para pruebas toxicoloacutegicas con alevinos de trucha arcoiris de CETESB

Los datos que se muestran en esta seccioacuten son los registros tomados a las 96 horas para las pruebas de sensibilidad las pruebas de toxicidad y los resultados de la aplicacioacuten de los meacutetodos de anaacutelisis estadiacutesticos ANOVA (anaacutelisis de varianza) y Probit en las cartas de control

Adicionalmente se realiza el anaacutelisis de los datos y se muestran las graacuteficas de la CL50-96 vs Nuacutemero de bioensayos realizados basadas en los datos

calculados por Probit

57

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD

La sensibilidad de la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se calculoacute hallando la concentracioacuten letal media (CL50-96) empleando como toacutexico de referencia el dicromato de Potasio (K2Cr2O7) Se realizaron veinte (20) pruebas usando un rango entre (20 - 100) ppm en los que se observoacute una mortalidad entre el (0 ndash 100) La tabla 7 muestra los resultados de una de las pruebas de sensibilidad realizadas

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de K2Cr2O7

A continuacioacuten se muestra la tabla con los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de sensibilidad de K2Cr2O7 Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7)

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2Cr2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 4 2 4 4 14 70

60 3 3 5 5 16 80

80 4 5 5 4 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

58

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 8) de las veinte pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

En la Figura 17 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al K2Cr2O7

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios nacionales e internacionales que se muestran en la tabla 10

Los resultados de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para las sustancias de intereacutes empleadas en esta investigacioacuten fueron comparados con los datos de otras investigaciones (tabla 10) de donde se puede decir que el valor de sensibilidad 597 mgL de dicromato de potasio (K2Cr2O7) comparado con el obtenido en la USEPA 8308 mgL K2Cr2O7 presenta una diferencia de 234 mgL lo que indica que se acerca bastante al valor validado por la USEPA y con los estudios de la Universidad de la Salle se observa que los valores estaacuten muy cercanos comprobando de esta manera la estandarizacioacuten de la sensibilidad para el laboratorio de bioensayos

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad con K2Cr2O7 +- 01

Fecha f

calculado f teoacuterico

4-Feb-07 116

28

5-Nov-07 153

21-Nov-07 442

8-Jan-08 299

14-Jan-08 726

21-Jan-08 219

4-Feb-08 338

11-Feb-08 331

25-Feb-08 396

3-Mar-08 151

10-Mar-08 582

25-Mar-08 638

31-Mar-08 321

7-Apr-08 259

18-Apr-08 131

21-Apr-08 451

28-Apr-08 583

6-May-08 141

12-May-08 795

01 DIC 2008 892

Fuente los autores

59

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01

Fecha CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg K2Cr2O7 L)

Inferior Superior

4-Feb-07 643 469 955

5-Nov-07 631 543 731

21-Nov-07 590 510 671

8-Jan-08 615 5418 692

14-Jan-08 643 584 694

21-Jan-08 561 454 644

4-Feb-08 658 560 725

11-Feb-08 641 549 714

25-Feb-08 576 505 645

3-Mar-08 540 430 621

10-Mar-08 605 532 680

25-Mar-08 599 528 669

31-Mar-08 626 550 703

7-Apr-08 629 503 710

18-Apr-08 603 528 643

21-Apr-08 559 486 634

28-Apr-08 528 460 592

6-May-08 557 484 633

12-May-08 574 510 633

01 Diciembre 2008 560 492 623

PROMEDIO 597 511 681

Fuente los autores

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del K2Cr2O7 +- 01

Liacutemite inferior 511 mgL

CL50-96 597 mgL

Liacutemite superior 681 mgL

Al analizar la carta de control Tabla 9 y la Figura 17 de resultados de dicromato de potasio (K2Cr2O7) se observa que los valores de (CL50-96) +- 01 a pesar de oscilar entre un rango de (528 ndash 658) mgL en ninguacuten momento superan el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las

60

Figura 16 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7

Fuente Los autores

490

540

590

640

690

0 5 10 15 20

Co

ncen

tracioacute

n

(mg

K2C

r 2O

7L

)

Nuacutemero de pruebas

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Inferior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Superior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) promedio

61

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios nacionales e internacionales en trucha arcoiris

CL 50 mg K2Cr2O7 L

Sensibilidad

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

8308

USEPA

5643 96 11 ALEVINOS GRIJALBA Y BERNAL Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

35 -75 96

ALEVINOS FAO Corporate Document Respositore 2001

540731 96 10 ALEVINOS

(35 - 45) diacuteas de nacido

BARROS Y GAMEZ Universidad de la Salle Bogotaacute 2008

522183 96 11 ALEVINOS ORTIZ Y AGUDELO Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

5239 96 10 ALEVINOS SANCHEZ Y ANDRADE Universidad de la

Salle Bogotaacute 2009

597 96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente los autores

variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O)

Se realizaron cuatro pruebas preliminares con cobre (Cu) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100)

En la Tabla 11 se observan los resultados obtenidos de la primera prueba de toxicidad para la que se usoacute un rango entre (01 - 5) ppm de Cu En ella se puede observar claramente que la mortalidad a concentraciones superiores a 01 ppm es del 100 en las cuatro replicas definiendo el nuevo rango a utilizar en concentraciones le 01 ppm que se utilizoacute en las siguientes pruebas preliminares hasta encontrar el rango de las pruebas definitivas

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (001 - 015) ppm es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 ndash 100) como se puede observar en la Tabla 12 Se realizaron 10 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo D

62

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para cobre (Cu)

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h para Cu

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu En la tabla 13 se encuentran los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Cu Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

63

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (tabla 13) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu

FECHA f

calculado f teoacuterico

7-Oct-08 282

28

(1) 14 OCT 2008 285

(2) 14 OCT2008 140

(1) 20OCT2008 364

(2)20 OCT 2008 270

(1) 19 NOV2008 218

(2) 19 NOV 2008 218

(1)25 NOV 2008 364

(2)25 NOV 2008 218

27 NOV 2008 475

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu

En la Figura 18 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Curdquo se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso Cobre (Cu)

Los resultados de la prueba se compararon con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 15

Al analizar la tabla 15 se puede observar que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) para cobre (Cu) grado analiacutetico que se obtuvo en esta investigacioacuten es de 007 mgL al compararlo con los de otros estudios se observa que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) mas alto obtenido en otras investigaciones apenas muestra una diferencia de 020 mgL y si se compara con el mas bajo una diferencia de 005 mgL lo que indica que los

64

resultados son consistentes y que las diferencias en los valores son debido a las diferentes condiciones ambientales de los laboratorios

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu

Fecha CL50-96

(mg Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

7-Oct-08 0075 0063 0086

(1) 14 OCT 2008 0061 0052 0069

(2) 14 OCT2008 0060 0045 0075

(1) 20OCT2008 0068 0045 0095

(2)20 OCT 2008 0070 0059 0079

(1) 19 NOV2008 0068 0045 0095

(2) 19 NOV 2008 0068 0045 0095

(1)25 NOV 2008 0069 0045 0095

(2)25 NOV 2008 0061 0035 0096

27NOV2008 0062 0048 0077

PROMEDIO 007 005 009

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Cu

Liacutemite inferior 005mgL

CL50-96 007 mgL

Liacutemite superior 009 mgL

65

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu

Fuente los autores

0047

0052

0057

0062

0067

0072

0077

0082

0087

0 2 4 6 8 10 12

CL

5096

(mg

Cu

L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Cu L)

CL 50-96 (mg Cu L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Cu L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Cu L) SUPERIOR

66

Al analizar la carta de control (tabla 14) y la Figura 18 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados cobre (Cu) se observa que los valores de (CL50-96) oscilan entre un rango de (006 - 008) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris

CL 50

mg CuL

CL 50

mg

CuSO4bull5H2O L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

025 96 05 -

3 ALEVINOS

Qureshi AA Flood K W Thompson S R Janhurst S M Inniss C S and rokosh

D A American Society fot Testing and Materials 1982 pp 179 - 195

0094 96 712 plusmn 06

- AyĢe Guumlndoğdu Research article

ARAġTIRMA MAKALESĠ Journal of FisheriesSciencescom 2008

016 - BAGDONAS and VOSYLIENE 2006

0042 (0039-0046)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James

GREER Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8

pp 1657ndash1665 Allen Press Publishing Service Inc 2007 USA

0056 96 ALEVINOS

0059 96 ALEVINOS

002 Howarth amp Sprague 1978

007

96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente Los autores

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96

hallada en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cobre (Cu) mg CuL 007 01 02

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de (CL50-96) en la carta de control de cobre (Cu) con los valores de (CL50-96) del

67

decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 = 007 mgL hallado en esta investigacioacuten comparado con eacutel del decreto CL50-96 = 010 mgL es inferior con una diferencia de 003 mgL y con el Acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 020 mg L es inferior con un diferencia de 010 mgL

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2)

En cada tabla se calculoacute a traveacutes de una sumatoria el nuacutemero de muertes totales y los porcentajes de mortalidad de los peces seguacuten la concentracioacuten El blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no fueron mayores al 10 garantizando la validez de la prueba

Se realizaron 5 pruebas preliminares con cinc (Zn) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 17 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (2 - 10) ppm de Zn

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (01 -15) ppm de cinc (Zn) es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 -100) como se puede observar en la Tabla 18 Se realizaron 10 pruebas definitivas validando este rango que se puede encontrar en el Anexo E

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

68

En la tabla 19 se observan los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Zn Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente Los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas con Zn

FECHA f

calculado f teoacuterico

(1) 03 MAR 2009 553

28

(2) 03 MAR 2009 239

(1) 10 MAR 2009 568

(2) 10 MAR 2009 186

(1) 17 MAR 2009 385

(2) 17 MAR 2009 309

(1) 31 MAR 2009 496

(2) 31 MAR 2009 330

21 ABR 2009 360

28 ABR 2009 327

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

69

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 19) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn)

Fecha CL50-96 (mg

Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

(1) 03 MAR 2009 072 062 082

(2) 03 MAR 2009 074 065 083

(1) 10 MAR 2009 072 060 083

(2) 10 MAR 2009 075 066 084

(1) 17 MAR 2009 067 057 076

(2) 17 MAR 2009 064 054 073

(1) 31 MAR 2009 068 055 080

(2) 31 MAR 2009 071 059 081

21 ABR 2009 071 060 081

27 ABR 2009 070 059 079

PROMEDIO 070 060 080

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

En la Figura 19 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para cinc (Zn)rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al

70

promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso cinc (Zn)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 21

Al comparar los valores obtenidos de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) con la tabla 21 se observa que el valor de 07 mg Zn L se encuentra cercano al de 05 mg Zn L presenta consistencia en los valores obtenidos en donde la maacutexima diferencia es 15 mgL excepto por uno de los resultados cuyo valor 129 mgL excede el valor maacutes alto en 122 mgL esto se puede explicar debido a que la edad de las truchas utilizadas en este ensayo es mayor y asiacute mismo es su resistencia a los contaminantes

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha arcoiris

CL 50

mg

Zn L

CL 50

mg

ZnCl2 L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

1288 96 302 plusmn021

- AyĢe Guumlndoğdu Research article ARAġTIRMA MAKALESĠJournal of

FisheriesSciencescom 2008

0175 (0150-0201)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE

Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James GREER

Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8 pp 1657ndash1665 Allen

Press Publishing Service Inc 2007 USA

0504 96 ALEVINOS

029 96 ALEVINOS

017 ALEVINOS

Buhl amp Hamilton (1990)

217 06 ALEVINOS

176 ALEVINOS Chapman amp Stevens (1978)

07

96 08 ALEVINOS PERALTA BARRETO

Universidad de La Salle 2009

Fuente Los autores

71

Figura 18Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn)

Fuente los autores

057

061

065

069

073

077

081

0 2 4 6 8 10 12

CL

50-9

6(m

g Z

n L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Zn L)

CL 50-96 (mg Zn L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Zn L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Zn L) SUPERIOR

72

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del cinc (Zn)

Liacutemite inferior 06 mgL

CL50-96 07 mgL

Liacutemite superior 08 mgL

Al analizar la carta de control (Tabla 20) y la Figura 19 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados de cinc (Zn) se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (06 - 08) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96 hallada

en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cinc (Zn) mg ZnL 07 001 2

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de CL50-96 en la carta de control de cinc (Zn) con los valores de CL50-96 del decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 hallado en esta investigacioacuten 07 mgL comparado con el del decreto CL50-96 = 001 mgL es superior con una diferencia de 07 y con el acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 2 mg L es inferior con un diferencia de 13 mgL

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO

Para la realizacioacuten de las pruebas con el vertimiento puro se realizoacute un procedimiento para subir el pH desde 19 hasta 66 unidades de pH con hidroacutexido de sodio 1 N al momento de preparar las diferentes diluciones el vertimiento debiacutea ser homogenizado debido a que el hidroacutexido de sodio precipitaba la solucioacuten

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

73

De esta manera se garantizan las condiciones originales de concentracioacuten del vertimiento crudo y el pH necesario (cercano a neutro) para la realizacioacuten de las pruebas y garantizar que fueran los compuestos toacutexicos del vertimiento de cincado los que realmente causaron la mortalidad de los peces y no el pH

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento Crudo

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento Crudo (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Se realizaron 5 pruebas preliminares con el vertimiento que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 23 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (001 ndash 10)

Basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (007 - 05) del Vertimiento Crudo es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 - 100) como se puede observar en la Tabla 24 Se realizaron 5 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo F

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Crudo

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 25) de las cinco pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos

74

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Vertimiento Crudo

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento Crudo (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Fuente los autores

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento Crudo

El resultado de este porcentaje de CL 50 representa la toxicidad combinada de distintos toacutexicos que se encuentran el Vertimiento Crudo y se involucran en el proceso de cincado el cual magnifica el efecto nocivo

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Vertimiento Crudo

FECHA f

calculado f teoacuterico

1-Jun-09 364

26

(1) 02 JUN 2009 469

(2) 02 JUN 2009 611

8-Jun-09 285

9-Jun-09 532

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

75

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo

Fecha CL 50-96 (

Vertimiento Crudo L)

Liacutemite de confianza al 95 ( Vertimiento Crudo

L)

Inferior Superior

1-Jun-09 024 018 028

(1) 02 JUN 2009

020 016 026

(2) 02 JUN 2009

022 019 026

8-Jun-09 026 019 031

9-Jun-09 020 017 024

PROMEDIO 023 018 027 Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute maacutes de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 018 vertimiento L

CL50-96 023 vertimiento L

Liacutemite superior 027 vertimiento L

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al Vertimiento Crudo durante todas las pruebas realizadas

Al analizar la carta de control (Tabla 26) y la Figura 20 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados del Vertimiento () se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (020 - 026) sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Estos resultados se presentan en porcentaje () y para dar un poco de eacutenfasis en los metales en estudio cobre (Cu) y cinc (Zn) en el Anexo K se podraacuten consultar la cartas de control para cada uno de ellos donde se observa el comportamiento individual haciendo una correlacioacuten entre la concentracioacuten inicial de cada uno con el porcentaje de vertimiento aunque sin tener en cuenta la magnitud y el volumen de cada uno aunque seguacuten el anaacutelisis del proceso productivo se sabe que en cinc es mucho mas representativo debido a que el proceso productivo es de cincado

76

Figura 19 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento

Fuente los autores

016

018

02

022

024

026

028

0 1 2 3 4 5 6

Co

ncen

tracioacute

n V

ert

imie

nto

C

rud

o (

)

nuacutemero de prubeas

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L)

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) Promedio

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) INFERIOR

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) SUPERIOR

77

Los porcentajes encontrados en las pruebas definitivas fueron pasados a mgL usando los resultados de la caracterizacioacuten de Cu y Zn cuyos valores se pueden encontrar en el Anexo K

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y Legislacioacuten Antigua y Nueva

Paraacutemetro

Concentracioacuten Vertimiento

CRUDO proceso de

cincado

Concentracioacuten Vertimiento TRATADO proceso de

cincado

Unidades Remocioacuten

()

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (mgL)

Res 3957 de

2009 (mgL)

dagger

Cobre (Cu)

49 01 mg CuL 9795 01 025

Cinc (Zn) 550 039 mg ZnL 9993 001 2

Fuente los autores

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO TRATADO

Los resultados de las pruebas con el vertimiento tratado no muestran ninguacuten dato significativo en cuanto a la dosis letal se refiere lo que demuestra la eficiencia del tratamiento (clarifloculador + intercambiador ioacutenico) como se muestra en la tabla 28

No se presentoacute mortalidad en el vertimiento tratado debido a la gran eficiencia que presentaron las unidades de clarifloculador + intercambiador ioacutenico como se muestra en la tabla 27

Como se observa en la tabla la eficiencia de remocioacuten fue muy alta y por este motivo no se presentan muertes en las pruebas del vertimiento tratado

Lo que siacute se aprecia es la inconsistencia de la mayor permisividad de la legislacioacuten con respecto a la antigua aunque este tema se sale de contexto es la responsabilidad como Ingenieros Ambientales y Sanitarios nombrar este aspecto Se realizaron cinco (5) pruebas preliminares con el vertimiento pero no se observo que la mortalidad estuviera entre el (0 ndash 100) En la Tabla 28 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (10 ndash 100)

dagger Cobre (Cu) y Cinc (Zn) Totales

78

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Tratado

Al observar Fc vs Ft (tabla 29) de las tres primeras pruebas realizadas se puede decir que Fc gtgtgt Ft lo que comprueba que despueacutes del tratamiento no hay muertos y por eso el fc da muchiacutesimo mayor que el f teoacuterico

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las 96 horas del Vertimiento tratado

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Y al observar las dos uacuteltimas pruebas el Fc lt Ft lo cual nos indica que los datos de la prueba son inconsistentes

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

FECHA f

calculado f teoacuterico

16-Jun-09 65535 26

19-Jun-09 65535

28 23-Jun-09 65535

(1) 07 JUL 2009 06

(2) 07 JUL 2009 06

Fuente los autores

79

La CL50-96 posible para el vertimiento tratado por deduccioacuten es mayor al 100 del vertimiento tratado y se hace un estimativo habiendo una correlacioacuten entre la carga antes del tratamiento con el de la CL50-96 del vertimiento Crudo y carga despueacutes del tratamiento nos dariacutea un estimativo de 233

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado

El agua que se usoacute para la caracterizacioacuten fisicoquiacutemica fue la del vertimiento de una empresa de cincado que es descargada en un tanque de igualacioacuten de 5m3 de donde se realizoacute un muestreo puntual

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el 27 de abril de 2009

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 49 mg CuL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 550 mg ZnL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 188 de pH SM 4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 20 ordmC SM 2550 B Termoacutemetro

OD ND mgL SM 4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 142 NTU SM 2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

Los paraacutemetros cobre (Cu) y cinc (Zn) se enviaron al Laboratorio Ivonne Bernier certificado por el IDEAM para su anaacutelisis (Anexo J) y los anaacutelisis de pH turbiedad oxiacutegeno disuelto (OD) temperatura se analizaron in situ y en el laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria de la Universidad de La Salle

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento Crudo

CL50-96 = 023 del Vertimiento Crudo

Este anaacutelisis se realizoacute con el fin de evaluar y clasificar el vertimiento del proceso de Cincado

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades toxicas

80

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 01 mg CuL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 0383 mg ZnL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 64 de pH SM

4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 18 ordmC SM Termoacutemetro

OD 51 mgL SM

4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 7 NTU SM

2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

cincadodeprocesodelefluentedelpromediocaudalQ

cincadodeprocesodelefluentedelmedialetalioacutenconcentracCL

QCL

UTToacutexicaaC

9650

9650

100)(arg

68891333322490

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

12543)688913331(LogIT

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 313 para el vertimiento crudo nos indica que la industria de cincado tiene una carga toacutexica MODERADA seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos de Escobar 1997

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento tratado

Asumiendo una CL50-96 del 100 para el vertimiento tratado

81

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

QCL

UTToacutexicaaC9650

100)(arg

33100

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

60210)31(LogIT

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

82

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 06 para el Vertimiento Tratado nos indica que la industria de cincado NO tiene una carga toacutexica seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos (ESCOBAR 1997) en su efluente y no representa ninguacuten riesgo para el medio ambiente y se comprueba esta afirmacioacuten porque en las pruebas toxicoloacutegicas no se murioacute ninguacuten pez inclusive con el 100 de la concentracioacuten

Se observa en la Figura 21 la diferencia de toxicidad entre el Vertimiento Crudo y el Tratado Figura 20 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado

Fuente los autores

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADO

Para el vertimiento de la industria de cincado se elaboroacute la Tabla 34 en la que se compararon las ventajas y desventajas de los posibles tratamientos que se podiacutean utilizar Estos tratamientos se escogieron como opciones debido a que presentaban altas eficiencias de remocioacuten de los metales pesados

Para la seleccioacuten del tratamiento se elaboroacute una matriz de priorizacioacuten Tabla 35 en la que se asignoacute una calificacioacuten de 1 a 5 a las diferentes caracteriacutesticas de cada tratamiento Tabla 36 estas calificaciones fueron dadas teniendo en

0

05

1

15

2

25

3

35

Crudo Tratado

Ran

go

s d

e in

dic

es T

oxic

oloacute

gic

os

Efluentes

3125

06021

83

cuenta las ventajas y desventajas de cada alternativa y las caracteriacutesticas propias de la industria

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas

Tratamiento Ventajas Desventajas

Remocioacuten de metales

Co

nven

cio

nale

s

Precipitacioacuten quiacutemica

Control y mantenimiento

bull Es un sistema completamente cerrado que uno mismo puede operar y requiere poco mantenimiento Solo necesita la renovacioacuten de los quiacutemicos utilizados bull Es una tecnologiacutea con faacutecil disponibilidad de equipos y productos quiacutemicos Costos

bull Los quiacutemicos que se usan para el tratamiento son muy baratos especialmente la cal Aacuterea

bullAacutereas pequentildeas

Riesgos ocupacionales

bull Trabaja con quiacutemicos corrosivos lo que incrementa los problemas de salud en los operadores Impacto ambiental bull Maneja quiacutemicos especialmente la cal que incrementa el volumen de lodos en un 50 Control y mantenimiento bull Es necesario transportar Grandes cantidades de quiacutemicos al sitio del tratamiento Costos

bull Los poliacutemeros pueden ser costosos

98 Cu 99 Zn

Oacutesmosis inversa

Eficiencia

bull Elimina un elevado porcentaje de todo tipo de contaminantes (iones orgaacutenicos piroacutegenos virus bacterias partiacuteculas coloides) Control y mantenimiento bull No necesita reactivos agresivos de limpieza mantenimiento miacutenimo bull Buen control de los paraacutemetros operativos bullEs un proceso faacutecilmente automatizado

Control y mantenimiento

bull Requiere mantenimiento frecuente para evitar saturacioacuten de la membrana bullRequiere de presiones muy altas para su funcionamiento bullMediana selectividad y tolerancia a cambios de pH bullBajo tiempo de vida con soluciones corrosivas bullEs necesario separar partiacuteculas insolubles o en suspensioacuten para evitar saturacioacuten de las membranas

97-99

84

Costos

bull Bajos costos de operacioacuten debido a la escasa necesidad de energiacutea Impacto ambiental

La recuperacioacuten de metales pesados es posible

Costos

Alto costo por remplazar la membrana

Intercambio ioacutenico

Eficiencia

bullAlta eficiencia para la remocioacuten de metales Impacto ambiental

bullEs posible la recuperacioacuten de metales por electroacutelisis

Control y mantenimiento

bull El efluente debe ser filtrado para remover partiacuteculas y aceites en suspensioacuten que pueden dantildear las resinas bullLa posible competencia entre metales pesados y otros cationes bullLas resinas no son muy tolerantes al cambio de pH bullLos materiales orgaacutenicos pueden envenenar la resina bullLa presencia de Ca Na y Mn disminuye su rendimiento debido a que pueden saturar la resina Costos

bull Alto costo de las resinas de intercambio ioacutenico bull Alto costo de los quiacutemicos utilizados para la regeneracioacuten de las resinas

95-98

No

co

nven

cio

nale

s

Teacutecnicas fitorremediadoras

(rizofiltracioacuten)

Costos

bull Utiliza plantas como bombas extractoras de bajo costo para depurar suelos y aguas contaminadas Impacto ambiental

bull Incrementa la actividad y poblacioacuten microbiana en el subsuelo que es la encargada de elevar la cantidad de carbono orgaacutenico

Control y mantenimiento

bullDepende de la profundidad de penetracioacuten de las raiacuteces bull Depende de tres factores para transportar los contaminantes desde la superficie externa hacia el interior de la planta por la raiz que son las propiedades del compuesto las condiciones ambientales y las caracteriacutesticas de la especie de planta

75-98

85

Impacto ambiental

bull Retarda el movimiento e intercepcioacuten de compuestos toacutexicos Impacto ambiental

bull Mejora la aireacioacuten del suelo por la liberacioacuten de oxiacutegeno a traveacutes de las raiacuteces de las plantas bull Promueve las trasformaciones de compuestos toacutexicos a compuestos con menor toxicidad

Humedales artificiales

Costos bull El costo de construccioacuten y mantenimiento es menor al de otras opciones de tratamiento bull Las variaciones de caudal no afectan el funcionamiento Impacto ambiental bull El manejo de quiacutemicos no es requerido bull No hay generacioacuten de olores bull Facilita el reciclaje y la reutilizacioacuten del agua

Aacuterea bull Requieren generalmente grandes extensiones de terreno en comparacioacuten con tratamientos convencionales Eficiencia bull El rendimiento del sistema puede ser menos constante al de un proceso convencional Control y mantenimiento bull Los componentes bioloacutegicos son sensibles a sustancias como el amoniaco y los pesticidas que llegan a ser toacutexicos bull Requiere una miacutenima cantidad de agua para que sobrevivan no soportan estar completamente secos bull Los disentildeos oacuteptimos del sistema no se han desarrollado

98 Zn 71 Cu

Fuente los autores

La alternativa que se seleccionoacute fue la precipitacioacuten quiacutemica debido a que comparada con las demaacutes es relativamente econoacutemica no ocupa una gran aacuterea a diferencia de los humedales artificiales es faacutecil su control y mantenimiento y aunque genera impacto ambiental por la generacioacuten de lodos esto se puede controlar dependiendo del tipo coagulante a utilizar

Para la implementacioacuten de la precipitacioacuten quiacutemica como unidad piloto de tratamiento se disentildeo un clarifloculador que es una unidad de forma ciliacutendrica con forma de tolva en la parte inferior que coagula flocula y sedimenta al mismo tiempo

86

El clarifloculador necesita otras unidades complementarias para su funcionamiento tales como un tanque de neutralizacioacuten (pozo de bombeo) para mantener las condiciones oacuteptimas de pH y bombas dosificadores conectadas a tanques donde se preparan soluciones con las dosis oacuteptimas de coagulantes y floculantes Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento

Tratamiento

CARACTERIgraveSTICAS

TOTAL AacuteREA INVERSIOacuteN

CONTROL Y MANTENIMIENTO

IMPACTO AMBIENTAL

EFICIENCIA

Co

nven

cio

nale

s Precipitacioacuten

quiacutemica 3 3 3 3 3 15

Oacutesmosis inversa 3 1 2 3 4 13

Intercambio ioacutenico

4 1 1 3 4 13

No

co

nven

cio

na

les

Teacutecnicas fitorremediadoras

1 3 3 4 3 14

Humedales artificiales

1 3 3 4 3 14

Fuente los autores

Tabla 36 Rango de calificacioacuten

Calificacioacuten Criterio de seleccioacuten

5 Oacuteptimo

1 Menos conveniente

Fuente los autores

71 TEST DE JARRAS

En la realizacioacuten del test de jarras se plantearon dos opciones de sustancias a utilizar como coagulantes el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) y el sulfato de aluminio de las cuales se escogioacute el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) debido a que sedimenta mas raacutepido el precipitado forma mejor tamantildeo de los floculos y tiene un mejor nivel de remocioacuten de metales54

54 SOTO REGALADO Eduardo LOZANO RAMIREZ Tomas BARBARIacuteN CASTILLO Juan Manuel

ALCALAacute RODRIGUEZ Monica ldquoRemocioacuten de metales pesados en aguas residuales mediante agentes

87

Las dosis oacuteptimas de coagulante se determinaron a partir de un test de jarras empleando Cloruro Feacuterrico (FeCl3) como se muestra en la Tabla 37

Tabla 37 Resultados del test de jarras

Paraacutemetros

medidos Concentraciones

Productos Quiacutemicos

Anaacutelisis

Jarra 1

pH = 7

Turbidez= 14 N TU

Color= 40 mgl Pt Co

50mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 5ml

El precipitado fue miacutenimo con un sobrenadante de

color verde claro

Jarra 2

pH = 75

Turbidez =10 NTU

Color= 36 mgl Pt Co

100mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 10ml

Se precipitoacute una parte de los soacutelidos quedando el agua de un color verde

claro

Jarra 3

pH = 7

Turbidez= 6 NTU

Color= 30 mgl Pt Co

150mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 15ml

Se formaron Flocs pero no se alcanzoacute a precipitar

completamente quedando soacutelidos suspendidos en el

agua

Jarra 4

pH= 8

Turbidez= 4 NTU

Color= 21 mgl Pt Co

200mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 20ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y

el sobrenadante quedoacute transparente

Jarra 5

pH= 83

Turbidez= 6 NTU

Color= 20 mgl Pt Co

250mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 25ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y el sobrenadante quedoacute con

un color verde claro

Fuente los autores

Se encontroacute que la jarra 4 que es donde el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) se aplicoacute en una concentracioacuten de 200 mg L a un pH de 8 es en la que se produce mayor precipitacioacuten o mas clarifica el agua escogiendo esta como la dosis mas apropiada

quiacutemicosrdquo Departamento de ingenieriacutea quiacutemica de la facultad de ciencias quiacutemicas UANL Vol VII No 23 Meacutexico 2004

88

Se utilizoacute como floculante un polielectrolito anioacutenico en una concentracioacuten lt 1 mgL

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO

CRITERIOS DE DISENtildeO

Velocidad ascensional

Tasa de sedimentacioacuten

Volumen de almacenamiento de lodos

Tiempo de retencioacuten

Caudal de disentildeo

Gradiente de mezcla

En el disentildeo se incluyeron los gradientes de velocidad (Empiacutericos) hidraacuteulico para la mezcla raacutepida y la mezcla lenta (Tabla 38)

Tabla 38 Gradientes de velocidad

Mezcla raacutepida (200- 1000) s-1

Mezcla lenta (5-100) s-1

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador

Velocidad de Floculacioacuten

Entre 15 y 45 cms Sedimenta por debajo de los 10 cms y rompe por encima de los 70cms

Tiempo de Floculacioacuten

Si tiene alto color y turbiedad de 15 a 30 min

Si tiene bajo color y turbiedad de 30 a 45 min

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Para el disentildeo del clarifloculador no se usoacute el caudal de vertimiento de la industria (3 m3 diacutea aprox) sino uno bastante menor de 1 Lmin teniendo en cuenta que era un ensayo piloto La hoja de caacutelculo se muestra en la Tabla 40

El clarifloculador disentildeado es angosto de apenas 24 cm y con una altura de 15 m sin contar la tolva de lodos esto se debe a que es una unidad piloto

Este clarifloculador se disentildeo inicialmente con un cono de mezcla raacutepida en el interior utilizando valores empiacutericos entre (30 ndash 60) segundos pero debido a que las dimensiones halladas en el disentildeo fueron miacutenimas se decidioacute sustituirlo

89

por una caja de mezcla raacutepida que va conectada a un ldquofeed wellrdquo que conduce el liacutequido hacia una tolva de lodos ubicada en la parte inferior del clarifloculador en donde se reduce la velocidad debido al cambio de diaacutemetro y se realiza la mezcla lenta

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador

DISENtildeO DEL CLARIFLOCULADOR (1)

Paraacutemetros Valor Unidad

Tiempo de retencioacuten 40 min

Tiempo de retencioacuten 2400 seg

Caudal(Q) 1 Lmin

Caudal(Q) 166 E-05 m3s

Volumen total 004 m3

Velocidad ascensional mayor 120 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional mayor 00014 m3m2-seg

Aacuterea menor 0012 m2

Diaacutemetro menor 012 m

Velocidad ascensional menor 30 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional menor 000035 m3m2-seg

Aacuterea mayor 0048 m3m2-seg

Diaacutemetro mayor 025 m

Altura(h) 0062 m

Altura tolva intermedia(h2) 011 m

Aacutengulo 30 grados

Aacutengulo 052 radianes

Tiempo de retencioacuten del cilindro

60 min

Tiempo de retencioacuten del cilindro

3600 seg

90

Volumen total del cilindro 006 m3

Altura total del cilindro 125 m

Altura total del cilindro( con un borde libre del 20 )

150 m

DISENtildeO DE LA TOLVA (2)

Aacutengulo 1 30 grados

Aacutengulo 1 052 radianes

a 0037 m

Altura de la tolva (b) 0064 m

Ht (Altura total del clarifloculador)

167 m

CONO DE MEZCLA INTERNO(3)

velocidad 002 ms

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Volumen total 00005 m3

Aacuterea 000083 m2

Diaacutemetro mayor 0033 m

Diaacutemetro menor(10 del diaacutemetro mayor del

clarifloculador) 0012 m

Aacutengulo 1 45 grados

Aacutengulo 2 0785 radianes

Altura (h1) 0022 m

Aacuterea mayor 000083 m

Aacuterea menor 000012 m

Altura del cilindro interior 0047 m

Fuente los autores

Adicional a este tratamiento para lograr una mayor eficiencia se complementoacute con unas resinas de intercambio ioacutenico daacutendole un muy alto porcentaje de

91

remocioacuten como se muestra a continuacioacuten en la Figura 22 Esquema del disentildeo piloto

Figura 21 Esquema del disentildeo piloto

Fuente los autores

ARRANQUE DE LA UNIDAD DE TRATAMIENTO

1 Caracterizacioacuten del agua del vertimiento de la industria 2 Realizacioacuten del test de jarras para determinar las dosis de coagulantes y

floculantes a aplicar 3 Limpieza de la unidad 4 Llenado del pozo de bombeo 5 Realizacioacuten de las pruebas hidraacuteulicas para detectar fugas o dantildeos en

los accesorios

92

8 CONCLUSIONES

Los resultados reflejan que la sensibilidad de las truchas arco iris (Oncorhynchus mykiss) fue la misma en todas las pruebas con el toacutexico de referencia (K2Cr2O7) Cobre (Cu) Cinc (Zn) y el Vertimiento crudo Al analizar los valores de CL50-96 de las cartas de control y las graacuteficas se observa la tendencia de los valores hacia el promedio de las CL50-96 halladas ademaacutes de no sobrepasar los liacutemites superior e inferior promedio

La CL50-96 promedio para la prueba de sensibilidad con K2Cr2O7 que se obtuvo fue de 596774 mg K2Cr2O7 L

Al comparar el resultado de sensibilidad del K2Cr2O7 = 596774 mg K2Cr2O7 L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales y hechos en el mismo laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle se observoacute que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad del resultado obtenido

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Cu que se obtuvo fue de 00662 mg Cu L

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Zn que se obtuvo fue de 07036 mg Zn L

Al comparar los resultados de cobre Cu = 00662 mg Cu L y cinc Zn = 07036 mg Zn L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales se observo que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad de los resultados obtenidos

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con el Vertimiento Crudo nos arrojoacute un resultado de 02249 Vertimiento crudo L

La determinacioacuten de las concentraciones letal media (CL50) para las sustancias de estudio el cobre (Cu) y el cinc (Cu) son de gran utilidad para utilizarlos como criterios de calidad ambiental

Se ampliara el conocimiento sobre los efectos del cobre y del cinc en los ecosistemas acuaacuteticos lo que permitiraacute fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental sobre los vertimientos industriales

A pesar del limitado alcance de la informacioacuten proveniente de los ensayos de toxicidad para su extrapolacioacuten a escala ambiental los estudios con organismos en laboratorio en condiciones controladas y estandarizadas para la evaluacioacuten de respuestas han venido siendo las fuentes de informacioacuten predominantes para la evaluacioacuten ecoloacutegica de los efectos de los contaminantes toacutexicos

93

Para los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de los metales de estudio realizados al vertimiento crudo de la industria de cincado se obtuvieron los siguientes resultados cinc (Zn) 550 mg Zn L encontrando una concentracioacuten alta cobre (Cu) 49 mgL Turbidez 142 NTU y un pH de 188 mg L muy aacutecido los resultados de estos paraacutemetros son debido a la naturaleza proceso productivo

Para el tratamiento las eficiencias obtenidas fueron las siguientes cobre (Cu) 97 y cinc (Zn) 99 observando un alta remocioacuten pero debido a una carencia de tecnificacioacuten y poliacuteticas de produccioacuten maacutes limpia en el proceso productivo no se alcanzan a remover las cargas contaminantes incumpliendo algunas de las normas para vertimientos

Para el tratamiento la concentracioacuten de cobre (Cu) del efluente tratado fue de 01 mg CuL cumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (01 mg CuL) justo y de igual manera con la Res 3957 de 2009 (025 mg CuTotalL) 24 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

Para el tratamiento la concentracioacuten de cinc (Zn) del efluente tratado fue 0383 mg ZnL incumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (001 mg CuL) 38 veces por encima de la norma y cumpliendo con la Res 3957 de 2009 (2 mg ZnTotalL) 5 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

La CL50 ndash 96 que se determinoacute al vertimiento crudo de la industria fue de 02 demostrando que es toacutexico inclusive en concentraciones muy bajas

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento crudo fue de 3125 representando una carga toacutexica considerable

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento tratado fue de 06021 demostrando que no hay carga toacutexica debido a que estaacute fuera de rango sentildealando la eficiencia del tratamiento

Los resultados obtenidos en este estudio fueron realizados en el laboratorio bajo condiciones controladas (fotoperiacuteodo temperatura oxiacutegeno pH nutrientes) y no son representativos de todo el ecosistema acuaacutetico

94

9 RECOMENDACIONES

Para la consecucioacuten y una buena realizacioacuten de un bioensayo se requiere que la especie a utilizar este disponible en el mismo sitio donde se va realizar la prueba toxicoloacutegica

Al realizar bioensayos se deben garantizar todas las condiciones oacuteptimas de manutencioacuten de la especie que se esteacute trabajando para garantizar que las condiciones del ensayo y que sus resultados son los esperados por la exposicioacuten al toacutexico y no por alguna condicioacuten externa al bioensayo

El recinto experimental que se destine para la realizacioacuten de los bioensayos solo debe ser usado para este fin para evitar cualquier alteracioacuten externa sobre los resultados de las pruebas

La limpieza en los acuarios y peceras debe ser haacutebito para evitar interferencias en los resultados y la supervivencia de la trucha

Utilizar las evaluaciones toxicoloacutegicas junto con el anaacutelisis quiacutemico debido a que son herramientas complementarias para evaluar monitorear y controlar la contaminacioacuten que pueda alterar o impactar de alguna manera el entorno y la biocenosis es una ventaja para la precisioacuten de los diagnoacutesticos ambientales

La cooperacioacuten entre la academia y la industria privada es vital para formar alianzas donde se promueva el apoyo mutuo para el desarrollo de proyectos de caraacutecter ambiental logrando un desarrollo concertado entre los actores de la sociedad y de esta manera lograr una construccioacuten de sociedad mas amable

Al saber el gran impacto que causa en el ambiente los vertimientos y emisioacuten de contaminantes como los metales pesados (Cu y Zn) en el medio ambiente que podriacutean llegar a afectar la salud humana (egoceacutentricamente hablando) se debe reflexionar sobre iquestcomo ser un consumidor responsable Y no dejarnos influenciar por lo medios de comunicaciones masivos los cuales nos inculcan necesidades ficticias que causan el detrimento ambiental y mayor presioacuten sobre los recursos

Los resultados obtenidos de los ensayos de toxicidad deben ser nuevamente evaluados a traveacutes de estudios de campo pues en condiciones de laboratorio se obtienen unos resultados que al ser llevados a un ecosistema real se pueden validar los valores de las dosis letales obtenidas o no

Para mantener las truchas arcoiacuteris domesticas (Oncrhynchus mykiss) en cautiverio se requiere mucho tiempo y dedicacioacuten para controlar todas las variables que podriacutean llegar a afectar su bienestar

95

La ecologiacutea de poblaciones debe conectar informacioacuten toxicoloacutegica con modelos poblacionales para predecir efectos a esa escala

Es necesario realizar frecuentes caracterizaciones fisicoquiacutemicas al vertimiento de la industria de cincado ya que diariamente los procesos realizados variacutean e igualmente las caracteriacutesticas del mismo

96

10 BIBLIOGRAFIacuteA

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10 CETESB Anaacutelisis estadiacutestico de resultados de pruebas de toxicidad aguda L5017 1992

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16 Colaboradores de Wikipedia Xenobioacutetico [en liacutenea] Wikipedia La

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17 COPPOLA Linda Rochester Institute of Technology 2000 [web en liacutenea] [con acceso el 19 de Enero de 2009] Disponible desde Internet en wwwgramaticabizgramaticareferencias-bibliograficashtml

18 CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

19 DAMERON C Copper

20 DIacuteAZ-BAacuteEZ Mariacutea BUSTOS L Martha ESPINOSA R Adriana Pruebas de toxicidad acuaacutetica fundamentos y meacutetodos Ed Universidad Nacional de Colombia Bogotaacute Unibiblos - U Nal Colombia 2004 ISBN 9587013859 9789587013856 116 paacuteginas

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Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS

98

TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA (Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

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28 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

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30 Howarth amp Sprague 1978

31 ICONTEC Trabajos escritos presentacioacuten y referencias bibliograacuteficas Contacto Grafico Bogotaacute D C 2008 23 p

99

32 Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica Diccionario de la Biodiversidad [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

33 IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada) ha hecho algunos intentos de llegar a una definicioacuten desambigua de valencia La versioacuten actual adoptada en 1994

34 JIMEacuteNEZ Blanca E La contaminacioacuten ambiental en Meacutexico causa efectos y tecnologiacutea apropiada Meacutexico Limusa Colegio de Ingenieros Ambientales de Meacutexico A C Instituto de Ingenieriacutea de la UNAM y FEMISCA 2001 926 p

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37 Mac-QUHAE Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa (Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH) Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

38 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of

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39 MONGE P Luis ALVAREZ P Monica Determinacioacuten de la Concentracioacuten Letal Media (CL50-48) de cromo y cobre en daphnia magna para el vertimiento de una industria de galvanotecnia y propuesta de pre-tratamiento para la disminucioacuten de la toxicidad de dicho vertimiento Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2008 132 p

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100

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43 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe)

44 PAULY Daniel Ictiologiacutea [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpfilamanuni-kieldeManualSpanishfishbaseichthyology00002628htm

45 PEacuteREZ CARRERA Alejo FONTECOBA Cintia GRASSI Diego y FERNAacuteNDEZ CIRELLI Alicia ldquoEficiencia De Plantas Acuaacuteticas Para La Biorremediacioacuten De Aguas Contaminadas Con Elementos Toacutexicosrdquo Buenos Aires CONAGUA 2007 [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httphydriawebcomarkbentry67

46 PERALTA BARRETO 2009

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101

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52 TONGARIRO NATIONAL TROUT CENTRE [web en liacutenea] Taupo for Tomorrow lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

53 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

54 USEPA

55 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de

Toxicologiacutea Medioambiental Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

56 VELOZA M Bernardo TRIANA C Walter ldquoUtilizacioacuten del hongo

phanerochaete chrysosporium para la remocioacuten de cianuro en reactores de carga secueacutenciales para la industria de recubrimientos electroliacuteticos (galvanoteacutecnia)rdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 76 p

57 ZAFRA P Angelica RODRIGUEZ M Gabriela ldquoDisentildeo de una unidad piloto compacta para la remocioacuten de metales pesados (zn ni cu) presentes en agua residual de la industria challenger sa empleando humedales subsuperficiales con tres especies de vegetacioacutenrdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 120 p

102

ANEXOS

103

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO

ANAacuteLISIS PROBIT

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FACULTAD DE INGENIERIacuteA

AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL MEacuteTODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo matemaacutetico 4 Procedimiento 5 Bibliografiacutea 6 Anexo I Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

Anexo II Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

Anexo II Determinacioacuten del Chi-cuadrado (X2)

Anexo III Factor (p) para el Probit calculado (Y)

1 OBJETIVO

Evaluar los resultados de los ensayos por medio de un modelo estadiacutestico

2 DEFINICIONES

Concentracioacuten La concentracioacuten es la magnitud fiacutesica que expresa la cantidad de un elemento o un compuesto por unidad de volumen

Dosis Contenido de principio activo expresado en cantidad por unidad de volumen o de peso

Efecto Consecuencia positiva o negativa de la ocurrencia de un evento debido a una causa

Modelo Conceptualizacioacuten teoacuterica de un evento un proyecto una hipoacutetesis el estado de una cuestioacuten que se representa como un esquema con siacutembolos descriptivos de caracteriacutesticas y relaciones maacutes importantes con un fin ser sometido a modelizacioacuten como un disentildeo flexible que emerge y se desarrolla durante el inicio de la investigacioacuten como una evaluacioacuten de su relevancia

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AMBIENTAL Y SANITARIA

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LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Toxicidad aguda Tiene por objeto determinar los efectos de una dosis uacutenica y muy elevada de una sustancia Usualmente el punto final del estudio es la muerte del animal y la toxicidad aguda para este caso de estudio se expresa por la dosis letal 50 que viene a representar maacutes o menos la dosis de la sustancia que produce la muerte en el 50 de los organismos

Probit Modelo estadiacutestico que analiza las pruebas de toxicidad El meacutetodo consiste en la aplicacioacuten de correlaciones estadiacutesticas para estimar las consecuencias desfavorables sobre una poblacioacuten a los fenoacutemenos fiacutesicos peligrosos nos da una relacioacuten entre la funcioacuten de probabilidad y una determinada carga de exposicioacuten

3 PRINCIPIO DEL MODELO MATEMAacuteTICO

En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten de un modelo lineal

Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d)) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal como se muestra en la figura 1 de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Figura 1 Relacioacuten dosis-respuesta

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit (buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco unidades) se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

bxay

Donde

y (expresado en unidades Probit) = z + 5

z= Variable normal estaacutendar = zO tal que la Prob (z le zO) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros de la recta de regresioacuten

Asi cuando p= 50 entonces y = 5 por lo tanto

X5= log10 CL50 entonces CL50 = 105

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Para facilitar los caacutelculos simplemente se puede usar un software como el suministrado por la US Environmental Protection Agency (US EPA) Probit Analysis Program El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten

4 PROCEDIMIENTO Para el caacutelculo de la CL50-96 por este meacutetodo es necesario contar por lo menos con dos porcentajes intermedios del efecto esperado (valores entre 0 y 100) Con los resultados obtenidos en los ensayos de toxicidad aguda con Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se debe construir una tabla que contenga los siguientes datos

Concentracioacuten de la sustancia ensayada en

Logaritmo en base 10 de las concentraciones (x)

Numero de organismos en cada concentracioacuten

Nuacutemero de organismos muertos en cada concentracioacuten (r)

Porcentaje de mortalidad en cada concentracioacuten (P)

Probit empiacuterico (PE)

Probit esperado o calculado (Y)

Los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla del anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

Tabla 1 Caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de

muertos (r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten Asiacute los valores del Probit esperado o calculado (Y) para cada concentracioacuten podraacuten ser calculados utilizando la siguiente expresioacuten

S

mxY 5

Una vez calculados se colocan en la columna correspondiente de la tabla 1 La prueba de hipoacutetesis utilizada para establecer la asociacioacuten entre la

concentracioacuten de la sustancia toacutexica y la respuesta en unidades probit es la prueba de CHI-cuadrado (X2) Los datos para el caacutelculo de este valor se colocan en una tabla 2 (anexo C) de la siguiente forma

Concentracioacuten de la sustancia estudiada en

Logaritmo decimal de la concentracioacuten (x)

Probit calculado o esperado (Y)

Numero de organismos (N)

Mortalidad observada (r)

Porcentaje de efecto esperado (P)

La mortalidad esperada (NP) se calcula multiplicando (N) por (P) El caacutelculo de la desviacioacuten de la mortalidad se obtiene hallando la diferencia entre la mortalidad observada y la esperada La contribucioacuten al Chi cuadrado de cada uno de los valores se calcula

)1()( 2 PNPNPr

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Y para el caacutelculo de los grados de libertad (n)

2Kn

donde K es el nuacutemero de concentraciones utilizadas

Con los datos obtenidos de realiza la siguiente tabla 3 para el calculo del intervalo de confianza

Tabla 3 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) X2

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

417 Inicialmente se construye una tabla en la cual se incorporen los siguientes datos

Logaritmo decimal de las concentraciones (x)

Numero de organismos por concentracioacuten (N)

Probit esperado o calculado (Y)

Factor p el cual se obtiene de la tabla 4 del Anexo C con el valor Y

Productos Np Npx y Npx2 obtenidos de los datos de la misma tabla

Sumatoria de los productos correspondientes a los valores SNp SNpx y S Npx2

Factor p debe ser obtenido en la tabla entrando el valor de Probit calculado

Producto Np resultante de la multiplicacioacuten de los valores de nuacutemero de organismos por el factor p y su respectiva sumatoria

Producto Npx resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de las concentraciones con su respectiva sumatoria

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

Producto Npx2 resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de la concentracioacuten con su respectiva sumatoria

Con todos los datos se obtiene la siguiente tabla 5

Tabla 5 Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem De organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

Al tener la CL50 y no olvidando que el intervalo de confianza es 95 tendremos la concentracioacuten letal con sus limites inferior y superior respectivamente

Para el desarrollo de esta investigacioacuten se adquirioacute el Software de Probit el cual determinar la CL50-96 y los liacutemites de confianza de forma mas raacutepida y su procedimiento es el siguiente

Se instala el programa en un computador que cuente con un software de Windows 98 en adelante creaacutendose una carpeta de Probit en el escritorio Dentro de esta carpeta quedaran registrados varios archivos se dirige al archivo con nombre PROBFIS2 y se da doble clic donde se abre una ventana de la siguiente manera

Da dos opciones para manejar el programa la (1) es para introducir los datos con el teclado la (2) para introducirlos en fila Es este paso se escribe (1) y sale

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Versioacuten 0

Ahora se le da un nombre al archivo que se crea con los resultados que determina el programa asiacute

Ahora el programa pide que se inserten el numero de concentraciones sin el control numero de muertes en el control numero de organismos en el control asiacute

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Versioacuten 0

Ahora se procede a insertar los datos de las concentraciones comenzando por la concentracioacuten menor el numero de muertes en cada una y el numero de tratamientos asiacute

Asiacute sucesivamente hasta completar los datos de las 5 concentraciones Al terminar este paso se da enter y se cierra esta ventana en la carpeta de probit aparece un archivo con el nombre que se le designo a esa bateriacutea donde daraacute los resultaos de la CL50 son los limites de confianza

Este procedimiento se debe realizar para cada bateriacutea de ensayo quedaran registrados los resultados en su respectivo archivo

5 EJEMPLO

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Se realizoacute una prueba de toxicidad de la cual se obtuvieron los siguientes porcentajes de mortalidad

Ejemplo de caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de muertos

(r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

100 20 20 15 75 567 553

50 17 20 9 45 487 496

25 14 20 5 25 433 440

125 11 20 2 10 372 384

625 08 20 1 5 336 327

No se debe olvidar que los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla de anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CL50 Teniendo en este caso un m = 172 por lo tanto la CL50 = 525 mgl

En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

02

80

M

m

x

x

555

303

PE

PE

Si )()( PEPExXS

Siendo

xM = Mayor concentracioacuten

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Versioacuten 0

xm = Menor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

Tendremos

5330

)303555()8002(

S

S

Obteniendo asiacute la tabla del Chi-cuadrado (X2) como se observa en al Anexo E

Se remplaza en la ecuacioacuten los valores

325

2

n

Kn

En la tabla 4 se determina el valor de X2 para tres grados de libertad el valor obtenido es 782 al compararlo con el valor obtenido en la tabla se observa que

782 gt 0482

Por lo tanto la recta estaacute bien ajustada en caso contrario trazar nuevamente la recta y volver a calcular el Chi cuadrado

Tabla 57 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) x2

1 334

2 599

3 782

4 949

5 114

6 126

7 144

8 155

9 169

10 188

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Versioacuten 0

Caacutelculo del intervalo de confianza

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

Asiacute se construye la grafica

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

20 20 553 0569 1138 2276 4552

17 20 496 0635 1270 2159 3670

14 20 440 0558 1116 1562 2187

11 20 384 0388 776 954 939

08 20 327 0194 388 310 248

(Σ)acute 4688 7161 11596

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50-96

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

01 20

05 20

1 20

15 20

2 20

(Σ)acute

En este caso seriacutea

S= 0533

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Versioacuten 0

x= sumNpx sumNp= 1527

m= 172

sumNp= 4688 sumNpx= 7161 sumNpx2=11596

sumNp(x-x2) = Npx2 ndash (sumNpx)2sumNp = 6574

Sustituyendo estos valores en la expresioacuten

08750log 5010 CLEE

Asiacute el EE de CL50 seraacute

mCLEEEECL 10log10log 501050Donde

975110

08750log

3026210log

5010

m

CLEE

Sustituyendo los valores en la expresioacuten

963250EECL

Como la

143746329751

43844632975195

9751

50

50

al

EECLmeconfianzaIntervalod

CL

Por tanto la CL50 con los respectivos liacutemites seraacute

Limite inferior 419 ppm

CL 50 525 ppm

Limite Superior 631 ppm

118

Utilizando el Software con los datos de el ejemplo anterior seria

Al terminar de digitar los datos en el programa se cierra esta ventana y al abrir el archivo de nombre B los datos salen registrados de la siguiente manera

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CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI osservati attesi 625 07959 20 1 068 1250 10969 20 2 220 2500 13979 20 5 528 5000 16990 20 9 973 10000 20000 20 15 1427 Controllo 20 0 000

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX (Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati) Intercetta (a) = 15801 Pendenza (b) = 19932 es = 03991 Media delle X = 15377 Media delle Y = 46451 CHI quadro = 04327 ALTRI PARAMETRI STATISTICI Numero di punti = 5 Gradi di liberthellip = 3 Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001 Numero di cicli = 1 ================================================================== END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI (95) inferiore superiore LC1 35373 07646 71428 LC50 519726 371407 844326

Como se observa tanto el meacutetodo manual como con el Software los resultados de la CL 50 y los limites de confianza son iguales

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Versioacuten 0

6 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwmetodologia probithtm

httpwwwunizaresguiar1AccidentAn_conseProbithtm

ANEXO A

Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 - 267 295 312 325 336 345 352 359 366

10 372 377 382 387 392 396 401 405 408 412

20 416 419 423 426 429 433 436 439 442 445

30 448 450 453 456 459 461 464 467 469 472

40 475 477 480 482 485 487 490 492 495 497

50 500 503 505 508 510 513 515 518 520 523

60 525 528 531 533 536 539 541 544 547 550

70 552 555 558 561 564 567 571 574 577 581

80 584 588 592 595 599 604 608 613 618 623

90 628 634 641 648 655 664 675 688 705 733

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

99a 733 737 741 746 751 758 765 775 788 909

A Valores entre 99 0 y 99 9

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

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Versioacuten 0

7 ANEXOS

ANEXO B

Figura 1 Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

ANEXO D

Tabla 4 Factor (p) para el Probit calculado (Y)

Y 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

1 0001 0001 0001 0002 0002 0003 0005 0006 0008 0011

2 0015 0019 0025 0031 0040 0069 0062 0076 0092 0110

3 0131 0154 0180 0208 0238 0264 0302 0336 0370 0406

4 0439 0471 0503 0532 0558 0583 0601 0616 0627 0634

5 0637 0634 0627 0616 0601 0589 0558 0532 0503 0471

6 0439 0405 0370 0336 0302 0269 0238 0208 0180 0154

7 0131 0110 0092 0076 0062 0059 0050 0031 0025 0019

8 0015 0011 0008 0006 0005 0003 0002 0002 0001 0001

122

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT Paacutegina 20 de 22

Versioacuten 0

ANEXO C

Tabla 2 Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos (r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

123

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 22 de 22

Versioacuten 0

ANEXO E

Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos

(r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

100 20 553 0705 20 15 141 09 019

50 17 496 0485 20 9 97 -07 009

25 14 440 0275 20 5 55 -05 006

125 11 384 0125 20 2 25 -05 011

625 08 327 0045 20 1 09 01 001

048

124

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS

VARIANZA

125

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

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LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 1 de 7

Versioacuten 0

CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo 4 Procedimiento 5 Ejemplo 6 Bibliografiacutea 7 Anexo A

1 OBJETIVO

Comparar si los valores de un conjunto de datos numeacutericos son significativamente distintos a los valores de otro o maacutes conjuntos de datos

2 DEFINICIONES

Variable conceptos que forman enunciados de un tipo particular denominado hipoacutetesis Las variables se refieren a propiedades de la realidad que variacutean es decir su idea contraria son las propiedades constantes de cierto fenoacutemeno

Variable Dependiente caracteriacutesticas de la realidad que se ven determinadas o que dependen

del valor que asuman otros fenoacutemenos o variables independientes

Variables independientes Los cambios en los valores de este tipo de variables determinan cambios en los valores de otra (variable dependiente)

Grados de libertad nuacutemero efectivo de observaciones que contribuyen a la suma de cuadrados en un ANOVA es decir el nuacutemero total de observaciones menos el nuacutemero de

datos que sean combinacioacuten lineal de otros

Hipoacutetesis Las hipoacutetesis son proposiciones provisionales y exploratorias sobre la veracidad o falsedad de un concepto una teoriacutea o un modelo con un alcance de trabajo de investigacioacuten por

simulacioacuten y con meacutetodos de campo o de laboratorio

1 PRINCIPIO DEL MODELO

El anaacutelisis de varianza parte de algunos supuestos que han de cumplirse

126

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 2 de 7

Versioacuten 0

La variable dependiente debe medirse al menos a nivel de intervalo

Independencia de las observaciones La distribucioacuten de la variable dependiente debe ser normal Homogeneidad de las varianzas

Los modelos de efectos aleatorios asumen que en un factor se ha considerado tan soacutelo una muestra de los posibles valores que eacuteste puede tomar estos modelos se usan para describir situaciones en que ocurren diferencias incomparables en el material o grupo experimental El ejemplo maacutes simple es el de estimar la media desconocida de una poblacioacuten compuesta de individuos diferentes y en el que esas diferencias se mezclan con los errores del instrumento de medicioacuten La teacutecnica fundamental consiste en la separacioacuten de la suma de cuadrados (SS sum of squares) en componentes relativos a los factores contemplados en el modelo

Como ejemplo mostramos el modelo para un ANOVA simplificado con un tipo de factores en diferentes niveles

(Si los niveles son cuantitativos y los efectos son lineales puede resultar apropiado un anaacutelisis de regresioacuten lineal)

SSTotal = SSError + SSFactores

El nuacutemero de grados de libertad (gl) puede separarse de forma similar y se corresponde con laforma en que la distribucioacuten chi-cuadrado describe la suma de cuadrados asociada

glTotal = glError + glFactores

1 PROCEDIMIENTO

Al realizar una prueba de toxicidad se pasan los datos correspondientes a la siguiente tabla 1

127

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 3 de 7

Versioacuten 0

Tabla 1 Formato de Datos de Prueba de Toxicidad

Tratamientos Observaciones Yi Yi Promedio

1 2 3 4

43 Se plantea la hipoacutetesis nula y la hipoacutetesis alterna

Ho micro1 = micro2 = micro3 = micron

H1 micro1 micro2 para alguacuten par

44 El tratamiento de anaacutelisis de varianza se hariacutea de acuerdo a las ecuaciones dadas en la tabla 2

Donde

N Nuacutemero total de observaciones N a n

n nuacutemero de observaciones en cada grupo

a numero de tratamientos

FV Fuente de varianza

SS Suma de cuadrados

GL Grados de libertad

Ms Cuadrados medios

Fc F calculado

Ft F tabulado

V1 a ndash 1

V2 N ndash a

128

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 5 de 7

Versioacuten 0

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

FV SS GL Ms Fc Ft

Tratamiento SSTTO a ndash 1

aNSS

aSS

E

TTO

1

F (V1 V2)

Error SSE N ndash a

aN

SS E

Total SST N ndash 1

45 Para obtener el SSTTO se debe reemplazar la siguiente formula

SSTTO = 5

1

22a

i N

Y

n

Yi

46 Para obtener el SST se debe reemplazar la siguiente formula

SST= 5

1

5

1

22

a

i

n

J

JN

YYi

47 Para obtener el SSE

SSE= SST - SSTTO

1a

SSTTO

129

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 6 de 7

Versioacuten 0

45 Al obtener el Fc lo comparamos el Ft el cual se encuentra en el libro Disentildeo y anaacutelisis de

experimentos Douglas C Montgomery (anexo A) para refutar o aceptar alguna hipoacutetesis

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

esto se hace asiacute Fc lt Ft Se acepta la Ho

1 EJEMPLO

De una prueba de toxicidad con trucha arco iris(Oncorhynchus mykiss) que se realizoacute en el laboratorio se obtuvieron los siguientes resultados

Tabla 1 Formato de datos de pruebas de toxicidad registro tomado a las 96 h

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

De la cual partimos de dos hipoacutetesis asiacute

Ho Las diferentes concentraciones producen el mismo efecto en todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones producen un diferente efecto en todos los organismos

130

Teniendo en cuenta que tenemos

Tratamientos 6

Observaciones 4

Total 24

Podemos construir la tabla 2 del anaacutelisis de varianza de la siguiente forma

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados Fc Probabilidad

Valor criacutetico para Ft

Entre grupos

108333333 5 216666667 410526316 317077E-

09 277285315

Dentro de los grupos

95 18 052777778

Total 117833333 23

Como podemos observar el Fc gt Ft por consiguiente se rechaza la hipoacutetesis nula y se acepta la hipoacutetesis alterna concluyendo que las diferentes concentraciones producen efectos distintos en los organismos prueba

2 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwestadisticocomartshtml20011022

httpwwwudcesdepmateestadistica2sec3_7html

httpeswikipediaorgwikiAnC3A1lisis_de_varianza

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

131

FACULTAD DE

INGENIERIA AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO DE

BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 7 de 7

Versioacuten 0

3 ANEXOS ANEXO A

Fuente Disentildeo y anaacutelisis

de experimentos Douglas

C Montgomery

132

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7)

133

ENSAYO 1

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (4FEB2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 1 1 0 2 10

40 0 1 0 2 3 15

60 3 3 2 0 8 40

80 1 2 5 1 9 45

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

134

ENSAYO 2

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (05NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 2 1 0 5 25

60 2 3 1 1 7 35

80 5 4 1 3 13 65

100 4 4 5 5 18 90

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos 6471 5 1294 1528 621 E-06 277

Dentro de los grupos 1525 18 085

Total 7996 23

135

ENSAYO 3

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 1 5 25

60 2 1 3 2 8 40

80 5 4 3 3 15 75

100 5 5 5 4 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7671 5 1534 4418 174 E-09 277

Dentro de los grupos

625 18 035

Total 8296 23

136

ENSAYO 4

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 3 1 2 1 7 35

80 3 2 5 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8088 5 1616 2986 409 E-08 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 9063 23

137

ENSAYO 5

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (14ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 3 2 1 1 7 35

80 5 5 4 5 19 95

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 1 0 1 5

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10083 5 2017 726 271 E-11 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 10583 23

138

ENSAYO 6

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 3 2 5 25

60 4 3 3 2 12 60

80 4 5 4 3 16 80

100 4 5 5 5 19 95

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

76 5 152 2189 450 E-07 277

Dentro de los grupos

125 18 069

Total 885 23

139

ENSAYO 7

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (04FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

140

ENSAYO 8

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (11FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8538 5 1708 3323 175 E-08 277

Dentro de los grupos

925 18 051

Total 9463 23

141

ENSAYO 9

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 2 1 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 5 2 4 4 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8521 5 1704 3958 427 E-09 277

Dentro de los grupos

775 18 043

Total 9296 23

142

ENSAYO 10

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (3MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 3 2 1 0 6 30

60 3 5 4 1 13 65

80 5 4 3 4 16 80

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 1 0 0 2 3 15

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7733 5 1547 1505 690 E-06 277

Dentro de los grupos

185 18 103

Total 9583 23

143

ENSAYO 11

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (10MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 1 2 2 3 8 40

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8083 5 1617 582 176 E-10 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 8583 23

144

ENSAYO 12

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 0 3 15

60 2 3 3 2 10 50

80 4 4 3 3 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8421 5 1684 6382 808 E-11 277

Dentro de los grupos

475 18 026

Total 8896 23

145

ENSAYO 13

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (31MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 0 3 15

60 2 2 3 0 7 35

80 3 5 3 4 15 75

100 5 5 4 5 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

803333333 5 160666667 321333333 22871E-08 277285315

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 893333333 23

146

ENSAYO 14

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (07ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 2 0 2 10

40 2 1 1 0 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 3 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7021 5 1404 2592 124 E-07 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 7996 23

147

ENSAYO 15

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (18ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 0 4 20

60 2 3 3 1 9 45

80 5 5 3 0 13 65

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7833 5 1567 1312 178 E-05 277

Dentro de los grupos

215 18 119

Total 9983 23

148

ENSAYO 16

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 1 2 0 5 25

60 2 2 4 3 11 55

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8133 5 1627 4505 148 E-09 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 8783 23

149

ENSAYO 17

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (28ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 2 5 25

60 3 3 4 2 12 60

80 4 5 3 5 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10533 5 2107 5834 172 E-10 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 11183 23

150

ENSAYO 18

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (6MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 2 1 6 30

60 2 4 3 0 9 45

80 5 2 3 5 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8738 5 1748 1414 107 E-05 277

Dentro de los grupos

2225 18 124

Total 10963 23

151

ENSAYO 19

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (12MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 2 3 2 2 9 45

80 3 5 5 5 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9933 5 1987 7947 125 E-11 277

Dentro de los grupos

45 18 025

Total 10383 23

152

ENSAYO 20

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (01DIC08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 0 2 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 4 4 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9288 5 1858 891

6 467 E-12 277

Dentro de los grupos

375 18 021

Total 9663 23

153

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

COBRE (Cu) UTILIZANDO SULFATO DE

COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O)

154

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (20FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 1 5 1

003 0 1 0 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 4 0 3 4 55 11

01 4 5 5 0 70 14

CONTROL 0 0 0 0 0 0

155

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (08ABR2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

005 2 1 0 0 15 3

006 1 3 4 2 50 10

007 3 1 4 4 60 12

009 4 3 4 3 70 14

01 5 5 4 4 90 18

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (30SEP2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 1 1 1 25 5

007 3 1 3 4 55 11

01 4 5 4 3 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

156

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA de Cu (07OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 0 0 5 1

005 1 2 0 1 20 4

007 3 1 2 4 50 10

01 4 3 4 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7433 5 1487 2817 647 E-08 277

Dentro de los grupos

95 18 053

Total 8383 23

157

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 2 0 1 2 25 5

007 2 5 2 5 70 14

01 4 4 5 5 90 18

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9221 5 1844 2414 214 E-07 277

Dentro de los grupos

1375 18 076

Total 10596 23

158

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 2 3 1 0 30 6

007 3 1 2 5 55 11

01 5 4 2 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7583 5 1517 14 114 E-05 277

Dentro de los grupos

195 18 108

Total 9533 23

159

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

160

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 0 3 0 25 5

007 3 2 1 3 45 9

01 4 3 4 5 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8633 5 1727 2703 894 E-08 277

Dentro de los grupos

115 18 064

Total 9783 23

161

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 1 0 0 2 15 3

007 1 4 2 0 35 7

01 5 5 4 3 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 456 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

162

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 0 1 2 0 15 3

007 4 0 2 1 35 7

01 3 5 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

163

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 1 0 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 5 4 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

164

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2)(25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 1 2 1 0 20 4

007 2 3 3 1 45 9

01 4 4 4 3 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

165

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (27 NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 2 0 0 20 4

007 3 3 2 3 55 11

01 3 4 4 4 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8238 5 1648 4745 965 E-10 277

Dentro de los

grupos 625 18 035

Total 8863 23

166

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

CLORURO DE CINC (ZnCl2)

167

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03DIC2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

168

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 1 5 1

05 0 2 1 0 15 3

1 4 5 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (1) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 1 0 1 10 2

05 1 3 2 2 40 8

1 5 5 5 5 100 20

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

169

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINA DE Zn (2) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 1 0 5 1

05 2 2 1 3 40 8

1 5 4 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

170

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

845 5 169 5531 269 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 90 23

171

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn(2) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 0 2 15 3

07 4 1 2 0 35 7

1 5 3 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

947083333 5 1894 2393 229 E-07 277

1425 18 079

108958333 23

172

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 1 1 15 3

07 1 1 2 3 35 7

1 3 3 4 4 70 14

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7883 5 1577 5676 217 E-10 277

Within Groups 5 18 028

Total 8383 23

173

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 0 2 1 15 3

07 2 1 0 4 35 7

1 2 5 5 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9033 5 1807 1858 152 E-06 277

Dentro de los grupos

175 18 097

Total 10783 23

174

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 3 2 1 4 50 10

1 4 5 3 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9083 5 1817 3847 538 E-09 277

Dentro de los grupos

85 18 047

Total 9933 23

175

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 2 1 1 30 6

07 2 4 1 4 55 11

1 3 5 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

90 5 18 3086 316 E-08 277

Dentro de los grupos

105 18 058

Total 1005 23

176

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 2 3 1 35 7

07 4 2 4 2 60 12

1 5 4 4 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7583 5 1517 4964 664 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 8133 23

177

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 3 1 30 6

07 3 4 4 2 65 13

1 5 4 5 3 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8021 5 1604 33 18 E-08 277

Within Groups 875 18 049

Total 8896 23

178

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (21 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 1 2 4 2 45 9

1 4 4 5 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

8238 5 1648 3595 932 E-

09 277

Within Groups 825 18 046

Total 9063 23

179

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (28 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 1 20 4

07 3 4 3 1 55 11

1 5 4 3 3 75 15

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8633 5 1727 3272 198 E-08 277

Within Groups 95 18 053

Total 9583 23

180

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO CRUDO

181

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (11MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

1 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

20 5 5 5 5 100 20

50 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (19MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 1 0 2 1 20 4

0001 3 2 3 3 55 11

001 3 5 4 5 85 17

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 1 0 1 20 4

182

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (20MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 1 1 0 2 20 4

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 1 1 0 10 2

183

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

184

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (01JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 0 0 0 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 3644 480 E-10 257

Dentro de

los grupos 9 21 043

Total 10271 27

185

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (1) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 1 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 4686 437 E-11 257

Dentro de

los grupos 7 21 033

Total 10071 27

186

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (2) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 1 1 0 1 15 3

02 1 2 3 2 40 8

03 3 4 3 3 65 13

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9593 6 1599 6105 332 E-12 257

Dentro de

los grupos 55 21 026

Total 10143 27

187

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos

por pecera

Mortalidad

obtenido

Total Muertos

(unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 8536 6 1423 2845 479 E-09 257

Dentro de

los grupos 105 21 05

Total 9586 27

188

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (09JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 2 1 1 1 25 5

02 1 3 3 1 40 8

03 3 3 4 3 65 13

04 5 4 4 4 85 17

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 95 6 1583 532 127 E-11 257

Dentro de

los grupos 625 21 030

Total 10125 27

189

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO TRATADO

190

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (16JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 0 0 0 0

60 0 0 0 0 0 0

80 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 6 0 65535 --------- 257

Within Groups 0 21 0

Total 0 27

191

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (19JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad) A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups 0 18 0

Total 0 23

192

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups

0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups

0 18 0

Total 0 23

193

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (1) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 1 0 5 1

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 1 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

038 5 008 06 070 277

Within Groups

225 18 013

Total 263 23

194

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (2) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 1 0 5 1

75 1 0 0 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 038 5 008 06 070 277

Within Groups 225 18 013

Total 263 23

195

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO

196

197

198

199

200

201

202

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE

ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS

203

204

205

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn

ANALIZADAS POR EL LABORATORIO

IVONNE BERNIER

206

207

208

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL

VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn)

209

Tabla Carta de control de Cu en el Vertimiento

Fecha

CL50-96

(mg Vertimiento Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

1-Jun-09 00118 00089 00139

(1) 02 JUN 2009

00118 00089 00139

(2) 02 JUN 2009

00108 00091 00127

8-Jun-09 00126 00093 00150

9-Jun-09 00100 00084 00118

PROMEDIO 00114 000892 001346

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Cu en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 00089 mg vertimiento Cu L

CL50-96 0011 mg vertimiento Cu L

Liacutemite superior 0013 mg vertimiento Cu L

210

Tabla Carta de control de Zn en el Vertimiento

Fecha

CL 50-96

(mg Vertimiento Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

1-Jun-09 13261 09953 15620

(1) 02 JUN 2009

13261 09953 15620

(2) 02 JUN 2009

12124 10262 14204

8-Jun-09 14138 10477 16820

9-Jun-09 11203 09382 13251

PROMEDIO 127974 10005 15103

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Zn en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 100 mg vertimiento Zn L

CL50-96 128 mg vertimiento ZnL

Liacutemite superior 151 mg vertimiento Zn L

211

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE

TRATAMIENTO

212

213

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96

POR EL MEacuteTODO PROBIT

214

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA COBRE (Cu) REALIZADA EL (1)14OCT2008 STIMA DI CHI QUADRO OTTENUTA PER SOTTRAZIONE = 1004366

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

001 -20000 20 2 114

005 -13010 20 5 1028

007 -11549 20 14 1291

010 -10000 20 18 1535

015 -08239 20 20 1745

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 86668

Pendenza (b) = 27568 es = 04566

Media delle X = -11916

Media delle Y = 53818

CHI quadro = 100437

CHI quadro significativo Il fattore di eterogeneithellip

non Š utilizzato Usare molta cautela

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 00067 00005 00155

LC50 00468 00249 00687

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

215

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA CINC (Zn) REALIZADA EL (1)10MAR2009

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

010 -10000 20 0 057

050 -03010 20 3 225

070 -01549 20 7 744

100 00000 20 14 1512

150 01761 20 20 1939

Controllo 20 1 057

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 56727

Pendenza (b) = 67698 es = 13591

Media delle X = -00878

Media delle Y = 50786

CHI quadro = 22199

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00283 es = 00260

Numero di cicli = 3

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 03606 02047 04676

LC50 07955 06859 09076

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

216

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) REALIZADA EL 21ABR2008

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati

attesi

2000 13010 20 0 058

4000 16021 20 5 511

6000 17782 20 11 1052

8000 19031 20 14 1437

10000 20000 20 20 1671

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = -41965

Pendenza (b) = 52631 es = 07756

Media delle X = 17779

Media delle Y = 51609

CHI quadro = 19527

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 201996 126752 264066

LC50 558911 486347 634123

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

217

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA

RAPIDA

218

CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Generalmente el clarifloculador lleva un cono de mezcla al interior pero debido a las dimensiones que se hallaron en la hoja de disentildeo teniendo en cuenta que es un disentildeo piloto se decidio disentildear una caja de mezcla rapida

La caja de mezcla rapida funciona mecanicamente con un mezclador en su interior A continuacioacuten se muestra el esquema del disentildeo piloto 55

DISENtildeO A ESCALA PILOTO

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 60 seg

Caudal 1 Lmin

Caudal 1667E-05 m3s

Volumen 0001 m3

Altura 0001 m

Diametro 00011 m

Aacuterea 00000 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 0000376222 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

DISENtildeO A ESCALA INDUSTRIAL

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Caudal 10 Lmin

Caudal 6000E-02 m3s

Volumen 18 m3

Altura 005 m

Diametro 03386 m

Aacuterea 00900 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 011286653 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

55 ROMERO ROJAS Jairo alberto Purificacioacuten del aguaEditorial escuela colombiana de ingenieriacutea 2ordf

edicioacutenColombia 2006

219

El cilindro disentildeado no cuenta con las dimensiones miacutenimas debido a que el diaacutemetro es muy reducido de manera que para el ensayo piloto se empleo un cilindro de mayor tamantildeo

220

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS

221

222

223

224

  • Determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (Trucha arco iris)
    • Citacioacuten recomendada
      • DETERMINACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN LETAL MEDIA (CL50) DE COBRE (Cu) Y CINC (Zn) MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS (BIOENSAYOS) UTILIZANDO ALEVINOS DE ONCORHYNCHUS MYKISS (TRUCHA ARCO IRIS)
Page 5: Determinación de la concentración letal media (CL50-96) de ...

3

DEDICATORIA

A mi abuela Laura Montoya que desde el cielo nos cuida

Muchas gracias por su carintildeo y por su apoyo infinito

A mi mama Patricia Solano

Que junto con mi abuela pese a las dificultades pudieron sacarnos adelante

A mi hermano Joseacute Alejandro Barreto

Quien con su ejemplo fue una inspiracioacuten en mi vida

A mi papa Alfredo Barreto

Gracias por su apoyo moral

A mis amigos y amigas

A todas las personas que han creiacutedo en miacute

Muchas gracias a todos

Por su apoyo

Por haberme dado la fortaleza en la consecucioacuten de este gran logro

JUAN

4

DEDICATORIA

Aunque este trabajo de grado apenas sea un objetivo maacutes representa un

gran logro para mi formacioacuten personal y profesional que es el tiacutetulo

Y por eso esta dedicatoria es por el conjunto de logros que representa

A mi madre por su apoyo incondicional

A mi Padre por animarme y apoyarme

Margariteichon para que pueda respirar tranquila

Mis hermanos MLU CPP y Jose

A todas aquellas personas que confiacutean creen me respetan aprecian

etc a MI Persona

Gracias a todos

GUILLERMO ANDRES

5

AGRADECIMIENTOS

A la comunidad del laboratorio de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria la cual nos ayudoacute en el proceso de desarrollo de los bioensayos y las otras actividades que sin ser estrictamente de bioensayos fueron vitales para continuar durante la investigacioacuten

Al profesor Pedro Miguel Escobar Malaver director del proyecto quien nos apoyoacute en el desarrollo de las pruebas y consecucioacuten de los objetivos del proyecto con su amplio conocimiento en el tema de bioensayos

A nuestras Madres y familiares que nos brindaron su apoyo incondicional en el proceso de conseguir el tiacutetulo como ingenieros ambientales y sanitarios

A nuestros compantildeeros quienes nos apoyaron motivaron y colaboraron para obtener el fin

A la comunidad lasallista por brindarnos las herramientas necesarias para desarrollar nuestro potencial humano y profesional

A la empresa de cincado por explicarnos los procesos que desarrollaban colaborarnos permitieacutendonos ingresar en su espacio de trabajo y realizar la toma de muestras de las aguas residuales que fueron parte fundamental del proyecto

i

CONTENIDO

paacuteg

INTRODUCCIOacuteN

1 OBJETIVOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

2 JUSTIFICACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip5

3 MARCO TEOacuteRICOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

31 TRUCHA ARCO IRIS 7

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA 8

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA 10

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS 10

314 DISTRIBUCIOacuteN 11

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS 11

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea) 12

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS

DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES 12

318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

15

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA

COMO ORGANISMO DE PRUEBA 17

32 BIOENSAYO 17

321 TIPOS DE BIOENSAYO 17

322 TOXICIDAD 18

323 PRUEBAS DE TOXICIDAD 19

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA 20

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD 21

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL 22

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD 23

328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD 24

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT 25

ii

33 METALES 27

332 METALES DE PRUEBA 29

333 COBRE 29

334 CINC 33

34 GALVANOTECNIA 37

341 Generalidades 37

342 El Proceso Galvaacutenico 37

343 Proceso de Galvanoplastia 38

344 Proceso de galvanostegia 39

345 CINCADO 41

4 METODOLOGIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL 44

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO 44

421 RECINTO EXPERIMENTAL 44

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS

ACUARIOS 45

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

46

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 47

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 48

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS

TOXICOLOacuteGICAS 48

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS 49

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas 50

432 Pruebas de sensibilidad 51

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las

distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

51

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn)

utilizando ZnCl2 51

iii

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA 53

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS 53

5 INDUSTRIA EVALUADAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip56

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDADhelliphellip56

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD 57

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de

K2Cr2O7 57

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7 59

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a

partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) 61

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu 62

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu 63

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA

CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2) 67

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn 67

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO 72

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Crudo 73

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento

Crudo 74

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

TRATADO 77

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Tratado 78

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado 79

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento

Crudo 79

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento

tratado 80

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL

VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip82

71 TEST DE JARRAS 86

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO 88

CRITERIOS DE DISENtildeO 88

iv

8 CONCLUSIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip92

9 RECOMENDACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94

10 BIBLIOGRAFIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip96

ANEXOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO

(K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON COBRE (Cu) UTILIZANDO

SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2)

166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO

180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO

TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO

IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL

LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y

CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

v

LISTA DE ANEXOS

pag

ANEXOS 102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2) 166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO 180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

vi

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento

y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores 16

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos

maacutes comunes 39

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia 40

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas 48

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos 52

Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de

cincado 55

Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7) 57

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad

con K2Cr2O7 +- 01 58

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01 59

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios

nacionales e internacionales en trucha arcoiris 61

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para

cobre (Cu) 62

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h

para Cu 62

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu 63

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu 64

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con

cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris 66

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten 66

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de

cinc (Zn) 67

Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc

(Zn) 68

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas

con Zn 68

Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) 69

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha

arcoiris 70

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten 72

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento

Crudo 73

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Vertimiento Crudo 74

vii

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con

Vertimiento Crudo 74

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo 75

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y

Legislacioacuten Antigua y Nueva 77

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las

96 horas del Vertimiento tratado 78

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

78

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el

27 de abril de 2009 79

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado 80

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas 83

Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento 86

Tabla 36 Rango de calificacioacuten 86

Tabla 37 Resultados del test de jarras 87

Tabla 38 Gradientes de velocidad 88

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador 88

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador 89

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 8

Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris 9

Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha 11

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris 12

Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad 20

Figura 6 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales 28

Figura 7 Ciclo del cobre 32

Figura 8 Ciclo del cinc 36

Figura 9 Esquema del proceso de Cincado 41

Figura 10 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino 42

Figura 11 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc 43

Figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle 45

Figura 13 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) 46

Figura 14 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris 47

Figura 15 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas 49

Figura 16 Foto Bateriacutea de ensayos 50

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7 60

Figura 18 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu 65

Figura 19Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn) 71

Figura 20 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento 76

Figura 21 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado 82

Figura 22 Esquema del disentildeo piloto 91

ix

GLOSARIO

Aleviacuteno o Aleviacuten criacutea de pez que incluye la fase comprendida entre la larva y el adulto y que en ciertos peces de agua dulce se utiliza para repoblar

Bateriacutea de ensayos combinacioacuten de diversas pruebas de toxicidad con organismos representativos de cada uno de los niveles troacuteficos

Biocenosis conjunto de organismos de especies diversas vegetales o animales que viven y se reproducen en un determinado biotopo

Bioensayo Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio1

Biomagnificacioacuten tendencia de algunos productos quiacutemicos a acumularse a lo largo de la cadena troacutefica exhibiendo concentraciones sucesivamente mayores al ascender el nivel troacutefico La concentracioacuten del producto en el organismo consumidor es mayor que la concentracioacuten del mismo producto en el organismo consumido

Biotopo territorio o espacio vital cuyas condiciones ambientales son las adecuadas para que en eacutel se desarrolle una determinada comunidad de seres vivos

Cadena aliemantaria sucesioacuten entre los organismos vivos que se nutren unos de otros en un orden determinado

Carta de control tabla utilizada para seguir cambios en el tiempo del punto final medio para un compuesto toacutexico de referencia en un organismo en particular

Cincado recubrimiento de cinc que se le realiza a los metales mejorando su aspecto visual y para protegerlos de la corrosioacuten y oxidacioacuten

CL50 (Concentracioacuten letal media) concentracioacuten en la que un contaminante causa la muerte del 50 de los organismos en exposicioacuten con el mismo

Contaminacioacuten la contaminacioacuten es cualquier sustancia o forma de energiacutea que puede provocar alguacuten dantildeo o desequilibrio irreversible o no en el medio inicial

1 Mata amp Quevedo Diccionario de la biodiversidad disponible en liacutenea en wwwinbioaccr

x

Control tratamiento que duplica todos los factores que puedan afectar el resultado excepto la condicioacuten que estaacute siendo investigada (control negativo o Blanco)

Control positivo tratamiento que evaluacutea la respuesta toacutexica con una sustancia de referencia utilizada para controlar la sensibilidad de los organismos en el momento en el cual se evaluacutea

Ecotoxicologiacutea ciencia que estudia los efectos toacutexicos provocados por los contaminantes sobre los ecosistemas

Estado de oxidacioacuten o nuacutemero de oxidacioacuten se define como la suma de cargas positivas y negativas de un aacutetomo lo cual indirectamente indica el nuacutemero de electrones que el aacutetomo ha aceptado o cedido El estado de oxidacioacuten es una aproximacioacuten conceptual uacutetil por ejemplo cuando se producen procesos de oxidacioacuten y reduccioacuten (procesos reacutedox)

Los protones de un aacutetomo tienen carga positiva y esta carga se ve compensada por la carga negativa de los electrones si el nuacutemero de protones y de electrones es el mismo el aacutetomo es eleacutectricamente neutro

Etologiacutea parte de la biologiacutea que estudia el comportamiento de los animales

Ictiologiacutea la ictiologiacutea generalmente definida como el estudio de los peces o la rama de la zoologiacutea que trata de los peces

Poiquilotermia incapacidad de regulacioacuten de la temperatura del cuerpo por lo que esta variacutea de acuerdo con la temperatura ambiental

Poiquiloteacutermico se dice de los animales llamados de sangre friacutea Perteneciente o realtivo a la poiquilotermia

Poiquilotermo poiquiloteacutermico

Pruebas de toxicidad Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Red troacutefica conjunto de relaciones entre cadenas alimentarias que existen en las especies de una comunidad bioloacutegica y que representa el flujo de materia y energiacutea que atraviesa el ecosistema

Tolerancia se refiere al porcentaje de organismos de una poblacioacuten que se veraacute afectada a una cierta dosis Asiacute la distribucioacuten de tolerancias es una cierta distribucioacuten de frecuencias o probabilidades de tolerancias a las distintas dosis del toacutexico

xi

Toxicidad aguda efecto adverso (letal o subletal) inducido sobre los organismos en prueba durante un periacuteodo de exposicioacuten al material de ensayo usualmente de pocos diacuteas

Valencia (quiacutemica) el maacuteximo nuacutemero de aacutetomos univalentes (originalmente aacutetomos de hidroacutegeno o cloro) que pueden combinarse con un aacutetomo del elemento en consideracioacuten o con un fragmento o para el cual un aacutetomo de este elemento puede ser sustituido

Xenobioacutetico se deriva del griego xeno (extrantildeo) y bio (vida) Se aplica a los compuestos cuya estructura quiacutemica en la naturaleza es poco frecuente o inexistente debido a que la mayoriacutea de ellos son compuestos sintetizados por el hombre en el laboratorio La mayoriacutea han aparecido en el medio ambiente durante los uacuteltimos 100 antildeos

xii

ABSTRACT

This investigation was to determine the median lethal concentration (LC50-96) to

bull The reference toxicant potassium dichromate (K2Cr2O7) which will determine the sensitivity of species to the toxics (initial stage)

bull Copper (Cu) which uses copper sulfate pentahydrate (CuSO4 bull 5H2O) AR

bull Zinc (Zn) which uses zinc chloride (ZnCl2) AR

bull Dumping from the zinc process (before treatment and after treatment) with the presence of copper (Cu) and zinc (Zn)

The determination of the median lethal concentrations LC50-96 was performed by bioassay which consisted of toxicological testing at different concentrations (five) and control for a total of six lines of test Where was search to assess the relative strength of toxic metal agents of [copper (Cu) and zinc (Zn)] on aquatic organism In this case using rainbow trout (Onchorhynchus mykiss) fingerling for their degree of sensitivity to organic pollution and slight changes in their ecosystem historic translocation across continents easily adaptable to artificial feeding high degree of domestication and interesting life cycle Each test was made in quadruplicate in Fishbowls (24 total) and were used in 5 fingerling rainbow trout per aquarium for a total of 120 fingerlings per test The tests were not renewed (Do not supply food or aeration during the experiment) and had a duration of 96 hours The test be based on observing the number of dead fish on control and at different concentrations (five) at (3 6 24 48 72 and 96) hours of exposure these readings were taken on a sheets of control The final reading was at 96 hours that was used Probit statistical analysis and thus determined the LC50-

96 (dose-response) only for the definitive tests which are those observed a mortality rate of 0 for the lowest concentration and 100 for the highest concentration in a phased manner across the five (5) concentrations When found the range of the definitive tests was ten (10) replicas to verify the accuracy of the test Was also carried out a pilot design of industrial waste water treatment (clarifier) by a discharged zinc industry to remove the pollutant load to the dumping of industry and thus realizing achieve an environmentally safe for aquatic ecosystems

xiii

RESUMEN

El trabajo de grado consistioacute en determinar las Concentraciones Letales medias (CL50-96) para

El toacutexico de referencia dicromato de potasio (K2Cr2O7) con el cual se determinoacute la sensibilidad de la especie a los toacutexicos (etapa inicial)

Cobre (Cu) en forma de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) grado analiacutetico

Cinc (Zn) en forma de cloruro de cinc (ZnCl2) grado analiacutetico

El Vertimiento procedente del proceso de una industria de cincado (antes del tratamiento y post-tratamiento) en la cual se encontraban presentes los metales en estudio (Cu y Zn)

La determinacioacuten de estas Concentraciones Letales medias CL50-96 se realizoacute mediante bioensayos que consistieron en hacer pruebas toxicoloacutegicas a diferentes concentraciones (cinco) y un blanco para un total de seis liacuteneas de prueba Donde se buscoacute evaluar la potencia relativa de los agentes metaacutelicos toacutexicos [cobre (Cu) y cinc (Zn)] sobre organismos acuaacuteticos En este caso se utilizaron alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus mykiss) por su grado de sensibilidad a las contaminaciones orgaacutenicas y a los cambios leves en sus ecosistemas histoacuterica de la traslocacioacuten a traveacutes de los continentes faacutecil adaptacioacuten alimentacioacuten artificial alto grado de domesticacioacuten y sus interesante ciclo de vida

Cada prueba se hizo por cuadruplicado en peceras (24 en total) y en cada pecera se utilizaron 5 alevinos de trucha arcoiris para un total de 120 alevinos por prueba Las pruebas fueron sin renovacioacuten (No se suministro aireacioacuten ni alimento durante el experimento) y tuvieron una duracioacuten de 96 horas

Las pruebas consistieron en observar el nuacutemero de peces muertos en el blanco y en las diferentes concentraciones (cinco) a las (3 6 24 48 72 y 96) horas de exposicioacuten llevaacutendose registro de estas lecturas en hojas de control Las lecturas definitivas fueron las de las 96 horas datos que se utilizaron para hacer el anaacutelisis estadiacutestico con el programa Probit y de esta manera se determinoacute la CL50-96 (relacioacuten dosis-respuesta) para las pruebas definitivas las cuales son en las que se observa un porcentaje de mortalidad entre 0 para la concentracioacuten maacutes baja y 100 para la de mayor concentracioacuten de forma escalonada entre las cinco (5) concentraciones Cuando se halloacute el rango de las pruebas definitivas se realizaron diez (10) reacuteplicas de la prueba definitiva para comprobar la exactitud de la prueba

Adicionalmente se realizoacute un disentildeo piloto de un tratamiento de aguas residuales industriales (clarifloculador) para remover la carga contaminante al vertimiento de la industria y de esta manera lograr alcanzar una concentracioacuten ambientalmente segura para los ecosistemas acuaacuteticos

1

INTRODUCCIOacuteN

Los procesos de desarrollo del mundo actual dependen en gran medida de productos quiacutemicos para satisfacer sus necesidades en general como por ejemplo alimentarias en salud ambientales industriales agriacutecolas y de la vida diaria en general

Muchos de estos productos quiacutemicos (xenobioacuteticos) al cumplir su vida uacutetil presentan un riesgo para el entorno deterioraacutendolo de manera intriacutenseca cuando algunos de estos compuestos sobrepasan la capacidad de resiliencia del entorno afectando los factores bioacuteticos y abioacuteticos generando un entorno ambientalmente inseguro y de esta manera alterando directamente la biocenosis que sineacutergicamente a su vez afecta la salud humana (egoceacutentricamente hablando)

A pesar de la evidencia de tiempo atraacutes que se tiene acerca de la relacioacuten de los efectos toacutexicos de los xenobioacuteticos sobre el entorno la biocenosis y la salud humana las poliacuteticas ambientales la gestioacuten ambiental efectiva y la conciencia de la poblacioacuten en algunas naciones tienen una visioacuten precaria y no muy responsable con el medio ambiente

En paiacuteses desarrollados estas falencias son parcialmente compensadas con los resultados de las pruebas de toxicidad con organismos vivos (bioensayos) que son utilizadas para saber el grado de peligrosidad de una sustancia para el entorno la biocenosis y la salud humana ademaacutes de las metodologiacuteas convencionales para el control y el monitoreo ambiental

Histoacutericamente el uso de meacutetodos bioloacutegicos para deteccioacuten de sustancias nocivas o peligrosas se registra desde 1776 cuando se realizaron pruebas de glifosato con ratas para hallar la concentracioacuten limite a comienzos del siglo en 1893 se realizaron unas diluciones de bioensayos para un estudio de Glycosylated Triketide Delta Lactones Universite Catolique de Louvain en el siglo XX en el antildeo de 1922 se utilizaron en un estudio de endocrinoloacutegico Fundacioacuten Rockefeller en 1930 se desarrollo el primer bioensayo para probar el Prolactin en mamiacuteferos Universidad de Missouri el uso de bioensayos con peces se inicia hacia 1940 y las pruebas con invertebrados y algas se reportan a lo largo de la deacutecada del 50 Actualmente las evaluaciones toxicoloacutegicas integran diferentes niveles poblacionales comunidades o ecosistemas que permiten identificar los elementos bioloacutegicos en riesgo

El concepto de bioensayo o prueba de toxicidad se deriva de la toxicologiacutea claacutesica Su definicioacuten ha sido m odificada adaptada y extendida al diagnoacutestico y manejo ambiental Estas teacutecnicas bioanaliacuteticas son consideradas complementarias de los anaacutelisis fisicoquiacutemicos convencionales y son alternativas eficaces para la prediccioacuten de niveles seguros de concentracioacuten

2

En Colombia existe una normatividad sobre gestioacuten conservacioacuten y control de los recursos naturales y el medio ambiente Sin embargo no hay una gestioacuten ambiental efectiva para su cumplimiento ni una conciencia ni un compromiso ciudadano para hacerla cumplir En el paiacutes el uso de los bioensayos es una praacutectica no muy difundida y la cantidad de estos anaacutelisis es todaviacutea precaria para la demanda real del mercado

El control y cumplimiento de las normas es llevado a cabo por distintas entidades gubernamentales en el caso especifico del recurso agua este control implica efectuar caracterizaciones fiacutesicas quiacutemicas y bacterioloacutegicas de las diferentes fuentes donde lo datos obtenidos se comparan con los paraacutemetros de referencia de las normas variando de acuerdo con el uso del recurso

Haciendo referencia a las pruebas de toxicidad en las normas el decreto 1594 de 1984 ldquoUsos del agua y residuos liacutequidosrdquo en el artiacuteculo 45 define los criterios de calidad admisible para la preservacioacuten de fauna y flora y en eacutel se enumeran las diferentes sustancias de intereacutes sanitario con sus respectivos valores de concentracioacuten letal media hallados En eacutel artiacuteculo 46 se hace referencia a que la autoridad ambiental competente deberaacute establecer mediante pruebas de toxicidad (bioensayos) los valores de concentracioacuten letal media En la Resolucioacuten 357 de 2009 se establecen los valores de referencia para los vertimientos realizados a la red de alcantarillado en el distrito capital y ademaacutes se nombran los valores de CL50-96 como los objetivos de calidad de aguas de la cuenca del rio Bogotaacute para el antildeo 2020 en el Acuerdo 43 de la CAR de 2006 Esta investigacioacuten es un bioensayo en el que se determina la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y cinc (Zn) utilizando trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se realiza un disentildeo de un tratamiento piloto a escala de laboratorio para el vertimiento de una industria de galvanotecnia que contiene los metales de intereacutes [cobre (Cu) y cinc (Zn)] al cual se determina la concentracioacuten letal media (Cl50-96) antes del tratamiento y post-tratamiento

En los ensayos se usoacute como organismo de prueba alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) que es una especie de trucha nativa de la costa pacifica de Ameacuterica del norte introducida en lagos y arroyos de todo el mundo y que en Colombia fue introducida hacia 1939

Esta especie de trucha es propicia para las pruebas de toxicidad por diversos motivos entre ellos que no tolera las poluciones acuaacuteticas es muy sensible a las contaminaciones orgaacutenicas y que se tiene gran conocimiento de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten y manejo

Por otro lado el cobre (Cu) y cinc (Zn) son dos metales (xenobioacuteticos) generalmente vertidos en actividades industriales y que por sus

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caracteriacutesticas en concentraciones nocivas pueden generar graves afectaciones al medio ambiente y a la salud en los seres humanos

La investigacioacuten se realizoacute en varias fases primero se hizo el disentildeo experimental segundo la fase de acondicionamiento que consistioacute en preparar el laboratorio para mantener en condiciones oacuteptimas de vida los alevinos de trucha y tercero se realizaron las pruebas toxicoloacutegicas fase en la que se montaron las bateriacuteas de ensayo

Los resultados fueron analizados mediante meacutetodos estadiacutesticos y se compararon los resultados con otros estudios similares realizados

Este documento contiene la teoriacutea de la trucha arco iris de los bioensayos y de las industrias de galvanotecnia la explicacioacuten fase a fase de la investigacioacuten en la metodologiacutea y los resultados y anaacutelisis de resultados del bioensayo

4

1 OBJETIVOS

General

Determinar la concentracioacuten letal media (CL50) de cobre (Cu) y cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (trucha arco iris)

Especiacuteficos

Determinar la sensibilidad de los alevinos de Oncorhynchus mykiss expuestos al Dicromato de Potasio

Realizar los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de la muestra ambiental de la industria de Galvanotecnia

Determinar la CL50 de los vertimientos de la industria de Galvanotecnia antes y despueacutes del pretratamiento a nivel de laboratorio

Proponer y disentildear a escala de laboratorio el pretratamiento para disminuir los niveles de toxicidad del efluente de la industria de Galvanotecnia

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2 JUSTIFICACIOacuteN

La investigacioacuten se realizoacute para saber la concentracioacuten que causa el 50 de muertes de una poblacioacuten de alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus Mykiss) en 96 horas al ser expuestas a Cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos)

Los bioensayos se realizan para estimar la sensibilidad de los organismos hacia los toacutexicos en este caso Cobre(Cu) y Cinc (Zn) a su vez se utilizan como criterios de calidad ambiental para hacer la legislacioacuten actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) mas rigurosa y por otro lado si se usan conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para la descarga de contaminantes toacutexicos (vertimientos) y garantizar la calidad ambiental de los ecosistemas acuaacuteticos2

Si la legislacioacuten ambiental de vertimientos actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) se modificara hacieacutendola maacutes estricta el estado disminuiriacutea sus gastos en saneamiento hiacutedrico debido a que no tendriacutea que invertir en medidas correctivas de los efectos negativos de la contaminacioacuten

El aporte social a traveacutes de la obtencioacuten de datos como las concentraciones letales de metales pesados como cinc (Zn) y cobre (Cu) es de gran utilidad para mejorar la normatividad colombiana de vertimientos de esta manera impactando positivamente en la sociedad incrementando la calidad de vida de la misma

En la medida que se controlen o prohiacuteban vertimientos con concentraciones de cinc (Zn) cobre (Cu) y otros metales pesados sobre cuerpos de agua se lograraacute mejorar la calidad de vida del ser humano creando un equilibrio entre el medio ambiente y el hombre en pro de un desarrollo sustentable y se protegeraacuten los intereses sociales que representan los recursos naturales los cuales son el sustento para gran parte de la poblacioacuten colombiana tambieacuten se deben proteger ya que son invaluables para el desarrollo y de la humanidad

Los resultados obtenidos de este trabajo de investigacioacuten se adecuan a la realidad y condiciones nacionales de los ecosistemas acuaacuteticos protegiendo de una manera maacutes efectiva la calidad del recurso hiacutedrico y la cadena troacutefica de los diversos ecosistemas Ademaacutes permiten evaluar y fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental permitiendo tener un control efectivo sobre los vertimientos industriales

2Adaptado de DIacuteAZ B Maria C SOBRERO Cecilia PICA G Yolanda Capiacutetulo 6 Aseguramiento y

Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA

(Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

6

La prevencioacuten y maacutes auacuten la correccioacuten de los efectos negativos de la contaminacioacuten son muy costosos es asiacute que paiacuteses como Estados Unidos Japoacuten y los europeos han incorporado a su rigurosa legislacioacuten de control de calidad del ambiente criterios que surgen de los bioensayos3

Los resultados de esta investigacioacuten serviraacuten de soporte para ser parte de un compilado de estudios que el programa de Ingenieriacutea Ambiental Y Sanitaria similares con metales pesados que seraacuten presentados ante la autoridad ambiental competente en un proyecto para modificar las leyes actuales sobre usos de agua y residuos liacutequidos especiacuteficamente en lo referente a las sustancias de intereacutes sanitario volvieacutendolas mas responsables con su entorno y ambientalmente seguras para los que viven y circundan en el radio de accioacuten de las descargas contaminantes

3 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -

Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe) Argentina

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3 MARCO TEOacuteRICO

Este capiacutetulo que incluye una definicioacuten de trucha arco iris y una descripcioacuten de su anatomo-fisiologiacutea ecologiacutea desarrollo distribucioacuten alimentacioacuten comportamiento tolerancia a las diferentes variables ambientales y criterios de seleccioacuten ademaacutes incluye la definicioacuten de bioensayo tipos de bioensayo pruebas de toxicidad toacutexicos de referencia cartas de control de calidad preparacioacuten de las soluciones de control replicabilidad y sensibilidad meacutetodos estadiacutesticos para el anaacutelisis de resultados de pruebas de toxicidad anaacutelisis de regresioacuten y anaacutelisis Probit por otro lado una introduccioacuten breve a los metales y metales de prueba finalmente una descripcioacuten de el sector de galvanotecnia las generalidades el proceso galvaacutenico el proceso de galvanoplastia galvanostegia y cincado

31 TRUCHA ARCO IRIS

Taxonomiacutea la trucha comuacuten europea fue denominada como Salmo trutta Salmo es el geacutenero y al antildeadir trutta (epiacuteteto especiacutefico) define la especie Este sistema binomial se ha ampliado para incluir las subespecies en un sistema trinomial asiacute Salmo trutta fario es una variedad o subespecie del tronco Salmo trutta

La trucha se denomina salmo per debido al Orden el taxoacuten mayor situado inmediatamente por encima del nivel familiar se forma con la adicioacuten de ldquoiformesrdquo al tronco aun geacutenero de ahiacute Salmoniformes

Antiguamente el nombre geneacuterico de la trucha era salmo para designar especies de la costa de Ameacuterica del norte pero seguacuten los taxonomistas la truchas nativas de las cuencas del Paciacutefico- Norte se encuentran geneacutericamente maacutes cerca del salmoacuten del Paciacutefico Oncorhynchus en la actualidad debido a los trabajos presentados en Junio de 1988 por la American Society of Ichthyologist and Herpetologists a la American Fisheries Societyrsquos Committee on Names of Fishes se aceptoacute Oncorhynchus como nombre geneacuterico maacutes apropiado para designar a todas las truchas nativas de la cuenca del Paciacutefico4

Clasificacioacuten cientiacutefica la trucha arco iris pertenece a la familia Salmoacutenidos dentro del orden Salmoniformes Se clasifica como Oncorhynchus mykiss

4Basado en BLANCO CACHAFEIRO M Carmen La trucha Criacutea industrial Mundi-Prensa Libros 1995

503 p [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en

httpbooksgooglecomcobooksid=wRQIRsvUbu0Campprintsec=frontcover3 Pg 37

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Nombre comuacuten de una especie de trucha muy apreciada por los pescadores Es originaria de Norteameacuterica pero ha sido introducida en arroyos y lagos de agua friacutea de todo el mundo

Es un pez con el dorso verdoso y los flancos maacutes claros y con una banda irisada que recorre todo su cuerpo Presenta numerosas manchas negras en el dorso flancos y sobre las aletas dorsal adiposa y caudal Su tamantildeo depende de la abundancia de comida y de la temperatura del agua En algunos arroyos los adultos miden entre (25 ndash 30) cm y pesan 05 kg mientras que en otros alcanzan los 114 cm y los 15 kg Los ejemplares que emigran al mar miden entre (50 - 75) cm y pesan entre (35 - 55) kg aunque se han capturado ejemplares de hasta 19 kg

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 5

Fuente Eric Engbretson US Fish and Wildlife Service 2009

Las truchas son peces que ocupan en la naturaleza espacios acuaacuteticos con aguas puras y cristalinas que habitan en cauces con notables desniveles topograacuteficos que originan raacutepidos saltos y cascadas tiacutepicos de los riacuteos de alta montantildea La trucha arco iris prefiere las corrientes moderadas y ocupa generalmente los tramos medios donde el riacuteo se ensancha con fondos pedregosos y moderada vegetacioacuten

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA

3111 Esqueleto

La trucha tiene un esqueleto oacuteseo siendo la columna vertebral el eje del cuerpo La trucha posee de 28 a 29 veacutertebras firmemente unidas mediante tejido conectivo asiacute la columna puede ser faacutecilmente curvada Los peces poseen unas costillas intramusculares falsas eso minuacutesculos huesecillos en forma de ldquoYrdquo

5 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation

httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

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Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris

Fuente Adaptado de STEPHEN DRUMMOND SEDGWICK 1988 y Notas de Ictiologiacutea DeNauticos 2006

3112 Respiracioacuten

El agua contiene solamente alrededor del 5 de la cantidad de oxiacutegeno que hay disponible en el aire Este nivel es todaviacutea mas bajo cuando aumenta la temperatura del agua Por lo tanto el aparato respiratorio de los peces se ha adaptado para ser maacutes eficiente El oacutergano principal son las branquias o agallas Estaacuten formadas por unas laminillas cubiertas por un fino epitelio por el cual se produce el intercambio gaseoso la toma de oxigeno y la eliminacioacuten de dioacutexido de carbono Este epitelio si fuese extendido tendriacutea una superficie 10 veces mayor que la del cuerpo del pez Las branquias de la trucha consisten en dos conjuntos de cuatro arcos branquiales Debido a la gran fragilidad de las branquias estaacuten protegidas por el opeacuterculo (Pieza generalmente redonda que a modo de tapadera sirve para cerrar ciertas aberturas p ej las de las agallas de la mayor parte de los peces la concha de muchos moluscos univalvos o las caacutepsulas de varios frutos) El flujo de agua a las branquias es continuo y unidireccional establecido por un sistema de bombeo El resultado es que agua entra por la boca y sale por el opeacuterculo pasando a traveacutes de las branquias donde se produce el intercambio gaseoso

Sistema circulatorio - excretor

La trucha tiene un sistema circulatorio sencillo El corazoacuten bombea sangre hacia las branquias para su oxigenacioacuten y de ahiacute va por los capilares a los tejidos La sangre venosa retorna al corazoacuten El corazoacuten consta de tres caacutemaras el seno la auriacutecula y el ventriacuteculo En todo cuerpo animal hay un aporte constante de materiales asiacute como un barrido de deshechos en los tejidos El principal producto residual de la trucha es el amoniaco (NH3) que es eliminado en una alta proporcioacuten por las branquias asiacute como el anhiacutedrido carboacutenico (CO2) Otras partes maacutes pequentildeas de sustancias nitrogenadas y otros productos degradados son filtrados por el rintildeoacuten

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El rintildeoacuten es un oacutergano oscuro alargado ubicado inmediatamente por debajo de la espina dorsal y por encima de la vejiga natatoria se extiende desde la cabeza hasta el comienzo de la cola Del rintildeoacuten salen los ureacuteteres por lo que es conducida la orina hacia la vejiga urinaria y de ahiacute al seno urogenital

Para los peces de agua dulce el rintildeoacuten es maacutes importante que para los de agua salada ya que por ellos se elimina el exceso de agua La concentracioacuten salina del agua es mucho maacutes baja que la de las ceacutelulas de la trucha por lo que el agua tiende a difundir en las branquias hacia la sangre Esta agua debe ser eliminada funcioacuten que compete al rintildeoacuten las sales son en gran parte reabsorbidas por lo que la orina abundante es mas diluida que la sangre6

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA

3121 Haacutebitat

Los riacuteos se pueden dividir en cuatro franjas de acuerdo con la rapidez de la corriente que se denominaran seguacuten la especie predominante asiacute zona de Salmoacutenidos zona del Tiacutemalo zona de los Barbos y zona de las Bremas No todos los riacuteos tienen estas cuatro zonas y por supuesto hay lugares de transicioacuten entre ellas donde conviven los distintos peces ver Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha Los salmoacutenidos especialmente la trucha arco-iris pero tambieacuten el tiacutemalo gobio madrilla locha y el piscardo predominan en la zona del tiacutemalo que son zonas un poco mas bajas en las que el riacuteos son un poco mas profundos y con el agua un poco mas lenta y caacutelida7

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS

El desarrollo de la trucha arco iris ocurre en varias etapas que van desde ser alevinos hasta alcanzar la edad madura como se puede ver en la Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris

Una caracteriacutestica muy peculiar de los salmoacutenidos es que sus oacuterganos sexuales presentan en los primeros periacuteodos de vida una cierta indiferenciacioacuten es decir no es posible determinar microscoacutepicamente si la glaacutendula sexual de un ejemplar es testiacuteculo u ovario

6 lthttpwwwrevistaaquaticcomasociacionesPirineosPescaspindexhtmgt Red Pirineos-Pesca 2001

Anatomiacutea y fisiologiacutea de la trucha [web en liacutenea] [con acceso el 14 de Diciembre de 2008] 7 Id Ecologiacutea de la trucha haacutebitat y alimentacioacuten

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Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha

Fuente Red Pirineos-Pesca 2001

Este fenoacutemeno es denominado gonocorismo indiferenciado y lo presentan truchas y salmones en los primeros meses de vida de tal forma que aproximadamente hasta los cuatro meses estos oacuterganos no adquieren la estructura histoloacutegica y funcional tiacutepica8

314 DISTRIBUCIOacuteN

Desde el pacifico oriental a Alaska y a baja California Este es uno de los peces maacutes ampliamente introducido en el mundo por lo menos en 50 paiacuteses lo cual hace su presencia virtualmente global En los paiacuteses tropicales donde ha sido introducido solo se encuentra por encima de los 1200 msnmm (metros sobre el nivel medio del mar)

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS

La mayoriacutea de los adultos consume insectos moluscos crustaacuteceos huevos de peces y otros pequentildeos peces (incluyendo otras truchas) La mayoriacutea de los joacutevenes se alimentan de zooplancton Las poblaciones oceaacutenicas son vulnerables a los peces grandes pinniacutepedos y Odontocetos Las

8 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 43

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poblaciones de agua dulce son depredadas por grandes peces nutrias osos y paacutejaros

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arcoiris

Fuente Adaptado de Taupo for Tomorrow Tongariro National Trout Centre [web en liacutenea] disponible

en lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea)

Los adultos defienden agresivamente los territorios de alimentacioacuten Todas las poblaciones de truchas arco iris son oportunistas con respecto a la migracioacuten ya que son capaces de migrar o por lo menos para adaptarse al agua del mar de acuerdo a los factores ambientales Demostrando la versatilidad de adaptacioacuten y comportamiento de esta especie9

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES

9 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael

Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

13

3171 Temperatura La trucha arco iris como todos los peces no tiene capacidad propia para regular su temperatura corporal pues esta depende totalmente del medio acuaacutetico en el que viva Es pues la trucha un animal poiquilotermo a diferencia de los llamados homeotermos como los mamiacuteferos que tienen siempre su propia temperatura con independencia del medio en el que se encuentren

De esta peculiar caracteriacutestica bioloacutegica se resalta la extraordinaria importancia que tiene en salmonicultura la temperatura del agua que abastece una piscifactoriacutea Esta tiene una incidencia directa sobre la biologiacutea de los salmoacutenidos condiciona la maduracioacuten de las goacutenadas de los reproductores existentes en la instalacioacuten el tiempo de incubacioacuten de los huevos hasta su eclosioacuten asiacute como sobre el ritmo mensual de crecimiento de alevinos y adultos y especialmente sobre el grado de actividad metaboacutelica Indirectamente influye de forma fundamental en el agua de cultivo pues la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en ella la concentracioacuten de productos metaboacutelicos [amoniacuteaco (NH3)] el tiempo y grado de descomposicioacuten de los materiales depositados en el fondo de los estanques dependen precisamente de la temperatura

Los cambios bruscos de temperatura son muy mal tolerados por los organismos que se cultivan a nivel industrial por lo que se requieren aguas estables con escasas variaciones teacutermicas diarias

La temperatura del agua interviene en el grado de actividad metaboacutelica de las truchas en aguas friacuteas las truchas apenas ingieren alimento y su crecimiento es lento en temperaturas altas la trucha es muy voraz10

3172 Salinidad

La salinidad puede ser importante no soacutelo para la supervivencia de la trucha sino tambieacuten debido a la intrusioacuten de aguas salinas en la parte alta de algunos sistemas fluviales Los efectos de la salinidad que se presentan en la trucha son de dos clases tanto directos como el balance ioacutenico (por ejemplo cambios en la tasa de crecimiento yo supervivencia) y los indirectos (por ejemplo cambios en el tipo y la disponibilidad de presas o la claridad del agua)11

10 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit Pg 61 40

11 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of Rainbow trout (Oncorhynchus

mykiss) and Brown trout (Salmo trutta) with special reference to Western Australia A review Published

by Department of Fisheries Perth Western Australia November 2001 5 p

14

3173 pH

Los riacuteos con aguas alcalinas suelen albergar una fauna salmoniacutecola superior pues la alcalinidad o riqueza mineral promueve la existencia de animales acuaacuteticos de los que se alimenta la trucha a diferencia de las aguas aacutecidas que son maacutes pobres desde el punto de vista bioloacutegico Sin embargo en salmonicultura se prefieren las aguas ligeramente aacutecidas pues los productos toacutexicos procedentes de la alimentacioacuten artificial de los peces muestran en estas condiciones efectos amortiguados12

Edwards (1978) declaroacute que el pH gt 9 puede matar a los salmoacutenidos especialmente sensible en el huevo y matar en las etapas tempranas

3174 Oxiacutegeno Disuelto

Uno de los factores maacutes importantes que determinan la supervivencia de la trucha es la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en el agua Para muchas especies de salmoacutenidos la exposicioacuten a bajos niveles de oxiacutegeno disuelto aprox menor a (50 - 60) mgL puede causar la muerte (y Doudoroff Shumway 1970 en Weithman y Haas 1984) La concentracioacuten de oxiacutegeno ha sido identificado como factor critico para la supervivencia de O mykiss en el desove (Rubin 1998) Una correlacioacuten es que el aumento de temperatura del agua trae consigo una disminucioacuten de concentracioacuten de OD que a su vez la trucha necesita para vivir

Como consecuencia se aumentan con ella las necesidades de la trucha de oxiacutegeno pues como hemos visto los peces al ser animales poiquilotermos su actividad metaboacutelica es proporcional a la temperatura del agua dentro de unos liacutemites (Wieniaski 1971) Esta actividad esta concatenada con el aumento de la degradacioacuten orgaacutenica que se acelera con las altas temperaturas y como resultado de esta combinacioacuten de factores se aumenta el consumo de oxigeno (DBO y DQO)

La cantidad de peces finales en un criadero es menor asimismo aumenta el riesgo de incidencia de las patologiacuteas en los peces esto debido a que con la mayor temperatura hay mayor proliferacioacuten de microorganismos incluyendo los agentes patoacutegenos 3175 Amoniacuteaco

El amoniacuteaco (NH3) es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados producidos por los peces La Toxicidad del amoniacuteaco depende de la cantidad de amoniaco no-ionizado presente que a su vez depende de eacutel pH la temperatura y la salinidad del agua En condiciones naturales el amoniacuteaco no presenta mayor problema para el crecimiento de los peces ya

12 Id P 5

15

que se puede diluir en grandes cuerpos de agua y tiene una reduccioacuten de la toxicidad en las aguas aacutecidas o neutras (Barton 1996) En las condiciones de cultivo intensivo o en aguas altamente alcalinas (pH gt 9) el amoniacuteaco puede tener efectos sub-letales como una reduccioacuten de la tasa de crecimiento o pueden ser muy toacutexicos (Stickney 1991) en el total de los niveles de amoniaco por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 (Hellawell 1986) Los problemas con el Amoniacuteaco tambieacuten pueden ser frecuentes en riacuteos y embalses donde el amoniacuteaco se utiliza como abono en las zonas de captacioacuten (por ejemplo las zonas de agricultura) El amoniacuteaco se mide normalmente (como NH3-N) y el nitrito (NO2-N) que son los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces En las aguas naturales es extrantildeo encontrar el nitrito ya que se convierte en nitrato (NO3-N) por descomposicioacuten bacteriana (Stickney 2000) El nitrato es mucho menos toacutexico que el amoniacuteaco pero combinado con el nitrito es uno de los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces de agua dulce (Westin 1974)

A diferencia de muchos otros compuestos el amoniacuteaco es maacutes toacutexico en aguas alcalinas Esto se debe a la desionizacioacuten de la forma maacutes inerte del amoniacuteaco (amonio - NH4

+) a la forma mas toacutexica (NH3) en aguas alcalinas (Barton 1996) usualmente con pH gt 8 (Stevensen 1987 Stickney 1991)13 3176 Dureza del agua

La dureza del agua es el total de sales (iones) de calcio y magnesio medidos en el agua (Wedemeyer 1996) pero en general se expresa en teacuterminos del carbonato de calcio total (CaCO3) en el agua por lo menos en aguas con bajos o nulos niveles de cloro La dureza del agua es un paraacutemetro importante en la criacutea de los salmoacutenidos debido a los efectos de solubilidad en otros iones14

Las variables ambientales mencionadas anteriormente son primordiales para el crecimiento y supervivencia de la trucha varios autores sentildealan diferentes valores a estos paraacutemetros reflejando las diferencias geograacuteficas entre las distintas poblaciones como se puede ver en la tabla 1 318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Las truchas arco iris tiene mejor crecimiento que las comunes y se adaptan faacutecilmente a la alimentacioacuten artificial siendo eacuteste entre otros los motivos de ser una tiacutepica especie de cultivo

13 Molony Brett Op Cit P 8

14 Id P 9

16

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores

Paraacutemetro Sedgwick

(1985) Stevenson

(1987) Barton (1996)

Wedemeyer (1996)

Brannon (1991)

Temperatura(0C)

10 - 15 (G) (Mejor lt 21

letal gt 25 ndash 27 (S)

10 - 16 (G) (Mejor debajo

de 20 letal gt 25 (S))

10 - 22 (G) gt 265 (S))

9- 16 (G) (lt26 (S))

Salinidad 000 0 - 30 (S)

pH 70-75 (G)

(No menor a 60 (S))

70 - 76 (G) (No por

debajo de 60 (S))

65 - 80 (G) 70 - 8-0 (G) (60 - 90)(S)

67 - 85 (G)

Oxiacutegeno disuelto (mgL)

gt 7 (S) 70 (G)

Calcio (dureza) (mgL

gt150(G) 10- 400(G) 50 - 200 (S) gt 50 mejor (G) (4

-160 (S))

Fuente Adaptado de Molony Brett Ibid P 28

Las truchas toleran mal las poluciones acuaacuteticas y son muy sensibles a las contaminaciones orgaacutenicas asiacute como a numerosos productos que de forma accidental se encuentran ocasionalmente en las aguas15

Los salmoacutenidos y especialmente la trucha arco iris hoy en diacutea se considera una especie de alto grado de domesticacioacuten debido al conocimiento que se tiene de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten manejo etc Las truchas de criaderos se denominan ldquodomeacutesticasrdquo para diferenciarlas de aquellas otras que viven libremente en el medio natural16

Los salmoacutenidos son el grupo de peces de los maacutes estudiados en todo el mundo debido a su alto valor la tasa de crecimiento bioloacutegicamente interesante ciclo de vida y la historia de la translocacioacuten a traveacutes de muchos continentes Como resultado hay un gran volumen de literatura disponible sobre la biologiacutea y la ecologiacutea de este grupo de peces Muchos de estos estudios son uacutetiles para las investigaciones preliminares de la translocacioacuten potencial de cepas especiacuteficas de trucha a los nuevos lugares que puedan estar en los extremos de tolerancia de la trucha17

15 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 40

16 Id P 55

17 Molony Brett Op Cit P 2

17

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA COMO ORGANISMO DE PRUEBA

Utilizar organismos provenientes directamente del haacutebitat natural puede distorsionar los resultados obtenidos por fuentes de variabilidad no previstas como nutricioacuten dinaacutemica de la poblacioacuten estreacutes por depredacioacuten etc (Sosnowski et al1979) Estas variables pueden ser controladas o eliminadas con las poblaciones de laboratorio ademaacutes el entrecruzamiento consanguiacuteneo que ocurre a lo largo del tiempo en esas poblaciones resulta en una considerable reduccioacuten de la variabilidad geneacutetica (Lewontin 1974)

Por otra parte a causa de la complejidad del medio ambiente acuaacutetico y de las comunidades bioloacutegicas que lo integran es difiacutecil establecer el grado de deterioro que afecta a las especies o comunidades acuaacuteticas Por esta razoacuten es conveniente realizar bioensayos utilizando organismos vivos en condiciones controladas de laboratorio Sin embargo el objetivo primordial de un bioensayo es reflejar la realidad de coacutemo afectariacutea a los organismos vivos en su medio natural y para ello es recomendable paralelamente investigar continuamente las comunidades en su propio haacutebitat (Villamar 1996)18

32 BIOENSAYO

Definicioacuten 1 Uso de organismo(s) vivo(s) como un agente de prueba para la detectar la presencia o concentracioacuten de un compuesto quiacutemico o un efecto ambiental adverso usaacutendolo como bioindicador

Definicioacuten 2 Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio (Mata amp Quevedo 1998)19

321 TIPOS DE BIOENSAYO

Los bioensayos se clasifican principalmente en bioensayos de toxicidad aguda y croacutenica

18 Mac-Quhae Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa

(Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH)

Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

19 Diccionario de la Biodiversidad Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica [publicacioacuten en

liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

18

Bioensayos de toxicidad aguda

Son aquellos que cuantifican la alteracioacuten causada por alguna sustancia toacutexica sobre los organismos de una especie esta alteracioacuten es observada sobre paraacutemetros que alteran funciones vitales de un organismo ya sea mortalidad inmovilidad o alteracioacuten en la tasa de crecimiento

Bioensayos de toxicidad croacutenica

Cuantifican los efectos en el desarrollo reproduccioacuten o viabilidad poblacional de una especie determinada expuesta a un toxico por un tiempo no inferior al 20 de su ciclo de vida

Existen muchas formas de determinar la toxicidad para medir la respuesta de los organismos a los xenobioacuteticos y aunque los efectos bioquimicos fisioloacutegicos reproductivos y de comportamiento son de gran utilidad el indicador comuacutenmente maacutes utilizado es la muerte del organismo de prueba Para ensayos agudos uno de los valores mas utilizados es la CL50 [concentracioacuten de un xenobioacutetico que causa al 50 de la poblacioacuten en un tiempo determinado generalmente (48 ndash 96) horas]

Para ensayos croacutenicos aunque tambieacuten para los agudos se pueden estimar la concentracioacuten segura o a la cual no se observa efecto en teacuterminos bioloacutegicos de la siguiente manera

La concentracioacuten maacutes alta a la cual no se observa efecto (NOEC) La concentracioacuten maacutes baja a la que se observa efecto (LOEC) La concentracioacuten efectiva (CE) correspondiente a una estimacioacuten de

la concentracioacuten del toacutexico que puede causar un efecto adverso observable mediante una respuesta discreta en un porcentaje dado de organismos

Concentracioacuten letal (CL) la cual corresponde a la concentracioacuten del Toacutexico o efluente o muestra que causa la muerte a un determinado Porcentaje de la poblacioacuten expuesta

Concentracioacuten inhibitoria (CI) la cual corresponde a la concentracioacuten del toacutexico o muestra o efluente que puede producir una reduccioacuten de una respuesta bioloacutegica en una poblacioacuten expuesta

322 TOXICIDAD

Es la capacidad de una sustancia de ejercer un efecto nocivo sobre los organismos o la biocenosis y el efecto generado dependeraacute de la duracioacuten y la frecuencia al toacutexico La toxicidad evaluada en un ensayo bioloacutegico es el resultado de la interaccioacuten entre la sustancia y el sistema vivo Sin embargo hay que tener en cuenta que el potencial nocivo de una sustancia toxica puede ser contrarrestado por el sistema bioloacutegico a traveacutes de diferentes estrategias como reacciones metaboacutelicas de detoxificacioacuten o excrecioacuten

19

Ademaacutes debe considerarse que el efecto toacutexico de una sustancia sobre los sistemas bioloacutegicos es el resultado de la accioacuten combinada de todas las sustancias presentes en el medio incluso aquellas que no son toacutexicas por naturaleza pero que afectan las propiedades quiacutemicas o fiacutesicas del sistema y en consecuencia las condiciones de vida de los organismos Por ejemplo en los sistemas acuaacuteticos existen sustancias que agotan el oxiacutegeno o que son coloreadas o que impiden la propagacioacuten de la luz (caso del material particulado) Tambieacuten se debe tener en cuenta aquellos efectos no directamente relacionados con la sustancia toacutexica como el dantildeo producido por cambios en la temperatura o por radiacioacuten20 323 PRUEBAS DE TOXICIDAD

Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Los anaacutelisis de toxicidad son herramientas que al ser usadas conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para el control de la descarga de contaminantes toacutexicos21

La relacioacuten concentracioacuten-respuesta en toxicologiacutea es la relacioacuten cuantitativa entre la concentracioacuten del compuesto quiacutemico al cual esta expuesto el organismo y la magnitud del efecto nocivo que se produce

La respuesta gradual es cuando se obtiene una respuesta de magnitud definida para cada concentracioacuten La curva concentracioacuten-respuesta se construye graficando en la ordenada las respuestas (R) observadas en el organismo y en la abscisa las concentraciones (C oacute [ ]) a las que fue expuesto Ver Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

La estadiacutestica desempentildea un papel importante no soacutelo para su caacutelculo sino para la planificacioacuten y ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis e interpretacioacuten de los resultados obtenidos en ellas Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la modelacioacuten la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos En general los meacutetodos de anaacutelisis de los resultados estaacuten bien documentados

20 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 21

Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 6 Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

20

son aplicables a la mayoriacutea de los datos obtenidos en este tipo de pruebas y pueden ser manejados por personas sin entrenamiento estadiacutestico22

Figura 4 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

Fuente Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 90

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA

Un toacutexico de referencia es un compuesto quiacutemico orgaacutenico o inorgaacutenico utilizado en pruebas de toxicidad con fines de control de calidad analiacutetica de los organismos a utilizar en las pruebas

En la literatura se mencionan muchos compuestos que pueden emplearse como toacutexicos de referencia la US EPA (1993) cita el empleo de cloruro de sodio (NaCl) cloruro de potasio (KCl) cloruro de cadmio (CdCl2) dicromato de potasio (K2Cr2O7) sulfato de cobre (CuSO4) y dodecil sulfato de sodio (SDS) CETESB (Brasil) cita el empleo del dicromato de potasio (K2Cr2O7) Enviroment Canada recomienda cinc (Zn+2) como toacutexico de referencia inorgaacutenico y fenol para las sustancias orgaacutenicas

Sin embargo estos compuestos pueden sustituirse por otros dependiendo de la especie de prueba la matriz utilizada y los puntos finales medidos

La precisioacuten de los resultados de las pruebas de toxicidad en el laboratorio es calculada a traveacutes de la confeccioacuten de cartas o graacuteficos de control Este graacutefico es una herramienta que permite determinar la variabilidad de los

22 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

21

resultados y en consecuencia definir la aptitud de un laboratorio para obtener resultados confiables

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD

La carta de control es la herramienta de registro que brinda los elementos de juicio para establecer los intervalos aceptables de variacioacuten de la respuesta de los organismos de prueba a un toacutexico de referencia con un margen de confianza del 95 Esta carta es el medio de referencia para evidenciar el control de la sensibilidad de la especie empleada de la estabilidad de la respuesta bioloacutegica y de la repetitividad (exactitud) de los resultados obtenidos

La carta de control se genera a partir de los resultados de pruebas sucesivas al toacutexico de referencia seleccionado para el cual se obtiene el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) Inicialmente eacutesta puede ser construida con un miacutenimo de cinco datos y posteriormente se debe continuar realizando ensayos con el toacutexico para ingresar mensualmente nuevos valores hasta completar una serie de veinte resultados

Los valores se van integrando a manera de puntos en un graacutefico que relaciona el nuacutemero de ensayo ubicado en el eje X o abscisa y el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) en el eje Y u ordenada Posteriormente los valores son empleados para el caacutelculo del valor promedio y la desviacioacuten estaacutendar (σ) de la poblacioacuten de datos Con estos paraacutemetros estadiacutesticos se calculan los valores liacutemite (superior e inferior) que definen el intervalo de variacioacuten aceptable o intervalos de confianza (95) en el que deberaacuten encontrarse los valores de CL50CI50CE50 obtenidos para futuros ensayos con el toacutexico de referencia

Los valores del liacutemite superior e inferior se obtienen al adicionar o sustraer del promedio respectivamente dos desviaciones estaacutendar de acuerdo con

Concentracioacuten liacutemite superior promedio + 2σ

Concentracioacuten liacutemite inferior promedio ndash 2σ

Con la solucioacuten estaacutendar del toacutexico se preparan diluciones para obtener una serie de concentraciones de manera que se logre obtener al menos dos valores de efecto mayor al 50 y dos maacutes menores a dicho porcentaje En general es de esperar que la serie de concentraciones utilizada produzca a traveacutes del tiempo la misma respuesta en cada concentracioacuten La carta de control es utilizada para evaluar la tendencia de los resultados por lo que el promedio acumulado y los liacutemites de confianza son calculados nuevamente con cada nuevo dato obtenido Despueacutes de dos antildeos de coleccioacuten de datos o de veinte evaluaciones la carta control se mantiene usando solamente los veinte datos maacutes recientes En general se recomienda realizar pruebas

22

mensuales con los toacutexicos seleccionados sin embargo algunos laboratorios prefieren llevar a cabo ensayos con mayor frecuencia

Valores de la CL50CI50CE50 fuera del intervalo establecido son indicativos de alguacuten cambio en la consistencia metodoloacutegica o de alteracioacuten de la sensibilidad de los organismos En el caso de anaacutelisis de puntos finales como la CL50 CI50 y la CE50 se espera que por azar y con una probabilidad asociada de P005 soacutelo uno de los veinte ensayos se encuentre por fuera de los liacutemites establecidos

Si en maacutes de un ensayo con los toacutexicos de referencia el valor se encuentra por fuera de los liacutemites los resultados de las pruebas efectuadas deben considerarse provisionales y sujetos a confirmacioacuten Si el problema persiste y el valor de CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia se aleja significativamente del intervalo esperado deberaacute realizarse una revisioacuten de la sensibilidad de los organismos de prueba y eliminar los datos generados bajo estas circunstancias

En este caso se debe revisar cuidadosamente el procedimiento y repetir las pruebas con unos nuevos organismos

El comportamiento de los graacuteficos de control puede cambiar en el tiempo reducieacutendose los intervalos de variacioacuten en la medida en que se adquiere habilidad en el manejo de los procedimientos de prueba Bajo este esquema tambieacuten es factible que se obtengan valores fuera de los nuevos liacutemites sin embargo la incidencia de estos casos no deberaacute ser mayor del 5 por ciento

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL

3261 Control positivo

Generalmente como control positivo se utiliza una solucioacuten del toacutexico con una concentracioacuten cercana a la CL50CI50CE50 Para su elaboracioacuten se prepara inicialmente una solucioacuten estaacutendar con una alta concentracioacuten a partir de la cual se preparan soluciones menos concentradas utilizando como diluente el medio recomendado para cada prueba En todos estos procedimientos se debe emplear material volumeacutetrico Estas diluciones deben prepararse hasta obtener una concentracioacuten cercana al valor promedio de la CL50CI50CE50 obtenida en cada laboratorio

Preparacioacuten de las soluciones para determinacioacuten de la CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia

Cada laboratorio debe conocer el patroacuten de respuesta de sus organismos al toacutexico de referencia lo cual permitiraacute determinar las concentraciones oacuteptimas para elaborar la curva dosis-respuesta

23

Para determinar el volumen de solucioacuten estaacutendar necesario para la preparacioacuten de la concentracioacuten de intereacutes puede emplearse la siguiente regla

FFii CVCV

Donde

Vi y Vf corresponden a los voluacutemenes iniacuteciales y finales y Ci y Cf a las concentraciones iniacuteciales y finales

Se recomienda hacer chequeos perioacutedicos de la concentracioacuten del toacutexico dado que fenoacutemenos de volatilizacioacuten evaporacioacuten etceacutetera pueden afectar la concentracioacuten del compuesto en la solucioacuten

Preservacioacuten de las soluciones del toacutexico de referencia

Las soluciones del toacutexico deben mantenerse en frascos aacutembar o protegidos de la luz con cubierta de papel aluminio a una temperatura de 4degC plusmn 2degC (refrigeracioacuten) En estas condiciones de preservacioacuten la solucioacuten de prueba puede perdurar por maacutes de 45 diacuteas y la solucioacuten estaacutendar por maacutes de seis meses Mientras no se detecten resultados fuera de los liacutemites normales de respuesta indicado por la carta control del toacutexico de referencia los patrones podraacuten usarse por un prolongado periodo de tiempo Sin embargo se sugiere efectuar su renovacioacuten a los 45 diacuteas y seis meses respectivamente Es importante tambieacuten realizar la valoracioacuten quiacutemica de la solucioacuten de prueba

Blanco de procedimiento

Se recomienda incluir un blanco de procedimiento por cada bateriacutea de ensayos La preparacioacuten del blanco depende del meacutetodo aplicado sin embargo se debe seguir todo el protocolo establecido para la muestra La toxicidad resultante en este blanco no debe exceder el 10 (APHA 1998) en caso contrario los resultados quedan invalidados pues la respuesta estariacutea indicando interferencias producto del procesamiento de la muestra Los resultados de toxicidad para el blanco no deben mostrar efecto de lo contrario los resultados reportados para las muestras no son aceptables23

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD

La sensibilidad de las pruebas depende del nuacutemero de reacuteplicas por concentracioacuten nivel de significancia establecido y tipo de anaacutelisis estadiacutestico

23 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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que se lleve a cabo Por esta razoacuten cuando la variabilidad permanece constante la sensibilidad de la prueba puede incrementarse aumentando el nuacutemero de reacuteplicas Sin embargo el miacutenimo nuacutemero de reacuteplicas variaraacute con los objetivos de la prueba y el meacutetodo estadiacutestico seleccionado para el anaacutelisis de los datos

Existen muchos factores que pueden afectar el eacutexito y la precisioacuten de un ensayo de toxicidad los maacutes importantes son

bull Experiencia y habilidad del analista

bull Edad condicioacuten y sensibilidad de los organismos de prueba

bull Calidad del agua de dilucioacuten

bull Control de temperatura

bull Calidad y cantidad de alimento suministrado a los organismos

Por tanto los resultados dependen del origen y tipo de las especies utilizadas y de las condiciones bajo las cuales se llevan a cabo las pruebas tales como temperatura oxiacutegeno disuelto alimento y calidad del agua de dilucioacuten Igualmente la replicabilidad y precisioacuten seraacuten funcioacuten del nuacutemero de organismos utilizados por concentracioacuten24 328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD

En la toxicologiacutea la estadiacutestica es baacutesica para la planificacioacuten y la ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis y la interpretacioacuten de los resultados obtenidos Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos El anaacutelisis de relaciones entre dos o maacutes variables necesario en la mayoriacutea de los casos requiere la utilizacioacuten de teacutecnicas estadiacutesticas de regresioacuten Sin embargo antes de ser aplicadas se requiere la seleccioacuten de la ecuacioacuten matemaacutetica con la que se relacionaran y la definicioacuten del tipo de variables

Las variables cuantitativas son procesadas en forma directa a traveacutes del anaacutelisis estadiacutestico de regresioacuten mientras que las cualitativas deben ser transformadas antes de ser analizadas Este uacuteltimo caso se presenta en los ensayos donde se evaluacutea la mortalidad ya que soacutelo pueden existir los

24 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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estados vivo o muerto (variable cualitativa) y debe ser expresada como porcentaje de muertos antes de ser analizada

En las pruebas de toxicidad los maacutes utilizados son los de tipo empiacuterico o descriptivo (es un modelo que intenta describir cuantitativamente los patrones de las observaciones sin basarse en los procesos subyacentes o mecaacutenica del proceso) de forma rectiliacutenea a los cuales se llega muchas veces luego de haber trasformado una o las dos variables estudiadas (variable cualitativa) La utilizacioacuten de transformaciones no soacutelo altera la forma de la relacioacuten estudiada sino que tambieacuten modifica el comportamiento de las variables con respecto a los supuestos del meacutetodo estadiacutestico a ser aplicado

La seleccioacuten del meacutetodo para estimar valores de CL50 en pruebas de toxicidad aguda con muacuteltiples concentraciones dependeraacute de la forma de la distribucioacuten de tolerancias En general se recomiendan los siguientes cuatro meacutetodos para la estimacioacuten de CL50 (USEPA 1994)

El meacutetodo Probit (parameacutetrico)

El meacutetodo de Litchfield-Wilcoxon (graacutefico)

El meacutetodo de Spearman-Karber (no parameacutetrico)

El meacutetodo graacutefico

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT

Para el caacutelculo de las CL50 CE50 CI50 generalmente se usa el anaacutelisis Probit (con o sin ajuste) En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad aguda se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos expuestos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)25

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten

25 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004

26

de un modelo lineal Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit [buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco (5) unidades] se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

y = a + bx

Donde

y (expresado en unidades probit) = z + 5

z = variable normal estaacutendar = z0 tal que la Prob (z le z0) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros la recta de regresioacuten

asiacute cuando p = 50 entonces y = 5 por lo tanto

x5 = log10 CL50 entonces CL50 = 10x5

El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos cuantales analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten26

3291 Meacutetodo graacutefico

Ademaacutes de los meacutetodos anteriores se puede utilizar el meacutetodo graacutefico para estimar la CL50CE50CI50 De forma similar se parte de los datos obtenidos en las pruebas de toxicidad aguda y utilizando papel logariacutetmico se grafican en el eje de las X las concentraciones (mgL) y en el eje de las Y el porcentaje de mortalidad Se colocan los puntos de los porcentajes de mortalidad observados (en escala lineal) en funcioacuten de las concentraciones probadas (en escala logariacutetmica) se conectan los puntos obtenidos maacutes cercanos al 50 del efecto observado o sea a la mayor concentracioacuten que

26 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

27

no causa efecto toacutexico y a la menor concentracioacuten que causa efecto toacutexico A partir de la recta trazada se obtiene el punto de corte correspondiente al 50 del efecto observado Este valor corresponde a la CL50CE50CI50 del estiacutemulo o agente estudiado (Hubert 1980 y 1995 Finney 1978) Cuando no se logra hacer un ajuste adecuado de los datos se pueden utilizar otros meacutetodos para hacer las estimaciones de CL50CE50CI50

27

33 METALES

Se denomina a los elementos quiacutemicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad poseen alta densidad y son soacutelidos en temperaturas normales (excepto el mercurio y el galio) sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolucioacuten

El concepto de metal se refiere tanto a elementos puros asiacute como aleaciones con caracteriacutesticas metaacutelicas como el acero y el bronce Los metales comprenden la mayor parte de la tabla perioacutedica de los elementos y se separan de los no metales por una liacutenea diagonal entre el boro y el polonio En comparacioacuten con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energiacutea de ionizacioacuten por lo que es maacutes faacutecil que los metales cedan electrones y maacutes difiacutecil que los ganen28

Los metales como el cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de estudio son micronutrientes esenciales en los seres vivos pero estos pueden llegar a ser toacutexicos si se encuentran por encima de cierta concentracioacuten Ver Figura 6

Las principales fuentes de contaminacioacuten por metales son

Intemperismo geoloacutegico

Procesamiento industrial de minerales y metales

Uso de metales y componentes metaacutelicos

Lixiviacioacuten de metales en rellenos sanitarios y depoacutesitos de basuras

27 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

28 Colaboradores de Wikipedia Metal [en liacutenea] Wikipedia La enciclopedia libre 2009 [fecha de

consulta 30 de julio del 2009] Disponible en lthttpeswikipediaorgwindexphptitle=Metalampoldid=28507108gt

28

Los contaminantes metaacutelicos de origen industrial pueden alcanzar los ambientes acuaacuteticos a traveacutes de tres viacuteas

Deposicioacuten de material atmosfeacuterico

Escorrentiacutea superficial y lixiviacioacuten de suelos contaminados

Disposicioacuten de residuos industriales y urbanos en los cuerpos de agua

Figura 5 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales

Fuente adaptado Forstner y Wittman 1981

La escorrentiacutea de aguas lluvias ocasiona un drenaje difuso en aacutereas rurales y es la fuente no puntual mas importante de metales en aguas continentales

La solubilidad es uno de los factores determinantes para la dinaacutemica y distribucioacuten de un contaminante En el agua la solubilidad de un compuesto metaacutelico esta afectada por el grado de ionizacioacuten el contenido mineral del medio el pH la temperatura el oxiacutegeno disuelto la presencia de acomplejantes y el potencial de oxido reduccioacuten

3311 Bioacumulacioacuten

Algunos organismos acuaacuteticos tienen la capacidad de acumular metales sin que esto les cause un dantildeo aparente De esta forma concentraciones de metales pueden ingresar a la cadena alimenticia y causar dantildeos considerables en el consumidor final Debido a que esta se biomagnifica y a su vez la concentracioacuten del metal aumenta

El efecto de toxicidad de los metales sobre los organismos depende de

Factores del estado de oxidacioacuten

La forma molecular del metal (organometaacutelicos CH3Hg inorgaacutenicas arsenico)

Liposolubilidad afinidad de eacutel metal por los liacutepidos

29

332 METALES DE PRUEBA

A continuacioacuten se presentan las caracteriacutesticas del cobre (Cu) y del cinc (Zn) que fueron los metales empleados en las pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) de esta investigacioacuten

333 COBRE

El cobre es el primer elemento del subgrupo Ib de la tabla perioacutedica y tambieacuten incluye los otros metales de acuntildeacioacuten plata y oro Su aacutetomo tiene la estructura electroacutenica 1s22s22p63s23p63d104s1 El bajo potencial de ionizacioacuten del electroacuten 4s1 da por resultado una remocioacuten faacutecil del mismo para obtener cobre(I) o ion cuproso Cu+ y el cobre(II) o ion cuacuteprico Cu2+ se forma sin dificultad por remocioacuten de un electroacuten de la capa 3d Tiene dos isoacutetopos naturales estables 63Cu y 65Cu Tambieacuten se conocen nueve isoacutetopos inestables (radiactivos) El cobre se caracteriza por su baja actividad quiacutemica Se combina quiacutemicamente en alguno de sus posibles estados de valencia La valencia maacutes comuacuten es la de 2+ (cuacuteprico) pero 1+ (cuproso) es tambieacuten frecuente la valencia 3+ ocurre soacutelo en unos cuantos compuestos inestables29 Los compuestos de cobre (I) apenas tienen importancia en la industria y se convierten faacutecilmente en compuestos de cobre (II) al oxidarse por la simple exposicioacuten al aire Los compuestos de cobre (II) son estables30

El cobre es maleable duacutectil y un buen conductor del calor y la electricidad

Las especies disueltas en agua incluyen Cu2+ CuO2H- y Cu+ Tanto el sulfuro

cuacuteprico como el cuproso tiene muy baja solubilidad las concentraciones de cobre pueden ser muy altas en las aguas aacutecidas procedentes de las minas llegando a concentraciones de varios cientos de miligramos por litro (mgL)

3331 Fuentes

El Cobre puede ser liberado en el medioambiente tanto por actividades humanas como por procesos naturales Ejemplo de fuentes naturales son las tormentas de polvo descomposicioacuten de la vegetacioacuten incendios forestales y aerosoles marinos

3332 Propiedades fiacutesicas y quiacutemicas

29 Lenntech Agua residual amp purificacioacuten del aire Holding BV Rotterdamseweg Holanda 1998

Disponible en Internet desde httpwwwlenntechcomespanoltabla-peiodicacuhtm

30 Cobre Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008

httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

30

Siacutembolo Cu

Nuacutemero atoacutemico 29

Peso atoacutemico 63546

Densidad Un metal comparativamente pesado soacutelido puro tiene una densidad de 896 gcm3 a 20ordmC mientras que el del tipo comercial variacutea con el meacutetodo de manufactura oscilando entre 890 y 894

Punto de ebullicioacuten punto de ebullicioacuten normal es de 2595ordmC (4703ordmF)

Estado de oxidacioacuten +1 +2

Punto de fusioacuten El punto de fusioacuten del cobre es de 1083degC (+-) 01ordmC (19814degF +- 02ordmF)

3333 Fuentes y Obtencioacuten

Los oacutexidos y carbonatos de cobre [Cu2O (cuprita) Cu2S (calcocita) CuFeS2 (calcopirita) Cu2CO3∙Cu(OH)2 (malaquita) y 2bullCuCO3∙Cu(OH)2 (azurita)]31 pueden ser lixiviados con aacutecido sulfuacuterico para producir una solucioacuten cuacuteprica a partir de la que el cobre se puede obtener por electroacutelisis

3334 Usos

El uso principal del cobre (la mitad de su produccioacuten) es en las instalaciones eleacutectricas El cobre es un componente de muchas aleaciones junto con otros metales como la plata cadmio estantildeo y cinc Cobre y cinc (latoacuten) cobre y estantildeo (bronce) cobre y niacutequel (metal monel) El sulfato de cobre se utiliza como alguicidica y molusquicida en el agua y como fungicida vegetal mezclado con cal32

3335 Toxicidad

Los efectos adversos de salud maacutes comunes del exceso de ingesta oral de cobre son dolores gastrointestinales Naacuteuseas voacutemitos y dolor abdominal se han notificado poco despueacutes de ingerir soluciones de sulfato de cobre o bebidas en recipientes que permiten faacutecilmente liberar el cobre La ingestioacuten de agua potable con una concentracioacuten gt 3 mg CuL va a producir siacutentomas gastrointestinales La ingestioacuten de grandes cantidades de sales de cobre mas frecuentemente sulfato de cobre puede producir necrosis hepaacutetica o la

31 VALVERDE V Juan L Id

32 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de Toxicologiacutea Medioambiental

Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

31

muerte En los estudios epidemioloacutegicos no se ha encontrado relacioacuten entre la exposicioacuten al cobre y el caacutencer33

3336 Difusioacuten y dispersioacuten

El Cobre se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua

Varios procesos influyen en el destino del cobre en los sistemas acuaacuteticos estos incluyen complejacioacuten con ligandos orgaacutenicos e inorgaacutenicos sorcioacuten de oacutexidos de metales arcillas partiacuteculas y material orgaacutenico bioacumulacioacuten y el intercambio entre los sedimentos y agua Gran parte del cobre vertido al agua es en forma de partiacuteculas y tiende a sedimentarse a precipitarse o es adsorbido por la materia orgaacutenica por hierro hidratado arcilla y oacutexidos de manganeso en el agua o por los sedimentos de la columna de agua Normalmente se alcanza el equilibrio dentro de las 24 h El ion de cobre (I) es inestable en soluciones acuosas tendiendo desproporcionadamente a formar cobre (II) y cobre metaacutelico a menos que este un ligando presente Los uacutenicos compuestos de cobre insolubles en el agua son el sulfuro cianuro y floruro El cobre en estado de cobre (II) forma compuestos cordinados con ligando orgaacutenicos e inorgaacutenicos El amoniacuteaco y los iones de cloruro son ejemplos de especies que forman ligandos estables con cobre El cobre tambieacuten forma complejos estables con ligandos orgaacutenicos tales como el aacutecido huacutemico En el agua de mar la materia orgaacutenica es generalmente el mas importante agente acomplejante 34 En los riacuteos se depositan lodos contaminados con Cobre en sus orillas debido al vertido de aguas residuales La mayoriacutea de los compuestos del Cobre se depositaraacuten y se enlazaraacuten tanto a los sedimentos del agua como a las partiacuteculas del suelo En el agua superficial el cobre puede viajar largas distancias tanto suspendido sobre las partiacuteculas de lodos como iones libres

Compuestos solubles del Cobre forman la mayor amenaza para la salud humana Usualmente se encuentra en los cuerpos de agua despueacutes de ser liberados al ambiente en practicas de agricultura

33 KLAASSENCurtis D Casarett and Doullacutes toxicology the basic science of poisons seventh edition

McGraw-Hill University of Kansas Medical Center Kansas2008 34

International Programme on Chemical Safety (IPCS) [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet

en httpwwwinchemorgdocumentsehcehcehc200htm

32

En el suelo

En el medio ambiente terrestre existen una serie de factores importantes que influyen en la migracioacuten del cobre en el suelo Estos incluyen la naturaleza propia del suelo su pH el tipo la distribucioacuten de la materia orgaacutenica potencial redox la presencia de oacutexidos la condicioacuten base de los suelos y su capacidad de intercambio catioacutenico la tasa de descomposicioacuten de la hojarasca y la realcioacuten arcilla-arena y a las partiacuteculas de limo El tiempo de permanencia de cobre en el suelo es funcioacuten de las condiciones climaacuteticas y de la vegetacioacuten presente en el sitio

Cuando el Cobre termina en el suelo este es fuertemente enlazado a la materia orgaacutenica y minerales Como resultado este no se desplaza muy lejos antes de ser liberado y es difiacutecil que se infiltre en el agua subterraacutenea

El Cobre no se disocia en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos

Figura 6 Ciclo del cobre

Fuente los autores

En la atmosfera

El Cobre es emitido a la atmosfera principalmente a traveacutes de la liberacioacuten durante la combustioacuten Permanece un periodo de tiempo considerable antes de precipitarse mezclado con la agua lluvia el cuaacutel finalmente se acumula en los suelos

El cobre es liberado a la atmosfera en forma de material particulado o adsorbido por material particulado Es removido por sedimentacioacuten gravitacional deposicioacuten seca lavado por la lluvia La Velocidad de eliminacioacuten y la distancia recorrida desde la fuente de origen dependen de

33

las caracteriacutesticas tamantildeo de las partiacuteculas y la velocidad del viento La sedimentacioacuten gravitatoria rige la solucioacuten de la eliminacioacuten de las partiacuteculas grandes (gt 5 micras) mientras que las partiacuteculas maacutes pequentildeas se eliminan por otras formas de deposicioacuten huacutemeda y seca La importancia relativa de la humedad en comparacioacuten con la deposicioacuten seca en general aumenta con la disminucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas35

En la figura 7 se puede observar las formas en que se encuentra en cobre en el ambiente

334 CINC

Es un metal maleable duacutectil y de color gris El cinc es uno de los elementos menos comunes se estima que forma parte de la corteza terrestre en un (00005-002) Ocupa el lugar 25 en orden de abundancia entre los elementos Su principal mineral es la blenda marmatita o esfalerita de cinc ZnS Es un elemento esencial para el desarrollo de muchas clases de organismos vegetales y animales El cinc puro es de color blanco azuloso lustroso y moderadamente duro (25 en la escala de Mohs) El aire huacutemedo provoca su empantildeamiento superficial haciendo que tenga color gris El cinc puro es duacutectil y maleable pudieacutendose enrollar y tensar pero cantidades pequentildeas de otros metales como contaminantes pueden volverlo quebradizo36

3341 Fuentes

El cinc rara vez se encuentra en la naturaleza en su estado metaacutelico pero muchos minerales contienen cinc como componente principal Los niveles promedio de cinc en suelo y rocas aumenta comuacutenmente en este orden arena (10- 30 mgkg) roca graniacutetica (50 mgkg) arcilla (95 mgkg) y basalto (100 mgkg) La esfalerita (ZnS) es el mas importante mineral puro y la principal fuente de produccioacuten de cinc37

La mayoriacutea del cinc es vertido durante actividades industriales como la mineriacutea la combustioacuten de carboacuten y residuos y el procesado del acero38

3342 PROPIEDADES FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS

Siacutembolo Zn

Nuacutemero atoacutemico 30

35 Ibid

36

Lenntech Ibid

37

International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

38

Lenntech Op cit

34

Peso atoacutemico 65409

Densidad 714 gm3

Punto de ebullicioacuten 908ordm C

Estado de oxidacioacuten + 2

Punto de fusioacuten 420 degC

3343 Usos

Se utiliza principalmente en el galvanizado de acero y productos de hierro y en la produccioacuten de latoacuten El compuesto maacutes corriente en el aacutembito industrial es el oacutexido de cinc (ZnO) que tiene baja solubilidad en muchos disolventes Entre otros compuestos esta el cloruro de cinc (ZnCl2) sulfato de cinc (ZnSO4) y carbamatos de cinc (Zn-COONH4) como el zineb y ziram con accioacuten fungicida39

3344 Toxicidad

La toxicidad aguda del cinc por exceso de ingestioacuten no es comuacuten pero el dolor gastrointestinal y la diarrea han sido reportados por ingestioacuten de bebidas en utensilios de lata galvanizadas La siguiente intoxicacioacuten mas comuacuten es la inhalacioacuten de oacutexido de cinc y en menor medida otros compuestos de cinc donde el efecto maacutes comuacuten es la fiebre de humo-metal que se caracteriza por generar fiebre dolor de pecho escalofriacuteos tos disnea naacuteuseas dolor muscular fatiga y leucocitosis La inhalacioacuten aguda de altos niveles de cloruro de cinc como en el caso de los usos militares resulta en pronunciado dantildeo a la membrana mucosa incluidos el edema intersticial la fibrosis neumonitis edema de la mucosa bronquial y ulceracioacuten Tras la exposicioacuten a largo plazo a dosis maacutes bajas de el cinc generalmente resultan como siacutentomas una disminucioacuten absorcioacuten de cobre lo que lleva a los primeros siacutentomas de la deficiencia de cobre tales como disminucioacuten de eritrocitos o deficiencia en el nuacutemero de hematocritos40

3345 Dispersioacuten y difusioacuten

El cinc se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua y en el sedimento

El cinc en el agua se encuentra en siete formas

bull Material particulado (diaacutemetro gt 450 nm)

39 VALVERDE V Juan L Op Cit

40 KLAASSEN Curtis D Op cit

35

bull Ion metaacutelico hidratado de forma simple eg Zn(H2O)62+ (diaacutemetro 08

nm)

bull Complejos inorgaacutenicos simples eg Zn(H2O)5Cl+ Zn(H2O)5OH+ (diaacutemetro 1 nm)

bull Complejos orgaacutenicos simples eg Zn-citrate Zn-glycinate [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejo inorgaacutenico estable eg ZnS ZnCO3 Zn2SiO4 [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejos orgaacutenicos estables eg Zn-humate Zn-cysteinate [diaacutemetro (2ndash4) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+Fe2O3 Zn2+SiO2 [diaacutemetro (100ndash500) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+- acido huacutemico Zn2+- detritus orgaacutenico [diaacutemetro (100ndash500) nm]

En solucioacuten cuatro de seis ligandos se pueden coordinar con el ion de cinc Los complejos se forman con ligandos polares como ejemplo el amoniacuteaco

(NH3) las aminas iones de cianuro (CN) e iones de elementos haloacutegenos El cinc es un metal atmosfeacuterico reactivo El hidroacutexido Zn(OH)2 se precipita en soluciones alcalinas pero un exceso de esta el cinc se vuelve a disolver para formar ZnO2

2- los cuales son hidroxi-complejos tales como

Me+[Zn(OH)3]- Me2

+[Zn(OH)4]2-and Me2

+[Zn(OH)4(H2O)2]2-

La distribucioacuten y transporte de cinc en el agua sedimentos y en el suelo depende de las especies de cinc presentes en el ambiente La solubilidad del cinc es principalmente determinada por el pH En valores de pH acido el cinc puede estar presente en la fase acuosa en forma ioacutenica El cinc puede precipitar a valores de pH superiores a 80 Tambieacuten puede formar complejos orgaacutenicos estables por ejemplo con los aacutecidos huacutemicos o fuacutelvicos La formacioacuten de tales complejos puede aumentar la movilidad yo solubilidad del cinc Es poco probable que el cinc se infiltre en el suelo debido a que es adsorbido en la arcilla y materia orgaacutenica Los suelos aacutecidos y suelos arenosos con bajo contenido orgaacutenico tiene una reducida capacidad para absorber cinc41

En los cuerpos de agua con vertimientos de cinc los peces presentes pueden bioacumularlo en sus cuerpos y en la cadena alimenticia se biomagnifica42

En el suelo

41 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

42 Lenntech Op cit

36

La mayor fuente de cinc en el suelo son los minerales de sulfuro de cinc tales como la esfalerita y wurtzita y en una menor cantidad smithsonita (ZnCO3) willemita (Zn2SiO4) cincita (ZnO) zinkosita (ZnSO4) franklinita (ZnFe2O4) and hopeita (Zn3(PO4)2middot 4H2O)43

En el suelo el cinc actuacutea como un agente inhibitorio del crecimiento de las especies de flora circundante a la zona de influencia del foco de contaminacioacuten la mayoriacutea de las cuales no poseen mecanismos para incorporar al cinc en su proceso metaboacutelico y debido a esto un nuacutemero limitado de plantas tiene la capacidad de sobrevivir lo cual es directamente proporcional a su diversidad

El cinc puede interrumpir la actividad en los suelos con efectos negativos en la actividad de microorganismos y lombrices Probablemente disminuyendo la velocidad de descomposicioacuten de la materia orgaacutenica

Tambieacuten altera la permeabilidad de la membrana celular inhibicioacuten de la fotosiacutentesis y alteracioacuten en las concentraciones de Cu Fe y Mn44

Figura 7 Ciclo del cinc

Fuente los autores

En la atmosfera

Es estable en aire seco pero al exponerse a aire huacutemedo es cubierto con una capa adherente de cinc o carbonato baacutesico (2bullZnCO3middot3bullZn(OH)2) de este modo aislando el metal y retardando su corrosioacuten

43 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

44 Lenntech Op cit

37

El cinc se vincula principalmente a las partiacuteculas de aerosoles en la atmoacutesfera El tamantildeo de las partiacuteculas se determina por la fuente de emisioacuten de cinc Una proporcioacuten importante de cinc se libera de los procesos industriales y es adsorbido en partiacuteculas lo suficientemente pequentildeas para estar en el rango de respiracioacuten humano

El transporte y la distribucioacuten del cinc atmosfeacuterico variacutean seguacuten el tamantildeo de las partiacuteculas y las propiedades de los compuestos de cinc en cuestioacuten El cinc se elimina de la atmoacutesfera por deposicioacuten seca y huacutemeda El cinc adsorbido por las partiacuteculas con bajas densidades y diaacutemetros puede ser transportado a largas distancias45

En la Figura 8 se observan las formas en que se encuentra el cinc en el ambiente

34 GALVANOTECNIA

341 Generalidades

El sector galvaacutenico comprende todos aquellos recubrimientos viacutea electroliacutetica sobre diferentes superficies con fines decorativos y de proteccioacuten contra la corrosioacuten dadas las propiedades que presentan estas peliacuteculas entre las cuales se destacan la dureza uniformidad estabilidad y buen aspecto

El sector industrial Galvaacutenico hace parte de la Cadena Productiva Metalmecaacutenica aportando bienes de consumo intermedio y bienes de capital entendidos como artiacuteculos utilizados inmediatamente por el usuario final o para ser incorporados en la fabricacioacuten de otros bienes y en artiacuteculos que directa o indirectamente contribuyen a la produccioacuten de maquinaria y equipos respectivamente46

342 El Proceso Galvaacutenico

La galvanotecnia es una teacutecnica que consiste en la transformacioacuten de una superficie que puede ser o no metaacutelica mediante un recubrimiento metaacutelico Es un proceso electroquiacutemico por el cual se deposita una capa fina de metal sobre una base generalmente metaacutelica47 Se recomienda cuando por costos

45 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

46

Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas

Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en

httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

47 Galvanoteacutecnia Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2009

httpesencartamsncom copy 1997-2009 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

httpesencartamsncomencyclopedia_761562645galvanoteacutecniahtml

38

o por razones estructurales es necesario modificar las caracteriacutesticas del metal base seleccionada En general los procedimientos tienen como finalidad modificar las propiedades de la superficie de los metales y estas pueden estar asociadas a motivos decorativos o funcionales dentro de los cuales se encuentran

Aumento de resistencia a la corrosioacuten

Aumento de resistencia al ataque de sustancias quiacutemicas

Incremento de la resistencia a la friccioacuten y al rayado

Mejoramiento de propiedades eleacutectricas o mecaacutenicas

Mejoramiento de propiedades oacutepticas

Ofrecer sustrato de anclaje de pinturas

Ejercer lubricacioacuten48

Los metales que se utilizan normalmente en galvanotecnia son cadmio cromo cobre oro niacutequel plata y estantildeo Las cuberteriacuteas plateadas los accesorios cromados de automoacutevil y los recipientes de comida estantildeados son productos tiacutepicos de galvanotecnia49 En la Tabla 2 ldquoAlgunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunesrdquo que se muestra a continuacioacuten se puede encontrar una descripcioacuten de los diferentes tipos de recubrimiento galvaacutenico seguacuten el metal empleado

En galvanotecnia se consideran dos tipos de procesos la galvanoplastia y la galvanostegia El primero se refiere al proceso en que los recubrimientos metaacutelicos se hacen sobre superficies de materiales no conductores Mientras que en el segundo los recubrimientos siempre se realizan sobre materiales metaacutelicos

343 Proceso de Galvanoplastia

La galvanoplastia se utiliza cuando se requieren formas completas y depoacutesitos de materiales bastante finos Los moldes de plaacutestico cera y parafina se hacen conductores utilizando grafito o cinc en polvo y recubrieacutendolas electroliacuteticamente con un metal

Este es el proceso de fabricacioacuten de moldes baacutesico para las industrias manufactureras de muntildeecos discos fonograacuteficos de algunas partes automotrices y otras

En algunos casos las partes de plaacutesticos se metalizan directamente para lograr objetos con acabado metaacutelico como en el caso de la bisuteriacutea tapas de recipientes para perfumes algunas autopartes placas para circuitos impresos artiacuteculos para el hogar griferiacutea etc

48 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72

49 Galvanoteacutecnia Encartareg 2009 Op cit

39

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunes

Nombre Metal Campo de aplicacioacuten mas comuacuten

Cobreado Cobre

Capa base para el cromado o la vulcanizacioacuten en acero de derivados del caucho

Recubrimiento decorativo de piezas de materiales no metaacutelicos

Generacioacuten de las venas conductoras de circuitos impresos

Cromado Cromo

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Recubrimiento resistente a la friccioacuten en materiales ferrosos

Material para el relleno de zonas desgastadas en piezas de friccioacuten

Superficie muy dura en ciertas aplicaciones

Acerado Hierro Material de relleno en zonas desgastadas en hierro gris y acero

Niquelado Niacutequel

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Capa base para el cromado

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Cadmiado Cadmio Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Galvanizado Cinc Recubrimiento anticorrosivo del acero

Estantildeado Estantildeo Recubrimiento anticorrosivo temporal del acero

Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Dorado Oro

Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Proteccioacuten anticorrosiva de venas en circuitos impresos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores seguros

Conexiones internas de circuitos integrados

Plateado Plata Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Latonado Latoacuten Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Recubrimiento antifriccioacuten de asentamiento en chumaceras

Fuente Disponible en httpwwwsabelotodoorgelectrotecniagalvanoteacutecniagalvanoteacutecniahtml

344 Proceso de galvanostegia

40

La galvanostegia se refiere a los recubrimientos hechos electroliacuteticamente sobre superficies metaacutelicas

La galvanostegia puede ser de dos categoriacuteas catoacutedica o anoacutedica

El proceso de metalizado de plaacutesticos como se puede observar en la Tabla 3

50

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia

ACTIVIDAD MATERIAS PRIMAS RESIDUOS GENERADOS

1 DESENGRASE solventes orgaacutenicos

tricloroetileno

vertimientos (enjuagues contaminados) emisiones

(VOCs)

2 SENSIBILIZACIOacuteN acido sulfuacuterico Aacutecido croacutemico en solucioacuten

vertimientos (enjuagues contaminados goteo al piso)

3 ACTIVACIOacuteN Acido clorhiacutedrico cloruro estantildeoso

vertimientos ( goteo al piso)

4 NUCLEACIOacuteN Cloruro de paladio vertimientos ( enjuagues

agotados)

5 POSTNUCLEACIOacuteN Reductor Hiposulfito soacutedico formaldehiacutedo

Emisiones (VOCs)

6 PREMETALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico vertimientos ( goteo al piso)

7 METALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico

vertimientos ( goteo al piso bantildeos gastados)

Fuente Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

La galvanostegia catoacutedica tiene tres objetivos fundamentales ejercer proteccioacuten contra la corrosioacuten dar buen aspecto cambiar alguna propiedad superficial como dar mayor dureza mejorar la conductividad ejercer lubricacioacuten

La galvanostegia anoacutedica conocida comuacutenmente como anodizado implica la formacioacuten de peliacuteculas de oacutexido del mismo metal para que aiacutesle y proteja las piezas metaacutelicas

En general las industrias galvanoteacutecnicas se pueden clasificar en dos categoriacuteas industrias de servicios industrias de integrados Las industrias

50 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72-73

41

de servicio a su vez se dividen en industrias de pulido y brillo e industrias de acabado

Las industrias de pulido y brillo se encargan de convertir las superficies de las piezas metaacutelicas rugosas en brillantes mediante un tratamiento mecaacutenico La operacioacuten de una industria de pulido y brillo consta de varias etapas en las cuales la rugosidad es eliminada paulatinamente por la accioacuten abrasiva de discos elaborados con diferentes materiales

Todos los procedimientos conllevan cierto nuacutemero de operaciones en las que se utiliza gran cantidad de sustancias quiacutemicas produciendo vertimientos y emisiones tanto al agua como al aire y al suelo

345 CINCADO

Existe el cincado aacutecido y el alcalino habieacutendose producido un aumento significativo en la aplicacioacuten del primero por motivos ambientales ya que en el cincado aacutecido no se emplean compuestos cianurados Ambos procesos son similares y difieren solo en la ausencia de compuestos cianurados en la variante aacutecida cuya desventaja operativa es que requiere de un control mucho maacutes riguroso en cuanto a composicioacuten y pureza que representa un obstaacuteculo importante para una mayor difusioacuten de este proceso51 Ver figura 9 cincado Figura 8 Esquema del proceso de Cincado

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72 p

El cincado comprende varias etapas en las que se emplean diferentes insumos y se generan sustancias de desecho en altas y bajas concentraciones a continuacioacuten en la Figura 10 ldquoInsumos y desechos en el cincado alcalinordquo se puede observar mejor este proceso

51 CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado

De Metales Lima 1997 72 p Tab web disponible en liacutenea en httpwwwbvsdepahoorgeswwwfulltextgtzmanmiremmrindamhtml

42

Los meacutetodos de tratamiento y disposicioacuten final de desechos generados por la actividad de galvanotecnia son los mismos que se aplican a los residuos peligrosos El criterio fundamental es el de la cuna a la tumba es decir la gestioacuten de desechos se inicia en el punto de generacioacuten la fuente y termina en el punto de disposicioacuten final que para este caso se recomienda en primera medida es hacer la separacioacuten en la fuente en los diferentes puntos donde se generen los metales la segunda medida es hacer recuperacioacuten de los metales aplicando diferentes meacutetodos que apliquen para cada caso en tercer lugar estaacute la Reutilizacioacuten de los metales recuperados e incorporacioacuten de estos de nuevo en el proceso productivo y finalmente debido a costos practicidad falta de tecnologiacutea etc si no se pudieran separar ni recuperar tendriacutean que ser llevados a disposicioacuten final aunque es una solucioacuten transitoria y no definitiva para los problemas ambientales generados por la acumulacioacuten de los metales por ejemplo en un relleno de seguridad Ver la Figura 11

Figura 9 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997

43

Figura 10 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc

Fuente Adaptado de CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72

44

4 METODOLOGIacuteA

A continuacioacuten se describen cada una de las fases y procedimientos con los que se realizoacute esta investigacioacuten

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL En esta investigacioacuten se utilizaron las siguientes variables variable independiente la concentracioacuten de las sustancias de prueba variable dependiente la muerte de los organismos y constantes los organismos empleados en cada ensayo (5 alevinos de trucha arcoiacuteris por pecera) tiempo de exposicioacuten (96 horas) y paraacutemetros fisicoquiacutemicos [Tdeg pH y OD (oxigeno disuelto)] Inicialmente se realizoacute una prueba preliminar utilizando rangos de concentraciones entre (20 - 100) ppm K2Cr2O7 (01 - 05) ppm CuSO4bull5H2O y (2 ndash 10) ppm ZnCl2 de la respectiva sustancia Posteriormente con los datos de los rangos obtenidos en el ensayo preliminar se realizaron las pruebas definitivas utilizando cinco organismos por pecera con cinco concentraciones diferentes las cuales aumentan descendentemente cada concentracioacuten se realiza por cuadruplicado e igualmente se hace para el control o blanco Para un total de 24 peceras por ensayo Una vez obtenidos los resultados de mortalidad se realizan el anaacutelisis de varianza y anaacutelisis Probit como fin determinar la respectiva CL50-96

El tipo de prueba toxicoloacutegica que se realizoacute es aguda debido a que se cuantifica la alteracioacuten causada por la respectiva sustancia en este caso mortalidad y es estaacutetica en la cual no existe renovacioacuten de las soluciones test a lo largo de toda la prueba de 96 h de duracioacuten Ademaacutes no se suministroacute aireacioacuten ni alimento durante el experimento

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO

421 RECINTO EXPERIMENTAL

Las pruebas de toxicidad se realizaron en el laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle que es el lugar dentro de la Universidad dotado de todo lo necesario para hacer este tipo de investigaciones y en el se encuentran mesones para la preparacioacuten de las diluciones y mediciones fisicoquiacutemicas aacutereas de lavado y un sistema de ventilacioacuten (extraccioacuten y suministro de aire) Ver figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle En eacutel se ubicaron 3 acuarios con voluacutemenes de 63 L 90 L y 110 L para la permanencia de los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) antes de cada prueba un tanque de 250 L con una bomba sumergible (2000 L h) en su interior para mantener agua aireada libre de cloro y un estante para la bateriacutea de ensayos que consistiacutea de 24 peceras de vidrio con una capacidad de 25 L para las pruebas de toxicidad

45

En el Laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria se realizaron anaacutelisis fisicoquiacutemicos preservacioacuten de las muestras y preparacioacuten de soluciones

Figura 11 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle

Fuente los autores

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS ACUARIOS

Los acuarios se adaptaron con el fin de garantizar las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) empleando los siguientes implementos filtro grava aireadores mangueras difusores un material de cubierta y agua

Filtro se ubicoacute en el fondo del acuario para mantener el agua libre de amoniacuteaco (NH3) u otros desechos producto del metabolismo de los peces

Grava se depositoacute alrededor del filtro usaacutendola como sustrato en el que habitan bacterias que son las encargadas de descomponer los desechos y convertirlos en nutrientes

Aireadores permanecieron conectados al exterior del acuario a mangueras y estas a su vez a difusores que fueron distribuidos uniformemente dentro de los acuarios para el suministro de aire

Fotoperiodo de doce horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

46

Material de cubierta se utilizoacute plaacutestico para cubrir la parte superior de los acuarios manteniendo el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volatiles evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Agua del grifo proveniente del acueducto para llenar el acuario dejaacutendola libre de cloro en (3 ndash 5) diacuteas (en algunas ocasiones se usoacute el agua libre de cloro previamente aireada con una bomba sumergible (2000 L h) en un tanque de 250 L)

Figura 12 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss)

Fuente los autores

4221 Limpieza o sifoneo de los acuarios

El procedimiento de limpieza o sifoneo se realizoacute en tres momentos

1 Previo a la introduccioacuten de los alevinos al preparar el acuario 2 Durante la permanencia de los alevinos en los acuarios 3 Una vez iniciada la prueba de toxicidad

La primera fase al igual que la tercera consistioacute en extraer toda el agua de los acuarios y todos los implementos limpiar todas las superficies del acuario con abundante agua repetidas veces sin utilizar ninguacuten jaboacuten o detergente En la segunda fase ocasionalmente se retiraron soacutelidos en suspensioacuten en el agua del acuario y se realizoacute aspirado en la grava para retirar los desechos (excremento materia orgaacutenica) producidos por los peces que contienen amoniacuteaco (NH3) el cual es el principal producto residual de la trucha y que por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 es muy toacutexico para los peces

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

El organismo que se empleo en las pruebas toxicoloacutegicas fue el aleviacuten de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) de 4 cm 08 g (peso promedio) y 1 mes y 15 diacuteas de nacido en promedio

47

Los peces fueron comprados a distintos proveedores inicialmente a la empresa Truchas Suralaacute Ltda ubicada en Choconta Cundinamarca una finca situada en la regioacuten de Guavio y posteriormente a la empresa Acuagranja Ltda ubicada en la Av Boyacaacute con calle 99 Bogotaacute los organismos que se utilizaron fueron transportados en dos (2) bolsas de polietileno de (70 x 35) cm calibre tres (3) con capacidad aproximadamente 200 Truchas Arcoiacuteris de 4cm cada bolsa Las bolsas se les adiciona oxigeno para garantizar las condiciones de OD en su transporte y son empacadas en cajas con unas bolsas de gel congelado para mantener las condiciones de temperatura oacuteptimas

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) veniacutean en bolsas que fueron introducidas en los acuarios ya preparados inmediatamente despueacutes de llegar al laboratorio La introduccioacuten consistioacute en sumergirlas en el agua y dejarlas flotando durante una hora aproximadamente sin destaparlas (garantizando el oxigeno en su interior) todo esto con el fin de homogenizar las temperaturas del agua de la bolsa con la del acuario con el propoacutesito de evitar el choque teacutermico Los peces fueron introducidos en los acuarios teniendo cuidado de no mezclar el agua de las bolsas con el agua del acuario pues al momento de ser transportados los niveles de amoniacuteaco aumentan por el estreacutes y en consecuencia excretan en mayor cantidad y esto podriacutea llegar a ser muy toacutexico para los organismos Ver figura 14

Figura 13 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris

Fuente Los autores

Seguacuten los protocolos internacionales (CETESB) los peces deben permanecer en los acuarios 15 diacuteas antes de ser realizadas las pruebas

48

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Antes de la realizacioacuten de las pruebas de toxicidad durante el tiempo que permanecieron los alevinos de trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss) en el laboratorio se les alimentoacute con Nutripez en Hojuelas que se les suministroacute dos veces al diacutea de acuerdo a las indicaciones del fabricante (200 mgdiacutea de acuerdo al peso y la edad) En la Tabla 4 Se observa la composicioacuten nutricional del alimento

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas

Fuente Peces Ornamentales El Tiple Ltda

Se recomienda que las dietas para peces tengan en general un mayor contenido de proteiacutena52

Actualmente la industria de alimentos concentrados en Colombia provee un producto balanceado que suple los requerimientos alimenticios de la trucha arco iris con esta composicioacuten nutricional Proteiacutena entre (40 ndash 50) grasa entre (7 ndash 18) cenizas 10 humedad 12 y fibra un 353 No se suministroacute alimento desde el diacutea anterior a la realizacioacuten de la prueba de toxicidad ni durante las 96 horas del experimento debido al amoniaco (NH3) que es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados provenientes de la excreta que podriacutea afectar la supervivencia de los alevinos alterando los resultados y condiciones de la prueba

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

El agua que se empleoacute en las pruebas fue agua potable que previo al ensayo toxicoloacutegico permanecioacute aireando en un tanque de 250 L durante un periodo miacutenimo de 1 semana Se controloacute la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto que debiacutea permanecer por encima de los 55 mgL el pH en un rango de 65 a 78 y la temperatura lt 20degC porque de esto depende la supervivencia de la trucha y la veracidad de la prueba (si no se cumplen estas miacutenimas condiciones en el ensayo

52 Pokniak R Joseacute Nutricioacuten de peces TECNO VET Antildeo 3 Ndeg2 agosto 1997

httpwwwtecnovetuchileclCDAtecnovet_articulo01409SCID253D91632526ISID253D44800html 53

CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de

produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

Proteiacutena miacutenima 38

Grasa miacutenima 8

Fibra maacutexima 25

Ceniza maacutexima 98

Humedad maacutexima 5

49

toxicoloacutegico los resultados pueden ser influenciados negativamente por estas variables) Ver figura 15

Figura 14 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas

Fuente los autores

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

Esta fase consistioacute en la realizacioacuten de las pruebas toxicoloacutegicas para las cuales se emplearon unos equipos y materiales siguiendo unos procedimientos como se describe a continuacioacuten

EQUIPOS

Balanza analiacutetica marca Sartorius

Medidor de Multiparaacutemetro marca Hanna MATERIALES

Item Volumen

(mL) Cantidad

Pipetas

5 1

10 1

25 1

Balones aforados 1000 4

Espaacutetula NA 1

Vidrio de reloj NA 1

Peceras 2500 24

Probetas

10 1

40 1

50 1

100 2

250 2

500 2

1000 2

Balde 10000 1

Fuente los autores

50

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas

Se montoacute una bateriacutea de ensayos usando un estante de seis entrepantildeos en donde se distribuyeron 24 peceras de vidrio (4 peceras por entrepantildeo) de 25 L de capacidad cada una a su vez las concentraciones se dividieron una por entrepantildeo y la restante es el control de la prueba

Los ensayos se iniciaban en el momento de introducir cinco alevinos en cada una de las peceras que en su interior ya conteniacutean la solucioacuten correspondiente para el tipo de prueba y concentracioacuten del ensayo a realizar y finalizaron a las 96 horas de iniciada la misma

El fotoperiodo que se utilizoacute en el bioensayo fue de 12 horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

La cobertura plaacutestica se utilizoacute en las PECERAS al igual que en los acuarios para mantener el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volaacutetiles que podriacutean cambiar eventualmente las condiciones del ensayo evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Figura 15 Foto Bateriacutea de ensayos

Fuente los autores

Es importante definir que una vez iniciado el procedimiento anterior se hizo cuantificacioacuten del nuacutemero de organismos muertos en cada recipiente durante las (3 6 24 48 72 y 96) horas de experimentacioacuten y los resultados de esta lectura se

51

consignaron en las hojas de registro como se puede observar en la Tabla 5 y que se pueden encontrar en el Anexo O Hojas de registro de datos

432 Pruebas de sensibilidad

La sensibilidad de los alevinos fue evaluada realizando pruebas en las cuales se utilizoacute el dicromato de potasio (K2Cr2O7) que es un toacutexico de referencia El propoacutesito de esta prueba fue determinar la capacidad de respuesta de los organismos en el ensayo

Las pruebas se realizaron con cinco concentraciones distintas expresadas en ppm de dicromato de potasio (K2Cr2O7) y un control por cuadruplicado obteniendo el test definitivo se replico 20 veces el ensayo con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos de concentraciones de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) entre (05 - 5) ppm para determinar los rangos en los que posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con Sulfato de Cobre Pentahidratado (CuSO4bull5H2O) con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos 435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn) utilizando

ZnCl2

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de (Zn) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm utilizando cloruro de zinc (ZnCl2) Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas soluciones

52

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos

53

Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos entre (2 ndash 10) ppm para determinar los rangos en los que se posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con cloruro de zinc (ZnCl2)

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de la industria de Cincado y se le hizo una caracterizacioacuten fisicoquiacutemica usando espectrofotometriacutea de absorcioacuten atoacutemica con llama directa aire-acetileno SM 3111 B y C con el que se determinoacute la presencia de cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de intereacutes

Al vertimiento se le realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas para determinar la CL50-

96 Posteriormente se disentildeo un tratamiento a nivel de laboratorio para retirar el cobre (Cu) y el cinc (Zn) Nuevamente se realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas al agua tratada para determinar la CL50-96 y se realizoacute una caracterizacioacuten

En las caracterizaciones realizadas se midieron los siguientes paraacutemetros oxigeno disuelto (OD) seguacuten SM 4500-O G meacutetodo de electrodo de membrana pH seguacuten el SM 4500-H+ B meacutetodo electromeacutetrico temperatura seguacuten el SM 2550 B y Turbiedad seguacuten el meacutetodo SM 2130 B usando el turbidiacutemetro

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS

4371 ANAacuteLISIS DE VARIANZA

Se realizoacute un anaacutelisis de varianza (ANOVA) siguiendo el protocolo LB07 que se encuentra en el ANEXO B del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle

El anaacutelisis que se realizoacute fue por una sola viacutea en la que se compararon las varianzas mueacutestrales de la cantidad de organismos muertos por concentracioacuten a las 96 horas en las pruebas toxicoloacutegicas de sensibilidad y pruebas definitivas de Cu (cobre) Zn (cinc) el vertimiento crudo y el vertimiento tratado

El meacutetodo tiene un 95 de confianza y un Margen de error del 5

Se usaron dos programas estadiacutesticos para la realizacioacuten de estos caacutelculos que fueron EXCEL y STATGRAPHICS Versioacuten 51 PLUS que permite la realizacioacuten sistemaacutetica de distintos anaacutelisis estadiacutesticos

54

55

4372 PROBIT

Descripcioacuten El meacutetodo Probit es un procedimiento estadiacutestico parameacutetrico para hallar la CL50 siguiendo el protocolo LBp03 del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle Anexo A

El anaacutelisis consiste en transformar los datos de la mortalidad observados a log10 para obtener una aproximacioacuten lineal de los paraacutemetros en la regresioacuten con iteracioacuten y con base en es datos obtenidos se estima la CL50 El meacutetodo da resultados con un 95 de confianza y un margen de error del 5 Para la aplicacioacuten del meacutetodo se usaron las pruebas toxicoloacutegicas agudas realizadas a las sustancias de intereacutes Los meacutetodos estadiacutesticos aplicados son los recomendados por el manual Methods for Measuring the Acute Toxicity of Effluents and Receiving Waters to Freshwater and Marine Organisms (USEPA 2002) el libro Ensayos Toxicoloacutegicos Y Meacutetodos de Evaluacioacuten de Calidad de Aguas (castillo2004) el libro Pruebas de Toxicidad Acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos (Diacuteaz 2004) y el protocolo de CETESB Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de cincado

UNIDAD CAPACIDAD CANTIDAD pH

Tanque de igualacioacuten 5 m3 1 15 ndash 23

3 tanques de oxidacioacuten 250 L 3 10- 115

Reactor

1 200

Sedimentador 1200 L 1 8-9

Filtros De Arena --- --- ---

Tanque Final 30 m3 1 ---

Intercambiador Ioacutenico --- 2 ---

Fuente Los autores

Las fases explicadas anteriormente fueron sintetizadas en el esquema metodoloacutegico

56

5 INDUSTRIA EVALUADA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de una industria de galvanotecnia ubicada en Bogotaacute en la localidad de Puente Aranda

La industria se especializa en recubrimiento con Cinc (Zn) por electroacutelisis a un indeterminado nuacutemero de piezas aplicando diversos procesos fisicoquiacutemicos descritos a continuacioacuten

Desengrase sensibilizacioacuten activacioacuten nucleacioacuten postnucleacioacuten premetalizado y metalizado

Los vertimientos producidos son especialmente metales pesados como niacutequel cobre zinc hierro cromo que son tratados en una planta compacta para el tratamiento de aguas residuales La planta se encuentra ubicada en el segundo piso de la industria y estaacute conformada por las siguientes unidades de tratamiento que se observan en la tabla 6

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDAD

Los resultados que se presentan a continuacioacuten son el producto de una ardua y larga investigacioacuten que se llevoacute a cabo durante los meses de enero a diciembre del antildeo 2008 y de marzo a julio del antildeo 2009 aproximadamente en 12 meses para la determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) en trucha arco iris en la cual se mantuvieron las condiciones oacuteptimas para el desarrollo de las pruebas de sensibilidad (K2Cr2O7) y toxicidad de (Cu) y (Zn) fue realizado con el fin de mejorar la normatividad actual de Colombia en cuanto a vertimientos

Los bioensayos que se realizaron tuvieron una duracioacuten de 96 horas donde a las 24 horas despueacutes de haber iniciado la prueba se observaba la tendencia de mortalidad la cual era clave para saber si el porcentaje de mortalidad esperado entre (0 -100) seguiriacutea la tendencia para alcanzarlo al finalizar los bioensayos (ver hojas de registro en el ANEXO O)

En los registros tomados el blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no superaron el 10 garantizando la validez de los bioensayos seguacuten lo estipulado por los protocolos para pruebas toxicoloacutegicas con alevinos de trucha arcoiris de CETESB

Los datos que se muestran en esta seccioacuten son los registros tomados a las 96 horas para las pruebas de sensibilidad las pruebas de toxicidad y los resultados de la aplicacioacuten de los meacutetodos de anaacutelisis estadiacutesticos ANOVA (anaacutelisis de varianza) y Probit en las cartas de control

Adicionalmente se realiza el anaacutelisis de los datos y se muestran las graacuteficas de la CL50-96 vs Nuacutemero de bioensayos realizados basadas en los datos

calculados por Probit

57

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD

La sensibilidad de la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se calculoacute hallando la concentracioacuten letal media (CL50-96) empleando como toacutexico de referencia el dicromato de Potasio (K2Cr2O7) Se realizaron veinte (20) pruebas usando un rango entre (20 - 100) ppm en los que se observoacute una mortalidad entre el (0 ndash 100) La tabla 7 muestra los resultados de una de las pruebas de sensibilidad realizadas

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de K2Cr2O7

A continuacioacuten se muestra la tabla con los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de sensibilidad de K2Cr2O7 Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7)

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2Cr2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 4 2 4 4 14 70

60 3 3 5 5 16 80

80 4 5 5 4 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

58

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 8) de las veinte pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

En la Figura 17 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al K2Cr2O7

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios nacionales e internacionales que se muestran en la tabla 10

Los resultados de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para las sustancias de intereacutes empleadas en esta investigacioacuten fueron comparados con los datos de otras investigaciones (tabla 10) de donde se puede decir que el valor de sensibilidad 597 mgL de dicromato de potasio (K2Cr2O7) comparado con el obtenido en la USEPA 8308 mgL K2Cr2O7 presenta una diferencia de 234 mgL lo que indica que se acerca bastante al valor validado por la USEPA y con los estudios de la Universidad de la Salle se observa que los valores estaacuten muy cercanos comprobando de esta manera la estandarizacioacuten de la sensibilidad para el laboratorio de bioensayos

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad con K2Cr2O7 +- 01

Fecha f

calculado f teoacuterico

4-Feb-07 116

28

5-Nov-07 153

21-Nov-07 442

8-Jan-08 299

14-Jan-08 726

21-Jan-08 219

4-Feb-08 338

11-Feb-08 331

25-Feb-08 396

3-Mar-08 151

10-Mar-08 582

25-Mar-08 638

31-Mar-08 321

7-Apr-08 259

18-Apr-08 131

21-Apr-08 451

28-Apr-08 583

6-May-08 141

12-May-08 795

01 DIC 2008 892

Fuente los autores

59

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01

Fecha CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg K2Cr2O7 L)

Inferior Superior

4-Feb-07 643 469 955

5-Nov-07 631 543 731

21-Nov-07 590 510 671

8-Jan-08 615 5418 692

14-Jan-08 643 584 694

21-Jan-08 561 454 644

4-Feb-08 658 560 725

11-Feb-08 641 549 714

25-Feb-08 576 505 645

3-Mar-08 540 430 621

10-Mar-08 605 532 680

25-Mar-08 599 528 669

31-Mar-08 626 550 703

7-Apr-08 629 503 710

18-Apr-08 603 528 643

21-Apr-08 559 486 634

28-Apr-08 528 460 592

6-May-08 557 484 633

12-May-08 574 510 633

01 Diciembre 2008 560 492 623

PROMEDIO 597 511 681

Fuente los autores

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del K2Cr2O7 +- 01

Liacutemite inferior 511 mgL

CL50-96 597 mgL

Liacutemite superior 681 mgL

Al analizar la carta de control Tabla 9 y la Figura 17 de resultados de dicromato de potasio (K2Cr2O7) se observa que los valores de (CL50-96) +- 01 a pesar de oscilar entre un rango de (528 ndash 658) mgL en ninguacuten momento superan el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las

60

Figura 16 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7

Fuente Los autores

490

540

590

640

690

0 5 10 15 20

Co

ncen

tracioacute

n

(mg

K2C

r 2O

7L

)

Nuacutemero de pruebas

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Inferior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Superior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) promedio

61

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios nacionales e internacionales en trucha arcoiris

CL 50 mg K2Cr2O7 L

Sensibilidad

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

8308

USEPA

5643 96 11 ALEVINOS GRIJALBA Y BERNAL Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

35 -75 96

ALEVINOS FAO Corporate Document Respositore 2001

540731 96 10 ALEVINOS

(35 - 45) diacuteas de nacido

BARROS Y GAMEZ Universidad de la Salle Bogotaacute 2008

522183 96 11 ALEVINOS ORTIZ Y AGUDELO Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

5239 96 10 ALEVINOS SANCHEZ Y ANDRADE Universidad de la

Salle Bogotaacute 2009

597 96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente los autores

variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O)

Se realizaron cuatro pruebas preliminares con cobre (Cu) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100)

En la Tabla 11 se observan los resultados obtenidos de la primera prueba de toxicidad para la que se usoacute un rango entre (01 - 5) ppm de Cu En ella se puede observar claramente que la mortalidad a concentraciones superiores a 01 ppm es del 100 en las cuatro replicas definiendo el nuevo rango a utilizar en concentraciones le 01 ppm que se utilizoacute en las siguientes pruebas preliminares hasta encontrar el rango de las pruebas definitivas

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (001 - 015) ppm es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 ndash 100) como se puede observar en la Tabla 12 Se realizaron 10 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo D

62

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para cobre (Cu)

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h para Cu

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu En la tabla 13 se encuentran los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Cu Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

63

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (tabla 13) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu

FECHA f

calculado f teoacuterico

7-Oct-08 282

28

(1) 14 OCT 2008 285

(2) 14 OCT2008 140

(1) 20OCT2008 364

(2)20 OCT 2008 270

(1) 19 NOV2008 218

(2) 19 NOV 2008 218

(1)25 NOV 2008 364

(2)25 NOV 2008 218

27 NOV 2008 475

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu

En la Figura 18 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Curdquo se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso Cobre (Cu)

Los resultados de la prueba se compararon con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 15

Al analizar la tabla 15 se puede observar que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) para cobre (Cu) grado analiacutetico que se obtuvo en esta investigacioacuten es de 007 mgL al compararlo con los de otros estudios se observa que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) mas alto obtenido en otras investigaciones apenas muestra una diferencia de 020 mgL y si se compara con el mas bajo una diferencia de 005 mgL lo que indica que los

64

resultados son consistentes y que las diferencias en los valores son debido a las diferentes condiciones ambientales de los laboratorios

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu

Fecha CL50-96

(mg Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

7-Oct-08 0075 0063 0086

(1) 14 OCT 2008 0061 0052 0069

(2) 14 OCT2008 0060 0045 0075

(1) 20OCT2008 0068 0045 0095

(2)20 OCT 2008 0070 0059 0079

(1) 19 NOV2008 0068 0045 0095

(2) 19 NOV 2008 0068 0045 0095

(1)25 NOV 2008 0069 0045 0095

(2)25 NOV 2008 0061 0035 0096

27NOV2008 0062 0048 0077

PROMEDIO 007 005 009

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Cu

Liacutemite inferior 005mgL

CL50-96 007 mgL

Liacutemite superior 009 mgL

65

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu

Fuente los autores

0047

0052

0057

0062

0067

0072

0077

0082

0087

0 2 4 6 8 10 12

CL

5096

(mg

Cu

L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Cu L)

CL 50-96 (mg Cu L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Cu L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Cu L) SUPERIOR

66

Al analizar la carta de control (tabla 14) y la Figura 18 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados cobre (Cu) se observa que los valores de (CL50-96) oscilan entre un rango de (006 - 008) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris

CL 50

mg CuL

CL 50

mg

CuSO4bull5H2O L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

025 96 05 -

3 ALEVINOS

Qureshi AA Flood K W Thompson S R Janhurst S M Inniss C S and rokosh

D A American Society fot Testing and Materials 1982 pp 179 - 195

0094 96 712 plusmn 06

- AyĢe Guumlndoğdu Research article

ARAġTIRMA MAKALESĠ Journal of FisheriesSciencescom 2008

016 - BAGDONAS and VOSYLIENE 2006

0042 (0039-0046)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James

GREER Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8

pp 1657ndash1665 Allen Press Publishing Service Inc 2007 USA

0056 96 ALEVINOS

0059 96 ALEVINOS

002 Howarth amp Sprague 1978

007

96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente Los autores

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96

hallada en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cobre (Cu) mg CuL 007 01 02

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de (CL50-96) en la carta de control de cobre (Cu) con los valores de (CL50-96) del

67

decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 = 007 mgL hallado en esta investigacioacuten comparado con eacutel del decreto CL50-96 = 010 mgL es inferior con una diferencia de 003 mgL y con el Acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 020 mg L es inferior con un diferencia de 010 mgL

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2)

En cada tabla se calculoacute a traveacutes de una sumatoria el nuacutemero de muertes totales y los porcentajes de mortalidad de los peces seguacuten la concentracioacuten El blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no fueron mayores al 10 garantizando la validez de la prueba

Se realizaron 5 pruebas preliminares con cinc (Zn) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 17 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (2 - 10) ppm de Zn

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (01 -15) ppm de cinc (Zn) es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 -100) como se puede observar en la Tabla 18 Se realizaron 10 pruebas definitivas validando este rango que se puede encontrar en el Anexo E

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

68

En la tabla 19 se observan los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Zn Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente Los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas con Zn

FECHA f

calculado f teoacuterico

(1) 03 MAR 2009 553

28

(2) 03 MAR 2009 239

(1) 10 MAR 2009 568

(2) 10 MAR 2009 186

(1) 17 MAR 2009 385

(2) 17 MAR 2009 309

(1) 31 MAR 2009 496

(2) 31 MAR 2009 330

21 ABR 2009 360

28 ABR 2009 327

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

69

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 19) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn)

Fecha CL50-96 (mg

Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

(1) 03 MAR 2009 072 062 082

(2) 03 MAR 2009 074 065 083

(1) 10 MAR 2009 072 060 083

(2) 10 MAR 2009 075 066 084

(1) 17 MAR 2009 067 057 076

(2) 17 MAR 2009 064 054 073

(1) 31 MAR 2009 068 055 080

(2) 31 MAR 2009 071 059 081

21 ABR 2009 071 060 081

27 ABR 2009 070 059 079

PROMEDIO 070 060 080

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

En la Figura 19 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para cinc (Zn)rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al

70

promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso cinc (Zn)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 21

Al comparar los valores obtenidos de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) con la tabla 21 se observa que el valor de 07 mg Zn L se encuentra cercano al de 05 mg Zn L presenta consistencia en los valores obtenidos en donde la maacutexima diferencia es 15 mgL excepto por uno de los resultados cuyo valor 129 mgL excede el valor maacutes alto en 122 mgL esto se puede explicar debido a que la edad de las truchas utilizadas en este ensayo es mayor y asiacute mismo es su resistencia a los contaminantes

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha arcoiris

CL 50

mg

Zn L

CL 50

mg

ZnCl2 L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

1288 96 302 plusmn021

- AyĢe Guumlndoğdu Research article ARAġTIRMA MAKALESĠJournal of

FisheriesSciencescom 2008

0175 (0150-0201)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE

Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James GREER

Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8 pp 1657ndash1665 Allen

Press Publishing Service Inc 2007 USA

0504 96 ALEVINOS

029 96 ALEVINOS

017 ALEVINOS

Buhl amp Hamilton (1990)

217 06 ALEVINOS

176 ALEVINOS Chapman amp Stevens (1978)

07

96 08 ALEVINOS PERALTA BARRETO

Universidad de La Salle 2009

Fuente Los autores

71

Figura 18Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn)

Fuente los autores

057

061

065

069

073

077

081

0 2 4 6 8 10 12

CL

50-9

6(m

g Z

n L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Zn L)

CL 50-96 (mg Zn L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Zn L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Zn L) SUPERIOR

72

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del cinc (Zn)

Liacutemite inferior 06 mgL

CL50-96 07 mgL

Liacutemite superior 08 mgL

Al analizar la carta de control (Tabla 20) y la Figura 19 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados de cinc (Zn) se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (06 - 08) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96 hallada

en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cinc (Zn) mg ZnL 07 001 2

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de CL50-96 en la carta de control de cinc (Zn) con los valores de CL50-96 del decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 hallado en esta investigacioacuten 07 mgL comparado con el del decreto CL50-96 = 001 mgL es superior con una diferencia de 07 y con el acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 2 mg L es inferior con un diferencia de 13 mgL

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO

Para la realizacioacuten de las pruebas con el vertimiento puro se realizoacute un procedimiento para subir el pH desde 19 hasta 66 unidades de pH con hidroacutexido de sodio 1 N al momento de preparar las diferentes diluciones el vertimiento debiacutea ser homogenizado debido a que el hidroacutexido de sodio precipitaba la solucioacuten

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

73

De esta manera se garantizan las condiciones originales de concentracioacuten del vertimiento crudo y el pH necesario (cercano a neutro) para la realizacioacuten de las pruebas y garantizar que fueran los compuestos toacutexicos del vertimiento de cincado los que realmente causaron la mortalidad de los peces y no el pH

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento Crudo

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento Crudo (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Se realizaron 5 pruebas preliminares con el vertimiento que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 23 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (001 ndash 10)

Basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (007 - 05) del Vertimiento Crudo es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 - 100) como se puede observar en la Tabla 24 Se realizaron 5 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo F

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Crudo

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 25) de las cinco pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos

74

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Vertimiento Crudo

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento Crudo (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Fuente los autores

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento Crudo

El resultado de este porcentaje de CL 50 representa la toxicidad combinada de distintos toacutexicos que se encuentran el Vertimiento Crudo y se involucran en el proceso de cincado el cual magnifica el efecto nocivo

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Vertimiento Crudo

FECHA f

calculado f teoacuterico

1-Jun-09 364

26

(1) 02 JUN 2009 469

(2) 02 JUN 2009 611

8-Jun-09 285

9-Jun-09 532

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

75

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo

Fecha CL 50-96 (

Vertimiento Crudo L)

Liacutemite de confianza al 95 ( Vertimiento Crudo

L)

Inferior Superior

1-Jun-09 024 018 028

(1) 02 JUN 2009

020 016 026

(2) 02 JUN 2009

022 019 026

8-Jun-09 026 019 031

9-Jun-09 020 017 024

PROMEDIO 023 018 027 Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute maacutes de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 018 vertimiento L

CL50-96 023 vertimiento L

Liacutemite superior 027 vertimiento L

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al Vertimiento Crudo durante todas las pruebas realizadas

Al analizar la carta de control (Tabla 26) y la Figura 20 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados del Vertimiento () se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (020 - 026) sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Estos resultados se presentan en porcentaje () y para dar un poco de eacutenfasis en los metales en estudio cobre (Cu) y cinc (Zn) en el Anexo K se podraacuten consultar la cartas de control para cada uno de ellos donde se observa el comportamiento individual haciendo una correlacioacuten entre la concentracioacuten inicial de cada uno con el porcentaje de vertimiento aunque sin tener en cuenta la magnitud y el volumen de cada uno aunque seguacuten el anaacutelisis del proceso productivo se sabe que en cinc es mucho mas representativo debido a que el proceso productivo es de cincado

76

Figura 19 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento

Fuente los autores

016

018

02

022

024

026

028

0 1 2 3 4 5 6

Co

ncen

tracioacute

n V

ert

imie

nto

C

rud

o (

)

nuacutemero de prubeas

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L)

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) Promedio

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) INFERIOR

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) SUPERIOR

77

Los porcentajes encontrados en las pruebas definitivas fueron pasados a mgL usando los resultados de la caracterizacioacuten de Cu y Zn cuyos valores se pueden encontrar en el Anexo K

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y Legislacioacuten Antigua y Nueva

Paraacutemetro

Concentracioacuten Vertimiento

CRUDO proceso de

cincado

Concentracioacuten Vertimiento TRATADO proceso de

cincado

Unidades Remocioacuten

()

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (mgL)

Res 3957 de

2009 (mgL)

dagger

Cobre (Cu)

49 01 mg CuL 9795 01 025

Cinc (Zn) 550 039 mg ZnL 9993 001 2

Fuente los autores

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO TRATADO

Los resultados de las pruebas con el vertimiento tratado no muestran ninguacuten dato significativo en cuanto a la dosis letal se refiere lo que demuestra la eficiencia del tratamiento (clarifloculador + intercambiador ioacutenico) como se muestra en la tabla 28

No se presentoacute mortalidad en el vertimiento tratado debido a la gran eficiencia que presentaron las unidades de clarifloculador + intercambiador ioacutenico como se muestra en la tabla 27

Como se observa en la tabla la eficiencia de remocioacuten fue muy alta y por este motivo no se presentan muertes en las pruebas del vertimiento tratado

Lo que siacute se aprecia es la inconsistencia de la mayor permisividad de la legislacioacuten con respecto a la antigua aunque este tema se sale de contexto es la responsabilidad como Ingenieros Ambientales y Sanitarios nombrar este aspecto Se realizaron cinco (5) pruebas preliminares con el vertimiento pero no se observo que la mortalidad estuviera entre el (0 ndash 100) En la Tabla 28 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (10 ndash 100)

dagger Cobre (Cu) y Cinc (Zn) Totales

78

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Tratado

Al observar Fc vs Ft (tabla 29) de las tres primeras pruebas realizadas se puede decir que Fc gtgtgt Ft lo que comprueba que despueacutes del tratamiento no hay muertos y por eso el fc da muchiacutesimo mayor que el f teoacuterico

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las 96 horas del Vertimiento tratado

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Y al observar las dos uacuteltimas pruebas el Fc lt Ft lo cual nos indica que los datos de la prueba son inconsistentes

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

FECHA f

calculado f teoacuterico

16-Jun-09 65535 26

19-Jun-09 65535

28 23-Jun-09 65535

(1) 07 JUL 2009 06

(2) 07 JUL 2009 06

Fuente los autores

79

La CL50-96 posible para el vertimiento tratado por deduccioacuten es mayor al 100 del vertimiento tratado y se hace un estimativo habiendo una correlacioacuten entre la carga antes del tratamiento con el de la CL50-96 del vertimiento Crudo y carga despueacutes del tratamiento nos dariacutea un estimativo de 233

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado

El agua que se usoacute para la caracterizacioacuten fisicoquiacutemica fue la del vertimiento de una empresa de cincado que es descargada en un tanque de igualacioacuten de 5m3 de donde se realizoacute un muestreo puntual

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el 27 de abril de 2009

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 49 mg CuL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 550 mg ZnL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 188 de pH SM 4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 20 ordmC SM 2550 B Termoacutemetro

OD ND mgL SM 4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 142 NTU SM 2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

Los paraacutemetros cobre (Cu) y cinc (Zn) se enviaron al Laboratorio Ivonne Bernier certificado por el IDEAM para su anaacutelisis (Anexo J) y los anaacutelisis de pH turbiedad oxiacutegeno disuelto (OD) temperatura se analizaron in situ y en el laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria de la Universidad de La Salle

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento Crudo

CL50-96 = 023 del Vertimiento Crudo

Este anaacutelisis se realizoacute con el fin de evaluar y clasificar el vertimiento del proceso de Cincado

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades toxicas

80

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 01 mg CuL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 0383 mg ZnL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 64 de pH SM

4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 18 ordmC SM Termoacutemetro

OD 51 mgL SM

4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 7 NTU SM

2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

cincadodeprocesodelefluentedelpromediocaudalQ

cincadodeprocesodelefluentedelmedialetalioacutenconcentracCL

QCL

UTToacutexicaaC

9650

9650

100)(arg

68891333322490

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

12543)688913331(LogIT

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 313 para el vertimiento crudo nos indica que la industria de cincado tiene una carga toacutexica MODERADA seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos de Escobar 1997

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento tratado

Asumiendo una CL50-96 del 100 para el vertimiento tratado

81

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

QCL

UTToacutexicaaC9650

100)(arg

33100

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

60210)31(LogIT

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

82

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 06 para el Vertimiento Tratado nos indica que la industria de cincado NO tiene una carga toacutexica seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos (ESCOBAR 1997) en su efluente y no representa ninguacuten riesgo para el medio ambiente y se comprueba esta afirmacioacuten porque en las pruebas toxicoloacutegicas no se murioacute ninguacuten pez inclusive con el 100 de la concentracioacuten

Se observa en la Figura 21 la diferencia de toxicidad entre el Vertimiento Crudo y el Tratado Figura 20 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado

Fuente los autores

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADO

Para el vertimiento de la industria de cincado se elaboroacute la Tabla 34 en la que se compararon las ventajas y desventajas de los posibles tratamientos que se podiacutean utilizar Estos tratamientos se escogieron como opciones debido a que presentaban altas eficiencias de remocioacuten de los metales pesados

Para la seleccioacuten del tratamiento se elaboroacute una matriz de priorizacioacuten Tabla 35 en la que se asignoacute una calificacioacuten de 1 a 5 a las diferentes caracteriacutesticas de cada tratamiento Tabla 36 estas calificaciones fueron dadas teniendo en

0

05

1

15

2

25

3

35

Crudo Tratado

Ran

go

s d

e in

dic

es T

oxic

oloacute

gic

os

Efluentes

3125

06021

83

cuenta las ventajas y desventajas de cada alternativa y las caracteriacutesticas propias de la industria

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas

Tratamiento Ventajas Desventajas

Remocioacuten de metales

Co

nven

cio

nale

s

Precipitacioacuten quiacutemica

Control y mantenimiento

bull Es un sistema completamente cerrado que uno mismo puede operar y requiere poco mantenimiento Solo necesita la renovacioacuten de los quiacutemicos utilizados bull Es una tecnologiacutea con faacutecil disponibilidad de equipos y productos quiacutemicos Costos

bull Los quiacutemicos que se usan para el tratamiento son muy baratos especialmente la cal Aacuterea

bullAacutereas pequentildeas

Riesgos ocupacionales

bull Trabaja con quiacutemicos corrosivos lo que incrementa los problemas de salud en los operadores Impacto ambiental bull Maneja quiacutemicos especialmente la cal que incrementa el volumen de lodos en un 50 Control y mantenimiento bull Es necesario transportar Grandes cantidades de quiacutemicos al sitio del tratamiento Costos

bull Los poliacutemeros pueden ser costosos

98 Cu 99 Zn

Oacutesmosis inversa

Eficiencia

bull Elimina un elevado porcentaje de todo tipo de contaminantes (iones orgaacutenicos piroacutegenos virus bacterias partiacuteculas coloides) Control y mantenimiento bull No necesita reactivos agresivos de limpieza mantenimiento miacutenimo bull Buen control de los paraacutemetros operativos bullEs un proceso faacutecilmente automatizado

Control y mantenimiento

bull Requiere mantenimiento frecuente para evitar saturacioacuten de la membrana bullRequiere de presiones muy altas para su funcionamiento bullMediana selectividad y tolerancia a cambios de pH bullBajo tiempo de vida con soluciones corrosivas bullEs necesario separar partiacuteculas insolubles o en suspensioacuten para evitar saturacioacuten de las membranas

97-99

84

Costos

bull Bajos costos de operacioacuten debido a la escasa necesidad de energiacutea Impacto ambiental

La recuperacioacuten de metales pesados es posible

Costos

Alto costo por remplazar la membrana

Intercambio ioacutenico

Eficiencia

bullAlta eficiencia para la remocioacuten de metales Impacto ambiental

bullEs posible la recuperacioacuten de metales por electroacutelisis

Control y mantenimiento

bull El efluente debe ser filtrado para remover partiacuteculas y aceites en suspensioacuten que pueden dantildear las resinas bullLa posible competencia entre metales pesados y otros cationes bullLas resinas no son muy tolerantes al cambio de pH bullLos materiales orgaacutenicos pueden envenenar la resina bullLa presencia de Ca Na y Mn disminuye su rendimiento debido a que pueden saturar la resina Costos

bull Alto costo de las resinas de intercambio ioacutenico bull Alto costo de los quiacutemicos utilizados para la regeneracioacuten de las resinas

95-98

No

co

nven

cio

nale

s

Teacutecnicas fitorremediadoras

(rizofiltracioacuten)

Costos

bull Utiliza plantas como bombas extractoras de bajo costo para depurar suelos y aguas contaminadas Impacto ambiental

bull Incrementa la actividad y poblacioacuten microbiana en el subsuelo que es la encargada de elevar la cantidad de carbono orgaacutenico

Control y mantenimiento

bullDepende de la profundidad de penetracioacuten de las raiacuteces bull Depende de tres factores para transportar los contaminantes desde la superficie externa hacia el interior de la planta por la raiz que son las propiedades del compuesto las condiciones ambientales y las caracteriacutesticas de la especie de planta

75-98

85

Impacto ambiental

bull Retarda el movimiento e intercepcioacuten de compuestos toacutexicos Impacto ambiental

bull Mejora la aireacioacuten del suelo por la liberacioacuten de oxiacutegeno a traveacutes de las raiacuteces de las plantas bull Promueve las trasformaciones de compuestos toacutexicos a compuestos con menor toxicidad

Humedales artificiales

Costos bull El costo de construccioacuten y mantenimiento es menor al de otras opciones de tratamiento bull Las variaciones de caudal no afectan el funcionamiento Impacto ambiental bull El manejo de quiacutemicos no es requerido bull No hay generacioacuten de olores bull Facilita el reciclaje y la reutilizacioacuten del agua

Aacuterea bull Requieren generalmente grandes extensiones de terreno en comparacioacuten con tratamientos convencionales Eficiencia bull El rendimiento del sistema puede ser menos constante al de un proceso convencional Control y mantenimiento bull Los componentes bioloacutegicos son sensibles a sustancias como el amoniaco y los pesticidas que llegan a ser toacutexicos bull Requiere una miacutenima cantidad de agua para que sobrevivan no soportan estar completamente secos bull Los disentildeos oacuteptimos del sistema no se han desarrollado

98 Zn 71 Cu

Fuente los autores

La alternativa que se seleccionoacute fue la precipitacioacuten quiacutemica debido a que comparada con las demaacutes es relativamente econoacutemica no ocupa una gran aacuterea a diferencia de los humedales artificiales es faacutecil su control y mantenimiento y aunque genera impacto ambiental por la generacioacuten de lodos esto se puede controlar dependiendo del tipo coagulante a utilizar

Para la implementacioacuten de la precipitacioacuten quiacutemica como unidad piloto de tratamiento se disentildeo un clarifloculador que es una unidad de forma ciliacutendrica con forma de tolva en la parte inferior que coagula flocula y sedimenta al mismo tiempo

86

El clarifloculador necesita otras unidades complementarias para su funcionamiento tales como un tanque de neutralizacioacuten (pozo de bombeo) para mantener las condiciones oacuteptimas de pH y bombas dosificadores conectadas a tanques donde se preparan soluciones con las dosis oacuteptimas de coagulantes y floculantes Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento

Tratamiento

CARACTERIgraveSTICAS

TOTAL AacuteREA INVERSIOacuteN

CONTROL Y MANTENIMIENTO

IMPACTO AMBIENTAL

EFICIENCIA

Co

nven

cio

nale

s Precipitacioacuten

quiacutemica 3 3 3 3 3 15

Oacutesmosis inversa 3 1 2 3 4 13

Intercambio ioacutenico

4 1 1 3 4 13

No

co

nven

cio

na

les

Teacutecnicas fitorremediadoras

1 3 3 4 3 14

Humedales artificiales

1 3 3 4 3 14

Fuente los autores

Tabla 36 Rango de calificacioacuten

Calificacioacuten Criterio de seleccioacuten

5 Oacuteptimo

1 Menos conveniente

Fuente los autores

71 TEST DE JARRAS

En la realizacioacuten del test de jarras se plantearon dos opciones de sustancias a utilizar como coagulantes el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) y el sulfato de aluminio de las cuales se escogioacute el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) debido a que sedimenta mas raacutepido el precipitado forma mejor tamantildeo de los floculos y tiene un mejor nivel de remocioacuten de metales54

54 SOTO REGALADO Eduardo LOZANO RAMIREZ Tomas BARBARIacuteN CASTILLO Juan Manuel

ALCALAacute RODRIGUEZ Monica ldquoRemocioacuten de metales pesados en aguas residuales mediante agentes

87

Las dosis oacuteptimas de coagulante se determinaron a partir de un test de jarras empleando Cloruro Feacuterrico (FeCl3) como se muestra en la Tabla 37

Tabla 37 Resultados del test de jarras

Paraacutemetros

medidos Concentraciones

Productos Quiacutemicos

Anaacutelisis

Jarra 1

pH = 7

Turbidez= 14 N TU

Color= 40 mgl Pt Co

50mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 5ml

El precipitado fue miacutenimo con un sobrenadante de

color verde claro

Jarra 2

pH = 75

Turbidez =10 NTU

Color= 36 mgl Pt Co

100mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 10ml

Se precipitoacute una parte de los soacutelidos quedando el agua de un color verde

claro

Jarra 3

pH = 7

Turbidez= 6 NTU

Color= 30 mgl Pt Co

150mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 15ml

Se formaron Flocs pero no se alcanzoacute a precipitar

completamente quedando soacutelidos suspendidos en el

agua

Jarra 4

pH= 8

Turbidez= 4 NTU

Color= 21 mgl Pt Co

200mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 20ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y

el sobrenadante quedoacute transparente

Jarra 5

pH= 83

Turbidez= 6 NTU

Color= 20 mgl Pt Co

250mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 25ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y el sobrenadante quedoacute con

un color verde claro

Fuente los autores

Se encontroacute que la jarra 4 que es donde el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) se aplicoacute en una concentracioacuten de 200 mg L a un pH de 8 es en la que se produce mayor precipitacioacuten o mas clarifica el agua escogiendo esta como la dosis mas apropiada

quiacutemicosrdquo Departamento de ingenieriacutea quiacutemica de la facultad de ciencias quiacutemicas UANL Vol VII No 23 Meacutexico 2004

88

Se utilizoacute como floculante un polielectrolito anioacutenico en una concentracioacuten lt 1 mgL

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO

CRITERIOS DE DISENtildeO

Velocidad ascensional

Tasa de sedimentacioacuten

Volumen de almacenamiento de lodos

Tiempo de retencioacuten

Caudal de disentildeo

Gradiente de mezcla

En el disentildeo se incluyeron los gradientes de velocidad (Empiacutericos) hidraacuteulico para la mezcla raacutepida y la mezcla lenta (Tabla 38)

Tabla 38 Gradientes de velocidad

Mezcla raacutepida (200- 1000) s-1

Mezcla lenta (5-100) s-1

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador

Velocidad de Floculacioacuten

Entre 15 y 45 cms Sedimenta por debajo de los 10 cms y rompe por encima de los 70cms

Tiempo de Floculacioacuten

Si tiene alto color y turbiedad de 15 a 30 min

Si tiene bajo color y turbiedad de 30 a 45 min

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Para el disentildeo del clarifloculador no se usoacute el caudal de vertimiento de la industria (3 m3 diacutea aprox) sino uno bastante menor de 1 Lmin teniendo en cuenta que era un ensayo piloto La hoja de caacutelculo se muestra en la Tabla 40

El clarifloculador disentildeado es angosto de apenas 24 cm y con una altura de 15 m sin contar la tolva de lodos esto se debe a que es una unidad piloto

Este clarifloculador se disentildeo inicialmente con un cono de mezcla raacutepida en el interior utilizando valores empiacutericos entre (30 ndash 60) segundos pero debido a que las dimensiones halladas en el disentildeo fueron miacutenimas se decidioacute sustituirlo

89

por una caja de mezcla raacutepida que va conectada a un ldquofeed wellrdquo que conduce el liacutequido hacia una tolva de lodos ubicada en la parte inferior del clarifloculador en donde se reduce la velocidad debido al cambio de diaacutemetro y se realiza la mezcla lenta

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador

DISENtildeO DEL CLARIFLOCULADOR (1)

Paraacutemetros Valor Unidad

Tiempo de retencioacuten 40 min

Tiempo de retencioacuten 2400 seg

Caudal(Q) 1 Lmin

Caudal(Q) 166 E-05 m3s

Volumen total 004 m3

Velocidad ascensional mayor 120 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional mayor 00014 m3m2-seg

Aacuterea menor 0012 m2

Diaacutemetro menor 012 m

Velocidad ascensional menor 30 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional menor 000035 m3m2-seg

Aacuterea mayor 0048 m3m2-seg

Diaacutemetro mayor 025 m

Altura(h) 0062 m

Altura tolva intermedia(h2) 011 m

Aacutengulo 30 grados

Aacutengulo 052 radianes

Tiempo de retencioacuten del cilindro

60 min

Tiempo de retencioacuten del cilindro

3600 seg

90

Volumen total del cilindro 006 m3

Altura total del cilindro 125 m

Altura total del cilindro( con un borde libre del 20 )

150 m

DISENtildeO DE LA TOLVA (2)

Aacutengulo 1 30 grados

Aacutengulo 1 052 radianes

a 0037 m

Altura de la tolva (b) 0064 m

Ht (Altura total del clarifloculador)

167 m

CONO DE MEZCLA INTERNO(3)

velocidad 002 ms

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Volumen total 00005 m3

Aacuterea 000083 m2

Diaacutemetro mayor 0033 m

Diaacutemetro menor(10 del diaacutemetro mayor del

clarifloculador) 0012 m

Aacutengulo 1 45 grados

Aacutengulo 2 0785 radianes

Altura (h1) 0022 m

Aacuterea mayor 000083 m

Aacuterea menor 000012 m

Altura del cilindro interior 0047 m

Fuente los autores

Adicional a este tratamiento para lograr una mayor eficiencia se complementoacute con unas resinas de intercambio ioacutenico daacutendole un muy alto porcentaje de

91

remocioacuten como se muestra a continuacioacuten en la Figura 22 Esquema del disentildeo piloto

Figura 21 Esquema del disentildeo piloto

Fuente los autores

ARRANQUE DE LA UNIDAD DE TRATAMIENTO

1 Caracterizacioacuten del agua del vertimiento de la industria 2 Realizacioacuten del test de jarras para determinar las dosis de coagulantes y

floculantes a aplicar 3 Limpieza de la unidad 4 Llenado del pozo de bombeo 5 Realizacioacuten de las pruebas hidraacuteulicas para detectar fugas o dantildeos en

los accesorios

92

8 CONCLUSIONES

Los resultados reflejan que la sensibilidad de las truchas arco iris (Oncorhynchus mykiss) fue la misma en todas las pruebas con el toacutexico de referencia (K2Cr2O7) Cobre (Cu) Cinc (Zn) y el Vertimiento crudo Al analizar los valores de CL50-96 de las cartas de control y las graacuteficas se observa la tendencia de los valores hacia el promedio de las CL50-96 halladas ademaacutes de no sobrepasar los liacutemites superior e inferior promedio

La CL50-96 promedio para la prueba de sensibilidad con K2Cr2O7 que se obtuvo fue de 596774 mg K2Cr2O7 L

Al comparar el resultado de sensibilidad del K2Cr2O7 = 596774 mg K2Cr2O7 L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales y hechos en el mismo laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle se observoacute que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad del resultado obtenido

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Cu que se obtuvo fue de 00662 mg Cu L

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Zn que se obtuvo fue de 07036 mg Zn L

Al comparar los resultados de cobre Cu = 00662 mg Cu L y cinc Zn = 07036 mg Zn L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales se observo que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad de los resultados obtenidos

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con el Vertimiento Crudo nos arrojoacute un resultado de 02249 Vertimiento crudo L

La determinacioacuten de las concentraciones letal media (CL50) para las sustancias de estudio el cobre (Cu) y el cinc (Cu) son de gran utilidad para utilizarlos como criterios de calidad ambiental

Se ampliara el conocimiento sobre los efectos del cobre y del cinc en los ecosistemas acuaacuteticos lo que permitiraacute fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental sobre los vertimientos industriales

A pesar del limitado alcance de la informacioacuten proveniente de los ensayos de toxicidad para su extrapolacioacuten a escala ambiental los estudios con organismos en laboratorio en condiciones controladas y estandarizadas para la evaluacioacuten de respuestas han venido siendo las fuentes de informacioacuten predominantes para la evaluacioacuten ecoloacutegica de los efectos de los contaminantes toacutexicos

93

Para los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de los metales de estudio realizados al vertimiento crudo de la industria de cincado se obtuvieron los siguientes resultados cinc (Zn) 550 mg Zn L encontrando una concentracioacuten alta cobre (Cu) 49 mgL Turbidez 142 NTU y un pH de 188 mg L muy aacutecido los resultados de estos paraacutemetros son debido a la naturaleza proceso productivo

Para el tratamiento las eficiencias obtenidas fueron las siguientes cobre (Cu) 97 y cinc (Zn) 99 observando un alta remocioacuten pero debido a una carencia de tecnificacioacuten y poliacuteticas de produccioacuten maacutes limpia en el proceso productivo no se alcanzan a remover las cargas contaminantes incumpliendo algunas de las normas para vertimientos

Para el tratamiento la concentracioacuten de cobre (Cu) del efluente tratado fue de 01 mg CuL cumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (01 mg CuL) justo y de igual manera con la Res 3957 de 2009 (025 mg CuTotalL) 24 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

Para el tratamiento la concentracioacuten de cinc (Zn) del efluente tratado fue 0383 mg ZnL incumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (001 mg CuL) 38 veces por encima de la norma y cumpliendo con la Res 3957 de 2009 (2 mg ZnTotalL) 5 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

La CL50 ndash 96 que se determinoacute al vertimiento crudo de la industria fue de 02 demostrando que es toacutexico inclusive en concentraciones muy bajas

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento crudo fue de 3125 representando una carga toacutexica considerable

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento tratado fue de 06021 demostrando que no hay carga toacutexica debido a que estaacute fuera de rango sentildealando la eficiencia del tratamiento

Los resultados obtenidos en este estudio fueron realizados en el laboratorio bajo condiciones controladas (fotoperiacuteodo temperatura oxiacutegeno pH nutrientes) y no son representativos de todo el ecosistema acuaacutetico

94

9 RECOMENDACIONES

Para la consecucioacuten y una buena realizacioacuten de un bioensayo se requiere que la especie a utilizar este disponible en el mismo sitio donde se va realizar la prueba toxicoloacutegica

Al realizar bioensayos se deben garantizar todas las condiciones oacuteptimas de manutencioacuten de la especie que se esteacute trabajando para garantizar que las condiciones del ensayo y que sus resultados son los esperados por la exposicioacuten al toacutexico y no por alguna condicioacuten externa al bioensayo

El recinto experimental que se destine para la realizacioacuten de los bioensayos solo debe ser usado para este fin para evitar cualquier alteracioacuten externa sobre los resultados de las pruebas

La limpieza en los acuarios y peceras debe ser haacutebito para evitar interferencias en los resultados y la supervivencia de la trucha

Utilizar las evaluaciones toxicoloacutegicas junto con el anaacutelisis quiacutemico debido a que son herramientas complementarias para evaluar monitorear y controlar la contaminacioacuten que pueda alterar o impactar de alguna manera el entorno y la biocenosis es una ventaja para la precisioacuten de los diagnoacutesticos ambientales

La cooperacioacuten entre la academia y la industria privada es vital para formar alianzas donde se promueva el apoyo mutuo para el desarrollo de proyectos de caraacutecter ambiental logrando un desarrollo concertado entre los actores de la sociedad y de esta manera lograr una construccioacuten de sociedad mas amable

Al saber el gran impacto que causa en el ambiente los vertimientos y emisioacuten de contaminantes como los metales pesados (Cu y Zn) en el medio ambiente que podriacutean llegar a afectar la salud humana (egoceacutentricamente hablando) se debe reflexionar sobre iquestcomo ser un consumidor responsable Y no dejarnos influenciar por lo medios de comunicaciones masivos los cuales nos inculcan necesidades ficticias que causan el detrimento ambiental y mayor presioacuten sobre los recursos

Los resultados obtenidos de los ensayos de toxicidad deben ser nuevamente evaluados a traveacutes de estudios de campo pues en condiciones de laboratorio se obtienen unos resultados que al ser llevados a un ecosistema real se pueden validar los valores de las dosis letales obtenidas o no

Para mantener las truchas arcoiacuteris domesticas (Oncrhynchus mykiss) en cautiverio se requiere mucho tiempo y dedicacioacuten para controlar todas las variables que podriacutean llegar a afectar su bienestar

95

La ecologiacutea de poblaciones debe conectar informacioacuten toxicoloacutegica con modelos poblacionales para predecir efectos a esa escala

Es necesario realizar frecuentes caracterizaciones fisicoquiacutemicas al vertimiento de la industria de cincado ya que diariamente los procesos realizados variacutean e igualmente las caracteriacutesticas del mismo

96

10 BIBLIOGRAFIacuteA

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10 CETESB Anaacutelisis estadiacutestico de resultados de pruebas de toxicidad aguda L5017 1992

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16 Colaboradores de Wikipedia Xenobioacutetico [en liacutenea] Wikipedia La

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17 COPPOLA Linda Rochester Institute of Technology 2000 [web en liacutenea] [con acceso el 19 de Enero de 2009] Disponible desde Internet en wwwgramaticabizgramaticareferencias-bibliograficashtml

18 CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

19 DAMERON C Copper

20 DIacuteAZ-BAacuteEZ Mariacutea BUSTOS L Martha ESPINOSA R Adriana Pruebas de toxicidad acuaacutetica fundamentos y meacutetodos Ed Universidad Nacional de Colombia Bogotaacute Unibiblos - U Nal Colombia 2004 ISBN 9587013859 9789587013856 116 paacuteginas

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Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS

98

TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA (Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

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28 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

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30 Howarth amp Sprague 1978

31 ICONTEC Trabajos escritos presentacioacuten y referencias bibliograacuteficas Contacto Grafico Bogotaacute D C 2008 23 p

99

32 Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica Diccionario de la Biodiversidad [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

33 IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada) ha hecho algunos intentos de llegar a una definicioacuten desambigua de valencia La versioacuten actual adoptada en 1994

34 JIMEacuteNEZ Blanca E La contaminacioacuten ambiental en Meacutexico causa efectos y tecnologiacutea apropiada Meacutexico Limusa Colegio de Ingenieros Ambientales de Meacutexico A C Instituto de Ingenieriacutea de la UNAM y FEMISCA 2001 926 p

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37 Mac-QUHAE Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa (Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH) Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

38 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of

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39 MONGE P Luis ALVAREZ P Monica Determinacioacuten de la Concentracioacuten Letal Media (CL50-48) de cromo y cobre en daphnia magna para el vertimiento de una industria de galvanotecnia y propuesta de pre-tratamiento para la disminucioacuten de la toxicidad de dicho vertimiento Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2008 132 p

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100

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43 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe)

44 PAULY Daniel Ictiologiacutea [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpfilamanuni-kieldeManualSpanishfishbaseichthyology00002628htm

45 PEacuteREZ CARRERA Alejo FONTECOBA Cintia GRASSI Diego y FERNAacuteNDEZ CIRELLI Alicia ldquoEficiencia De Plantas Acuaacuteticas Para La Biorremediacioacuten De Aguas Contaminadas Con Elementos Toacutexicosrdquo Buenos Aires CONAGUA 2007 [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httphydriawebcomarkbentry67

46 PERALTA BARRETO 2009

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101

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52 TONGARIRO NATIONAL TROUT CENTRE [web en liacutenea] Taupo for Tomorrow lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

53 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

54 USEPA

55 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de

Toxicologiacutea Medioambiental Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

56 VELOZA M Bernardo TRIANA C Walter ldquoUtilizacioacuten del hongo

phanerochaete chrysosporium para la remocioacuten de cianuro en reactores de carga secueacutenciales para la industria de recubrimientos electroliacuteticos (galvanoteacutecnia)rdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 76 p

57 ZAFRA P Angelica RODRIGUEZ M Gabriela ldquoDisentildeo de una unidad piloto compacta para la remocioacuten de metales pesados (zn ni cu) presentes en agua residual de la industria challenger sa empleando humedales subsuperficiales con tres especies de vegetacioacutenrdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 120 p

102

ANEXOS

103

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO

ANAacuteLISIS PROBIT

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FACULTAD DE INGENIERIacuteA

AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL MEacuteTODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo matemaacutetico 4 Procedimiento 5 Bibliografiacutea 6 Anexo I Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

Anexo II Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

Anexo II Determinacioacuten del Chi-cuadrado (X2)

Anexo III Factor (p) para el Probit calculado (Y)

1 OBJETIVO

Evaluar los resultados de los ensayos por medio de un modelo estadiacutestico

2 DEFINICIONES

Concentracioacuten La concentracioacuten es la magnitud fiacutesica que expresa la cantidad de un elemento o un compuesto por unidad de volumen

Dosis Contenido de principio activo expresado en cantidad por unidad de volumen o de peso

Efecto Consecuencia positiva o negativa de la ocurrencia de un evento debido a una causa

Modelo Conceptualizacioacuten teoacuterica de un evento un proyecto una hipoacutetesis el estado de una cuestioacuten que se representa como un esquema con siacutembolos descriptivos de caracteriacutesticas y relaciones maacutes importantes con un fin ser sometido a modelizacioacuten como un disentildeo flexible que emerge y se desarrolla durante el inicio de la investigacioacuten como una evaluacioacuten de su relevancia

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AMBIENTAL Y SANITARIA

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LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Toxicidad aguda Tiene por objeto determinar los efectos de una dosis uacutenica y muy elevada de una sustancia Usualmente el punto final del estudio es la muerte del animal y la toxicidad aguda para este caso de estudio se expresa por la dosis letal 50 que viene a representar maacutes o menos la dosis de la sustancia que produce la muerte en el 50 de los organismos

Probit Modelo estadiacutestico que analiza las pruebas de toxicidad El meacutetodo consiste en la aplicacioacuten de correlaciones estadiacutesticas para estimar las consecuencias desfavorables sobre una poblacioacuten a los fenoacutemenos fiacutesicos peligrosos nos da una relacioacuten entre la funcioacuten de probabilidad y una determinada carga de exposicioacuten

3 PRINCIPIO DEL MODELO MATEMAacuteTICO

En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten de un modelo lineal

Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d)) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal como se muestra en la figura 1 de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Figura 1 Relacioacuten dosis-respuesta

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit (buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco unidades) se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

bxay

Donde

y (expresado en unidades Probit) = z + 5

z= Variable normal estaacutendar = zO tal que la Prob (z le zO) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros de la recta de regresioacuten

Asi cuando p= 50 entonces y = 5 por lo tanto

X5= log10 CL50 entonces CL50 = 105

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Para facilitar los caacutelculos simplemente se puede usar un software como el suministrado por la US Environmental Protection Agency (US EPA) Probit Analysis Program El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten

4 PROCEDIMIENTO Para el caacutelculo de la CL50-96 por este meacutetodo es necesario contar por lo menos con dos porcentajes intermedios del efecto esperado (valores entre 0 y 100) Con los resultados obtenidos en los ensayos de toxicidad aguda con Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se debe construir una tabla que contenga los siguientes datos

Concentracioacuten de la sustancia ensayada en

Logaritmo en base 10 de las concentraciones (x)

Numero de organismos en cada concentracioacuten

Nuacutemero de organismos muertos en cada concentracioacuten (r)

Porcentaje de mortalidad en cada concentracioacuten (P)

Probit empiacuterico (PE)

Probit esperado o calculado (Y)

Los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla del anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

Tabla 1 Caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de

muertos (r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten Asiacute los valores del Probit esperado o calculado (Y) para cada concentracioacuten podraacuten ser calculados utilizando la siguiente expresioacuten

S

mxY 5

Una vez calculados se colocan en la columna correspondiente de la tabla 1 La prueba de hipoacutetesis utilizada para establecer la asociacioacuten entre la

concentracioacuten de la sustancia toacutexica y la respuesta en unidades probit es la prueba de CHI-cuadrado (X2) Los datos para el caacutelculo de este valor se colocan en una tabla 2 (anexo C) de la siguiente forma

Concentracioacuten de la sustancia estudiada en

Logaritmo decimal de la concentracioacuten (x)

Probit calculado o esperado (Y)

Numero de organismos (N)

Mortalidad observada (r)

Porcentaje de efecto esperado (P)

La mortalidad esperada (NP) se calcula multiplicando (N) por (P) El caacutelculo de la desviacioacuten de la mortalidad se obtiene hallando la diferencia entre la mortalidad observada y la esperada La contribucioacuten al Chi cuadrado de cada uno de los valores se calcula

)1()( 2 PNPNPr

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Y para el caacutelculo de los grados de libertad (n)

2Kn

donde K es el nuacutemero de concentraciones utilizadas

Con los datos obtenidos de realiza la siguiente tabla 3 para el calculo del intervalo de confianza

Tabla 3 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) X2

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

417 Inicialmente se construye una tabla en la cual se incorporen los siguientes datos

Logaritmo decimal de las concentraciones (x)

Numero de organismos por concentracioacuten (N)

Probit esperado o calculado (Y)

Factor p el cual se obtiene de la tabla 4 del Anexo C con el valor Y

Productos Np Npx y Npx2 obtenidos de los datos de la misma tabla

Sumatoria de los productos correspondientes a los valores SNp SNpx y S Npx2

Factor p debe ser obtenido en la tabla entrando el valor de Probit calculado

Producto Np resultante de la multiplicacioacuten de los valores de nuacutemero de organismos por el factor p y su respectiva sumatoria

Producto Npx resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de las concentraciones con su respectiva sumatoria

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

Producto Npx2 resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de la concentracioacuten con su respectiva sumatoria

Con todos los datos se obtiene la siguiente tabla 5

Tabla 5 Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem De organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

Al tener la CL50 y no olvidando que el intervalo de confianza es 95 tendremos la concentracioacuten letal con sus limites inferior y superior respectivamente

Para el desarrollo de esta investigacioacuten se adquirioacute el Software de Probit el cual determinar la CL50-96 y los liacutemites de confianza de forma mas raacutepida y su procedimiento es el siguiente

Se instala el programa en un computador que cuente con un software de Windows 98 en adelante creaacutendose una carpeta de Probit en el escritorio Dentro de esta carpeta quedaran registrados varios archivos se dirige al archivo con nombre PROBFIS2 y se da doble clic donde se abre una ventana de la siguiente manera

Da dos opciones para manejar el programa la (1) es para introducir los datos con el teclado la (2) para introducirlos en fila Es este paso se escribe (1) y sale

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Versioacuten 0

Ahora se le da un nombre al archivo que se crea con los resultados que determina el programa asiacute

Ahora el programa pide que se inserten el numero de concentraciones sin el control numero de muertes en el control numero de organismos en el control asiacute

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Versioacuten 0

Ahora se procede a insertar los datos de las concentraciones comenzando por la concentracioacuten menor el numero de muertes en cada una y el numero de tratamientos asiacute

Asiacute sucesivamente hasta completar los datos de las 5 concentraciones Al terminar este paso se da enter y se cierra esta ventana en la carpeta de probit aparece un archivo con el nombre que se le designo a esa bateriacutea donde daraacute los resultaos de la CL50 son los limites de confianza

Este procedimiento se debe realizar para cada bateriacutea de ensayo quedaran registrados los resultados en su respectivo archivo

5 EJEMPLO

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Se realizoacute una prueba de toxicidad de la cual se obtuvieron los siguientes porcentajes de mortalidad

Ejemplo de caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de muertos

(r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

100 20 20 15 75 567 553

50 17 20 9 45 487 496

25 14 20 5 25 433 440

125 11 20 2 10 372 384

625 08 20 1 5 336 327

No se debe olvidar que los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla de anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CL50 Teniendo en este caso un m = 172 por lo tanto la CL50 = 525 mgl

En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

02

80

M

m

x

x

555

303

PE

PE

Si )()( PEPExXS

Siendo

xM = Mayor concentracioacuten

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Versioacuten 0

xm = Menor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

Tendremos

5330

)303555()8002(

S

S

Obteniendo asiacute la tabla del Chi-cuadrado (X2) como se observa en al Anexo E

Se remplaza en la ecuacioacuten los valores

325

2

n

Kn

En la tabla 4 se determina el valor de X2 para tres grados de libertad el valor obtenido es 782 al compararlo con el valor obtenido en la tabla se observa que

782 gt 0482

Por lo tanto la recta estaacute bien ajustada en caso contrario trazar nuevamente la recta y volver a calcular el Chi cuadrado

Tabla 57 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) x2

1 334

2 599

3 782

4 949

5 114

6 126

7 144

8 155

9 169

10 188

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Versioacuten 0

Caacutelculo del intervalo de confianza

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

Asiacute se construye la grafica

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

20 20 553 0569 1138 2276 4552

17 20 496 0635 1270 2159 3670

14 20 440 0558 1116 1562 2187

11 20 384 0388 776 954 939

08 20 327 0194 388 310 248

(Σ)acute 4688 7161 11596

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50-96

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

01 20

05 20

1 20

15 20

2 20

(Σ)acute

En este caso seriacutea

S= 0533

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Versioacuten 0

x= sumNpx sumNp= 1527

m= 172

sumNp= 4688 sumNpx= 7161 sumNpx2=11596

sumNp(x-x2) = Npx2 ndash (sumNpx)2sumNp = 6574

Sustituyendo estos valores en la expresioacuten

08750log 5010 CLEE

Asiacute el EE de CL50 seraacute

mCLEEEECL 10log10log 501050Donde

975110

08750log

3026210log

5010

m

CLEE

Sustituyendo los valores en la expresioacuten

963250EECL

Como la

143746329751

43844632975195

9751

50

50

al

EECLmeconfianzaIntervalod

CL

Por tanto la CL50 con los respectivos liacutemites seraacute

Limite inferior 419 ppm

CL 50 525 ppm

Limite Superior 631 ppm

118

Utilizando el Software con los datos de el ejemplo anterior seria

Al terminar de digitar los datos en el programa se cierra esta ventana y al abrir el archivo de nombre B los datos salen registrados de la siguiente manera

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CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI osservati attesi 625 07959 20 1 068 1250 10969 20 2 220 2500 13979 20 5 528 5000 16990 20 9 973 10000 20000 20 15 1427 Controllo 20 0 000

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX (Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati) Intercetta (a) = 15801 Pendenza (b) = 19932 es = 03991 Media delle X = 15377 Media delle Y = 46451 CHI quadro = 04327 ALTRI PARAMETRI STATISTICI Numero di punti = 5 Gradi di liberthellip = 3 Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001 Numero di cicli = 1 ================================================================== END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI (95) inferiore superiore LC1 35373 07646 71428 LC50 519726 371407 844326

Como se observa tanto el meacutetodo manual como con el Software los resultados de la CL 50 y los limites de confianza son iguales

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Versioacuten 0

6 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwmetodologia probithtm

httpwwwunizaresguiar1AccidentAn_conseProbithtm

ANEXO A

Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 - 267 295 312 325 336 345 352 359 366

10 372 377 382 387 392 396 401 405 408 412

20 416 419 423 426 429 433 436 439 442 445

30 448 450 453 456 459 461 464 467 469 472

40 475 477 480 482 485 487 490 492 495 497

50 500 503 505 508 510 513 515 518 520 523

60 525 528 531 533 536 539 541 544 547 550

70 552 555 558 561 564 567 571 574 577 581

80 584 588 592 595 599 604 608 613 618 623

90 628 634 641 648 655 664 675 688 705 733

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

99a 733 737 741 746 751 758 765 775 788 909

A Valores entre 99 0 y 99 9

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

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Versioacuten 0

7 ANEXOS

ANEXO B

Figura 1 Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

ANEXO D

Tabla 4 Factor (p) para el Probit calculado (Y)

Y 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

1 0001 0001 0001 0002 0002 0003 0005 0006 0008 0011

2 0015 0019 0025 0031 0040 0069 0062 0076 0092 0110

3 0131 0154 0180 0208 0238 0264 0302 0336 0370 0406

4 0439 0471 0503 0532 0558 0583 0601 0616 0627 0634

5 0637 0634 0627 0616 0601 0589 0558 0532 0503 0471

6 0439 0405 0370 0336 0302 0269 0238 0208 0180 0154

7 0131 0110 0092 0076 0062 0059 0050 0031 0025 0019

8 0015 0011 0008 0006 0005 0003 0002 0002 0001 0001

122

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT Paacutegina 20 de 22

Versioacuten 0

ANEXO C

Tabla 2 Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos (r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

123

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 22 de 22

Versioacuten 0

ANEXO E

Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos

(r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

100 20 553 0705 20 15 141 09 019

50 17 496 0485 20 9 97 -07 009

25 14 440 0275 20 5 55 -05 006

125 11 384 0125 20 2 25 -05 011

625 08 327 0045 20 1 09 01 001

048

124

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS

VARIANZA

125

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

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LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 1 de 7

Versioacuten 0

CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo 4 Procedimiento 5 Ejemplo 6 Bibliografiacutea 7 Anexo A

1 OBJETIVO

Comparar si los valores de un conjunto de datos numeacutericos son significativamente distintos a los valores de otro o maacutes conjuntos de datos

2 DEFINICIONES

Variable conceptos que forman enunciados de un tipo particular denominado hipoacutetesis Las variables se refieren a propiedades de la realidad que variacutean es decir su idea contraria son las propiedades constantes de cierto fenoacutemeno

Variable Dependiente caracteriacutesticas de la realidad que se ven determinadas o que dependen

del valor que asuman otros fenoacutemenos o variables independientes

Variables independientes Los cambios en los valores de este tipo de variables determinan cambios en los valores de otra (variable dependiente)

Grados de libertad nuacutemero efectivo de observaciones que contribuyen a la suma de cuadrados en un ANOVA es decir el nuacutemero total de observaciones menos el nuacutemero de

datos que sean combinacioacuten lineal de otros

Hipoacutetesis Las hipoacutetesis son proposiciones provisionales y exploratorias sobre la veracidad o falsedad de un concepto una teoriacutea o un modelo con un alcance de trabajo de investigacioacuten por

simulacioacuten y con meacutetodos de campo o de laboratorio

1 PRINCIPIO DEL MODELO

El anaacutelisis de varianza parte de algunos supuestos que han de cumplirse

126

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 2 de 7

Versioacuten 0

La variable dependiente debe medirse al menos a nivel de intervalo

Independencia de las observaciones La distribucioacuten de la variable dependiente debe ser normal Homogeneidad de las varianzas

Los modelos de efectos aleatorios asumen que en un factor se ha considerado tan soacutelo una muestra de los posibles valores que eacuteste puede tomar estos modelos se usan para describir situaciones en que ocurren diferencias incomparables en el material o grupo experimental El ejemplo maacutes simple es el de estimar la media desconocida de una poblacioacuten compuesta de individuos diferentes y en el que esas diferencias se mezclan con los errores del instrumento de medicioacuten La teacutecnica fundamental consiste en la separacioacuten de la suma de cuadrados (SS sum of squares) en componentes relativos a los factores contemplados en el modelo

Como ejemplo mostramos el modelo para un ANOVA simplificado con un tipo de factores en diferentes niveles

(Si los niveles son cuantitativos y los efectos son lineales puede resultar apropiado un anaacutelisis de regresioacuten lineal)

SSTotal = SSError + SSFactores

El nuacutemero de grados de libertad (gl) puede separarse de forma similar y se corresponde con laforma en que la distribucioacuten chi-cuadrado describe la suma de cuadrados asociada

glTotal = glError + glFactores

1 PROCEDIMIENTO

Al realizar una prueba de toxicidad se pasan los datos correspondientes a la siguiente tabla 1

127

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 3 de 7

Versioacuten 0

Tabla 1 Formato de Datos de Prueba de Toxicidad

Tratamientos Observaciones Yi Yi Promedio

1 2 3 4

43 Se plantea la hipoacutetesis nula y la hipoacutetesis alterna

Ho micro1 = micro2 = micro3 = micron

H1 micro1 micro2 para alguacuten par

44 El tratamiento de anaacutelisis de varianza se hariacutea de acuerdo a las ecuaciones dadas en la tabla 2

Donde

N Nuacutemero total de observaciones N a n

n nuacutemero de observaciones en cada grupo

a numero de tratamientos

FV Fuente de varianza

SS Suma de cuadrados

GL Grados de libertad

Ms Cuadrados medios

Fc F calculado

Ft F tabulado

V1 a ndash 1

V2 N ndash a

128

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 5 de 7

Versioacuten 0

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

FV SS GL Ms Fc Ft

Tratamiento SSTTO a ndash 1

aNSS

aSS

E

TTO

1

F (V1 V2)

Error SSE N ndash a

aN

SS E

Total SST N ndash 1

45 Para obtener el SSTTO se debe reemplazar la siguiente formula

SSTTO = 5

1

22a

i N

Y

n

Yi

46 Para obtener el SST se debe reemplazar la siguiente formula

SST= 5

1

5

1

22

a

i

n

J

JN

YYi

47 Para obtener el SSE

SSE= SST - SSTTO

1a

SSTTO

129

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 6 de 7

Versioacuten 0

45 Al obtener el Fc lo comparamos el Ft el cual se encuentra en el libro Disentildeo y anaacutelisis de

experimentos Douglas C Montgomery (anexo A) para refutar o aceptar alguna hipoacutetesis

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

esto se hace asiacute Fc lt Ft Se acepta la Ho

1 EJEMPLO

De una prueba de toxicidad con trucha arco iris(Oncorhynchus mykiss) que se realizoacute en el laboratorio se obtuvieron los siguientes resultados

Tabla 1 Formato de datos de pruebas de toxicidad registro tomado a las 96 h

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

De la cual partimos de dos hipoacutetesis asiacute

Ho Las diferentes concentraciones producen el mismo efecto en todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones producen un diferente efecto en todos los organismos

130

Teniendo en cuenta que tenemos

Tratamientos 6

Observaciones 4

Total 24

Podemos construir la tabla 2 del anaacutelisis de varianza de la siguiente forma

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados Fc Probabilidad

Valor criacutetico para Ft

Entre grupos

108333333 5 216666667 410526316 317077E-

09 277285315

Dentro de los grupos

95 18 052777778

Total 117833333 23

Como podemos observar el Fc gt Ft por consiguiente se rechaza la hipoacutetesis nula y se acepta la hipoacutetesis alterna concluyendo que las diferentes concentraciones producen efectos distintos en los organismos prueba

2 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwestadisticocomartshtml20011022

httpwwwudcesdepmateestadistica2sec3_7html

httpeswikipediaorgwikiAnC3A1lisis_de_varianza

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

131

FACULTAD DE

INGENIERIA AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO DE

BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 7 de 7

Versioacuten 0

3 ANEXOS ANEXO A

Fuente Disentildeo y anaacutelisis

de experimentos Douglas

C Montgomery

132

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7)

133

ENSAYO 1

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (4FEB2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 1 1 0 2 10

40 0 1 0 2 3 15

60 3 3 2 0 8 40

80 1 2 5 1 9 45

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

134

ENSAYO 2

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (05NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 2 1 0 5 25

60 2 3 1 1 7 35

80 5 4 1 3 13 65

100 4 4 5 5 18 90

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos 6471 5 1294 1528 621 E-06 277

Dentro de los grupos 1525 18 085

Total 7996 23

135

ENSAYO 3

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 1 5 25

60 2 1 3 2 8 40

80 5 4 3 3 15 75

100 5 5 5 4 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7671 5 1534 4418 174 E-09 277

Dentro de los grupos

625 18 035

Total 8296 23

136

ENSAYO 4

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 3 1 2 1 7 35

80 3 2 5 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8088 5 1616 2986 409 E-08 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 9063 23

137

ENSAYO 5

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (14ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 3 2 1 1 7 35

80 5 5 4 5 19 95

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 1 0 1 5

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10083 5 2017 726 271 E-11 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 10583 23

138

ENSAYO 6

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 3 2 5 25

60 4 3 3 2 12 60

80 4 5 4 3 16 80

100 4 5 5 5 19 95

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

76 5 152 2189 450 E-07 277

Dentro de los grupos

125 18 069

Total 885 23

139

ENSAYO 7

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (04FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

140

ENSAYO 8

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (11FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8538 5 1708 3323 175 E-08 277

Dentro de los grupos

925 18 051

Total 9463 23

141

ENSAYO 9

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 2 1 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 5 2 4 4 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8521 5 1704 3958 427 E-09 277

Dentro de los grupos

775 18 043

Total 9296 23

142

ENSAYO 10

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (3MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 3 2 1 0 6 30

60 3 5 4 1 13 65

80 5 4 3 4 16 80

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 1 0 0 2 3 15

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7733 5 1547 1505 690 E-06 277

Dentro de los grupos

185 18 103

Total 9583 23

143

ENSAYO 11

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (10MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 1 2 2 3 8 40

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8083 5 1617 582 176 E-10 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 8583 23

144

ENSAYO 12

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 0 3 15

60 2 3 3 2 10 50

80 4 4 3 3 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8421 5 1684 6382 808 E-11 277

Dentro de los grupos

475 18 026

Total 8896 23

145

ENSAYO 13

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (31MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 0 3 15

60 2 2 3 0 7 35

80 3 5 3 4 15 75

100 5 5 4 5 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

803333333 5 160666667 321333333 22871E-08 277285315

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 893333333 23

146

ENSAYO 14

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (07ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 2 0 2 10

40 2 1 1 0 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 3 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7021 5 1404 2592 124 E-07 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 7996 23

147

ENSAYO 15

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (18ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 0 4 20

60 2 3 3 1 9 45

80 5 5 3 0 13 65

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7833 5 1567 1312 178 E-05 277

Dentro de los grupos

215 18 119

Total 9983 23

148

ENSAYO 16

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 1 2 0 5 25

60 2 2 4 3 11 55

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8133 5 1627 4505 148 E-09 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 8783 23

149

ENSAYO 17

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (28ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 2 5 25

60 3 3 4 2 12 60

80 4 5 3 5 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10533 5 2107 5834 172 E-10 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 11183 23

150

ENSAYO 18

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (6MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 2 1 6 30

60 2 4 3 0 9 45

80 5 2 3 5 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8738 5 1748 1414 107 E-05 277

Dentro de los grupos

2225 18 124

Total 10963 23

151

ENSAYO 19

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (12MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 2 3 2 2 9 45

80 3 5 5 5 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9933 5 1987 7947 125 E-11 277

Dentro de los grupos

45 18 025

Total 10383 23

152

ENSAYO 20

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (01DIC08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 0 2 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 4 4 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9288 5 1858 891

6 467 E-12 277

Dentro de los grupos

375 18 021

Total 9663 23

153

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

COBRE (Cu) UTILIZANDO SULFATO DE

COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O)

154

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (20FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 1 5 1

003 0 1 0 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 4 0 3 4 55 11

01 4 5 5 0 70 14

CONTROL 0 0 0 0 0 0

155

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (08ABR2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

005 2 1 0 0 15 3

006 1 3 4 2 50 10

007 3 1 4 4 60 12

009 4 3 4 3 70 14

01 5 5 4 4 90 18

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (30SEP2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 1 1 1 25 5

007 3 1 3 4 55 11

01 4 5 4 3 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

156

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA de Cu (07OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 0 0 5 1

005 1 2 0 1 20 4

007 3 1 2 4 50 10

01 4 3 4 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7433 5 1487 2817 647 E-08 277

Dentro de los grupos

95 18 053

Total 8383 23

157

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 2 0 1 2 25 5

007 2 5 2 5 70 14

01 4 4 5 5 90 18

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9221 5 1844 2414 214 E-07 277

Dentro de los grupos

1375 18 076

Total 10596 23

158

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 2 3 1 0 30 6

007 3 1 2 5 55 11

01 5 4 2 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7583 5 1517 14 114 E-05 277

Dentro de los grupos

195 18 108

Total 9533 23

159

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

160

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 0 3 0 25 5

007 3 2 1 3 45 9

01 4 3 4 5 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8633 5 1727 2703 894 E-08 277

Dentro de los grupos

115 18 064

Total 9783 23

161

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 1 0 0 2 15 3

007 1 4 2 0 35 7

01 5 5 4 3 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 456 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

162

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 0 1 2 0 15 3

007 4 0 2 1 35 7

01 3 5 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

163

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 1 0 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 5 4 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

164

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2)(25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 1 2 1 0 20 4

007 2 3 3 1 45 9

01 4 4 4 3 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

165

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (27 NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 2 0 0 20 4

007 3 3 2 3 55 11

01 3 4 4 4 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8238 5 1648 4745 965 E-10 277

Dentro de los

grupos 625 18 035

Total 8863 23

166

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

CLORURO DE CINC (ZnCl2)

167

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03DIC2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

168

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 1 5 1

05 0 2 1 0 15 3

1 4 5 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (1) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 1 0 1 10 2

05 1 3 2 2 40 8

1 5 5 5 5 100 20

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

169

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINA DE Zn (2) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 1 0 5 1

05 2 2 1 3 40 8

1 5 4 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

170

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

845 5 169 5531 269 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 90 23

171

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn(2) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 0 2 15 3

07 4 1 2 0 35 7

1 5 3 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

947083333 5 1894 2393 229 E-07 277

1425 18 079

108958333 23

172

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 1 1 15 3

07 1 1 2 3 35 7

1 3 3 4 4 70 14

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7883 5 1577 5676 217 E-10 277

Within Groups 5 18 028

Total 8383 23

173

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 0 2 1 15 3

07 2 1 0 4 35 7

1 2 5 5 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9033 5 1807 1858 152 E-06 277

Dentro de los grupos

175 18 097

Total 10783 23

174

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 3 2 1 4 50 10

1 4 5 3 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9083 5 1817 3847 538 E-09 277

Dentro de los grupos

85 18 047

Total 9933 23

175

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 2 1 1 30 6

07 2 4 1 4 55 11

1 3 5 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

90 5 18 3086 316 E-08 277

Dentro de los grupos

105 18 058

Total 1005 23

176

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 2 3 1 35 7

07 4 2 4 2 60 12

1 5 4 4 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7583 5 1517 4964 664 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 8133 23

177

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 3 1 30 6

07 3 4 4 2 65 13

1 5 4 5 3 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8021 5 1604 33 18 E-08 277

Within Groups 875 18 049

Total 8896 23

178

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (21 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 1 2 4 2 45 9

1 4 4 5 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

8238 5 1648 3595 932 E-

09 277

Within Groups 825 18 046

Total 9063 23

179

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (28 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 1 20 4

07 3 4 3 1 55 11

1 5 4 3 3 75 15

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8633 5 1727 3272 198 E-08 277

Within Groups 95 18 053

Total 9583 23

180

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO CRUDO

181

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (11MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

1 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

20 5 5 5 5 100 20

50 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (19MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 1 0 2 1 20 4

0001 3 2 3 3 55 11

001 3 5 4 5 85 17

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 1 0 1 20 4

182

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (20MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 1 1 0 2 20 4

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 1 1 0 10 2

183

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

184

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (01JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 0 0 0 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 3644 480 E-10 257

Dentro de

los grupos 9 21 043

Total 10271 27

185

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (1) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 1 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 4686 437 E-11 257

Dentro de

los grupos 7 21 033

Total 10071 27

186

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (2) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 1 1 0 1 15 3

02 1 2 3 2 40 8

03 3 4 3 3 65 13

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9593 6 1599 6105 332 E-12 257

Dentro de

los grupos 55 21 026

Total 10143 27

187

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos

por pecera

Mortalidad

obtenido

Total Muertos

(unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 8536 6 1423 2845 479 E-09 257

Dentro de

los grupos 105 21 05

Total 9586 27

188

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (09JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 2 1 1 1 25 5

02 1 3 3 1 40 8

03 3 3 4 3 65 13

04 5 4 4 4 85 17

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 95 6 1583 532 127 E-11 257

Dentro de

los grupos 625 21 030

Total 10125 27

189

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO TRATADO

190

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (16JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 0 0 0 0

60 0 0 0 0 0 0

80 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 6 0 65535 --------- 257

Within Groups 0 21 0

Total 0 27

191

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (19JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad) A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups 0 18 0

Total 0 23

192

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups

0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups

0 18 0

Total 0 23

193

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (1) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 1 0 5 1

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 1 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

038 5 008 06 070 277

Within Groups

225 18 013

Total 263 23

194

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (2) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 1 0 5 1

75 1 0 0 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 038 5 008 06 070 277

Within Groups 225 18 013

Total 263 23

195

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO

196

197

198

199

200

201

202

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE

ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS

203

204

205

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn

ANALIZADAS POR EL LABORATORIO

IVONNE BERNIER

206

207

208

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL

VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn)

209

Tabla Carta de control de Cu en el Vertimiento

Fecha

CL50-96

(mg Vertimiento Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

1-Jun-09 00118 00089 00139

(1) 02 JUN 2009

00118 00089 00139

(2) 02 JUN 2009

00108 00091 00127

8-Jun-09 00126 00093 00150

9-Jun-09 00100 00084 00118

PROMEDIO 00114 000892 001346

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Cu en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 00089 mg vertimiento Cu L

CL50-96 0011 mg vertimiento Cu L

Liacutemite superior 0013 mg vertimiento Cu L

210

Tabla Carta de control de Zn en el Vertimiento

Fecha

CL 50-96

(mg Vertimiento Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

1-Jun-09 13261 09953 15620

(1) 02 JUN 2009

13261 09953 15620

(2) 02 JUN 2009

12124 10262 14204

8-Jun-09 14138 10477 16820

9-Jun-09 11203 09382 13251

PROMEDIO 127974 10005 15103

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Zn en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 100 mg vertimiento Zn L

CL50-96 128 mg vertimiento ZnL

Liacutemite superior 151 mg vertimiento Zn L

211

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE

TRATAMIENTO

212

213

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96

POR EL MEacuteTODO PROBIT

214

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA COBRE (Cu) REALIZADA EL (1)14OCT2008 STIMA DI CHI QUADRO OTTENUTA PER SOTTRAZIONE = 1004366

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

001 -20000 20 2 114

005 -13010 20 5 1028

007 -11549 20 14 1291

010 -10000 20 18 1535

015 -08239 20 20 1745

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 86668

Pendenza (b) = 27568 es = 04566

Media delle X = -11916

Media delle Y = 53818

CHI quadro = 100437

CHI quadro significativo Il fattore di eterogeneithellip

non Š utilizzato Usare molta cautela

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 00067 00005 00155

LC50 00468 00249 00687

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

215

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA CINC (Zn) REALIZADA EL (1)10MAR2009

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

010 -10000 20 0 057

050 -03010 20 3 225

070 -01549 20 7 744

100 00000 20 14 1512

150 01761 20 20 1939

Controllo 20 1 057

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 56727

Pendenza (b) = 67698 es = 13591

Media delle X = -00878

Media delle Y = 50786

CHI quadro = 22199

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00283 es = 00260

Numero di cicli = 3

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 03606 02047 04676

LC50 07955 06859 09076

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

216

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) REALIZADA EL 21ABR2008

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati

attesi

2000 13010 20 0 058

4000 16021 20 5 511

6000 17782 20 11 1052

8000 19031 20 14 1437

10000 20000 20 20 1671

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = -41965

Pendenza (b) = 52631 es = 07756

Media delle X = 17779

Media delle Y = 51609

CHI quadro = 19527

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 201996 126752 264066

LC50 558911 486347 634123

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

217

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA

RAPIDA

218

CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Generalmente el clarifloculador lleva un cono de mezcla al interior pero debido a las dimensiones que se hallaron en la hoja de disentildeo teniendo en cuenta que es un disentildeo piloto se decidio disentildear una caja de mezcla rapida

La caja de mezcla rapida funciona mecanicamente con un mezclador en su interior A continuacioacuten se muestra el esquema del disentildeo piloto 55

DISENtildeO A ESCALA PILOTO

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 60 seg

Caudal 1 Lmin

Caudal 1667E-05 m3s

Volumen 0001 m3

Altura 0001 m

Diametro 00011 m

Aacuterea 00000 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 0000376222 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

DISENtildeO A ESCALA INDUSTRIAL

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Caudal 10 Lmin

Caudal 6000E-02 m3s

Volumen 18 m3

Altura 005 m

Diametro 03386 m

Aacuterea 00900 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 011286653 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

55 ROMERO ROJAS Jairo alberto Purificacioacuten del aguaEditorial escuela colombiana de ingenieriacutea 2ordf

edicioacutenColombia 2006

219

El cilindro disentildeado no cuenta con las dimensiones miacutenimas debido a que el diaacutemetro es muy reducido de manera que para el ensayo piloto se empleo un cilindro de mayor tamantildeo

220

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS

221

222

223

224

  • Determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (Trucha arco iris)
    • Citacioacuten recomendada
      • DETERMINACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN LETAL MEDIA (CL50) DE COBRE (Cu) Y CINC (Zn) MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS (BIOENSAYOS) UTILIZANDO ALEVINOS DE ONCORHYNCHUS MYKISS (TRUCHA ARCO IRIS)
Page 6: Determinación de la concentración letal media (CL50-96) de ...

4

DEDICATORIA

Aunque este trabajo de grado apenas sea un objetivo maacutes representa un

gran logro para mi formacioacuten personal y profesional que es el tiacutetulo

Y por eso esta dedicatoria es por el conjunto de logros que representa

A mi madre por su apoyo incondicional

A mi Padre por animarme y apoyarme

Margariteichon para que pueda respirar tranquila

Mis hermanos MLU CPP y Jose

A todas aquellas personas que confiacutean creen me respetan aprecian

etc a MI Persona

Gracias a todos

GUILLERMO ANDRES

5

AGRADECIMIENTOS

A la comunidad del laboratorio de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria la cual nos ayudoacute en el proceso de desarrollo de los bioensayos y las otras actividades que sin ser estrictamente de bioensayos fueron vitales para continuar durante la investigacioacuten

Al profesor Pedro Miguel Escobar Malaver director del proyecto quien nos apoyoacute en el desarrollo de las pruebas y consecucioacuten de los objetivos del proyecto con su amplio conocimiento en el tema de bioensayos

A nuestras Madres y familiares que nos brindaron su apoyo incondicional en el proceso de conseguir el tiacutetulo como ingenieros ambientales y sanitarios

A nuestros compantildeeros quienes nos apoyaron motivaron y colaboraron para obtener el fin

A la comunidad lasallista por brindarnos las herramientas necesarias para desarrollar nuestro potencial humano y profesional

A la empresa de cincado por explicarnos los procesos que desarrollaban colaborarnos permitieacutendonos ingresar en su espacio de trabajo y realizar la toma de muestras de las aguas residuales que fueron parte fundamental del proyecto

i

CONTENIDO

paacuteg

INTRODUCCIOacuteN

1 OBJETIVOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

2 JUSTIFICACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip5

3 MARCO TEOacuteRICOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

31 TRUCHA ARCO IRIS 7

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA 8

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA 10

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS 10

314 DISTRIBUCIOacuteN 11

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS 11

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea) 12

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS

DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES 12

318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

15

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA

COMO ORGANISMO DE PRUEBA 17

32 BIOENSAYO 17

321 TIPOS DE BIOENSAYO 17

322 TOXICIDAD 18

323 PRUEBAS DE TOXICIDAD 19

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA 20

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD 21

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL 22

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD 23

328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD 24

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT 25

ii

33 METALES 27

332 METALES DE PRUEBA 29

333 COBRE 29

334 CINC 33

34 GALVANOTECNIA 37

341 Generalidades 37

342 El Proceso Galvaacutenico 37

343 Proceso de Galvanoplastia 38

344 Proceso de galvanostegia 39

345 CINCADO 41

4 METODOLOGIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL 44

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO 44

421 RECINTO EXPERIMENTAL 44

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS

ACUARIOS 45

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

46

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 47

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 48

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS

TOXICOLOacuteGICAS 48

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS 49

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas 50

432 Pruebas de sensibilidad 51

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las

distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

51

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn)

utilizando ZnCl2 51

iii

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA 53

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS 53

5 INDUSTRIA EVALUADAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip56

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDADhelliphellip56

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD 57

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de

K2Cr2O7 57

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7 59

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a

partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) 61

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu 62

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu 63

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA

CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2) 67

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn 67

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO 72

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Crudo 73

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento

Crudo 74

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

TRATADO 77

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Tratado 78

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado 79

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento

Crudo 79

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento

tratado 80

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL

VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip82

71 TEST DE JARRAS 86

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO 88

CRITERIOS DE DISENtildeO 88

iv

8 CONCLUSIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip92

9 RECOMENDACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94

10 BIBLIOGRAFIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip96

ANEXOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO

(K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON COBRE (Cu) UTILIZANDO

SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2)

166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO

180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO

TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO

IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL

LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y

CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

v

LISTA DE ANEXOS

pag

ANEXOS 102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2) 166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO 180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

vi

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento

y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores 16

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos

maacutes comunes 39

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia 40

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas 48

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos 52

Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de

cincado 55

Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7) 57

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad

con K2Cr2O7 +- 01 58

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01 59

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios

nacionales e internacionales en trucha arcoiris 61

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para

cobre (Cu) 62

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h

para Cu 62

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu 63

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu 64

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con

cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris 66

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten 66

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de

cinc (Zn) 67

Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc

(Zn) 68

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas

con Zn 68

Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) 69

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha

arcoiris 70

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten 72

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento

Crudo 73

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Vertimiento Crudo 74

vii

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con

Vertimiento Crudo 74

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo 75

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y

Legislacioacuten Antigua y Nueva 77

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las

96 horas del Vertimiento tratado 78

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

78

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el

27 de abril de 2009 79

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado 80

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas 83

Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento 86

Tabla 36 Rango de calificacioacuten 86

Tabla 37 Resultados del test de jarras 87

Tabla 38 Gradientes de velocidad 88

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador 88

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador 89

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 8

Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris 9

Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha 11

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris 12

Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad 20

Figura 6 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales 28

Figura 7 Ciclo del cobre 32

Figura 8 Ciclo del cinc 36

Figura 9 Esquema del proceso de Cincado 41

Figura 10 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino 42

Figura 11 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc 43

Figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle 45

Figura 13 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) 46

Figura 14 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris 47

Figura 15 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas 49

Figura 16 Foto Bateriacutea de ensayos 50

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7 60

Figura 18 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu 65

Figura 19Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn) 71

Figura 20 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento 76

Figura 21 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado 82

Figura 22 Esquema del disentildeo piloto 91

ix

GLOSARIO

Aleviacuteno o Aleviacuten criacutea de pez que incluye la fase comprendida entre la larva y el adulto y que en ciertos peces de agua dulce se utiliza para repoblar

Bateriacutea de ensayos combinacioacuten de diversas pruebas de toxicidad con organismos representativos de cada uno de los niveles troacuteficos

Biocenosis conjunto de organismos de especies diversas vegetales o animales que viven y se reproducen en un determinado biotopo

Bioensayo Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio1

Biomagnificacioacuten tendencia de algunos productos quiacutemicos a acumularse a lo largo de la cadena troacutefica exhibiendo concentraciones sucesivamente mayores al ascender el nivel troacutefico La concentracioacuten del producto en el organismo consumidor es mayor que la concentracioacuten del mismo producto en el organismo consumido

Biotopo territorio o espacio vital cuyas condiciones ambientales son las adecuadas para que en eacutel se desarrolle una determinada comunidad de seres vivos

Cadena aliemantaria sucesioacuten entre los organismos vivos que se nutren unos de otros en un orden determinado

Carta de control tabla utilizada para seguir cambios en el tiempo del punto final medio para un compuesto toacutexico de referencia en un organismo en particular

Cincado recubrimiento de cinc que se le realiza a los metales mejorando su aspecto visual y para protegerlos de la corrosioacuten y oxidacioacuten

CL50 (Concentracioacuten letal media) concentracioacuten en la que un contaminante causa la muerte del 50 de los organismos en exposicioacuten con el mismo

Contaminacioacuten la contaminacioacuten es cualquier sustancia o forma de energiacutea que puede provocar alguacuten dantildeo o desequilibrio irreversible o no en el medio inicial

1 Mata amp Quevedo Diccionario de la biodiversidad disponible en liacutenea en wwwinbioaccr

x

Control tratamiento que duplica todos los factores que puedan afectar el resultado excepto la condicioacuten que estaacute siendo investigada (control negativo o Blanco)

Control positivo tratamiento que evaluacutea la respuesta toacutexica con una sustancia de referencia utilizada para controlar la sensibilidad de los organismos en el momento en el cual se evaluacutea

Ecotoxicologiacutea ciencia que estudia los efectos toacutexicos provocados por los contaminantes sobre los ecosistemas

Estado de oxidacioacuten o nuacutemero de oxidacioacuten se define como la suma de cargas positivas y negativas de un aacutetomo lo cual indirectamente indica el nuacutemero de electrones que el aacutetomo ha aceptado o cedido El estado de oxidacioacuten es una aproximacioacuten conceptual uacutetil por ejemplo cuando se producen procesos de oxidacioacuten y reduccioacuten (procesos reacutedox)

Los protones de un aacutetomo tienen carga positiva y esta carga se ve compensada por la carga negativa de los electrones si el nuacutemero de protones y de electrones es el mismo el aacutetomo es eleacutectricamente neutro

Etologiacutea parte de la biologiacutea que estudia el comportamiento de los animales

Ictiologiacutea la ictiologiacutea generalmente definida como el estudio de los peces o la rama de la zoologiacutea que trata de los peces

Poiquilotermia incapacidad de regulacioacuten de la temperatura del cuerpo por lo que esta variacutea de acuerdo con la temperatura ambiental

Poiquiloteacutermico se dice de los animales llamados de sangre friacutea Perteneciente o realtivo a la poiquilotermia

Poiquilotermo poiquiloteacutermico

Pruebas de toxicidad Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Red troacutefica conjunto de relaciones entre cadenas alimentarias que existen en las especies de una comunidad bioloacutegica y que representa el flujo de materia y energiacutea que atraviesa el ecosistema

Tolerancia se refiere al porcentaje de organismos de una poblacioacuten que se veraacute afectada a una cierta dosis Asiacute la distribucioacuten de tolerancias es una cierta distribucioacuten de frecuencias o probabilidades de tolerancias a las distintas dosis del toacutexico

xi

Toxicidad aguda efecto adverso (letal o subletal) inducido sobre los organismos en prueba durante un periacuteodo de exposicioacuten al material de ensayo usualmente de pocos diacuteas

Valencia (quiacutemica) el maacuteximo nuacutemero de aacutetomos univalentes (originalmente aacutetomos de hidroacutegeno o cloro) que pueden combinarse con un aacutetomo del elemento en consideracioacuten o con un fragmento o para el cual un aacutetomo de este elemento puede ser sustituido

Xenobioacutetico se deriva del griego xeno (extrantildeo) y bio (vida) Se aplica a los compuestos cuya estructura quiacutemica en la naturaleza es poco frecuente o inexistente debido a que la mayoriacutea de ellos son compuestos sintetizados por el hombre en el laboratorio La mayoriacutea han aparecido en el medio ambiente durante los uacuteltimos 100 antildeos

xii

ABSTRACT

This investigation was to determine the median lethal concentration (LC50-96) to

bull The reference toxicant potassium dichromate (K2Cr2O7) which will determine the sensitivity of species to the toxics (initial stage)

bull Copper (Cu) which uses copper sulfate pentahydrate (CuSO4 bull 5H2O) AR

bull Zinc (Zn) which uses zinc chloride (ZnCl2) AR

bull Dumping from the zinc process (before treatment and after treatment) with the presence of copper (Cu) and zinc (Zn)

The determination of the median lethal concentrations LC50-96 was performed by bioassay which consisted of toxicological testing at different concentrations (five) and control for a total of six lines of test Where was search to assess the relative strength of toxic metal agents of [copper (Cu) and zinc (Zn)] on aquatic organism In this case using rainbow trout (Onchorhynchus mykiss) fingerling for their degree of sensitivity to organic pollution and slight changes in their ecosystem historic translocation across continents easily adaptable to artificial feeding high degree of domestication and interesting life cycle Each test was made in quadruplicate in Fishbowls (24 total) and were used in 5 fingerling rainbow trout per aquarium for a total of 120 fingerlings per test The tests were not renewed (Do not supply food or aeration during the experiment) and had a duration of 96 hours The test be based on observing the number of dead fish on control and at different concentrations (five) at (3 6 24 48 72 and 96) hours of exposure these readings were taken on a sheets of control The final reading was at 96 hours that was used Probit statistical analysis and thus determined the LC50-

96 (dose-response) only for the definitive tests which are those observed a mortality rate of 0 for the lowest concentration and 100 for the highest concentration in a phased manner across the five (5) concentrations When found the range of the definitive tests was ten (10) replicas to verify the accuracy of the test Was also carried out a pilot design of industrial waste water treatment (clarifier) by a discharged zinc industry to remove the pollutant load to the dumping of industry and thus realizing achieve an environmentally safe for aquatic ecosystems

xiii

RESUMEN

El trabajo de grado consistioacute en determinar las Concentraciones Letales medias (CL50-96) para

El toacutexico de referencia dicromato de potasio (K2Cr2O7) con el cual se determinoacute la sensibilidad de la especie a los toacutexicos (etapa inicial)

Cobre (Cu) en forma de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) grado analiacutetico

Cinc (Zn) en forma de cloruro de cinc (ZnCl2) grado analiacutetico

El Vertimiento procedente del proceso de una industria de cincado (antes del tratamiento y post-tratamiento) en la cual se encontraban presentes los metales en estudio (Cu y Zn)

La determinacioacuten de estas Concentraciones Letales medias CL50-96 se realizoacute mediante bioensayos que consistieron en hacer pruebas toxicoloacutegicas a diferentes concentraciones (cinco) y un blanco para un total de seis liacuteneas de prueba Donde se buscoacute evaluar la potencia relativa de los agentes metaacutelicos toacutexicos [cobre (Cu) y cinc (Zn)] sobre organismos acuaacuteticos En este caso se utilizaron alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus mykiss) por su grado de sensibilidad a las contaminaciones orgaacutenicas y a los cambios leves en sus ecosistemas histoacuterica de la traslocacioacuten a traveacutes de los continentes faacutecil adaptacioacuten alimentacioacuten artificial alto grado de domesticacioacuten y sus interesante ciclo de vida

Cada prueba se hizo por cuadruplicado en peceras (24 en total) y en cada pecera se utilizaron 5 alevinos de trucha arcoiris para un total de 120 alevinos por prueba Las pruebas fueron sin renovacioacuten (No se suministro aireacioacuten ni alimento durante el experimento) y tuvieron una duracioacuten de 96 horas

Las pruebas consistieron en observar el nuacutemero de peces muertos en el blanco y en las diferentes concentraciones (cinco) a las (3 6 24 48 72 y 96) horas de exposicioacuten llevaacutendose registro de estas lecturas en hojas de control Las lecturas definitivas fueron las de las 96 horas datos que se utilizaron para hacer el anaacutelisis estadiacutestico con el programa Probit y de esta manera se determinoacute la CL50-96 (relacioacuten dosis-respuesta) para las pruebas definitivas las cuales son en las que se observa un porcentaje de mortalidad entre 0 para la concentracioacuten maacutes baja y 100 para la de mayor concentracioacuten de forma escalonada entre las cinco (5) concentraciones Cuando se halloacute el rango de las pruebas definitivas se realizaron diez (10) reacuteplicas de la prueba definitiva para comprobar la exactitud de la prueba

Adicionalmente se realizoacute un disentildeo piloto de un tratamiento de aguas residuales industriales (clarifloculador) para remover la carga contaminante al vertimiento de la industria y de esta manera lograr alcanzar una concentracioacuten ambientalmente segura para los ecosistemas acuaacuteticos

1

INTRODUCCIOacuteN

Los procesos de desarrollo del mundo actual dependen en gran medida de productos quiacutemicos para satisfacer sus necesidades en general como por ejemplo alimentarias en salud ambientales industriales agriacutecolas y de la vida diaria en general

Muchos de estos productos quiacutemicos (xenobioacuteticos) al cumplir su vida uacutetil presentan un riesgo para el entorno deterioraacutendolo de manera intriacutenseca cuando algunos de estos compuestos sobrepasan la capacidad de resiliencia del entorno afectando los factores bioacuteticos y abioacuteticos generando un entorno ambientalmente inseguro y de esta manera alterando directamente la biocenosis que sineacutergicamente a su vez afecta la salud humana (egoceacutentricamente hablando)

A pesar de la evidencia de tiempo atraacutes que se tiene acerca de la relacioacuten de los efectos toacutexicos de los xenobioacuteticos sobre el entorno la biocenosis y la salud humana las poliacuteticas ambientales la gestioacuten ambiental efectiva y la conciencia de la poblacioacuten en algunas naciones tienen una visioacuten precaria y no muy responsable con el medio ambiente

En paiacuteses desarrollados estas falencias son parcialmente compensadas con los resultados de las pruebas de toxicidad con organismos vivos (bioensayos) que son utilizadas para saber el grado de peligrosidad de una sustancia para el entorno la biocenosis y la salud humana ademaacutes de las metodologiacuteas convencionales para el control y el monitoreo ambiental

Histoacutericamente el uso de meacutetodos bioloacutegicos para deteccioacuten de sustancias nocivas o peligrosas se registra desde 1776 cuando se realizaron pruebas de glifosato con ratas para hallar la concentracioacuten limite a comienzos del siglo en 1893 se realizaron unas diluciones de bioensayos para un estudio de Glycosylated Triketide Delta Lactones Universite Catolique de Louvain en el siglo XX en el antildeo de 1922 se utilizaron en un estudio de endocrinoloacutegico Fundacioacuten Rockefeller en 1930 se desarrollo el primer bioensayo para probar el Prolactin en mamiacuteferos Universidad de Missouri el uso de bioensayos con peces se inicia hacia 1940 y las pruebas con invertebrados y algas se reportan a lo largo de la deacutecada del 50 Actualmente las evaluaciones toxicoloacutegicas integran diferentes niveles poblacionales comunidades o ecosistemas que permiten identificar los elementos bioloacutegicos en riesgo

El concepto de bioensayo o prueba de toxicidad se deriva de la toxicologiacutea claacutesica Su definicioacuten ha sido m odificada adaptada y extendida al diagnoacutestico y manejo ambiental Estas teacutecnicas bioanaliacuteticas son consideradas complementarias de los anaacutelisis fisicoquiacutemicos convencionales y son alternativas eficaces para la prediccioacuten de niveles seguros de concentracioacuten

2

En Colombia existe una normatividad sobre gestioacuten conservacioacuten y control de los recursos naturales y el medio ambiente Sin embargo no hay una gestioacuten ambiental efectiva para su cumplimiento ni una conciencia ni un compromiso ciudadano para hacerla cumplir En el paiacutes el uso de los bioensayos es una praacutectica no muy difundida y la cantidad de estos anaacutelisis es todaviacutea precaria para la demanda real del mercado

El control y cumplimiento de las normas es llevado a cabo por distintas entidades gubernamentales en el caso especifico del recurso agua este control implica efectuar caracterizaciones fiacutesicas quiacutemicas y bacterioloacutegicas de las diferentes fuentes donde lo datos obtenidos se comparan con los paraacutemetros de referencia de las normas variando de acuerdo con el uso del recurso

Haciendo referencia a las pruebas de toxicidad en las normas el decreto 1594 de 1984 ldquoUsos del agua y residuos liacutequidosrdquo en el artiacuteculo 45 define los criterios de calidad admisible para la preservacioacuten de fauna y flora y en eacutel se enumeran las diferentes sustancias de intereacutes sanitario con sus respectivos valores de concentracioacuten letal media hallados En eacutel artiacuteculo 46 se hace referencia a que la autoridad ambiental competente deberaacute establecer mediante pruebas de toxicidad (bioensayos) los valores de concentracioacuten letal media En la Resolucioacuten 357 de 2009 se establecen los valores de referencia para los vertimientos realizados a la red de alcantarillado en el distrito capital y ademaacutes se nombran los valores de CL50-96 como los objetivos de calidad de aguas de la cuenca del rio Bogotaacute para el antildeo 2020 en el Acuerdo 43 de la CAR de 2006 Esta investigacioacuten es un bioensayo en el que se determina la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y cinc (Zn) utilizando trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se realiza un disentildeo de un tratamiento piloto a escala de laboratorio para el vertimiento de una industria de galvanotecnia que contiene los metales de intereacutes [cobre (Cu) y cinc (Zn)] al cual se determina la concentracioacuten letal media (Cl50-96) antes del tratamiento y post-tratamiento

En los ensayos se usoacute como organismo de prueba alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) que es una especie de trucha nativa de la costa pacifica de Ameacuterica del norte introducida en lagos y arroyos de todo el mundo y que en Colombia fue introducida hacia 1939

Esta especie de trucha es propicia para las pruebas de toxicidad por diversos motivos entre ellos que no tolera las poluciones acuaacuteticas es muy sensible a las contaminaciones orgaacutenicas y que se tiene gran conocimiento de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten y manejo

Por otro lado el cobre (Cu) y cinc (Zn) son dos metales (xenobioacuteticos) generalmente vertidos en actividades industriales y que por sus

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caracteriacutesticas en concentraciones nocivas pueden generar graves afectaciones al medio ambiente y a la salud en los seres humanos

La investigacioacuten se realizoacute en varias fases primero se hizo el disentildeo experimental segundo la fase de acondicionamiento que consistioacute en preparar el laboratorio para mantener en condiciones oacuteptimas de vida los alevinos de trucha y tercero se realizaron las pruebas toxicoloacutegicas fase en la que se montaron las bateriacuteas de ensayo

Los resultados fueron analizados mediante meacutetodos estadiacutesticos y se compararon los resultados con otros estudios similares realizados

Este documento contiene la teoriacutea de la trucha arco iris de los bioensayos y de las industrias de galvanotecnia la explicacioacuten fase a fase de la investigacioacuten en la metodologiacutea y los resultados y anaacutelisis de resultados del bioensayo

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1 OBJETIVOS

General

Determinar la concentracioacuten letal media (CL50) de cobre (Cu) y cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (trucha arco iris)

Especiacuteficos

Determinar la sensibilidad de los alevinos de Oncorhynchus mykiss expuestos al Dicromato de Potasio

Realizar los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de la muestra ambiental de la industria de Galvanotecnia

Determinar la CL50 de los vertimientos de la industria de Galvanotecnia antes y despueacutes del pretratamiento a nivel de laboratorio

Proponer y disentildear a escala de laboratorio el pretratamiento para disminuir los niveles de toxicidad del efluente de la industria de Galvanotecnia

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2 JUSTIFICACIOacuteN

La investigacioacuten se realizoacute para saber la concentracioacuten que causa el 50 de muertes de una poblacioacuten de alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus Mykiss) en 96 horas al ser expuestas a Cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos)

Los bioensayos se realizan para estimar la sensibilidad de los organismos hacia los toacutexicos en este caso Cobre(Cu) y Cinc (Zn) a su vez se utilizan como criterios de calidad ambiental para hacer la legislacioacuten actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) mas rigurosa y por otro lado si se usan conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para la descarga de contaminantes toacutexicos (vertimientos) y garantizar la calidad ambiental de los ecosistemas acuaacuteticos2

Si la legislacioacuten ambiental de vertimientos actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) se modificara hacieacutendola maacutes estricta el estado disminuiriacutea sus gastos en saneamiento hiacutedrico debido a que no tendriacutea que invertir en medidas correctivas de los efectos negativos de la contaminacioacuten

El aporte social a traveacutes de la obtencioacuten de datos como las concentraciones letales de metales pesados como cinc (Zn) y cobre (Cu) es de gran utilidad para mejorar la normatividad colombiana de vertimientos de esta manera impactando positivamente en la sociedad incrementando la calidad de vida de la misma

En la medida que se controlen o prohiacuteban vertimientos con concentraciones de cinc (Zn) cobre (Cu) y otros metales pesados sobre cuerpos de agua se lograraacute mejorar la calidad de vida del ser humano creando un equilibrio entre el medio ambiente y el hombre en pro de un desarrollo sustentable y se protegeraacuten los intereses sociales que representan los recursos naturales los cuales son el sustento para gran parte de la poblacioacuten colombiana tambieacuten se deben proteger ya que son invaluables para el desarrollo y de la humanidad

Los resultados obtenidos de este trabajo de investigacioacuten se adecuan a la realidad y condiciones nacionales de los ecosistemas acuaacuteticos protegiendo de una manera maacutes efectiva la calidad del recurso hiacutedrico y la cadena troacutefica de los diversos ecosistemas Ademaacutes permiten evaluar y fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental permitiendo tener un control efectivo sobre los vertimientos industriales

2Adaptado de DIacuteAZ B Maria C SOBRERO Cecilia PICA G Yolanda Capiacutetulo 6 Aseguramiento y

Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA

(Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

6

La prevencioacuten y maacutes auacuten la correccioacuten de los efectos negativos de la contaminacioacuten son muy costosos es asiacute que paiacuteses como Estados Unidos Japoacuten y los europeos han incorporado a su rigurosa legislacioacuten de control de calidad del ambiente criterios que surgen de los bioensayos3

Los resultados de esta investigacioacuten serviraacuten de soporte para ser parte de un compilado de estudios que el programa de Ingenieriacutea Ambiental Y Sanitaria similares con metales pesados que seraacuten presentados ante la autoridad ambiental competente en un proyecto para modificar las leyes actuales sobre usos de agua y residuos liacutequidos especiacuteficamente en lo referente a las sustancias de intereacutes sanitario volvieacutendolas mas responsables con su entorno y ambientalmente seguras para los que viven y circundan en el radio de accioacuten de las descargas contaminantes

3 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -

Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe) Argentina

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3 MARCO TEOacuteRICO

Este capiacutetulo que incluye una definicioacuten de trucha arco iris y una descripcioacuten de su anatomo-fisiologiacutea ecologiacutea desarrollo distribucioacuten alimentacioacuten comportamiento tolerancia a las diferentes variables ambientales y criterios de seleccioacuten ademaacutes incluye la definicioacuten de bioensayo tipos de bioensayo pruebas de toxicidad toacutexicos de referencia cartas de control de calidad preparacioacuten de las soluciones de control replicabilidad y sensibilidad meacutetodos estadiacutesticos para el anaacutelisis de resultados de pruebas de toxicidad anaacutelisis de regresioacuten y anaacutelisis Probit por otro lado una introduccioacuten breve a los metales y metales de prueba finalmente una descripcioacuten de el sector de galvanotecnia las generalidades el proceso galvaacutenico el proceso de galvanoplastia galvanostegia y cincado

31 TRUCHA ARCO IRIS

Taxonomiacutea la trucha comuacuten europea fue denominada como Salmo trutta Salmo es el geacutenero y al antildeadir trutta (epiacuteteto especiacutefico) define la especie Este sistema binomial se ha ampliado para incluir las subespecies en un sistema trinomial asiacute Salmo trutta fario es una variedad o subespecie del tronco Salmo trutta

La trucha se denomina salmo per debido al Orden el taxoacuten mayor situado inmediatamente por encima del nivel familiar se forma con la adicioacuten de ldquoiformesrdquo al tronco aun geacutenero de ahiacute Salmoniformes

Antiguamente el nombre geneacuterico de la trucha era salmo para designar especies de la costa de Ameacuterica del norte pero seguacuten los taxonomistas la truchas nativas de las cuencas del Paciacutefico- Norte se encuentran geneacutericamente maacutes cerca del salmoacuten del Paciacutefico Oncorhynchus en la actualidad debido a los trabajos presentados en Junio de 1988 por la American Society of Ichthyologist and Herpetologists a la American Fisheries Societyrsquos Committee on Names of Fishes se aceptoacute Oncorhynchus como nombre geneacuterico maacutes apropiado para designar a todas las truchas nativas de la cuenca del Paciacutefico4

Clasificacioacuten cientiacutefica la trucha arco iris pertenece a la familia Salmoacutenidos dentro del orden Salmoniformes Se clasifica como Oncorhynchus mykiss

4Basado en BLANCO CACHAFEIRO M Carmen La trucha Criacutea industrial Mundi-Prensa Libros 1995

503 p [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en

httpbooksgooglecomcobooksid=wRQIRsvUbu0Campprintsec=frontcover3 Pg 37

8

Nombre comuacuten de una especie de trucha muy apreciada por los pescadores Es originaria de Norteameacuterica pero ha sido introducida en arroyos y lagos de agua friacutea de todo el mundo

Es un pez con el dorso verdoso y los flancos maacutes claros y con una banda irisada que recorre todo su cuerpo Presenta numerosas manchas negras en el dorso flancos y sobre las aletas dorsal adiposa y caudal Su tamantildeo depende de la abundancia de comida y de la temperatura del agua En algunos arroyos los adultos miden entre (25 ndash 30) cm y pesan 05 kg mientras que en otros alcanzan los 114 cm y los 15 kg Los ejemplares que emigran al mar miden entre (50 - 75) cm y pesan entre (35 - 55) kg aunque se han capturado ejemplares de hasta 19 kg

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 5

Fuente Eric Engbretson US Fish and Wildlife Service 2009

Las truchas son peces que ocupan en la naturaleza espacios acuaacuteticos con aguas puras y cristalinas que habitan en cauces con notables desniveles topograacuteficos que originan raacutepidos saltos y cascadas tiacutepicos de los riacuteos de alta montantildea La trucha arco iris prefiere las corrientes moderadas y ocupa generalmente los tramos medios donde el riacuteo se ensancha con fondos pedregosos y moderada vegetacioacuten

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA

3111 Esqueleto

La trucha tiene un esqueleto oacuteseo siendo la columna vertebral el eje del cuerpo La trucha posee de 28 a 29 veacutertebras firmemente unidas mediante tejido conectivo asiacute la columna puede ser faacutecilmente curvada Los peces poseen unas costillas intramusculares falsas eso minuacutesculos huesecillos en forma de ldquoYrdquo

5 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation

httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

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Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris

Fuente Adaptado de STEPHEN DRUMMOND SEDGWICK 1988 y Notas de Ictiologiacutea DeNauticos 2006

3112 Respiracioacuten

El agua contiene solamente alrededor del 5 de la cantidad de oxiacutegeno que hay disponible en el aire Este nivel es todaviacutea mas bajo cuando aumenta la temperatura del agua Por lo tanto el aparato respiratorio de los peces se ha adaptado para ser maacutes eficiente El oacutergano principal son las branquias o agallas Estaacuten formadas por unas laminillas cubiertas por un fino epitelio por el cual se produce el intercambio gaseoso la toma de oxigeno y la eliminacioacuten de dioacutexido de carbono Este epitelio si fuese extendido tendriacutea una superficie 10 veces mayor que la del cuerpo del pez Las branquias de la trucha consisten en dos conjuntos de cuatro arcos branquiales Debido a la gran fragilidad de las branquias estaacuten protegidas por el opeacuterculo (Pieza generalmente redonda que a modo de tapadera sirve para cerrar ciertas aberturas p ej las de las agallas de la mayor parte de los peces la concha de muchos moluscos univalvos o las caacutepsulas de varios frutos) El flujo de agua a las branquias es continuo y unidireccional establecido por un sistema de bombeo El resultado es que agua entra por la boca y sale por el opeacuterculo pasando a traveacutes de las branquias donde se produce el intercambio gaseoso

Sistema circulatorio - excretor

La trucha tiene un sistema circulatorio sencillo El corazoacuten bombea sangre hacia las branquias para su oxigenacioacuten y de ahiacute va por los capilares a los tejidos La sangre venosa retorna al corazoacuten El corazoacuten consta de tres caacutemaras el seno la auriacutecula y el ventriacuteculo En todo cuerpo animal hay un aporte constante de materiales asiacute como un barrido de deshechos en los tejidos El principal producto residual de la trucha es el amoniaco (NH3) que es eliminado en una alta proporcioacuten por las branquias asiacute como el anhiacutedrido carboacutenico (CO2) Otras partes maacutes pequentildeas de sustancias nitrogenadas y otros productos degradados son filtrados por el rintildeoacuten

10

El rintildeoacuten es un oacutergano oscuro alargado ubicado inmediatamente por debajo de la espina dorsal y por encima de la vejiga natatoria se extiende desde la cabeza hasta el comienzo de la cola Del rintildeoacuten salen los ureacuteteres por lo que es conducida la orina hacia la vejiga urinaria y de ahiacute al seno urogenital

Para los peces de agua dulce el rintildeoacuten es maacutes importante que para los de agua salada ya que por ellos se elimina el exceso de agua La concentracioacuten salina del agua es mucho maacutes baja que la de las ceacutelulas de la trucha por lo que el agua tiende a difundir en las branquias hacia la sangre Esta agua debe ser eliminada funcioacuten que compete al rintildeoacuten las sales son en gran parte reabsorbidas por lo que la orina abundante es mas diluida que la sangre6

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA

3121 Haacutebitat

Los riacuteos se pueden dividir en cuatro franjas de acuerdo con la rapidez de la corriente que se denominaran seguacuten la especie predominante asiacute zona de Salmoacutenidos zona del Tiacutemalo zona de los Barbos y zona de las Bremas No todos los riacuteos tienen estas cuatro zonas y por supuesto hay lugares de transicioacuten entre ellas donde conviven los distintos peces ver Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha Los salmoacutenidos especialmente la trucha arco-iris pero tambieacuten el tiacutemalo gobio madrilla locha y el piscardo predominan en la zona del tiacutemalo que son zonas un poco mas bajas en las que el riacuteos son un poco mas profundos y con el agua un poco mas lenta y caacutelida7

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS

El desarrollo de la trucha arco iris ocurre en varias etapas que van desde ser alevinos hasta alcanzar la edad madura como se puede ver en la Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris

Una caracteriacutestica muy peculiar de los salmoacutenidos es que sus oacuterganos sexuales presentan en los primeros periacuteodos de vida una cierta indiferenciacioacuten es decir no es posible determinar microscoacutepicamente si la glaacutendula sexual de un ejemplar es testiacuteculo u ovario

6 lthttpwwwrevistaaquaticcomasociacionesPirineosPescaspindexhtmgt Red Pirineos-Pesca 2001

Anatomiacutea y fisiologiacutea de la trucha [web en liacutenea] [con acceso el 14 de Diciembre de 2008] 7 Id Ecologiacutea de la trucha haacutebitat y alimentacioacuten

11

Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha

Fuente Red Pirineos-Pesca 2001

Este fenoacutemeno es denominado gonocorismo indiferenciado y lo presentan truchas y salmones en los primeros meses de vida de tal forma que aproximadamente hasta los cuatro meses estos oacuterganos no adquieren la estructura histoloacutegica y funcional tiacutepica8

314 DISTRIBUCIOacuteN

Desde el pacifico oriental a Alaska y a baja California Este es uno de los peces maacutes ampliamente introducido en el mundo por lo menos en 50 paiacuteses lo cual hace su presencia virtualmente global En los paiacuteses tropicales donde ha sido introducido solo se encuentra por encima de los 1200 msnmm (metros sobre el nivel medio del mar)

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS

La mayoriacutea de los adultos consume insectos moluscos crustaacuteceos huevos de peces y otros pequentildeos peces (incluyendo otras truchas) La mayoriacutea de los joacutevenes se alimentan de zooplancton Las poblaciones oceaacutenicas son vulnerables a los peces grandes pinniacutepedos y Odontocetos Las

8 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 43

12

poblaciones de agua dulce son depredadas por grandes peces nutrias osos y paacutejaros

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arcoiris

Fuente Adaptado de Taupo for Tomorrow Tongariro National Trout Centre [web en liacutenea] disponible

en lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea)

Los adultos defienden agresivamente los territorios de alimentacioacuten Todas las poblaciones de truchas arco iris son oportunistas con respecto a la migracioacuten ya que son capaces de migrar o por lo menos para adaptarse al agua del mar de acuerdo a los factores ambientales Demostrando la versatilidad de adaptacioacuten y comportamiento de esta especie9

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES

9 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael

Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

13

3171 Temperatura La trucha arco iris como todos los peces no tiene capacidad propia para regular su temperatura corporal pues esta depende totalmente del medio acuaacutetico en el que viva Es pues la trucha un animal poiquilotermo a diferencia de los llamados homeotermos como los mamiacuteferos que tienen siempre su propia temperatura con independencia del medio en el que se encuentren

De esta peculiar caracteriacutestica bioloacutegica se resalta la extraordinaria importancia que tiene en salmonicultura la temperatura del agua que abastece una piscifactoriacutea Esta tiene una incidencia directa sobre la biologiacutea de los salmoacutenidos condiciona la maduracioacuten de las goacutenadas de los reproductores existentes en la instalacioacuten el tiempo de incubacioacuten de los huevos hasta su eclosioacuten asiacute como sobre el ritmo mensual de crecimiento de alevinos y adultos y especialmente sobre el grado de actividad metaboacutelica Indirectamente influye de forma fundamental en el agua de cultivo pues la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en ella la concentracioacuten de productos metaboacutelicos [amoniacuteaco (NH3)] el tiempo y grado de descomposicioacuten de los materiales depositados en el fondo de los estanques dependen precisamente de la temperatura

Los cambios bruscos de temperatura son muy mal tolerados por los organismos que se cultivan a nivel industrial por lo que se requieren aguas estables con escasas variaciones teacutermicas diarias

La temperatura del agua interviene en el grado de actividad metaboacutelica de las truchas en aguas friacuteas las truchas apenas ingieren alimento y su crecimiento es lento en temperaturas altas la trucha es muy voraz10

3172 Salinidad

La salinidad puede ser importante no soacutelo para la supervivencia de la trucha sino tambieacuten debido a la intrusioacuten de aguas salinas en la parte alta de algunos sistemas fluviales Los efectos de la salinidad que se presentan en la trucha son de dos clases tanto directos como el balance ioacutenico (por ejemplo cambios en la tasa de crecimiento yo supervivencia) y los indirectos (por ejemplo cambios en el tipo y la disponibilidad de presas o la claridad del agua)11

10 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit Pg 61 40

11 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of Rainbow trout (Oncorhynchus

mykiss) and Brown trout (Salmo trutta) with special reference to Western Australia A review Published

by Department of Fisheries Perth Western Australia November 2001 5 p

14

3173 pH

Los riacuteos con aguas alcalinas suelen albergar una fauna salmoniacutecola superior pues la alcalinidad o riqueza mineral promueve la existencia de animales acuaacuteticos de los que se alimenta la trucha a diferencia de las aguas aacutecidas que son maacutes pobres desde el punto de vista bioloacutegico Sin embargo en salmonicultura se prefieren las aguas ligeramente aacutecidas pues los productos toacutexicos procedentes de la alimentacioacuten artificial de los peces muestran en estas condiciones efectos amortiguados12

Edwards (1978) declaroacute que el pH gt 9 puede matar a los salmoacutenidos especialmente sensible en el huevo y matar en las etapas tempranas

3174 Oxiacutegeno Disuelto

Uno de los factores maacutes importantes que determinan la supervivencia de la trucha es la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en el agua Para muchas especies de salmoacutenidos la exposicioacuten a bajos niveles de oxiacutegeno disuelto aprox menor a (50 - 60) mgL puede causar la muerte (y Doudoroff Shumway 1970 en Weithman y Haas 1984) La concentracioacuten de oxiacutegeno ha sido identificado como factor critico para la supervivencia de O mykiss en el desove (Rubin 1998) Una correlacioacuten es que el aumento de temperatura del agua trae consigo una disminucioacuten de concentracioacuten de OD que a su vez la trucha necesita para vivir

Como consecuencia se aumentan con ella las necesidades de la trucha de oxiacutegeno pues como hemos visto los peces al ser animales poiquilotermos su actividad metaboacutelica es proporcional a la temperatura del agua dentro de unos liacutemites (Wieniaski 1971) Esta actividad esta concatenada con el aumento de la degradacioacuten orgaacutenica que se acelera con las altas temperaturas y como resultado de esta combinacioacuten de factores se aumenta el consumo de oxigeno (DBO y DQO)

La cantidad de peces finales en un criadero es menor asimismo aumenta el riesgo de incidencia de las patologiacuteas en los peces esto debido a que con la mayor temperatura hay mayor proliferacioacuten de microorganismos incluyendo los agentes patoacutegenos 3175 Amoniacuteaco

El amoniacuteaco (NH3) es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados producidos por los peces La Toxicidad del amoniacuteaco depende de la cantidad de amoniaco no-ionizado presente que a su vez depende de eacutel pH la temperatura y la salinidad del agua En condiciones naturales el amoniacuteaco no presenta mayor problema para el crecimiento de los peces ya

12 Id P 5

15

que se puede diluir en grandes cuerpos de agua y tiene una reduccioacuten de la toxicidad en las aguas aacutecidas o neutras (Barton 1996) En las condiciones de cultivo intensivo o en aguas altamente alcalinas (pH gt 9) el amoniacuteaco puede tener efectos sub-letales como una reduccioacuten de la tasa de crecimiento o pueden ser muy toacutexicos (Stickney 1991) en el total de los niveles de amoniaco por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 (Hellawell 1986) Los problemas con el Amoniacuteaco tambieacuten pueden ser frecuentes en riacuteos y embalses donde el amoniacuteaco se utiliza como abono en las zonas de captacioacuten (por ejemplo las zonas de agricultura) El amoniacuteaco se mide normalmente (como NH3-N) y el nitrito (NO2-N) que son los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces En las aguas naturales es extrantildeo encontrar el nitrito ya que se convierte en nitrato (NO3-N) por descomposicioacuten bacteriana (Stickney 2000) El nitrato es mucho menos toacutexico que el amoniacuteaco pero combinado con el nitrito es uno de los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces de agua dulce (Westin 1974)

A diferencia de muchos otros compuestos el amoniacuteaco es maacutes toacutexico en aguas alcalinas Esto se debe a la desionizacioacuten de la forma maacutes inerte del amoniacuteaco (amonio - NH4

+) a la forma mas toacutexica (NH3) en aguas alcalinas (Barton 1996) usualmente con pH gt 8 (Stevensen 1987 Stickney 1991)13 3176 Dureza del agua

La dureza del agua es el total de sales (iones) de calcio y magnesio medidos en el agua (Wedemeyer 1996) pero en general se expresa en teacuterminos del carbonato de calcio total (CaCO3) en el agua por lo menos en aguas con bajos o nulos niveles de cloro La dureza del agua es un paraacutemetro importante en la criacutea de los salmoacutenidos debido a los efectos de solubilidad en otros iones14

Las variables ambientales mencionadas anteriormente son primordiales para el crecimiento y supervivencia de la trucha varios autores sentildealan diferentes valores a estos paraacutemetros reflejando las diferencias geograacuteficas entre las distintas poblaciones como se puede ver en la tabla 1 318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Las truchas arco iris tiene mejor crecimiento que las comunes y se adaptan faacutecilmente a la alimentacioacuten artificial siendo eacuteste entre otros los motivos de ser una tiacutepica especie de cultivo

13 Molony Brett Op Cit P 8

14 Id P 9

16

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores

Paraacutemetro Sedgwick

(1985) Stevenson

(1987) Barton (1996)

Wedemeyer (1996)

Brannon (1991)

Temperatura(0C)

10 - 15 (G) (Mejor lt 21

letal gt 25 ndash 27 (S)

10 - 16 (G) (Mejor debajo

de 20 letal gt 25 (S))

10 - 22 (G) gt 265 (S))

9- 16 (G) (lt26 (S))

Salinidad 000 0 - 30 (S)

pH 70-75 (G)

(No menor a 60 (S))

70 - 76 (G) (No por

debajo de 60 (S))

65 - 80 (G) 70 - 8-0 (G) (60 - 90)(S)

67 - 85 (G)

Oxiacutegeno disuelto (mgL)

gt 7 (S) 70 (G)

Calcio (dureza) (mgL

gt150(G) 10- 400(G) 50 - 200 (S) gt 50 mejor (G) (4

-160 (S))

Fuente Adaptado de Molony Brett Ibid P 28

Las truchas toleran mal las poluciones acuaacuteticas y son muy sensibles a las contaminaciones orgaacutenicas asiacute como a numerosos productos que de forma accidental se encuentran ocasionalmente en las aguas15

Los salmoacutenidos y especialmente la trucha arco iris hoy en diacutea se considera una especie de alto grado de domesticacioacuten debido al conocimiento que se tiene de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten manejo etc Las truchas de criaderos se denominan ldquodomeacutesticasrdquo para diferenciarlas de aquellas otras que viven libremente en el medio natural16

Los salmoacutenidos son el grupo de peces de los maacutes estudiados en todo el mundo debido a su alto valor la tasa de crecimiento bioloacutegicamente interesante ciclo de vida y la historia de la translocacioacuten a traveacutes de muchos continentes Como resultado hay un gran volumen de literatura disponible sobre la biologiacutea y la ecologiacutea de este grupo de peces Muchos de estos estudios son uacutetiles para las investigaciones preliminares de la translocacioacuten potencial de cepas especiacuteficas de trucha a los nuevos lugares que puedan estar en los extremos de tolerancia de la trucha17

15 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 40

16 Id P 55

17 Molony Brett Op Cit P 2

17

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA COMO ORGANISMO DE PRUEBA

Utilizar organismos provenientes directamente del haacutebitat natural puede distorsionar los resultados obtenidos por fuentes de variabilidad no previstas como nutricioacuten dinaacutemica de la poblacioacuten estreacutes por depredacioacuten etc (Sosnowski et al1979) Estas variables pueden ser controladas o eliminadas con las poblaciones de laboratorio ademaacutes el entrecruzamiento consanguiacuteneo que ocurre a lo largo del tiempo en esas poblaciones resulta en una considerable reduccioacuten de la variabilidad geneacutetica (Lewontin 1974)

Por otra parte a causa de la complejidad del medio ambiente acuaacutetico y de las comunidades bioloacutegicas que lo integran es difiacutecil establecer el grado de deterioro que afecta a las especies o comunidades acuaacuteticas Por esta razoacuten es conveniente realizar bioensayos utilizando organismos vivos en condiciones controladas de laboratorio Sin embargo el objetivo primordial de un bioensayo es reflejar la realidad de coacutemo afectariacutea a los organismos vivos en su medio natural y para ello es recomendable paralelamente investigar continuamente las comunidades en su propio haacutebitat (Villamar 1996)18

32 BIOENSAYO

Definicioacuten 1 Uso de organismo(s) vivo(s) como un agente de prueba para la detectar la presencia o concentracioacuten de un compuesto quiacutemico o un efecto ambiental adverso usaacutendolo como bioindicador

Definicioacuten 2 Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio (Mata amp Quevedo 1998)19

321 TIPOS DE BIOENSAYO

Los bioensayos se clasifican principalmente en bioensayos de toxicidad aguda y croacutenica

18 Mac-Quhae Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa

(Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH)

Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

19 Diccionario de la Biodiversidad Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica [publicacioacuten en

liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

18

Bioensayos de toxicidad aguda

Son aquellos que cuantifican la alteracioacuten causada por alguna sustancia toacutexica sobre los organismos de una especie esta alteracioacuten es observada sobre paraacutemetros que alteran funciones vitales de un organismo ya sea mortalidad inmovilidad o alteracioacuten en la tasa de crecimiento

Bioensayos de toxicidad croacutenica

Cuantifican los efectos en el desarrollo reproduccioacuten o viabilidad poblacional de una especie determinada expuesta a un toxico por un tiempo no inferior al 20 de su ciclo de vida

Existen muchas formas de determinar la toxicidad para medir la respuesta de los organismos a los xenobioacuteticos y aunque los efectos bioquimicos fisioloacutegicos reproductivos y de comportamiento son de gran utilidad el indicador comuacutenmente maacutes utilizado es la muerte del organismo de prueba Para ensayos agudos uno de los valores mas utilizados es la CL50 [concentracioacuten de un xenobioacutetico que causa al 50 de la poblacioacuten en un tiempo determinado generalmente (48 ndash 96) horas]

Para ensayos croacutenicos aunque tambieacuten para los agudos se pueden estimar la concentracioacuten segura o a la cual no se observa efecto en teacuterminos bioloacutegicos de la siguiente manera

La concentracioacuten maacutes alta a la cual no se observa efecto (NOEC) La concentracioacuten maacutes baja a la que se observa efecto (LOEC) La concentracioacuten efectiva (CE) correspondiente a una estimacioacuten de

la concentracioacuten del toacutexico que puede causar un efecto adverso observable mediante una respuesta discreta en un porcentaje dado de organismos

Concentracioacuten letal (CL) la cual corresponde a la concentracioacuten del Toacutexico o efluente o muestra que causa la muerte a un determinado Porcentaje de la poblacioacuten expuesta

Concentracioacuten inhibitoria (CI) la cual corresponde a la concentracioacuten del toacutexico o muestra o efluente que puede producir una reduccioacuten de una respuesta bioloacutegica en una poblacioacuten expuesta

322 TOXICIDAD

Es la capacidad de una sustancia de ejercer un efecto nocivo sobre los organismos o la biocenosis y el efecto generado dependeraacute de la duracioacuten y la frecuencia al toacutexico La toxicidad evaluada en un ensayo bioloacutegico es el resultado de la interaccioacuten entre la sustancia y el sistema vivo Sin embargo hay que tener en cuenta que el potencial nocivo de una sustancia toxica puede ser contrarrestado por el sistema bioloacutegico a traveacutes de diferentes estrategias como reacciones metaboacutelicas de detoxificacioacuten o excrecioacuten

19

Ademaacutes debe considerarse que el efecto toacutexico de una sustancia sobre los sistemas bioloacutegicos es el resultado de la accioacuten combinada de todas las sustancias presentes en el medio incluso aquellas que no son toacutexicas por naturaleza pero que afectan las propiedades quiacutemicas o fiacutesicas del sistema y en consecuencia las condiciones de vida de los organismos Por ejemplo en los sistemas acuaacuteticos existen sustancias que agotan el oxiacutegeno o que son coloreadas o que impiden la propagacioacuten de la luz (caso del material particulado) Tambieacuten se debe tener en cuenta aquellos efectos no directamente relacionados con la sustancia toacutexica como el dantildeo producido por cambios en la temperatura o por radiacioacuten20 323 PRUEBAS DE TOXICIDAD

Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Los anaacutelisis de toxicidad son herramientas que al ser usadas conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para el control de la descarga de contaminantes toacutexicos21

La relacioacuten concentracioacuten-respuesta en toxicologiacutea es la relacioacuten cuantitativa entre la concentracioacuten del compuesto quiacutemico al cual esta expuesto el organismo y la magnitud del efecto nocivo que se produce

La respuesta gradual es cuando se obtiene una respuesta de magnitud definida para cada concentracioacuten La curva concentracioacuten-respuesta se construye graficando en la ordenada las respuestas (R) observadas en el organismo y en la abscisa las concentraciones (C oacute [ ]) a las que fue expuesto Ver Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

La estadiacutestica desempentildea un papel importante no soacutelo para su caacutelculo sino para la planificacioacuten y ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis e interpretacioacuten de los resultados obtenidos en ellas Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la modelacioacuten la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos En general los meacutetodos de anaacutelisis de los resultados estaacuten bien documentados

20 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 21

Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 6 Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

20

son aplicables a la mayoriacutea de los datos obtenidos en este tipo de pruebas y pueden ser manejados por personas sin entrenamiento estadiacutestico22

Figura 4 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

Fuente Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 90

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA

Un toacutexico de referencia es un compuesto quiacutemico orgaacutenico o inorgaacutenico utilizado en pruebas de toxicidad con fines de control de calidad analiacutetica de los organismos a utilizar en las pruebas

En la literatura se mencionan muchos compuestos que pueden emplearse como toacutexicos de referencia la US EPA (1993) cita el empleo de cloruro de sodio (NaCl) cloruro de potasio (KCl) cloruro de cadmio (CdCl2) dicromato de potasio (K2Cr2O7) sulfato de cobre (CuSO4) y dodecil sulfato de sodio (SDS) CETESB (Brasil) cita el empleo del dicromato de potasio (K2Cr2O7) Enviroment Canada recomienda cinc (Zn+2) como toacutexico de referencia inorgaacutenico y fenol para las sustancias orgaacutenicas

Sin embargo estos compuestos pueden sustituirse por otros dependiendo de la especie de prueba la matriz utilizada y los puntos finales medidos

La precisioacuten de los resultados de las pruebas de toxicidad en el laboratorio es calculada a traveacutes de la confeccioacuten de cartas o graacuteficos de control Este graacutefico es una herramienta que permite determinar la variabilidad de los

22 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

21

resultados y en consecuencia definir la aptitud de un laboratorio para obtener resultados confiables

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD

La carta de control es la herramienta de registro que brinda los elementos de juicio para establecer los intervalos aceptables de variacioacuten de la respuesta de los organismos de prueba a un toacutexico de referencia con un margen de confianza del 95 Esta carta es el medio de referencia para evidenciar el control de la sensibilidad de la especie empleada de la estabilidad de la respuesta bioloacutegica y de la repetitividad (exactitud) de los resultados obtenidos

La carta de control se genera a partir de los resultados de pruebas sucesivas al toacutexico de referencia seleccionado para el cual se obtiene el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) Inicialmente eacutesta puede ser construida con un miacutenimo de cinco datos y posteriormente se debe continuar realizando ensayos con el toacutexico para ingresar mensualmente nuevos valores hasta completar una serie de veinte resultados

Los valores se van integrando a manera de puntos en un graacutefico que relaciona el nuacutemero de ensayo ubicado en el eje X o abscisa y el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) en el eje Y u ordenada Posteriormente los valores son empleados para el caacutelculo del valor promedio y la desviacioacuten estaacutendar (σ) de la poblacioacuten de datos Con estos paraacutemetros estadiacutesticos se calculan los valores liacutemite (superior e inferior) que definen el intervalo de variacioacuten aceptable o intervalos de confianza (95) en el que deberaacuten encontrarse los valores de CL50CI50CE50 obtenidos para futuros ensayos con el toacutexico de referencia

Los valores del liacutemite superior e inferior se obtienen al adicionar o sustraer del promedio respectivamente dos desviaciones estaacutendar de acuerdo con

Concentracioacuten liacutemite superior promedio + 2σ

Concentracioacuten liacutemite inferior promedio ndash 2σ

Con la solucioacuten estaacutendar del toacutexico se preparan diluciones para obtener una serie de concentraciones de manera que se logre obtener al menos dos valores de efecto mayor al 50 y dos maacutes menores a dicho porcentaje En general es de esperar que la serie de concentraciones utilizada produzca a traveacutes del tiempo la misma respuesta en cada concentracioacuten La carta de control es utilizada para evaluar la tendencia de los resultados por lo que el promedio acumulado y los liacutemites de confianza son calculados nuevamente con cada nuevo dato obtenido Despueacutes de dos antildeos de coleccioacuten de datos o de veinte evaluaciones la carta control se mantiene usando solamente los veinte datos maacutes recientes En general se recomienda realizar pruebas

22

mensuales con los toacutexicos seleccionados sin embargo algunos laboratorios prefieren llevar a cabo ensayos con mayor frecuencia

Valores de la CL50CI50CE50 fuera del intervalo establecido son indicativos de alguacuten cambio en la consistencia metodoloacutegica o de alteracioacuten de la sensibilidad de los organismos En el caso de anaacutelisis de puntos finales como la CL50 CI50 y la CE50 se espera que por azar y con una probabilidad asociada de P005 soacutelo uno de los veinte ensayos se encuentre por fuera de los liacutemites establecidos

Si en maacutes de un ensayo con los toacutexicos de referencia el valor se encuentra por fuera de los liacutemites los resultados de las pruebas efectuadas deben considerarse provisionales y sujetos a confirmacioacuten Si el problema persiste y el valor de CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia se aleja significativamente del intervalo esperado deberaacute realizarse una revisioacuten de la sensibilidad de los organismos de prueba y eliminar los datos generados bajo estas circunstancias

En este caso se debe revisar cuidadosamente el procedimiento y repetir las pruebas con unos nuevos organismos

El comportamiento de los graacuteficos de control puede cambiar en el tiempo reducieacutendose los intervalos de variacioacuten en la medida en que se adquiere habilidad en el manejo de los procedimientos de prueba Bajo este esquema tambieacuten es factible que se obtengan valores fuera de los nuevos liacutemites sin embargo la incidencia de estos casos no deberaacute ser mayor del 5 por ciento

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL

3261 Control positivo

Generalmente como control positivo se utiliza una solucioacuten del toacutexico con una concentracioacuten cercana a la CL50CI50CE50 Para su elaboracioacuten se prepara inicialmente una solucioacuten estaacutendar con una alta concentracioacuten a partir de la cual se preparan soluciones menos concentradas utilizando como diluente el medio recomendado para cada prueba En todos estos procedimientos se debe emplear material volumeacutetrico Estas diluciones deben prepararse hasta obtener una concentracioacuten cercana al valor promedio de la CL50CI50CE50 obtenida en cada laboratorio

Preparacioacuten de las soluciones para determinacioacuten de la CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia

Cada laboratorio debe conocer el patroacuten de respuesta de sus organismos al toacutexico de referencia lo cual permitiraacute determinar las concentraciones oacuteptimas para elaborar la curva dosis-respuesta

23

Para determinar el volumen de solucioacuten estaacutendar necesario para la preparacioacuten de la concentracioacuten de intereacutes puede emplearse la siguiente regla

FFii CVCV

Donde

Vi y Vf corresponden a los voluacutemenes iniacuteciales y finales y Ci y Cf a las concentraciones iniacuteciales y finales

Se recomienda hacer chequeos perioacutedicos de la concentracioacuten del toacutexico dado que fenoacutemenos de volatilizacioacuten evaporacioacuten etceacutetera pueden afectar la concentracioacuten del compuesto en la solucioacuten

Preservacioacuten de las soluciones del toacutexico de referencia

Las soluciones del toacutexico deben mantenerse en frascos aacutembar o protegidos de la luz con cubierta de papel aluminio a una temperatura de 4degC plusmn 2degC (refrigeracioacuten) En estas condiciones de preservacioacuten la solucioacuten de prueba puede perdurar por maacutes de 45 diacuteas y la solucioacuten estaacutendar por maacutes de seis meses Mientras no se detecten resultados fuera de los liacutemites normales de respuesta indicado por la carta control del toacutexico de referencia los patrones podraacuten usarse por un prolongado periodo de tiempo Sin embargo se sugiere efectuar su renovacioacuten a los 45 diacuteas y seis meses respectivamente Es importante tambieacuten realizar la valoracioacuten quiacutemica de la solucioacuten de prueba

Blanco de procedimiento

Se recomienda incluir un blanco de procedimiento por cada bateriacutea de ensayos La preparacioacuten del blanco depende del meacutetodo aplicado sin embargo se debe seguir todo el protocolo establecido para la muestra La toxicidad resultante en este blanco no debe exceder el 10 (APHA 1998) en caso contrario los resultados quedan invalidados pues la respuesta estariacutea indicando interferencias producto del procesamiento de la muestra Los resultados de toxicidad para el blanco no deben mostrar efecto de lo contrario los resultados reportados para las muestras no son aceptables23

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD

La sensibilidad de las pruebas depende del nuacutemero de reacuteplicas por concentracioacuten nivel de significancia establecido y tipo de anaacutelisis estadiacutestico

23 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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que se lleve a cabo Por esta razoacuten cuando la variabilidad permanece constante la sensibilidad de la prueba puede incrementarse aumentando el nuacutemero de reacuteplicas Sin embargo el miacutenimo nuacutemero de reacuteplicas variaraacute con los objetivos de la prueba y el meacutetodo estadiacutestico seleccionado para el anaacutelisis de los datos

Existen muchos factores que pueden afectar el eacutexito y la precisioacuten de un ensayo de toxicidad los maacutes importantes son

bull Experiencia y habilidad del analista

bull Edad condicioacuten y sensibilidad de los organismos de prueba

bull Calidad del agua de dilucioacuten

bull Control de temperatura

bull Calidad y cantidad de alimento suministrado a los organismos

Por tanto los resultados dependen del origen y tipo de las especies utilizadas y de las condiciones bajo las cuales se llevan a cabo las pruebas tales como temperatura oxiacutegeno disuelto alimento y calidad del agua de dilucioacuten Igualmente la replicabilidad y precisioacuten seraacuten funcioacuten del nuacutemero de organismos utilizados por concentracioacuten24 328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD

En la toxicologiacutea la estadiacutestica es baacutesica para la planificacioacuten y la ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis y la interpretacioacuten de los resultados obtenidos Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos El anaacutelisis de relaciones entre dos o maacutes variables necesario en la mayoriacutea de los casos requiere la utilizacioacuten de teacutecnicas estadiacutesticas de regresioacuten Sin embargo antes de ser aplicadas se requiere la seleccioacuten de la ecuacioacuten matemaacutetica con la que se relacionaran y la definicioacuten del tipo de variables

Las variables cuantitativas son procesadas en forma directa a traveacutes del anaacutelisis estadiacutestico de regresioacuten mientras que las cualitativas deben ser transformadas antes de ser analizadas Este uacuteltimo caso se presenta en los ensayos donde se evaluacutea la mortalidad ya que soacutelo pueden existir los

24 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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estados vivo o muerto (variable cualitativa) y debe ser expresada como porcentaje de muertos antes de ser analizada

En las pruebas de toxicidad los maacutes utilizados son los de tipo empiacuterico o descriptivo (es un modelo que intenta describir cuantitativamente los patrones de las observaciones sin basarse en los procesos subyacentes o mecaacutenica del proceso) de forma rectiliacutenea a los cuales se llega muchas veces luego de haber trasformado una o las dos variables estudiadas (variable cualitativa) La utilizacioacuten de transformaciones no soacutelo altera la forma de la relacioacuten estudiada sino que tambieacuten modifica el comportamiento de las variables con respecto a los supuestos del meacutetodo estadiacutestico a ser aplicado

La seleccioacuten del meacutetodo para estimar valores de CL50 en pruebas de toxicidad aguda con muacuteltiples concentraciones dependeraacute de la forma de la distribucioacuten de tolerancias En general se recomiendan los siguientes cuatro meacutetodos para la estimacioacuten de CL50 (USEPA 1994)

El meacutetodo Probit (parameacutetrico)

El meacutetodo de Litchfield-Wilcoxon (graacutefico)

El meacutetodo de Spearman-Karber (no parameacutetrico)

El meacutetodo graacutefico

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT

Para el caacutelculo de las CL50 CE50 CI50 generalmente se usa el anaacutelisis Probit (con o sin ajuste) En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad aguda se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos expuestos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)25

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten

25 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004

26

de un modelo lineal Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit [buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco (5) unidades] se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

y = a + bx

Donde

y (expresado en unidades probit) = z + 5

z = variable normal estaacutendar = z0 tal que la Prob (z le z0) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros la recta de regresioacuten

asiacute cuando p = 50 entonces y = 5 por lo tanto

x5 = log10 CL50 entonces CL50 = 10x5

El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos cuantales analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten26

3291 Meacutetodo graacutefico

Ademaacutes de los meacutetodos anteriores se puede utilizar el meacutetodo graacutefico para estimar la CL50CE50CI50 De forma similar se parte de los datos obtenidos en las pruebas de toxicidad aguda y utilizando papel logariacutetmico se grafican en el eje de las X las concentraciones (mgL) y en el eje de las Y el porcentaje de mortalidad Se colocan los puntos de los porcentajes de mortalidad observados (en escala lineal) en funcioacuten de las concentraciones probadas (en escala logariacutetmica) se conectan los puntos obtenidos maacutes cercanos al 50 del efecto observado o sea a la mayor concentracioacuten que

26 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

27

no causa efecto toacutexico y a la menor concentracioacuten que causa efecto toacutexico A partir de la recta trazada se obtiene el punto de corte correspondiente al 50 del efecto observado Este valor corresponde a la CL50CE50CI50 del estiacutemulo o agente estudiado (Hubert 1980 y 1995 Finney 1978) Cuando no se logra hacer un ajuste adecuado de los datos se pueden utilizar otros meacutetodos para hacer las estimaciones de CL50CE50CI50

27

33 METALES

Se denomina a los elementos quiacutemicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad poseen alta densidad y son soacutelidos en temperaturas normales (excepto el mercurio y el galio) sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolucioacuten

El concepto de metal se refiere tanto a elementos puros asiacute como aleaciones con caracteriacutesticas metaacutelicas como el acero y el bronce Los metales comprenden la mayor parte de la tabla perioacutedica de los elementos y se separan de los no metales por una liacutenea diagonal entre el boro y el polonio En comparacioacuten con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energiacutea de ionizacioacuten por lo que es maacutes faacutecil que los metales cedan electrones y maacutes difiacutecil que los ganen28

Los metales como el cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de estudio son micronutrientes esenciales en los seres vivos pero estos pueden llegar a ser toacutexicos si se encuentran por encima de cierta concentracioacuten Ver Figura 6

Las principales fuentes de contaminacioacuten por metales son

Intemperismo geoloacutegico

Procesamiento industrial de minerales y metales

Uso de metales y componentes metaacutelicos

Lixiviacioacuten de metales en rellenos sanitarios y depoacutesitos de basuras

27 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

28 Colaboradores de Wikipedia Metal [en liacutenea] Wikipedia La enciclopedia libre 2009 [fecha de

consulta 30 de julio del 2009] Disponible en lthttpeswikipediaorgwindexphptitle=Metalampoldid=28507108gt

28

Los contaminantes metaacutelicos de origen industrial pueden alcanzar los ambientes acuaacuteticos a traveacutes de tres viacuteas

Deposicioacuten de material atmosfeacuterico

Escorrentiacutea superficial y lixiviacioacuten de suelos contaminados

Disposicioacuten de residuos industriales y urbanos en los cuerpos de agua

Figura 5 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales

Fuente adaptado Forstner y Wittman 1981

La escorrentiacutea de aguas lluvias ocasiona un drenaje difuso en aacutereas rurales y es la fuente no puntual mas importante de metales en aguas continentales

La solubilidad es uno de los factores determinantes para la dinaacutemica y distribucioacuten de un contaminante En el agua la solubilidad de un compuesto metaacutelico esta afectada por el grado de ionizacioacuten el contenido mineral del medio el pH la temperatura el oxiacutegeno disuelto la presencia de acomplejantes y el potencial de oxido reduccioacuten

3311 Bioacumulacioacuten

Algunos organismos acuaacuteticos tienen la capacidad de acumular metales sin que esto les cause un dantildeo aparente De esta forma concentraciones de metales pueden ingresar a la cadena alimenticia y causar dantildeos considerables en el consumidor final Debido a que esta se biomagnifica y a su vez la concentracioacuten del metal aumenta

El efecto de toxicidad de los metales sobre los organismos depende de

Factores del estado de oxidacioacuten

La forma molecular del metal (organometaacutelicos CH3Hg inorgaacutenicas arsenico)

Liposolubilidad afinidad de eacutel metal por los liacutepidos

29

332 METALES DE PRUEBA

A continuacioacuten se presentan las caracteriacutesticas del cobre (Cu) y del cinc (Zn) que fueron los metales empleados en las pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) de esta investigacioacuten

333 COBRE

El cobre es el primer elemento del subgrupo Ib de la tabla perioacutedica y tambieacuten incluye los otros metales de acuntildeacioacuten plata y oro Su aacutetomo tiene la estructura electroacutenica 1s22s22p63s23p63d104s1 El bajo potencial de ionizacioacuten del electroacuten 4s1 da por resultado una remocioacuten faacutecil del mismo para obtener cobre(I) o ion cuproso Cu+ y el cobre(II) o ion cuacuteprico Cu2+ se forma sin dificultad por remocioacuten de un electroacuten de la capa 3d Tiene dos isoacutetopos naturales estables 63Cu y 65Cu Tambieacuten se conocen nueve isoacutetopos inestables (radiactivos) El cobre se caracteriza por su baja actividad quiacutemica Se combina quiacutemicamente en alguno de sus posibles estados de valencia La valencia maacutes comuacuten es la de 2+ (cuacuteprico) pero 1+ (cuproso) es tambieacuten frecuente la valencia 3+ ocurre soacutelo en unos cuantos compuestos inestables29 Los compuestos de cobre (I) apenas tienen importancia en la industria y se convierten faacutecilmente en compuestos de cobre (II) al oxidarse por la simple exposicioacuten al aire Los compuestos de cobre (II) son estables30

El cobre es maleable duacutectil y un buen conductor del calor y la electricidad

Las especies disueltas en agua incluyen Cu2+ CuO2H- y Cu+ Tanto el sulfuro

cuacuteprico como el cuproso tiene muy baja solubilidad las concentraciones de cobre pueden ser muy altas en las aguas aacutecidas procedentes de las minas llegando a concentraciones de varios cientos de miligramos por litro (mgL)

3331 Fuentes

El Cobre puede ser liberado en el medioambiente tanto por actividades humanas como por procesos naturales Ejemplo de fuentes naturales son las tormentas de polvo descomposicioacuten de la vegetacioacuten incendios forestales y aerosoles marinos

3332 Propiedades fiacutesicas y quiacutemicas

29 Lenntech Agua residual amp purificacioacuten del aire Holding BV Rotterdamseweg Holanda 1998

Disponible en Internet desde httpwwwlenntechcomespanoltabla-peiodicacuhtm

30 Cobre Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008

httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

30

Siacutembolo Cu

Nuacutemero atoacutemico 29

Peso atoacutemico 63546

Densidad Un metal comparativamente pesado soacutelido puro tiene una densidad de 896 gcm3 a 20ordmC mientras que el del tipo comercial variacutea con el meacutetodo de manufactura oscilando entre 890 y 894

Punto de ebullicioacuten punto de ebullicioacuten normal es de 2595ordmC (4703ordmF)

Estado de oxidacioacuten +1 +2

Punto de fusioacuten El punto de fusioacuten del cobre es de 1083degC (+-) 01ordmC (19814degF +- 02ordmF)

3333 Fuentes y Obtencioacuten

Los oacutexidos y carbonatos de cobre [Cu2O (cuprita) Cu2S (calcocita) CuFeS2 (calcopirita) Cu2CO3∙Cu(OH)2 (malaquita) y 2bullCuCO3∙Cu(OH)2 (azurita)]31 pueden ser lixiviados con aacutecido sulfuacuterico para producir una solucioacuten cuacuteprica a partir de la que el cobre se puede obtener por electroacutelisis

3334 Usos

El uso principal del cobre (la mitad de su produccioacuten) es en las instalaciones eleacutectricas El cobre es un componente de muchas aleaciones junto con otros metales como la plata cadmio estantildeo y cinc Cobre y cinc (latoacuten) cobre y estantildeo (bronce) cobre y niacutequel (metal monel) El sulfato de cobre se utiliza como alguicidica y molusquicida en el agua y como fungicida vegetal mezclado con cal32

3335 Toxicidad

Los efectos adversos de salud maacutes comunes del exceso de ingesta oral de cobre son dolores gastrointestinales Naacuteuseas voacutemitos y dolor abdominal se han notificado poco despueacutes de ingerir soluciones de sulfato de cobre o bebidas en recipientes que permiten faacutecilmente liberar el cobre La ingestioacuten de agua potable con una concentracioacuten gt 3 mg CuL va a producir siacutentomas gastrointestinales La ingestioacuten de grandes cantidades de sales de cobre mas frecuentemente sulfato de cobre puede producir necrosis hepaacutetica o la

31 VALVERDE V Juan L Id

32 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de Toxicologiacutea Medioambiental

Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

31

muerte En los estudios epidemioloacutegicos no se ha encontrado relacioacuten entre la exposicioacuten al cobre y el caacutencer33

3336 Difusioacuten y dispersioacuten

El Cobre se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua

Varios procesos influyen en el destino del cobre en los sistemas acuaacuteticos estos incluyen complejacioacuten con ligandos orgaacutenicos e inorgaacutenicos sorcioacuten de oacutexidos de metales arcillas partiacuteculas y material orgaacutenico bioacumulacioacuten y el intercambio entre los sedimentos y agua Gran parte del cobre vertido al agua es en forma de partiacuteculas y tiende a sedimentarse a precipitarse o es adsorbido por la materia orgaacutenica por hierro hidratado arcilla y oacutexidos de manganeso en el agua o por los sedimentos de la columna de agua Normalmente se alcanza el equilibrio dentro de las 24 h El ion de cobre (I) es inestable en soluciones acuosas tendiendo desproporcionadamente a formar cobre (II) y cobre metaacutelico a menos que este un ligando presente Los uacutenicos compuestos de cobre insolubles en el agua son el sulfuro cianuro y floruro El cobre en estado de cobre (II) forma compuestos cordinados con ligando orgaacutenicos e inorgaacutenicos El amoniacuteaco y los iones de cloruro son ejemplos de especies que forman ligandos estables con cobre El cobre tambieacuten forma complejos estables con ligandos orgaacutenicos tales como el aacutecido huacutemico En el agua de mar la materia orgaacutenica es generalmente el mas importante agente acomplejante 34 En los riacuteos se depositan lodos contaminados con Cobre en sus orillas debido al vertido de aguas residuales La mayoriacutea de los compuestos del Cobre se depositaraacuten y se enlazaraacuten tanto a los sedimentos del agua como a las partiacuteculas del suelo En el agua superficial el cobre puede viajar largas distancias tanto suspendido sobre las partiacuteculas de lodos como iones libres

Compuestos solubles del Cobre forman la mayor amenaza para la salud humana Usualmente se encuentra en los cuerpos de agua despueacutes de ser liberados al ambiente en practicas de agricultura

33 KLAASSENCurtis D Casarett and Doullacutes toxicology the basic science of poisons seventh edition

McGraw-Hill University of Kansas Medical Center Kansas2008 34

International Programme on Chemical Safety (IPCS) [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet

en httpwwwinchemorgdocumentsehcehcehc200htm

32

En el suelo

En el medio ambiente terrestre existen una serie de factores importantes que influyen en la migracioacuten del cobre en el suelo Estos incluyen la naturaleza propia del suelo su pH el tipo la distribucioacuten de la materia orgaacutenica potencial redox la presencia de oacutexidos la condicioacuten base de los suelos y su capacidad de intercambio catioacutenico la tasa de descomposicioacuten de la hojarasca y la realcioacuten arcilla-arena y a las partiacuteculas de limo El tiempo de permanencia de cobre en el suelo es funcioacuten de las condiciones climaacuteticas y de la vegetacioacuten presente en el sitio

Cuando el Cobre termina en el suelo este es fuertemente enlazado a la materia orgaacutenica y minerales Como resultado este no se desplaza muy lejos antes de ser liberado y es difiacutecil que se infiltre en el agua subterraacutenea

El Cobre no se disocia en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos

Figura 6 Ciclo del cobre

Fuente los autores

En la atmosfera

El Cobre es emitido a la atmosfera principalmente a traveacutes de la liberacioacuten durante la combustioacuten Permanece un periodo de tiempo considerable antes de precipitarse mezclado con la agua lluvia el cuaacutel finalmente se acumula en los suelos

El cobre es liberado a la atmosfera en forma de material particulado o adsorbido por material particulado Es removido por sedimentacioacuten gravitacional deposicioacuten seca lavado por la lluvia La Velocidad de eliminacioacuten y la distancia recorrida desde la fuente de origen dependen de

33

las caracteriacutesticas tamantildeo de las partiacuteculas y la velocidad del viento La sedimentacioacuten gravitatoria rige la solucioacuten de la eliminacioacuten de las partiacuteculas grandes (gt 5 micras) mientras que las partiacuteculas maacutes pequentildeas se eliminan por otras formas de deposicioacuten huacutemeda y seca La importancia relativa de la humedad en comparacioacuten con la deposicioacuten seca en general aumenta con la disminucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas35

En la figura 7 se puede observar las formas en que se encuentra en cobre en el ambiente

334 CINC

Es un metal maleable duacutectil y de color gris El cinc es uno de los elementos menos comunes se estima que forma parte de la corteza terrestre en un (00005-002) Ocupa el lugar 25 en orden de abundancia entre los elementos Su principal mineral es la blenda marmatita o esfalerita de cinc ZnS Es un elemento esencial para el desarrollo de muchas clases de organismos vegetales y animales El cinc puro es de color blanco azuloso lustroso y moderadamente duro (25 en la escala de Mohs) El aire huacutemedo provoca su empantildeamiento superficial haciendo que tenga color gris El cinc puro es duacutectil y maleable pudieacutendose enrollar y tensar pero cantidades pequentildeas de otros metales como contaminantes pueden volverlo quebradizo36

3341 Fuentes

El cinc rara vez se encuentra en la naturaleza en su estado metaacutelico pero muchos minerales contienen cinc como componente principal Los niveles promedio de cinc en suelo y rocas aumenta comuacutenmente en este orden arena (10- 30 mgkg) roca graniacutetica (50 mgkg) arcilla (95 mgkg) y basalto (100 mgkg) La esfalerita (ZnS) es el mas importante mineral puro y la principal fuente de produccioacuten de cinc37

La mayoriacutea del cinc es vertido durante actividades industriales como la mineriacutea la combustioacuten de carboacuten y residuos y el procesado del acero38

3342 PROPIEDADES FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS

Siacutembolo Zn

Nuacutemero atoacutemico 30

35 Ibid

36

Lenntech Ibid

37

International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

38

Lenntech Op cit

34

Peso atoacutemico 65409

Densidad 714 gm3

Punto de ebullicioacuten 908ordm C

Estado de oxidacioacuten + 2

Punto de fusioacuten 420 degC

3343 Usos

Se utiliza principalmente en el galvanizado de acero y productos de hierro y en la produccioacuten de latoacuten El compuesto maacutes corriente en el aacutembito industrial es el oacutexido de cinc (ZnO) que tiene baja solubilidad en muchos disolventes Entre otros compuestos esta el cloruro de cinc (ZnCl2) sulfato de cinc (ZnSO4) y carbamatos de cinc (Zn-COONH4) como el zineb y ziram con accioacuten fungicida39

3344 Toxicidad

La toxicidad aguda del cinc por exceso de ingestioacuten no es comuacuten pero el dolor gastrointestinal y la diarrea han sido reportados por ingestioacuten de bebidas en utensilios de lata galvanizadas La siguiente intoxicacioacuten mas comuacuten es la inhalacioacuten de oacutexido de cinc y en menor medida otros compuestos de cinc donde el efecto maacutes comuacuten es la fiebre de humo-metal que se caracteriza por generar fiebre dolor de pecho escalofriacuteos tos disnea naacuteuseas dolor muscular fatiga y leucocitosis La inhalacioacuten aguda de altos niveles de cloruro de cinc como en el caso de los usos militares resulta en pronunciado dantildeo a la membrana mucosa incluidos el edema intersticial la fibrosis neumonitis edema de la mucosa bronquial y ulceracioacuten Tras la exposicioacuten a largo plazo a dosis maacutes bajas de el cinc generalmente resultan como siacutentomas una disminucioacuten absorcioacuten de cobre lo que lleva a los primeros siacutentomas de la deficiencia de cobre tales como disminucioacuten de eritrocitos o deficiencia en el nuacutemero de hematocritos40

3345 Dispersioacuten y difusioacuten

El cinc se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua y en el sedimento

El cinc en el agua se encuentra en siete formas

bull Material particulado (diaacutemetro gt 450 nm)

39 VALVERDE V Juan L Op Cit

40 KLAASSEN Curtis D Op cit

35

bull Ion metaacutelico hidratado de forma simple eg Zn(H2O)62+ (diaacutemetro 08

nm)

bull Complejos inorgaacutenicos simples eg Zn(H2O)5Cl+ Zn(H2O)5OH+ (diaacutemetro 1 nm)

bull Complejos orgaacutenicos simples eg Zn-citrate Zn-glycinate [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejo inorgaacutenico estable eg ZnS ZnCO3 Zn2SiO4 [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejos orgaacutenicos estables eg Zn-humate Zn-cysteinate [diaacutemetro (2ndash4) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+Fe2O3 Zn2+SiO2 [diaacutemetro (100ndash500) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+- acido huacutemico Zn2+- detritus orgaacutenico [diaacutemetro (100ndash500) nm]

En solucioacuten cuatro de seis ligandos se pueden coordinar con el ion de cinc Los complejos se forman con ligandos polares como ejemplo el amoniacuteaco

(NH3) las aminas iones de cianuro (CN) e iones de elementos haloacutegenos El cinc es un metal atmosfeacuterico reactivo El hidroacutexido Zn(OH)2 se precipita en soluciones alcalinas pero un exceso de esta el cinc se vuelve a disolver para formar ZnO2

2- los cuales son hidroxi-complejos tales como

Me+[Zn(OH)3]- Me2

+[Zn(OH)4]2-and Me2

+[Zn(OH)4(H2O)2]2-

La distribucioacuten y transporte de cinc en el agua sedimentos y en el suelo depende de las especies de cinc presentes en el ambiente La solubilidad del cinc es principalmente determinada por el pH En valores de pH acido el cinc puede estar presente en la fase acuosa en forma ioacutenica El cinc puede precipitar a valores de pH superiores a 80 Tambieacuten puede formar complejos orgaacutenicos estables por ejemplo con los aacutecidos huacutemicos o fuacutelvicos La formacioacuten de tales complejos puede aumentar la movilidad yo solubilidad del cinc Es poco probable que el cinc se infiltre en el suelo debido a que es adsorbido en la arcilla y materia orgaacutenica Los suelos aacutecidos y suelos arenosos con bajo contenido orgaacutenico tiene una reducida capacidad para absorber cinc41

En los cuerpos de agua con vertimientos de cinc los peces presentes pueden bioacumularlo en sus cuerpos y en la cadena alimenticia se biomagnifica42

En el suelo

41 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

42 Lenntech Op cit

36

La mayor fuente de cinc en el suelo son los minerales de sulfuro de cinc tales como la esfalerita y wurtzita y en una menor cantidad smithsonita (ZnCO3) willemita (Zn2SiO4) cincita (ZnO) zinkosita (ZnSO4) franklinita (ZnFe2O4) and hopeita (Zn3(PO4)2middot 4H2O)43

En el suelo el cinc actuacutea como un agente inhibitorio del crecimiento de las especies de flora circundante a la zona de influencia del foco de contaminacioacuten la mayoriacutea de las cuales no poseen mecanismos para incorporar al cinc en su proceso metaboacutelico y debido a esto un nuacutemero limitado de plantas tiene la capacidad de sobrevivir lo cual es directamente proporcional a su diversidad

El cinc puede interrumpir la actividad en los suelos con efectos negativos en la actividad de microorganismos y lombrices Probablemente disminuyendo la velocidad de descomposicioacuten de la materia orgaacutenica

Tambieacuten altera la permeabilidad de la membrana celular inhibicioacuten de la fotosiacutentesis y alteracioacuten en las concentraciones de Cu Fe y Mn44

Figura 7 Ciclo del cinc

Fuente los autores

En la atmosfera

Es estable en aire seco pero al exponerse a aire huacutemedo es cubierto con una capa adherente de cinc o carbonato baacutesico (2bullZnCO3middot3bullZn(OH)2) de este modo aislando el metal y retardando su corrosioacuten

43 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

44 Lenntech Op cit

37

El cinc se vincula principalmente a las partiacuteculas de aerosoles en la atmoacutesfera El tamantildeo de las partiacuteculas se determina por la fuente de emisioacuten de cinc Una proporcioacuten importante de cinc se libera de los procesos industriales y es adsorbido en partiacuteculas lo suficientemente pequentildeas para estar en el rango de respiracioacuten humano

El transporte y la distribucioacuten del cinc atmosfeacuterico variacutean seguacuten el tamantildeo de las partiacuteculas y las propiedades de los compuestos de cinc en cuestioacuten El cinc se elimina de la atmoacutesfera por deposicioacuten seca y huacutemeda El cinc adsorbido por las partiacuteculas con bajas densidades y diaacutemetros puede ser transportado a largas distancias45

En la Figura 8 se observan las formas en que se encuentra el cinc en el ambiente

34 GALVANOTECNIA

341 Generalidades

El sector galvaacutenico comprende todos aquellos recubrimientos viacutea electroliacutetica sobre diferentes superficies con fines decorativos y de proteccioacuten contra la corrosioacuten dadas las propiedades que presentan estas peliacuteculas entre las cuales se destacan la dureza uniformidad estabilidad y buen aspecto

El sector industrial Galvaacutenico hace parte de la Cadena Productiva Metalmecaacutenica aportando bienes de consumo intermedio y bienes de capital entendidos como artiacuteculos utilizados inmediatamente por el usuario final o para ser incorporados en la fabricacioacuten de otros bienes y en artiacuteculos que directa o indirectamente contribuyen a la produccioacuten de maquinaria y equipos respectivamente46

342 El Proceso Galvaacutenico

La galvanotecnia es una teacutecnica que consiste en la transformacioacuten de una superficie que puede ser o no metaacutelica mediante un recubrimiento metaacutelico Es un proceso electroquiacutemico por el cual se deposita una capa fina de metal sobre una base generalmente metaacutelica47 Se recomienda cuando por costos

45 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

46

Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas

Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en

httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

47 Galvanoteacutecnia Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2009

httpesencartamsncom copy 1997-2009 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

httpesencartamsncomencyclopedia_761562645galvanoteacutecniahtml

38

o por razones estructurales es necesario modificar las caracteriacutesticas del metal base seleccionada En general los procedimientos tienen como finalidad modificar las propiedades de la superficie de los metales y estas pueden estar asociadas a motivos decorativos o funcionales dentro de los cuales se encuentran

Aumento de resistencia a la corrosioacuten

Aumento de resistencia al ataque de sustancias quiacutemicas

Incremento de la resistencia a la friccioacuten y al rayado

Mejoramiento de propiedades eleacutectricas o mecaacutenicas

Mejoramiento de propiedades oacutepticas

Ofrecer sustrato de anclaje de pinturas

Ejercer lubricacioacuten48

Los metales que se utilizan normalmente en galvanotecnia son cadmio cromo cobre oro niacutequel plata y estantildeo Las cuberteriacuteas plateadas los accesorios cromados de automoacutevil y los recipientes de comida estantildeados son productos tiacutepicos de galvanotecnia49 En la Tabla 2 ldquoAlgunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunesrdquo que se muestra a continuacioacuten se puede encontrar una descripcioacuten de los diferentes tipos de recubrimiento galvaacutenico seguacuten el metal empleado

En galvanotecnia se consideran dos tipos de procesos la galvanoplastia y la galvanostegia El primero se refiere al proceso en que los recubrimientos metaacutelicos se hacen sobre superficies de materiales no conductores Mientras que en el segundo los recubrimientos siempre se realizan sobre materiales metaacutelicos

343 Proceso de Galvanoplastia

La galvanoplastia se utiliza cuando se requieren formas completas y depoacutesitos de materiales bastante finos Los moldes de plaacutestico cera y parafina se hacen conductores utilizando grafito o cinc en polvo y recubrieacutendolas electroliacuteticamente con un metal

Este es el proceso de fabricacioacuten de moldes baacutesico para las industrias manufactureras de muntildeecos discos fonograacuteficos de algunas partes automotrices y otras

En algunos casos las partes de plaacutesticos se metalizan directamente para lograr objetos con acabado metaacutelico como en el caso de la bisuteriacutea tapas de recipientes para perfumes algunas autopartes placas para circuitos impresos artiacuteculos para el hogar griferiacutea etc

48 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72

49 Galvanoteacutecnia Encartareg 2009 Op cit

39

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunes

Nombre Metal Campo de aplicacioacuten mas comuacuten

Cobreado Cobre

Capa base para el cromado o la vulcanizacioacuten en acero de derivados del caucho

Recubrimiento decorativo de piezas de materiales no metaacutelicos

Generacioacuten de las venas conductoras de circuitos impresos

Cromado Cromo

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Recubrimiento resistente a la friccioacuten en materiales ferrosos

Material para el relleno de zonas desgastadas en piezas de friccioacuten

Superficie muy dura en ciertas aplicaciones

Acerado Hierro Material de relleno en zonas desgastadas en hierro gris y acero

Niquelado Niacutequel

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Capa base para el cromado

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Cadmiado Cadmio Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Galvanizado Cinc Recubrimiento anticorrosivo del acero

Estantildeado Estantildeo Recubrimiento anticorrosivo temporal del acero

Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Dorado Oro

Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Proteccioacuten anticorrosiva de venas en circuitos impresos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores seguros

Conexiones internas de circuitos integrados

Plateado Plata Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Latonado Latoacuten Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Recubrimiento antifriccioacuten de asentamiento en chumaceras

Fuente Disponible en httpwwwsabelotodoorgelectrotecniagalvanoteacutecniagalvanoteacutecniahtml

344 Proceso de galvanostegia

40

La galvanostegia se refiere a los recubrimientos hechos electroliacuteticamente sobre superficies metaacutelicas

La galvanostegia puede ser de dos categoriacuteas catoacutedica o anoacutedica

El proceso de metalizado de plaacutesticos como se puede observar en la Tabla 3

50

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia

ACTIVIDAD MATERIAS PRIMAS RESIDUOS GENERADOS

1 DESENGRASE solventes orgaacutenicos

tricloroetileno

vertimientos (enjuagues contaminados) emisiones

(VOCs)

2 SENSIBILIZACIOacuteN acido sulfuacuterico Aacutecido croacutemico en solucioacuten

vertimientos (enjuagues contaminados goteo al piso)

3 ACTIVACIOacuteN Acido clorhiacutedrico cloruro estantildeoso

vertimientos ( goteo al piso)

4 NUCLEACIOacuteN Cloruro de paladio vertimientos ( enjuagues

agotados)

5 POSTNUCLEACIOacuteN Reductor Hiposulfito soacutedico formaldehiacutedo

Emisiones (VOCs)

6 PREMETALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico vertimientos ( goteo al piso)

7 METALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico

vertimientos ( goteo al piso bantildeos gastados)

Fuente Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

La galvanostegia catoacutedica tiene tres objetivos fundamentales ejercer proteccioacuten contra la corrosioacuten dar buen aspecto cambiar alguna propiedad superficial como dar mayor dureza mejorar la conductividad ejercer lubricacioacuten

La galvanostegia anoacutedica conocida comuacutenmente como anodizado implica la formacioacuten de peliacuteculas de oacutexido del mismo metal para que aiacutesle y proteja las piezas metaacutelicas

En general las industrias galvanoteacutecnicas se pueden clasificar en dos categoriacuteas industrias de servicios industrias de integrados Las industrias

50 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72-73

41

de servicio a su vez se dividen en industrias de pulido y brillo e industrias de acabado

Las industrias de pulido y brillo se encargan de convertir las superficies de las piezas metaacutelicas rugosas en brillantes mediante un tratamiento mecaacutenico La operacioacuten de una industria de pulido y brillo consta de varias etapas en las cuales la rugosidad es eliminada paulatinamente por la accioacuten abrasiva de discos elaborados con diferentes materiales

Todos los procedimientos conllevan cierto nuacutemero de operaciones en las que se utiliza gran cantidad de sustancias quiacutemicas produciendo vertimientos y emisiones tanto al agua como al aire y al suelo

345 CINCADO

Existe el cincado aacutecido y el alcalino habieacutendose producido un aumento significativo en la aplicacioacuten del primero por motivos ambientales ya que en el cincado aacutecido no se emplean compuestos cianurados Ambos procesos son similares y difieren solo en la ausencia de compuestos cianurados en la variante aacutecida cuya desventaja operativa es que requiere de un control mucho maacutes riguroso en cuanto a composicioacuten y pureza que representa un obstaacuteculo importante para una mayor difusioacuten de este proceso51 Ver figura 9 cincado Figura 8 Esquema del proceso de Cincado

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72 p

El cincado comprende varias etapas en las que se emplean diferentes insumos y se generan sustancias de desecho en altas y bajas concentraciones a continuacioacuten en la Figura 10 ldquoInsumos y desechos en el cincado alcalinordquo se puede observar mejor este proceso

51 CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado

De Metales Lima 1997 72 p Tab web disponible en liacutenea en httpwwwbvsdepahoorgeswwwfulltextgtzmanmiremmrindamhtml

42

Los meacutetodos de tratamiento y disposicioacuten final de desechos generados por la actividad de galvanotecnia son los mismos que se aplican a los residuos peligrosos El criterio fundamental es el de la cuna a la tumba es decir la gestioacuten de desechos se inicia en el punto de generacioacuten la fuente y termina en el punto de disposicioacuten final que para este caso se recomienda en primera medida es hacer la separacioacuten en la fuente en los diferentes puntos donde se generen los metales la segunda medida es hacer recuperacioacuten de los metales aplicando diferentes meacutetodos que apliquen para cada caso en tercer lugar estaacute la Reutilizacioacuten de los metales recuperados e incorporacioacuten de estos de nuevo en el proceso productivo y finalmente debido a costos practicidad falta de tecnologiacutea etc si no se pudieran separar ni recuperar tendriacutean que ser llevados a disposicioacuten final aunque es una solucioacuten transitoria y no definitiva para los problemas ambientales generados por la acumulacioacuten de los metales por ejemplo en un relleno de seguridad Ver la Figura 11

Figura 9 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997

43

Figura 10 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc

Fuente Adaptado de CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72

44

4 METODOLOGIacuteA

A continuacioacuten se describen cada una de las fases y procedimientos con los que se realizoacute esta investigacioacuten

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL En esta investigacioacuten se utilizaron las siguientes variables variable independiente la concentracioacuten de las sustancias de prueba variable dependiente la muerte de los organismos y constantes los organismos empleados en cada ensayo (5 alevinos de trucha arcoiacuteris por pecera) tiempo de exposicioacuten (96 horas) y paraacutemetros fisicoquiacutemicos [Tdeg pH y OD (oxigeno disuelto)] Inicialmente se realizoacute una prueba preliminar utilizando rangos de concentraciones entre (20 - 100) ppm K2Cr2O7 (01 - 05) ppm CuSO4bull5H2O y (2 ndash 10) ppm ZnCl2 de la respectiva sustancia Posteriormente con los datos de los rangos obtenidos en el ensayo preliminar se realizaron las pruebas definitivas utilizando cinco organismos por pecera con cinco concentraciones diferentes las cuales aumentan descendentemente cada concentracioacuten se realiza por cuadruplicado e igualmente se hace para el control o blanco Para un total de 24 peceras por ensayo Una vez obtenidos los resultados de mortalidad se realizan el anaacutelisis de varianza y anaacutelisis Probit como fin determinar la respectiva CL50-96

El tipo de prueba toxicoloacutegica que se realizoacute es aguda debido a que se cuantifica la alteracioacuten causada por la respectiva sustancia en este caso mortalidad y es estaacutetica en la cual no existe renovacioacuten de las soluciones test a lo largo de toda la prueba de 96 h de duracioacuten Ademaacutes no se suministroacute aireacioacuten ni alimento durante el experimento

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO

421 RECINTO EXPERIMENTAL

Las pruebas de toxicidad se realizaron en el laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle que es el lugar dentro de la Universidad dotado de todo lo necesario para hacer este tipo de investigaciones y en el se encuentran mesones para la preparacioacuten de las diluciones y mediciones fisicoquiacutemicas aacutereas de lavado y un sistema de ventilacioacuten (extraccioacuten y suministro de aire) Ver figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle En eacutel se ubicaron 3 acuarios con voluacutemenes de 63 L 90 L y 110 L para la permanencia de los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) antes de cada prueba un tanque de 250 L con una bomba sumergible (2000 L h) en su interior para mantener agua aireada libre de cloro y un estante para la bateriacutea de ensayos que consistiacutea de 24 peceras de vidrio con una capacidad de 25 L para las pruebas de toxicidad

45

En el Laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria se realizaron anaacutelisis fisicoquiacutemicos preservacioacuten de las muestras y preparacioacuten de soluciones

Figura 11 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle

Fuente los autores

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS ACUARIOS

Los acuarios se adaptaron con el fin de garantizar las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) empleando los siguientes implementos filtro grava aireadores mangueras difusores un material de cubierta y agua

Filtro se ubicoacute en el fondo del acuario para mantener el agua libre de amoniacuteaco (NH3) u otros desechos producto del metabolismo de los peces

Grava se depositoacute alrededor del filtro usaacutendola como sustrato en el que habitan bacterias que son las encargadas de descomponer los desechos y convertirlos en nutrientes

Aireadores permanecieron conectados al exterior del acuario a mangueras y estas a su vez a difusores que fueron distribuidos uniformemente dentro de los acuarios para el suministro de aire

Fotoperiodo de doce horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

46

Material de cubierta se utilizoacute plaacutestico para cubrir la parte superior de los acuarios manteniendo el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volatiles evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Agua del grifo proveniente del acueducto para llenar el acuario dejaacutendola libre de cloro en (3 ndash 5) diacuteas (en algunas ocasiones se usoacute el agua libre de cloro previamente aireada con una bomba sumergible (2000 L h) en un tanque de 250 L)

Figura 12 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss)

Fuente los autores

4221 Limpieza o sifoneo de los acuarios

El procedimiento de limpieza o sifoneo se realizoacute en tres momentos

1 Previo a la introduccioacuten de los alevinos al preparar el acuario 2 Durante la permanencia de los alevinos en los acuarios 3 Una vez iniciada la prueba de toxicidad

La primera fase al igual que la tercera consistioacute en extraer toda el agua de los acuarios y todos los implementos limpiar todas las superficies del acuario con abundante agua repetidas veces sin utilizar ninguacuten jaboacuten o detergente En la segunda fase ocasionalmente se retiraron soacutelidos en suspensioacuten en el agua del acuario y se realizoacute aspirado en la grava para retirar los desechos (excremento materia orgaacutenica) producidos por los peces que contienen amoniacuteaco (NH3) el cual es el principal producto residual de la trucha y que por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 es muy toacutexico para los peces

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

El organismo que se empleo en las pruebas toxicoloacutegicas fue el aleviacuten de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) de 4 cm 08 g (peso promedio) y 1 mes y 15 diacuteas de nacido en promedio

47

Los peces fueron comprados a distintos proveedores inicialmente a la empresa Truchas Suralaacute Ltda ubicada en Choconta Cundinamarca una finca situada en la regioacuten de Guavio y posteriormente a la empresa Acuagranja Ltda ubicada en la Av Boyacaacute con calle 99 Bogotaacute los organismos que se utilizaron fueron transportados en dos (2) bolsas de polietileno de (70 x 35) cm calibre tres (3) con capacidad aproximadamente 200 Truchas Arcoiacuteris de 4cm cada bolsa Las bolsas se les adiciona oxigeno para garantizar las condiciones de OD en su transporte y son empacadas en cajas con unas bolsas de gel congelado para mantener las condiciones de temperatura oacuteptimas

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) veniacutean en bolsas que fueron introducidas en los acuarios ya preparados inmediatamente despueacutes de llegar al laboratorio La introduccioacuten consistioacute en sumergirlas en el agua y dejarlas flotando durante una hora aproximadamente sin destaparlas (garantizando el oxigeno en su interior) todo esto con el fin de homogenizar las temperaturas del agua de la bolsa con la del acuario con el propoacutesito de evitar el choque teacutermico Los peces fueron introducidos en los acuarios teniendo cuidado de no mezclar el agua de las bolsas con el agua del acuario pues al momento de ser transportados los niveles de amoniacuteaco aumentan por el estreacutes y en consecuencia excretan en mayor cantidad y esto podriacutea llegar a ser muy toacutexico para los organismos Ver figura 14

Figura 13 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris

Fuente Los autores

Seguacuten los protocolos internacionales (CETESB) los peces deben permanecer en los acuarios 15 diacuteas antes de ser realizadas las pruebas

48

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Antes de la realizacioacuten de las pruebas de toxicidad durante el tiempo que permanecieron los alevinos de trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss) en el laboratorio se les alimentoacute con Nutripez en Hojuelas que se les suministroacute dos veces al diacutea de acuerdo a las indicaciones del fabricante (200 mgdiacutea de acuerdo al peso y la edad) En la Tabla 4 Se observa la composicioacuten nutricional del alimento

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas

Fuente Peces Ornamentales El Tiple Ltda

Se recomienda que las dietas para peces tengan en general un mayor contenido de proteiacutena52

Actualmente la industria de alimentos concentrados en Colombia provee un producto balanceado que suple los requerimientos alimenticios de la trucha arco iris con esta composicioacuten nutricional Proteiacutena entre (40 ndash 50) grasa entre (7 ndash 18) cenizas 10 humedad 12 y fibra un 353 No se suministroacute alimento desde el diacutea anterior a la realizacioacuten de la prueba de toxicidad ni durante las 96 horas del experimento debido al amoniaco (NH3) que es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados provenientes de la excreta que podriacutea afectar la supervivencia de los alevinos alterando los resultados y condiciones de la prueba

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

El agua que se empleoacute en las pruebas fue agua potable que previo al ensayo toxicoloacutegico permanecioacute aireando en un tanque de 250 L durante un periodo miacutenimo de 1 semana Se controloacute la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto que debiacutea permanecer por encima de los 55 mgL el pH en un rango de 65 a 78 y la temperatura lt 20degC porque de esto depende la supervivencia de la trucha y la veracidad de la prueba (si no se cumplen estas miacutenimas condiciones en el ensayo

52 Pokniak R Joseacute Nutricioacuten de peces TECNO VET Antildeo 3 Ndeg2 agosto 1997

httpwwwtecnovetuchileclCDAtecnovet_articulo01409SCID253D91632526ISID253D44800html 53

CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de

produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

Proteiacutena miacutenima 38

Grasa miacutenima 8

Fibra maacutexima 25

Ceniza maacutexima 98

Humedad maacutexima 5

49

toxicoloacutegico los resultados pueden ser influenciados negativamente por estas variables) Ver figura 15

Figura 14 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas

Fuente los autores

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

Esta fase consistioacute en la realizacioacuten de las pruebas toxicoloacutegicas para las cuales se emplearon unos equipos y materiales siguiendo unos procedimientos como se describe a continuacioacuten

EQUIPOS

Balanza analiacutetica marca Sartorius

Medidor de Multiparaacutemetro marca Hanna MATERIALES

Item Volumen

(mL) Cantidad

Pipetas

5 1

10 1

25 1

Balones aforados 1000 4

Espaacutetula NA 1

Vidrio de reloj NA 1

Peceras 2500 24

Probetas

10 1

40 1

50 1

100 2

250 2

500 2

1000 2

Balde 10000 1

Fuente los autores

50

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas

Se montoacute una bateriacutea de ensayos usando un estante de seis entrepantildeos en donde se distribuyeron 24 peceras de vidrio (4 peceras por entrepantildeo) de 25 L de capacidad cada una a su vez las concentraciones se dividieron una por entrepantildeo y la restante es el control de la prueba

Los ensayos se iniciaban en el momento de introducir cinco alevinos en cada una de las peceras que en su interior ya conteniacutean la solucioacuten correspondiente para el tipo de prueba y concentracioacuten del ensayo a realizar y finalizaron a las 96 horas de iniciada la misma

El fotoperiodo que se utilizoacute en el bioensayo fue de 12 horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

La cobertura plaacutestica se utilizoacute en las PECERAS al igual que en los acuarios para mantener el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volaacutetiles que podriacutean cambiar eventualmente las condiciones del ensayo evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Figura 15 Foto Bateriacutea de ensayos

Fuente los autores

Es importante definir que una vez iniciado el procedimiento anterior se hizo cuantificacioacuten del nuacutemero de organismos muertos en cada recipiente durante las (3 6 24 48 72 y 96) horas de experimentacioacuten y los resultados de esta lectura se

51

consignaron en las hojas de registro como se puede observar en la Tabla 5 y que se pueden encontrar en el Anexo O Hojas de registro de datos

432 Pruebas de sensibilidad

La sensibilidad de los alevinos fue evaluada realizando pruebas en las cuales se utilizoacute el dicromato de potasio (K2Cr2O7) que es un toacutexico de referencia El propoacutesito de esta prueba fue determinar la capacidad de respuesta de los organismos en el ensayo

Las pruebas se realizaron con cinco concentraciones distintas expresadas en ppm de dicromato de potasio (K2Cr2O7) y un control por cuadruplicado obteniendo el test definitivo se replico 20 veces el ensayo con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos de concentraciones de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) entre (05 - 5) ppm para determinar los rangos en los que posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con Sulfato de Cobre Pentahidratado (CuSO4bull5H2O) con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos 435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn) utilizando

ZnCl2

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de (Zn) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm utilizando cloruro de zinc (ZnCl2) Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas soluciones

52

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos

53

Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos entre (2 ndash 10) ppm para determinar los rangos en los que se posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con cloruro de zinc (ZnCl2)

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de la industria de Cincado y se le hizo una caracterizacioacuten fisicoquiacutemica usando espectrofotometriacutea de absorcioacuten atoacutemica con llama directa aire-acetileno SM 3111 B y C con el que se determinoacute la presencia de cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de intereacutes

Al vertimiento se le realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas para determinar la CL50-

96 Posteriormente se disentildeo un tratamiento a nivel de laboratorio para retirar el cobre (Cu) y el cinc (Zn) Nuevamente se realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas al agua tratada para determinar la CL50-96 y se realizoacute una caracterizacioacuten

En las caracterizaciones realizadas se midieron los siguientes paraacutemetros oxigeno disuelto (OD) seguacuten SM 4500-O G meacutetodo de electrodo de membrana pH seguacuten el SM 4500-H+ B meacutetodo electromeacutetrico temperatura seguacuten el SM 2550 B y Turbiedad seguacuten el meacutetodo SM 2130 B usando el turbidiacutemetro

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS

4371 ANAacuteLISIS DE VARIANZA

Se realizoacute un anaacutelisis de varianza (ANOVA) siguiendo el protocolo LB07 que se encuentra en el ANEXO B del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle

El anaacutelisis que se realizoacute fue por una sola viacutea en la que se compararon las varianzas mueacutestrales de la cantidad de organismos muertos por concentracioacuten a las 96 horas en las pruebas toxicoloacutegicas de sensibilidad y pruebas definitivas de Cu (cobre) Zn (cinc) el vertimiento crudo y el vertimiento tratado

El meacutetodo tiene un 95 de confianza y un Margen de error del 5

Se usaron dos programas estadiacutesticos para la realizacioacuten de estos caacutelculos que fueron EXCEL y STATGRAPHICS Versioacuten 51 PLUS que permite la realizacioacuten sistemaacutetica de distintos anaacutelisis estadiacutesticos

54

55

4372 PROBIT

Descripcioacuten El meacutetodo Probit es un procedimiento estadiacutestico parameacutetrico para hallar la CL50 siguiendo el protocolo LBp03 del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle Anexo A

El anaacutelisis consiste en transformar los datos de la mortalidad observados a log10 para obtener una aproximacioacuten lineal de los paraacutemetros en la regresioacuten con iteracioacuten y con base en es datos obtenidos se estima la CL50 El meacutetodo da resultados con un 95 de confianza y un margen de error del 5 Para la aplicacioacuten del meacutetodo se usaron las pruebas toxicoloacutegicas agudas realizadas a las sustancias de intereacutes Los meacutetodos estadiacutesticos aplicados son los recomendados por el manual Methods for Measuring the Acute Toxicity of Effluents and Receiving Waters to Freshwater and Marine Organisms (USEPA 2002) el libro Ensayos Toxicoloacutegicos Y Meacutetodos de Evaluacioacuten de Calidad de Aguas (castillo2004) el libro Pruebas de Toxicidad Acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos (Diacuteaz 2004) y el protocolo de CETESB Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de cincado

UNIDAD CAPACIDAD CANTIDAD pH

Tanque de igualacioacuten 5 m3 1 15 ndash 23

3 tanques de oxidacioacuten 250 L 3 10- 115

Reactor

1 200

Sedimentador 1200 L 1 8-9

Filtros De Arena --- --- ---

Tanque Final 30 m3 1 ---

Intercambiador Ioacutenico --- 2 ---

Fuente Los autores

Las fases explicadas anteriormente fueron sintetizadas en el esquema metodoloacutegico

56

5 INDUSTRIA EVALUADA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de una industria de galvanotecnia ubicada en Bogotaacute en la localidad de Puente Aranda

La industria se especializa en recubrimiento con Cinc (Zn) por electroacutelisis a un indeterminado nuacutemero de piezas aplicando diversos procesos fisicoquiacutemicos descritos a continuacioacuten

Desengrase sensibilizacioacuten activacioacuten nucleacioacuten postnucleacioacuten premetalizado y metalizado

Los vertimientos producidos son especialmente metales pesados como niacutequel cobre zinc hierro cromo que son tratados en una planta compacta para el tratamiento de aguas residuales La planta se encuentra ubicada en el segundo piso de la industria y estaacute conformada por las siguientes unidades de tratamiento que se observan en la tabla 6

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDAD

Los resultados que se presentan a continuacioacuten son el producto de una ardua y larga investigacioacuten que se llevoacute a cabo durante los meses de enero a diciembre del antildeo 2008 y de marzo a julio del antildeo 2009 aproximadamente en 12 meses para la determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) en trucha arco iris en la cual se mantuvieron las condiciones oacuteptimas para el desarrollo de las pruebas de sensibilidad (K2Cr2O7) y toxicidad de (Cu) y (Zn) fue realizado con el fin de mejorar la normatividad actual de Colombia en cuanto a vertimientos

Los bioensayos que se realizaron tuvieron una duracioacuten de 96 horas donde a las 24 horas despueacutes de haber iniciado la prueba se observaba la tendencia de mortalidad la cual era clave para saber si el porcentaje de mortalidad esperado entre (0 -100) seguiriacutea la tendencia para alcanzarlo al finalizar los bioensayos (ver hojas de registro en el ANEXO O)

En los registros tomados el blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no superaron el 10 garantizando la validez de los bioensayos seguacuten lo estipulado por los protocolos para pruebas toxicoloacutegicas con alevinos de trucha arcoiris de CETESB

Los datos que se muestran en esta seccioacuten son los registros tomados a las 96 horas para las pruebas de sensibilidad las pruebas de toxicidad y los resultados de la aplicacioacuten de los meacutetodos de anaacutelisis estadiacutesticos ANOVA (anaacutelisis de varianza) y Probit en las cartas de control

Adicionalmente se realiza el anaacutelisis de los datos y se muestran las graacuteficas de la CL50-96 vs Nuacutemero de bioensayos realizados basadas en los datos

calculados por Probit

57

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD

La sensibilidad de la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se calculoacute hallando la concentracioacuten letal media (CL50-96) empleando como toacutexico de referencia el dicromato de Potasio (K2Cr2O7) Se realizaron veinte (20) pruebas usando un rango entre (20 - 100) ppm en los que se observoacute una mortalidad entre el (0 ndash 100) La tabla 7 muestra los resultados de una de las pruebas de sensibilidad realizadas

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de K2Cr2O7

A continuacioacuten se muestra la tabla con los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de sensibilidad de K2Cr2O7 Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7)

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2Cr2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 4 2 4 4 14 70

60 3 3 5 5 16 80

80 4 5 5 4 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

58

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 8) de las veinte pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

En la Figura 17 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al K2Cr2O7

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios nacionales e internacionales que se muestran en la tabla 10

Los resultados de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para las sustancias de intereacutes empleadas en esta investigacioacuten fueron comparados con los datos de otras investigaciones (tabla 10) de donde se puede decir que el valor de sensibilidad 597 mgL de dicromato de potasio (K2Cr2O7) comparado con el obtenido en la USEPA 8308 mgL K2Cr2O7 presenta una diferencia de 234 mgL lo que indica que se acerca bastante al valor validado por la USEPA y con los estudios de la Universidad de la Salle se observa que los valores estaacuten muy cercanos comprobando de esta manera la estandarizacioacuten de la sensibilidad para el laboratorio de bioensayos

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad con K2Cr2O7 +- 01

Fecha f

calculado f teoacuterico

4-Feb-07 116

28

5-Nov-07 153

21-Nov-07 442

8-Jan-08 299

14-Jan-08 726

21-Jan-08 219

4-Feb-08 338

11-Feb-08 331

25-Feb-08 396

3-Mar-08 151

10-Mar-08 582

25-Mar-08 638

31-Mar-08 321

7-Apr-08 259

18-Apr-08 131

21-Apr-08 451

28-Apr-08 583

6-May-08 141

12-May-08 795

01 DIC 2008 892

Fuente los autores

59

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01

Fecha CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg K2Cr2O7 L)

Inferior Superior

4-Feb-07 643 469 955

5-Nov-07 631 543 731

21-Nov-07 590 510 671

8-Jan-08 615 5418 692

14-Jan-08 643 584 694

21-Jan-08 561 454 644

4-Feb-08 658 560 725

11-Feb-08 641 549 714

25-Feb-08 576 505 645

3-Mar-08 540 430 621

10-Mar-08 605 532 680

25-Mar-08 599 528 669

31-Mar-08 626 550 703

7-Apr-08 629 503 710

18-Apr-08 603 528 643

21-Apr-08 559 486 634

28-Apr-08 528 460 592

6-May-08 557 484 633

12-May-08 574 510 633

01 Diciembre 2008 560 492 623

PROMEDIO 597 511 681

Fuente los autores

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del K2Cr2O7 +- 01

Liacutemite inferior 511 mgL

CL50-96 597 mgL

Liacutemite superior 681 mgL

Al analizar la carta de control Tabla 9 y la Figura 17 de resultados de dicromato de potasio (K2Cr2O7) se observa que los valores de (CL50-96) +- 01 a pesar de oscilar entre un rango de (528 ndash 658) mgL en ninguacuten momento superan el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las

60

Figura 16 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7

Fuente Los autores

490

540

590

640

690

0 5 10 15 20

Co

ncen

tracioacute

n

(mg

K2C

r 2O

7L

)

Nuacutemero de pruebas

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Inferior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Superior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) promedio

61

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios nacionales e internacionales en trucha arcoiris

CL 50 mg K2Cr2O7 L

Sensibilidad

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

8308

USEPA

5643 96 11 ALEVINOS GRIJALBA Y BERNAL Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

35 -75 96

ALEVINOS FAO Corporate Document Respositore 2001

540731 96 10 ALEVINOS

(35 - 45) diacuteas de nacido

BARROS Y GAMEZ Universidad de la Salle Bogotaacute 2008

522183 96 11 ALEVINOS ORTIZ Y AGUDELO Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

5239 96 10 ALEVINOS SANCHEZ Y ANDRADE Universidad de la

Salle Bogotaacute 2009

597 96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente los autores

variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O)

Se realizaron cuatro pruebas preliminares con cobre (Cu) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100)

En la Tabla 11 se observan los resultados obtenidos de la primera prueba de toxicidad para la que se usoacute un rango entre (01 - 5) ppm de Cu En ella se puede observar claramente que la mortalidad a concentraciones superiores a 01 ppm es del 100 en las cuatro replicas definiendo el nuevo rango a utilizar en concentraciones le 01 ppm que se utilizoacute en las siguientes pruebas preliminares hasta encontrar el rango de las pruebas definitivas

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (001 - 015) ppm es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 ndash 100) como se puede observar en la Tabla 12 Se realizaron 10 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo D

62

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para cobre (Cu)

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h para Cu

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu En la tabla 13 se encuentran los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Cu Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

63

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (tabla 13) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu

FECHA f

calculado f teoacuterico

7-Oct-08 282

28

(1) 14 OCT 2008 285

(2) 14 OCT2008 140

(1) 20OCT2008 364

(2)20 OCT 2008 270

(1) 19 NOV2008 218

(2) 19 NOV 2008 218

(1)25 NOV 2008 364

(2)25 NOV 2008 218

27 NOV 2008 475

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu

En la Figura 18 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Curdquo se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso Cobre (Cu)

Los resultados de la prueba se compararon con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 15

Al analizar la tabla 15 se puede observar que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) para cobre (Cu) grado analiacutetico que se obtuvo en esta investigacioacuten es de 007 mgL al compararlo con los de otros estudios se observa que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) mas alto obtenido en otras investigaciones apenas muestra una diferencia de 020 mgL y si se compara con el mas bajo una diferencia de 005 mgL lo que indica que los

64

resultados son consistentes y que las diferencias en los valores son debido a las diferentes condiciones ambientales de los laboratorios

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu

Fecha CL50-96

(mg Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

7-Oct-08 0075 0063 0086

(1) 14 OCT 2008 0061 0052 0069

(2) 14 OCT2008 0060 0045 0075

(1) 20OCT2008 0068 0045 0095

(2)20 OCT 2008 0070 0059 0079

(1) 19 NOV2008 0068 0045 0095

(2) 19 NOV 2008 0068 0045 0095

(1)25 NOV 2008 0069 0045 0095

(2)25 NOV 2008 0061 0035 0096

27NOV2008 0062 0048 0077

PROMEDIO 007 005 009

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Cu

Liacutemite inferior 005mgL

CL50-96 007 mgL

Liacutemite superior 009 mgL

65

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu

Fuente los autores

0047

0052

0057

0062

0067

0072

0077

0082

0087

0 2 4 6 8 10 12

CL

5096

(mg

Cu

L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Cu L)

CL 50-96 (mg Cu L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Cu L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Cu L) SUPERIOR

66

Al analizar la carta de control (tabla 14) y la Figura 18 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados cobre (Cu) se observa que los valores de (CL50-96) oscilan entre un rango de (006 - 008) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris

CL 50

mg CuL

CL 50

mg

CuSO4bull5H2O L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

025 96 05 -

3 ALEVINOS

Qureshi AA Flood K W Thompson S R Janhurst S M Inniss C S and rokosh

D A American Society fot Testing and Materials 1982 pp 179 - 195

0094 96 712 plusmn 06

- AyĢe Guumlndoğdu Research article

ARAġTIRMA MAKALESĠ Journal of FisheriesSciencescom 2008

016 - BAGDONAS and VOSYLIENE 2006

0042 (0039-0046)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James

GREER Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8

pp 1657ndash1665 Allen Press Publishing Service Inc 2007 USA

0056 96 ALEVINOS

0059 96 ALEVINOS

002 Howarth amp Sprague 1978

007

96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente Los autores

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96

hallada en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cobre (Cu) mg CuL 007 01 02

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de (CL50-96) en la carta de control de cobre (Cu) con los valores de (CL50-96) del

67

decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 = 007 mgL hallado en esta investigacioacuten comparado con eacutel del decreto CL50-96 = 010 mgL es inferior con una diferencia de 003 mgL y con el Acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 020 mg L es inferior con un diferencia de 010 mgL

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2)

En cada tabla se calculoacute a traveacutes de una sumatoria el nuacutemero de muertes totales y los porcentajes de mortalidad de los peces seguacuten la concentracioacuten El blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no fueron mayores al 10 garantizando la validez de la prueba

Se realizaron 5 pruebas preliminares con cinc (Zn) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 17 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (2 - 10) ppm de Zn

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (01 -15) ppm de cinc (Zn) es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 -100) como se puede observar en la Tabla 18 Se realizaron 10 pruebas definitivas validando este rango que se puede encontrar en el Anexo E

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

68

En la tabla 19 se observan los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Zn Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente Los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas con Zn

FECHA f

calculado f teoacuterico

(1) 03 MAR 2009 553

28

(2) 03 MAR 2009 239

(1) 10 MAR 2009 568

(2) 10 MAR 2009 186

(1) 17 MAR 2009 385

(2) 17 MAR 2009 309

(1) 31 MAR 2009 496

(2) 31 MAR 2009 330

21 ABR 2009 360

28 ABR 2009 327

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

69

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 19) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn)

Fecha CL50-96 (mg

Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

(1) 03 MAR 2009 072 062 082

(2) 03 MAR 2009 074 065 083

(1) 10 MAR 2009 072 060 083

(2) 10 MAR 2009 075 066 084

(1) 17 MAR 2009 067 057 076

(2) 17 MAR 2009 064 054 073

(1) 31 MAR 2009 068 055 080

(2) 31 MAR 2009 071 059 081

21 ABR 2009 071 060 081

27 ABR 2009 070 059 079

PROMEDIO 070 060 080

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

En la Figura 19 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para cinc (Zn)rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al

70

promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso cinc (Zn)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 21

Al comparar los valores obtenidos de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) con la tabla 21 se observa que el valor de 07 mg Zn L se encuentra cercano al de 05 mg Zn L presenta consistencia en los valores obtenidos en donde la maacutexima diferencia es 15 mgL excepto por uno de los resultados cuyo valor 129 mgL excede el valor maacutes alto en 122 mgL esto se puede explicar debido a que la edad de las truchas utilizadas en este ensayo es mayor y asiacute mismo es su resistencia a los contaminantes

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha arcoiris

CL 50

mg

Zn L

CL 50

mg

ZnCl2 L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

1288 96 302 plusmn021

- AyĢe Guumlndoğdu Research article ARAġTIRMA MAKALESĠJournal of

FisheriesSciencescom 2008

0175 (0150-0201)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE

Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James GREER

Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8 pp 1657ndash1665 Allen

Press Publishing Service Inc 2007 USA

0504 96 ALEVINOS

029 96 ALEVINOS

017 ALEVINOS

Buhl amp Hamilton (1990)

217 06 ALEVINOS

176 ALEVINOS Chapman amp Stevens (1978)

07

96 08 ALEVINOS PERALTA BARRETO

Universidad de La Salle 2009

Fuente Los autores

71

Figura 18Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn)

Fuente los autores

057

061

065

069

073

077

081

0 2 4 6 8 10 12

CL

50-9

6(m

g Z

n L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Zn L)

CL 50-96 (mg Zn L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Zn L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Zn L) SUPERIOR

72

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del cinc (Zn)

Liacutemite inferior 06 mgL

CL50-96 07 mgL

Liacutemite superior 08 mgL

Al analizar la carta de control (Tabla 20) y la Figura 19 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados de cinc (Zn) se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (06 - 08) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96 hallada

en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cinc (Zn) mg ZnL 07 001 2

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de CL50-96 en la carta de control de cinc (Zn) con los valores de CL50-96 del decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 hallado en esta investigacioacuten 07 mgL comparado con el del decreto CL50-96 = 001 mgL es superior con una diferencia de 07 y con el acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 2 mg L es inferior con un diferencia de 13 mgL

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO

Para la realizacioacuten de las pruebas con el vertimiento puro se realizoacute un procedimiento para subir el pH desde 19 hasta 66 unidades de pH con hidroacutexido de sodio 1 N al momento de preparar las diferentes diluciones el vertimiento debiacutea ser homogenizado debido a que el hidroacutexido de sodio precipitaba la solucioacuten

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

73

De esta manera se garantizan las condiciones originales de concentracioacuten del vertimiento crudo y el pH necesario (cercano a neutro) para la realizacioacuten de las pruebas y garantizar que fueran los compuestos toacutexicos del vertimiento de cincado los que realmente causaron la mortalidad de los peces y no el pH

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento Crudo

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento Crudo (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Se realizaron 5 pruebas preliminares con el vertimiento que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 23 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (001 ndash 10)

Basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (007 - 05) del Vertimiento Crudo es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 - 100) como se puede observar en la Tabla 24 Se realizaron 5 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo F

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Crudo

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 25) de las cinco pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos

74

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Vertimiento Crudo

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento Crudo (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Fuente los autores

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento Crudo

El resultado de este porcentaje de CL 50 representa la toxicidad combinada de distintos toacutexicos que se encuentran el Vertimiento Crudo y se involucran en el proceso de cincado el cual magnifica el efecto nocivo

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Vertimiento Crudo

FECHA f

calculado f teoacuterico

1-Jun-09 364

26

(1) 02 JUN 2009 469

(2) 02 JUN 2009 611

8-Jun-09 285

9-Jun-09 532

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

75

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo

Fecha CL 50-96 (

Vertimiento Crudo L)

Liacutemite de confianza al 95 ( Vertimiento Crudo

L)

Inferior Superior

1-Jun-09 024 018 028

(1) 02 JUN 2009

020 016 026

(2) 02 JUN 2009

022 019 026

8-Jun-09 026 019 031

9-Jun-09 020 017 024

PROMEDIO 023 018 027 Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute maacutes de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 018 vertimiento L

CL50-96 023 vertimiento L

Liacutemite superior 027 vertimiento L

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al Vertimiento Crudo durante todas las pruebas realizadas

Al analizar la carta de control (Tabla 26) y la Figura 20 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados del Vertimiento () se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (020 - 026) sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Estos resultados se presentan en porcentaje () y para dar un poco de eacutenfasis en los metales en estudio cobre (Cu) y cinc (Zn) en el Anexo K se podraacuten consultar la cartas de control para cada uno de ellos donde se observa el comportamiento individual haciendo una correlacioacuten entre la concentracioacuten inicial de cada uno con el porcentaje de vertimiento aunque sin tener en cuenta la magnitud y el volumen de cada uno aunque seguacuten el anaacutelisis del proceso productivo se sabe que en cinc es mucho mas representativo debido a que el proceso productivo es de cincado

76

Figura 19 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento

Fuente los autores

016

018

02

022

024

026

028

0 1 2 3 4 5 6

Co

ncen

tracioacute

n V

ert

imie

nto

C

rud

o (

)

nuacutemero de prubeas

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L)

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) Promedio

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) INFERIOR

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) SUPERIOR

77

Los porcentajes encontrados en las pruebas definitivas fueron pasados a mgL usando los resultados de la caracterizacioacuten de Cu y Zn cuyos valores se pueden encontrar en el Anexo K

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y Legislacioacuten Antigua y Nueva

Paraacutemetro

Concentracioacuten Vertimiento

CRUDO proceso de

cincado

Concentracioacuten Vertimiento TRATADO proceso de

cincado

Unidades Remocioacuten

()

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (mgL)

Res 3957 de

2009 (mgL)

dagger

Cobre (Cu)

49 01 mg CuL 9795 01 025

Cinc (Zn) 550 039 mg ZnL 9993 001 2

Fuente los autores

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO TRATADO

Los resultados de las pruebas con el vertimiento tratado no muestran ninguacuten dato significativo en cuanto a la dosis letal se refiere lo que demuestra la eficiencia del tratamiento (clarifloculador + intercambiador ioacutenico) como se muestra en la tabla 28

No se presentoacute mortalidad en el vertimiento tratado debido a la gran eficiencia que presentaron las unidades de clarifloculador + intercambiador ioacutenico como se muestra en la tabla 27

Como se observa en la tabla la eficiencia de remocioacuten fue muy alta y por este motivo no se presentan muertes en las pruebas del vertimiento tratado

Lo que siacute se aprecia es la inconsistencia de la mayor permisividad de la legislacioacuten con respecto a la antigua aunque este tema se sale de contexto es la responsabilidad como Ingenieros Ambientales y Sanitarios nombrar este aspecto Se realizaron cinco (5) pruebas preliminares con el vertimiento pero no se observo que la mortalidad estuviera entre el (0 ndash 100) En la Tabla 28 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (10 ndash 100)

dagger Cobre (Cu) y Cinc (Zn) Totales

78

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Tratado

Al observar Fc vs Ft (tabla 29) de las tres primeras pruebas realizadas se puede decir que Fc gtgtgt Ft lo que comprueba que despueacutes del tratamiento no hay muertos y por eso el fc da muchiacutesimo mayor que el f teoacuterico

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las 96 horas del Vertimiento tratado

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Y al observar las dos uacuteltimas pruebas el Fc lt Ft lo cual nos indica que los datos de la prueba son inconsistentes

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

FECHA f

calculado f teoacuterico

16-Jun-09 65535 26

19-Jun-09 65535

28 23-Jun-09 65535

(1) 07 JUL 2009 06

(2) 07 JUL 2009 06

Fuente los autores

79

La CL50-96 posible para el vertimiento tratado por deduccioacuten es mayor al 100 del vertimiento tratado y se hace un estimativo habiendo una correlacioacuten entre la carga antes del tratamiento con el de la CL50-96 del vertimiento Crudo y carga despueacutes del tratamiento nos dariacutea un estimativo de 233

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado

El agua que se usoacute para la caracterizacioacuten fisicoquiacutemica fue la del vertimiento de una empresa de cincado que es descargada en un tanque de igualacioacuten de 5m3 de donde se realizoacute un muestreo puntual

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el 27 de abril de 2009

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 49 mg CuL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 550 mg ZnL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 188 de pH SM 4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 20 ordmC SM 2550 B Termoacutemetro

OD ND mgL SM 4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 142 NTU SM 2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

Los paraacutemetros cobre (Cu) y cinc (Zn) se enviaron al Laboratorio Ivonne Bernier certificado por el IDEAM para su anaacutelisis (Anexo J) y los anaacutelisis de pH turbiedad oxiacutegeno disuelto (OD) temperatura se analizaron in situ y en el laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria de la Universidad de La Salle

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento Crudo

CL50-96 = 023 del Vertimiento Crudo

Este anaacutelisis se realizoacute con el fin de evaluar y clasificar el vertimiento del proceso de Cincado

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades toxicas

80

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 01 mg CuL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 0383 mg ZnL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 64 de pH SM

4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 18 ordmC SM Termoacutemetro

OD 51 mgL SM

4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 7 NTU SM

2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

cincadodeprocesodelefluentedelpromediocaudalQ

cincadodeprocesodelefluentedelmedialetalioacutenconcentracCL

QCL

UTToacutexicaaC

9650

9650

100)(arg

68891333322490

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

12543)688913331(LogIT

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 313 para el vertimiento crudo nos indica que la industria de cincado tiene una carga toacutexica MODERADA seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos de Escobar 1997

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento tratado

Asumiendo una CL50-96 del 100 para el vertimiento tratado

81

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

QCL

UTToacutexicaaC9650

100)(arg

33100

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

60210)31(LogIT

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

82

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 06 para el Vertimiento Tratado nos indica que la industria de cincado NO tiene una carga toacutexica seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos (ESCOBAR 1997) en su efluente y no representa ninguacuten riesgo para el medio ambiente y se comprueba esta afirmacioacuten porque en las pruebas toxicoloacutegicas no se murioacute ninguacuten pez inclusive con el 100 de la concentracioacuten

Se observa en la Figura 21 la diferencia de toxicidad entre el Vertimiento Crudo y el Tratado Figura 20 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado

Fuente los autores

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADO

Para el vertimiento de la industria de cincado se elaboroacute la Tabla 34 en la que se compararon las ventajas y desventajas de los posibles tratamientos que se podiacutean utilizar Estos tratamientos se escogieron como opciones debido a que presentaban altas eficiencias de remocioacuten de los metales pesados

Para la seleccioacuten del tratamiento se elaboroacute una matriz de priorizacioacuten Tabla 35 en la que se asignoacute una calificacioacuten de 1 a 5 a las diferentes caracteriacutesticas de cada tratamiento Tabla 36 estas calificaciones fueron dadas teniendo en

0

05

1

15

2

25

3

35

Crudo Tratado

Ran

go

s d

e in

dic

es T

oxic

oloacute

gic

os

Efluentes

3125

06021

83

cuenta las ventajas y desventajas de cada alternativa y las caracteriacutesticas propias de la industria

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas

Tratamiento Ventajas Desventajas

Remocioacuten de metales

Co

nven

cio

nale

s

Precipitacioacuten quiacutemica

Control y mantenimiento

bull Es un sistema completamente cerrado que uno mismo puede operar y requiere poco mantenimiento Solo necesita la renovacioacuten de los quiacutemicos utilizados bull Es una tecnologiacutea con faacutecil disponibilidad de equipos y productos quiacutemicos Costos

bull Los quiacutemicos que se usan para el tratamiento son muy baratos especialmente la cal Aacuterea

bullAacutereas pequentildeas

Riesgos ocupacionales

bull Trabaja con quiacutemicos corrosivos lo que incrementa los problemas de salud en los operadores Impacto ambiental bull Maneja quiacutemicos especialmente la cal que incrementa el volumen de lodos en un 50 Control y mantenimiento bull Es necesario transportar Grandes cantidades de quiacutemicos al sitio del tratamiento Costos

bull Los poliacutemeros pueden ser costosos

98 Cu 99 Zn

Oacutesmosis inversa

Eficiencia

bull Elimina un elevado porcentaje de todo tipo de contaminantes (iones orgaacutenicos piroacutegenos virus bacterias partiacuteculas coloides) Control y mantenimiento bull No necesita reactivos agresivos de limpieza mantenimiento miacutenimo bull Buen control de los paraacutemetros operativos bullEs un proceso faacutecilmente automatizado

Control y mantenimiento

bull Requiere mantenimiento frecuente para evitar saturacioacuten de la membrana bullRequiere de presiones muy altas para su funcionamiento bullMediana selectividad y tolerancia a cambios de pH bullBajo tiempo de vida con soluciones corrosivas bullEs necesario separar partiacuteculas insolubles o en suspensioacuten para evitar saturacioacuten de las membranas

97-99

84

Costos

bull Bajos costos de operacioacuten debido a la escasa necesidad de energiacutea Impacto ambiental

La recuperacioacuten de metales pesados es posible

Costos

Alto costo por remplazar la membrana

Intercambio ioacutenico

Eficiencia

bullAlta eficiencia para la remocioacuten de metales Impacto ambiental

bullEs posible la recuperacioacuten de metales por electroacutelisis

Control y mantenimiento

bull El efluente debe ser filtrado para remover partiacuteculas y aceites en suspensioacuten que pueden dantildear las resinas bullLa posible competencia entre metales pesados y otros cationes bullLas resinas no son muy tolerantes al cambio de pH bullLos materiales orgaacutenicos pueden envenenar la resina bullLa presencia de Ca Na y Mn disminuye su rendimiento debido a que pueden saturar la resina Costos

bull Alto costo de las resinas de intercambio ioacutenico bull Alto costo de los quiacutemicos utilizados para la regeneracioacuten de las resinas

95-98

No

co

nven

cio

nale

s

Teacutecnicas fitorremediadoras

(rizofiltracioacuten)

Costos

bull Utiliza plantas como bombas extractoras de bajo costo para depurar suelos y aguas contaminadas Impacto ambiental

bull Incrementa la actividad y poblacioacuten microbiana en el subsuelo que es la encargada de elevar la cantidad de carbono orgaacutenico

Control y mantenimiento

bullDepende de la profundidad de penetracioacuten de las raiacuteces bull Depende de tres factores para transportar los contaminantes desde la superficie externa hacia el interior de la planta por la raiz que son las propiedades del compuesto las condiciones ambientales y las caracteriacutesticas de la especie de planta

75-98

85

Impacto ambiental

bull Retarda el movimiento e intercepcioacuten de compuestos toacutexicos Impacto ambiental

bull Mejora la aireacioacuten del suelo por la liberacioacuten de oxiacutegeno a traveacutes de las raiacuteces de las plantas bull Promueve las trasformaciones de compuestos toacutexicos a compuestos con menor toxicidad

Humedales artificiales

Costos bull El costo de construccioacuten y mantenimiento es menor al de otras opciones de tratamiento bull Las variaciones de caudal no afectan el funcionamiento Impacto ambiental bull El manejo de quiacutemicos no es requerido bull No hay generacioacuten de olores bull Facilita el reciclaje y la reutilizacioacuten del agua

Aacuterea bull Requieren generalmente grandes extensiones de terreno en comparacioacuten con tratamientos convencionales Eficiencia bull El rendimiento del sistema puede ser menos constante al de un proceso convencional Control y mantenimiento bull Los componentes bioloacutegicos son sensibles a sustancias como el amoniaco y los pesticidas que llegan a ser toacutexicos bull Requiere una miacutenima cantidad de agua para que sobrevivan no soportan estar completamente secos bull Los disentildeos oacuteptimos del sistema no se han desarrollado

98 Zn 71 Cu

Fuente los autores

La alternativa que se seleccionoacute fue la precipitacioacuten quiacutemica debido a que comparada con las demaacutes es relativamente econoacutemica no ocupa una gran aacuterea a diferencia de los humedales artificiales es faacutecil su control y mantenimiento y aunque genera impacto ambiental por la generacioacuten de lodos esto se puede controlar dependiendo del tipo coagulante a utilizar

Para la implementacioacuten de la precipitacioacuten quiacutemica como unidad piloto de tratamiento se disentildeo un clarifloculador que es una unidad de forma ciliacutendrica con forma de tolva en la parte inferior que coagula flocula y sedimenta al mismo tiempo

86

El clarifloculador necesita otras unidades complementarias para su funcionamiento tales como un tanque de neutralizacioacuten (pozo de bombeo) para mantener las condiciones oacuteptimas de pH y bombas dosificadores conectadas a tanques donde se preparan soluciones con las dosis oacuteptimas de coagulantes y floculantes Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento

Tratamiento

CARACTERIgraveSTICAS

TOTAL AacuteREA INVERSIOacuteN

CONTROL Y MANTENIMIENTO

IMPACTO AMBIENTAL

EFICIENCIA

Co

nven

cio

nale

s Precipitacioacuten

quiacutemica 3 3 3 3 3 15

Oacutesmosis inversa 3 1 2 3 4 13

Intercambio ioacutenico

4 1 1 3 4 13

No

co

nven

cio

na

les

Teacutecnicas fitorremediadoras

1 3 3 4 3 14

Humedales artificiales

1 3 3 4 3 14

Fuente los autores

Tabla 36 Rango de calificacioacuten

Calificacioacuten Criterio de seleccioacuten

5 Oacuteptimo

1 Menos conveniente

Fuente los autores

71 TEST DE JARRAS

En la realizacioacuten del test de jarras se plantearon dos opciones de sustancias a utilizar como coagulantes el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) y el sulfato de aluminio de las cuales se escogioacute el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) debido a que sedimenta mas raacutepido el precipitado forma mejor tamantildeo de los floculos y tiene un mejor nivel de remocioacuten de metales54

54 SOTO REGALADO Eduardo LOZANO RAMIREZ Tomas BARBARIacuteN CASTILLO Juan Manuel

ALCALAacute RODRIGUEZ Monica ldquoRemocioacuten de metales pesados en aguas residuales mediante agentes

87

Las dosis oacuteptimas de coagulante se determinaron a partir de un test de jarras empleando Cloruro Feacuterrico (FeCl3) como se muestra en la Tabla 37

Tabla 37 Resultados del test de jarras

Paraacutemetros

medidos Concentraciones

Productos Quiacutemicos

Anaacutelisis

Jarra 1

pH = 7

Turbidez= 14 N TU

Color= 40 mgl Pt Co

50mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 5ml

El precipitado fue miacutenimo con un sobrenadante de

color verde claro

Jarra 2

pH = 75

Turbidez =10 NTU

Color= 36 mgl Pt Co

100mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 10ml

Se precipitoacute una parte de los soacutelidos quedando el agua de un color verde

claro

Jarra 3

pH = 7

Turbidez= 6 NTU

Color= 30 mgl Pt Co

150mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 15ml

Se formaron Flocs pero no se alcanzoacute a precipitar

completamente quedando soacutelidos suspendidos en el

agua

Jarra 4

pH= 8

Turbidez= 4 NTU

Color= 21 mgl Pt Co

200mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 20ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y

el sobrenadante quedoacute transparente

Jarra 5

pH= 83

Turbidez= 6 NTU

Color= 20 mgl Pt Co

250mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 25ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y el sobrenadante quedoacute con

un color verde claro

Fuente los autores

Se encontroacute que la jarra 4 que es donde el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) se aplicoacute en una concentracioacuten de 200 mg L a un pH de 8 es en la que se produce mayor precipitacioacuten o mas clarifica el agua escogiendo esta como la dosis mas apropiada

quiacutemicosrdquo Departamento de ingenieriacutea quiacutemica de la facultad de ciencias quiacutemicas UANL Vol VII No 23 Meacutexico 2004

88

Se utilizoacute como floculante un polielectrolito anioacutenico en una concentracioacuten lt 1 mgL

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO

CRITERIOS DE DISENtildeO

Velocidad ascensional

Tasa de sedimentacioacuten

Volumen de almacenamiento de lodos

Tiempo de retencioacuten

Caudal de disentildeo

Gradiente de mezcla

En el disentildeo se incluyeron los gradientes de velocidad (Empiacutericos) hidraacuteulico para la mezcla raacutepida y la mezcla lenta (Tabla 38)

Tabla 38 Gradientes de velocidad

Mezcla raacutepida (200- 1000) s-1

Mezcla lenta (5-100) s-1

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador

Velocidad de Floculacioacuten

Entre 15 y 45 cms Sedimenta por debajo de los 10 cms y rompe por encima de los 70cms

Tiempo de Floculacioacuten

Si tiene alto color y turbiedad de 15 a 30 min

Si tiene bajo color y turbiedad de 30 a 45 min

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Para el disentildeo del clarifloculador no se usoacute el caudal de vertimiento de la industria (3 m3 diacutea aprox) sino uno bastante menor de 1 Lmin teniendo en cuenta que era un ensayo piloto La hoja de caacutelculo se muestra en la Tabla 40

El clarifloculador disentildeado es angosto de apenas 24 cm y con una altura de 15 m sin contar la tolva de lodos esto se debe a que es una unidad piloto

Este clarifloculador se disentildeo inicialmente con un cono de mezcla raacutepida en el interior utilizando valores empiacutericos entre (30 ndash 60) segundos pero debido a que las dimensiones halladas en el disentildeo fueron miacutenimas se decidioacute sustituirlo

89

por una caja de mezcla raacutepida que va conectada a un ldquofeed wellrdquo que conduce el liacutequido hacia una tolva de lodos ubicada en la parte inferior del clarifloculador en donde se reduce la velocidad debido al cambio de diaacutemetro y se realiza la mezcla lenta

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador

DISENtildeO DEL CLARIFLOCULADOR (1)

Paraacutemetros Valor Unidad

Tiempo de retencioacuten 40 min

Tiempo de retencioacuten 2400 seg

Caudal(Q) 1 Lmin

Caudal(Q) 166 E-05 m3s

Volumen total 004 m3

Velocidad ascensional mayor 120 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional mayor 00014 m3m2-seg

Aacuterea menor 0012 m2

Diaacutemetro menor 012 m

Velocidad ascensional menor 30 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional menor 000035 m3m2-seg

Aacuterea mayor 0048 m3m2-seg

Diaacutemetro mayor 025 m

Altura(h) 0062 m

Altura tolva intermedia(h2) 011 m

Aacutengulo 30 grados

Aacutengulo 052 radianes

Tiempo de retencioacuten del cilindro

60 min

Tiempo de retencioacuten del cilindro

3600 seg

90

Volumen total del cilindro 006 m3

Altura total del cilindro 125 m

Altura total del cilindro( con un borde libre del 20 )

150 m

DISENtildeO DE LA TOLVA (2)

Aacutengulo 1 30 grados

Aacutengulo 1 052 radianes

a 0037 m

Altura de la tolva (b) 0064 m

Ht (Altura total del clarifloculador)

167 m

CONO DE MEZCLA INTERNO(3)

velocidad 002 ms

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Volumen total 00005 m3

Aacuterea 000083 m2

Diaacutemetro mayor 0033 m

Diaacutemetro menor(10 del diaacutemetro mayor del

clarifloculador) 0012 m

Aacutengulo 1 45 grados

Aacutengulo 2 0785 radianes

Altura (h1) 0022 m

Aacuterea mayor 000083 m

Aacuterea menor 000012 m

Altura del cilindro interior 0047 m

Fuente los autores

Adicional a este tratamiento para lograr una mayor eficiencia se complementoacute con unas resinas de intercambio ioacutenico daacutendole un muy alto porcentaje de

91

remocioacuten como se muestra a continuacioacuten en la Figura 22 Esquema del disentildeo piloto

Figura 21 Esquema del disentildeo piloto

Fuente los autores

ARRANQUE DE LA UNIDAD DE TRATAMIENTO

1 Caracterizacioacuten del agua del vertimiento de la industria 2 Realizacioacuten del test de jarras para determinar las dosis de coagulantes y

floculantes a aplicar 3 Limpieza de la unidad 4 Llenado del pozo de bombeo 5 Realizacioacuten de las pruebas hidraacuteulicas para detectar fugas o dantildeos en

los accesorios

92

8 CONCLUSIONES

Los resultados reflejan que la sensibilidad de las truchas arco iris (Oncorhynchus mykiss) fue la misma en todas las pruebas con el toacutexico de referencia (K2Cr2O7) Cobre (Cu) Cinc (Zn) y el Vertimiento crudo Al analizar los valores de CL50-96 de las cartas de control y las graacuteficas se observa la tendencia de los valores hacia el promedio de las CL50-96 halladas ademaacutes de no sobrepasar los liacutemites superior e inferior promedio

La CL50-96 promedio para la prueba de sensibilidad con K2Cr2O7 que se obtuvo fue de 596774 mg K2Cr2O7 L

Al comparar el resultado de sensibilidad del K2Cr2O7 = 596774 mg K2Cr2O7 L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales y hechos en el mismo laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle se observoacute que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad del resultado obtenido

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Cu que se obtuvo fue de 00662 mg Cu L

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Zn que se obtuvo fue de 07036 mg Zn L

Al comparar los resultados de cobre Cu = 00662 mg Cu L y cinc Zn = 07036 mg Zn L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales se observo que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad de los resultados obtenidos

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con el Vertimiento Crudo nos arrojoacute un resultado de 02249 Vertimiento crudo L

La determinacioacuten de las concentraciones letal media (CL50) para las sustancias de estudio el cobre (Cu) y el cinc (Cu) son de gran utilidad para utilizarlos como criterios de calidad ambiental

Se ampliara el conocimiento sobre los efectos del cobre y del cinc en los ecosistemas acuaacuteticos lo que permitiraacute fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental sobre los vertimientos industriales

A pesar del limitado alcance de la informacioacuten proveniente de los ensayos de toxicidad para su extrapolacioacuten a escala ambiental los estudios con organismos en laboratorio en condiciones controladas y estandarizadas para la evaluacioacuten de respuestas han venido siendo las fuentes de informacioacuten predominantes para la evaluacioacuten ecoloacutegica de los efectos de los contaminantes toacutexicos

93

Para los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de los metales de estudio realizados al vertimiento crudo de la industria de cincado se obtuvieron los siguientes resultados cinc (Zn) 550 mg Zn L encontrando una concentracioacuten alta cobre (Cu) 49 mgL Turbidez 142 NTU y un pH de 188 mg L muy aacutecido los resultados de estos paraacutemetros son debido a la naturaleza proceso productivo

Para el tratamiento las eficiencias obtenidas fueron las siguientes cobre (Cu) 97 y cinc (Zn) 99 observando un alta remocioacuten pero debido a una carencia de tecnificacioacuten y poliacuteticas de produccioacuten maacutes limpia en el proceso productivo no se alcanzan a remover las cargas contaminantes incumpliendo algunas de las normas para vertimientos

Para el tratamiento la concentracioacuten de cobre (Cu) del efluente tratado fue de 01 mg CuL cumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (01 mg CuL) justo y de igual manera con la Res 3957 de 2009 (025 mg CuTotalL) 24 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

Para el tratamiento la concentracioacuten de cinc (Zn) del efluente tratado fue 0383 mg ZnL incumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (001 mg CuL) 38 veces por encima de la norma y cumpliendo con la Res 3957 de 2009 (2 mg ZnTotalL) 5 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

La CL50 ndash 96 que se determinoacute al vertimiento crudo de la industria fue de 02 demostrando que es toacutexico inclusive en concentraciones muy bajas

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento crudo fue de 3125 representando una carga toacutexica considerable

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento tratado fue de 06021 demostrando que no hay carga toacutexica debido a que estaacute fuera de rango sentildealando la eficiencia del tratamiento

Los resultados obtenidos en este estudio fueron realizados en el laboratorio bajo condiciones controladas (fotoperiacuteodo temperatura oxiacutegeno pH nutrientes) y no son representativos de todo el ecosistema acuaacutetico

94

9 RECOMENDACIONES

Para la consecucioacuten y una buena realizacioacuten de un bioensayo se requiere que la especie a utilizar este disponible en el mismo sitio donde se va realizar la prueba toxicoloacutegica

Al realizar bioensayos se deben garantizar todas las condiciones oacuteptimas de manutencioacuten de la especie que se esteacute trabajando para garantizar que las condiciones del ensayo y que sus resultados son los esperados por la exposicioacuten al toacutexico y no por alguna condicioacuten externa al bioensayo

El recinto experimental que se destine para la realizacioacuten de los bioensayos solo debe ser usado para este fin para evitar cualquier alteracioacuten externa sobre los resultados de las pruebas

La limpieza en los acuarios y peceras debe ser haacutebito para evitar interferencias en los resultados y la supervivencia de la trucha

Utilizar las evaluaciones toxicoloacutegicas junto con el anaacutelisis quiacutemico debido a que son herramientas complementarias para evaluar monitorear y controlar la contaminacioacuten que pueda alterar o impactar de alguna manera el entorno y la biocenosis es una ventaja para la precisioacuten de los diagnoacutesticos ambientales

La cooperacioacuten entre la academia y la industria privada es vital para formar alianzas donde se promueva el apoyo mutuo para el desarrollo de proyectos de caraacutecter ambiental logrando un desarrollo concertado entre los actores de la sociedad y de esta manera lograr una construccioacuten de sociedad mas amable

Al saber el gran impacto que causa en el ambiente los vertimientos y emisioacuten de contaminantes como los metales pesados (Cu y Zn) en el medio ambiente que podriacutean llegar a afectar la salud humana (egoceacutentricamente hablando) se debe reflexionar sobre iquestcomo ser un consumidor responsable Y no dejarnos influenciar por lo medios de comunicaciones masivos los cuales nos inculcan necesidades ficticias que causan el detrimento ambiental y mayor presioacuten sobre los recursos

Los resultados obtenidos de los ensayos de toxicidad deben ser nuevamente evaluados a traveacutes de estudios de campo pues en condiciones de laboratorio se obtienen unos resultados que al ser llevados a un ecosistema real se pueden validar los valores de las dosis letales obtenidas o no

Para mantener las truchas arcoiacuteris domesticas (Oncrhynchus mykiss) en cautiverio se requiere mucho tiempo y dedicacioacuten para controlar todas las variables que podriacutean llegar a afectar su bienestar

95

La ecologiacutea de poblaciones debe conectar informacioacuten toxicoloacutegica con modelos poblacionales para predecir efectos a esa escala

Es necesario realizar frecuentes caracterizaciones fisicoquiacutemicas al vertimiento de la industria de cincado ya que diariamente los procesos realizados variacutean e igualmente las caracteriacutesticas del mismo

96

10 BIBLIOGRAFIacuteA

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10 CETESB Anaacutelisis estadiacutestico de resultados de pruebas de toxicidad aguda L5017 1992

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16 Colaboradores de Wikipedia Xenobioacutetico [en liacutenea] Wikipedia La

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17 COPPOLA Linda Rochester Institute of Technology 2000 [web en liacutenea] [con acceso el 19 de Enero de 2009] Disponible desde Internet en wwwgramaticabizgramaticareferencias-bibliograficashtml

18 CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

19 DAMERON C Copper

20 DIacuteAZ-BAacuteEZ Mariacutea BUSTOS L Martha ESPINOSA R Adriana Pruebas de toxicidad acuaacutetica fundamentos y meacutetodos Ed Universidad Nacional de Colombia Bogotaacute Unibiblos - U Nal Colombia 2004 ISBN 9587013859 9789587013856 116 paacuteginas

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Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS

98

TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA (Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

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28 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

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30 Howarth amp Sprague 1978

31 ICONTEC Trabajos escritos presentacioacuten y referencias bibliograacuteficas Contacto Grafico Bogotaacute D C 2008 23 p

99

32 Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica Diccionario de la Biodiversidad [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

33 IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada) ha hecho algunos intentos de llegar a una definicioacuten desambigua de valencia La versioacuten actual adoptada en 1994

34 JIMEacuteNEZ Blanca E La contaminacioacuten ambiental en Meacutexico causa efectos y tecnologiacutea apropiada Meacutexico Limusa Colegio de Ingenieros Ambientales de Meacutexico A C Instituto de Ingenieriacutea de la UNAM y FEMISCA 2001 926 p

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37 Mac-QUHAE Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa (Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH) Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

38 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of

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39 MONGE P Luis ALVAREZ P Monica Determinacioacuten de la Concentracioacuten Letal Media (CL50-48) de cromo y cobre en daphnia magna para el vertimiento de una industria de galvanotecnia y propuesta de pre-tratamiento para la disminucioacuten de la toxicidad de dicho vertimiento Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2008 132 p

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100

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43 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe)

44 PAULY Daniel Ictiologiacutea [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpfilamanuni-kieldeManualSpanishfishbaseichthyology00002628htm

45 PEacuteREZ CARRERA Alejo FONTECOBA Cintia GRASSI Diego y FERNAacuteNDEZ CIRELLI Alicia ldquoEficiencia De Plantas Acuaacuteticas Para La Biorremediacioacuten De Aguas Contaminadas Con Elementos Toacutexicosrdquo Buenos Aires CONAGUA 2007 [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httphydriawebcomarkbentry67

46 PERALTA BARRETO 2009

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101

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52 TONGARIRO NATIONAL TROUT CENTRE [web en liacutenea] Taupo for Tomorrow lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

53 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

54 USEPA

55 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de

Toxicologiacutea Medioambiental Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

56 VELOZA M Bernardo TRIANA C Walter ldquoUtilizacioacuten del hongo

phanerochaete chrysosporium para la remocioacuten de cianuro en reactores de carga secueacutenciales para la industria de recubrimientos electroliacuteticos (galvanoteacutecnia)rdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 76 p

57 ZAFRA P Angelica RODRIGUEZ M Gabriela ldquoDisentildeo de una unidad piloto compacta para la remocioacuten de metales pesados (zn ni cu) presentes en agua residual de la industria challenger sa empleando humedales subsuperficiales con tres especies de vegetacioacutenrdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 120 p

102

ANEXOS

103

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO

ANAacuteLISIS PROBIT

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FACULTAD DE INGENIERIacuteA

AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL MEacuteTODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo matemaacutetico 4 Procedimiento 5 Bibliografiacutea 6 Anexo I Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

Anexo II Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

Anexo II Determinacioacuten del Chi-cuadrado (X2)

Anexo III Factor (p) para el Probit calculado (Y)

1 OBJETIVO

Evaluar los resultados de los ensayos por medio de un modelo estadiacutestico

2 DEFINICIONES

Concentracioacuten La concentracioacuten es la magnitud fiacutesica que expresa la cantidad de un elemento o un compuesto por unidad de volumen

Dosis Contenido de principio activo expresado en cantidad por unidad de volumen o de peso

Efecto Consecuencia positiva o negativa de la ocurrencia de un evento debido a una causa

Modelo Conceptualizacioacuten teoacuterica de un evento un proyecto una hipoacutetesis el estado de una cuestioacuten que se representa como un esquema con siacutembolos descriptivos de caracteriacutesticas y relaciones maacutes importantes con un fin ser sometido a modelizacioacuten como un disentildeo flexible que emerge y se desarrolla durante el inicio de la investigacioacuten como una evaluacioacuten de su relevancia

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AMBIENTAL Y SANITARIA

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LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Toxicidad aguda Tiene por objeto determinar los efectos de una dosis uacutenica y muy elevada de una sustancia Usualmente el punto final del estudio es la muerte del animal y la toxicidad aguda para este caso de estudio se expresa por la dosis letal 50 que viene a representar maacutes o menos la dosis de la sustancia que produce la muerte en el 50 de los organismos

Probit Modelo estadiacutestico que analiza las pruebas de toxicidad El meacutetodo consiste en la aplicacioacuten de correlaciones estadiacutesticas para estimar las consecuencias desfavorables sobre una poblacioacuten a los fenoacutemenos fiacutesicos peligrosos nos da una relacioacuten entre la funcioacuten de probabilidad y una determinada carga de exposicioacuten

3 PRINCIPIO DEL MODELO MATEMAacuteTICO

En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten de un modelo lineal

Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d)) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal como se muestra en la figura 1 de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Figura 1 Relacioacuten dosis-respuesta

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit (buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco unidades) se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

bxay

Donde

y (expresado en unidades Probit) = z + 5

z= Variable normal estaacutendar = zO tal que la Prob (z le zO) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros de la recta de regresioacuten

Asi cuando p= 50 entonces y = 5 por lo tanto

X5= log10 CL50 entonces CL50 = 105

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Para facilitar los caacutelculos simplemente se puede usar un software como el suministrado por la US Environmental Protection Agency (US EPA) Probit Analysis Program El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten

4 PROCEDIMIENTO Para el caacutelculo de la CL50-96 por este meacutetodo es necesario contar por lo menos con dos porcentajes intermedios del efecto esperado (valores entre 0 y 100) Con los resultados obtenidos en los ensayos de toxicidad aguda con Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se debe construir una tabla que contenga los siguientes datos

Concentracioacuten de la sustancia ensayada en

Logaritmo en base 10 de las concentraciones (x)

Numero de organismos en cada concentracioacuten

Nuacutemero de organismos muertos en cada concentracioacuten (r)

Porcentaje de mortalidad en cada concentracioacuten (P)

Probit empiacuterico (PE)

Probit esperado o calculado (Y)

Los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla del anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

Tabla 1 Caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de

muertos (r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten Asiacute los valores del Probit esperado o calculado (Y) para cada concentracioacuten podraacuten ser calculados utilizando la siguiente expresioacuten

S

mxY 5

Una vez calculados se colocan en la columna correspondiente de la tabla 1 La prueba de hipoacutetesis utilizada para establecer la asociacioacuten entre la

concentracioacuten de la sustancia toacutexica y la respuesta en unidades probit es la prueba de CHI-cuadrado (X2) Los datos para el caacutelculo de este valor se colocan en una tabla 2 (anexo C) de la siguiente forma

Concentracioacuten de la sustancia estudiada en

Logaritmo decimal de la concentracioacuten (x)

Probit calculado o esperado (Y)

Numero de organismos (N)

Mortalidad observada (r)

Porcentaje de efecto esperado (P)

La mortalidad esperada (NP) se calcula multiplicando (N) por (P) El caacutelculo de la desviacioacuten de la mortalidad se obtiene hallando la diferencia entre la mortalidad observada y la esperada La contribucioacuten al Chi cuadrado de cada uno de los valores se calcula

)1()( 2 PNPNPr

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Y para el caacutelculo de los grados de libertad (n)

2Kn

donde K es el nuacutemero de concentraciones utilizadas

Con los datos obtenidos de realiza la siguiente tabla 3 para el calculo del intervalo de confianza

Tabla 3 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) X2

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

417 Inicialmente se construye una tabla en la cual se incorporen los siguientes datos

Logaritmo decimal de las concentraciones (x)

Numero de organismos por concentracioacuten (N)

Probit esperado o calculado (Y)

Factor p el cual se obtiene de la tabla 4 del Anexo C con el valor Y

Productos Np Npx y Npx2 obtenidos de los datos de la misma tabla

Sumatoria de los productos correspondientes a los valores SNp SNpx y S Npx2

Factor p debe ser obtenido en la tabla entrando el valor de Probit calculado

Producto Np resultante de la multiplicacioacuten de los valores de nuacutemero de organismos por el factor p y su respectiva sumatoria

Producto Npx resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de las concentraciones con su respectiva sumatoria

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

Producto Npx2 resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de la concentracioacuten con su respectiva sumatoria

Con todos los datos se obtiene la siguiente tabla 5

Tabla 5 Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem De organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

Al tener la CL50 y no olvidando que el intervalo de confianza es 95 tendremos la concentracioacuten letal con sus limites inferior y superior respectivamente

Para el desarrollo de esta investigacioacuten se adquirioacute el Software de Probit el cual determinar la CL50-96 y los liacutemites de confianza de forma mas raacutepida y su procedimiento es el siguiente

Se instala el programa en un computador que cuente con un software de Windows 98 en adelante creaacutendose una carpeta de Probit en el escritorio Dentro de esta carpeta quedaran registrados varios archivos se dirige al archivo con nombre PROBFIS2 y se da doble clic donde se abre una ventana de la siguiente manera

Da dos opciones para manejar el programa la (1) es para introducir los datos con el teclado la (2) para introducirlos en fila Es este paso se escribe (1) y sale

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Versioacuten 0

Ahora se le da un nombre al archivo que se crea con los resultados que determina el programa asiacute

Ahora el programa pide que se inserten el numero de concentraciones sin el control numero de muertes en el control numero de organismos en el control asiacute

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Versioacuten 0

Ahora se procede a insertar los datos de las concentraciones comenzando por la concentracioacuten menor el numero de muertes en cada una y el numero de tratamientos asiacute

Asiacute sucesivamente hasta completar los datos de las 5 concentraciones Al terminar este paso se da enter y se cierra esta ventana en la carpeta de probit aparece un archivo con el nombre que se le designo a esa bateriacutea donde daraacute los resultaos de la CL50 son los limites de confianza

Este procedimiento se debe realizar para cada bateriacutea de ensayo quedaran registrados los resultados en su respectivo archivo

5 EJEMPLO

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Se realizoacute una prueba de toxicidad de la cual se obtuvieron los siguientes porcentajes de mortalidad

Ejemplo de caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de muertos

(r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

100 20 20 15 75 567 553

50 17 20 9 45 487 496

25 14 20 5 25 433 440

125 11 20 2 10 372 384

625 08 20 1 5 336 327

No se debe olvidar que los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla de anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CL50 Teniendo en este caso un m = 172 por lo tanto la CL50 = 525 mgl

En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

02

80

M

m

x

x

555

303

PE

PE

Si )()( PEPExXS

Siendo

xM = Mayor concentracioacuten

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Versioacuten 0

xm = Menor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

Tendremos

5330

)303555()8002(

S

S

Obteniendo asiacute la tabla del Chi-cuadrado (X2) como se observa en al Anexo E

Se remplaza en la ecuacioacuten los valores

325

2

n

Kn

En la tabla 4 se determina el valor de X2 para tres grados de libertad el valor obtenido es 782 al compararlo con el valor obtenido en la tabla se observa que

782 gt 0482

Por lo tanto la recta estaacute bien ajustada en caso contrario trazar nuevamente la recta y volver a calcular el Chi cuadrado

Tabla 57 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) x2

1 334

2 599

3 782

4 949

5 114

6 126

7 144

8 155

9 169

10 188

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Versioacuten 0

Caacutelculo del intervalo de confianza

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

Asiacute se construye la grafica

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

20 20 553 0569 1138 2276 4552

17 20 496 0635 1270 2159 3670

14 20 440 0558 1116 1562 2187

11 20 384 0388 776 954 939

08 20 327 0194 388 310 248

(Σ)acute 4688 7161 11596

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50-96

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

01 20

05 20

1 20

15 20

2 20

(Σ)acute

En este caso seriacutea

S= 0533

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Versioacuten 0

x= sumNpx sumNp= 1527

m= 172

sumNp= 4688 sumNpx= 7161 sumNpx2=11596

sumNp(x-x2) = Npx2 ndash (sumNpx)2sumNp = 6574

Sustituyendo estos valores en la expresioacuten

08750log 5010 CLEE

Asiacute el EE de CL50 seraacute

mCLEEEECL 10log10log 501050Donde

975110

08750log

3026210log

5010

m

CLEE

Sustituyendo los valores en la expresioacuten

963250EECL

Como la

143746329751

43844632975195

9751

50

50

al

EECLmeconfianzaIntervalod

CL

Por tanto la CL50 con los respectivos liacutemites seraacute

Limite inferior 419 ppm

CL 50 525 ppm

Limite Superior 631 ppm

118

Utilizando el Software con los datos de el ejemplo anterior seria

Al terminar de digitar los datos en el programa se cierra esta ventana y al abrir el archivo de nombre B los datos salen registrados de la siguiente manera

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CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI osservati attesi 625 07959 20 1 068 1250 10969 20 2 220 2500 13979 20 5 528 5000 16990 20 9 973 10000 20000 20 15 1427 Controllo 20 0 000

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX (Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati) Intercetta (a) = 15801 Pendenza (b) = 19932 es = 03991 Media delle X = 15377 Media delle Y = 46451 CHI quadro = 04327 ALTRI PARAMETRI STATISTICI Numero di punti = 5 Gradi di liberthellip = 3 Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001 Numero di cicli = 1 ================================================================== END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI (95) inferiore superiore LC1 35373 07646 71428 LC50 519726 371407 844326

Como se observa tanto el meacutetodo manual como con el Software los resultados de la CL 50 y los limites de confianza son iguales

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Versioacuten 0

6 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwmetodologia probithtm

httpwwwunizaresguiar1AccidentAn_conseProbithtm

ANEXO A

Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 - 267 295 312 325 336 345 352 359 366

10 372 377 382 387 392 396 401 405 408 412

20 416 419 423 426 429 433 436 439 442 445

30 448 450 453 456 459 461 464 467 469 472

40 475 477 480 482 485 487 490 492 495 497

50 500 503 505 508 510 513 515 518 520 523

60 525 528 531 533 536 539 541 544 547 550

70 552 555 558 561 564 567 571 574 577 581

80 584 588 592 595 599 604 608 613 618 623

90 628 634 641 648 655 664 675 688 705 733

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

99a 733 737 741 746 751 758 765 775 788 909

A Valores entre 99 0 y 99 9

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

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Versioacuten 0

7 ANEXOS

ANEXO B

Figura 1 Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

ANEXO D

Tabla 4 Factor (p) para el Probit calculado (Y)

Y 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

1 0001 0001 0001 0002 0002 0003 0005 0006 0008 0011

2 0015 0019 0025 0031 0040 0069 0062 0076 0092 0110

3 0131 0154 0180 0208 0238 0264 0302 0336 0370 0406

4 0439 0471 0503 0532 0558 0583 0601 0616 0627 0634

5 0637 0634 0627 0616 0601 0589 0558 0532 0503 0471

6 0439 0405 0370 0336 0302 0269 0238 0208 0180 0154

7 0131 0110 0092 0076 0062 0059 0050 0031 0025 0019

8 0015 0011 0008 0006 0005 0003 0002 0002 0001 0001

122

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT Paacutegina 20 de 22

Versioacuten 0

ANEXO C

Tabla 2 Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos (r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

123

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 22 de 22

Versioacuten 0

ANEXO E

Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos

(r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

100 20 553 0705 20 15 141 09 019

50 17 496 0485 20 9 97 -07 009

25 14 440 0275 20 5 55 -05 006

125 11 384 0125 20 2 25 -05 011

625 08 327 0045 20 1 09 01 001

048

124

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS

VARIANZA

125

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

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LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 1 de 7

Versioacuten 0

CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo 4 Procedimiento 5 Ejemplo 6 Bibliografiacutea 7 Anexo A

1 OBJETIVO

Comparar si los valores de un conjunto de datos numeacutericos son significativamente distintos a los valores de otro o maacutes conjuntos de datos

2 DEFINICIONES

Variable conceptos que forman enunciados de un tipo particular denominado hipoacutetesis Las variables se refieren a propiedades de la realidad que variacutean es decir su idea contraria son las propiedades constantes de cierto fenoacutemeno

Variable Dependiente caracteriacutesticas de la realidad que se ven determinadas o que dependen

del valor que asuman otros fenoacutemenos o variables independientes

Variables independientes Los cambios en los valores de este tipo de variables determinan cambios en los valores de otra (variable dependiente)

Grados de libertad nuacutemero efectivo de observaciones que contribuyen a la suma de cuadrados en un ANOVA es decir el nuacutemero total de observaciones menos el nuacutemero de

datos que sean combinacioacuten lineal de otros

Hipoacutetesis Las hipoacutetesis son proposiciones provisionales y exploratorias sobre la veracidad o falsedad de un concepto una teoriacutea o un modelo con un alcance de trabajo de investigacioacuten por

simulacioacuten y con meacutetodos de campo o de laboratorio

1 PRINCIPIO DEL MODELO

El anaacutelisis de varianza parte de algunos supuestos que han de cumplirse

126

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 2 de 7

Versioacuten 0

La variable dependiente debe medirse al menos a nivel de intervalo

Independencia de las observaciones La distribucioacuten de la variable dependiente debe ser normal Homogeneidad de las varianzas

Los modelos de efectos aleatorios asumen que en un factor se ha considerado tan soacutelo una muestra de los posibles valores que eacuteste puede tomar estos modelos se usan para describir situaciones en que ocurren diferencias incomparables en el material o grupo experimental El ejemplo maacutes simple es el de estimar la media desconocida de una poblacioacuten compuesta de individuos diferentes y en el que esas diferencias se mezclan con los errores del instrumento de medicioacuten La teacutecnica fundamental consiste en la separacioacuten de la suma de cuadrados (SS sum of squares) en componentes relativos a los factores contemplados en el modelo

Como ejemplo mostramos el modelo para un ANOVA simplificado con un tipo de factores en diferentes niveles

(Si los niveles son cuantitativos y los efectos son lineales puede resultar apropiado un anaacutelisis de regresioacuten lineal)

SSTotal = SSError + SSFactores

El nuacutemero de grados de libertad (gl) puede separarse de forma similar y se corresponde con laforma en que la distribucioacuten chi-cuadrado describe la suma de cuadrados asociada

glTotal = glError + glFactores

1 PROCEDIMIENTO

Al realizar una prueba de toxicidad se pasan los datos correspondientes a la siguiente tabla 1

127

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 3 de 7

Versioacuten 0

Tabla 1 Formato de Datos de Prueba de Toxicidad

Tratamientos Observaciones Yi Yi Promedio

1 2 3 4

43 Se plantea la hipoacutetesis nula y la hipoacutetesis alterna

Ho micro1 = micro2 = micro3 = micron

H1 micro1 micro2 para alguacuten par

44 El tratamiento de anaacutelisis de varianza se hariacutea de acuerdo a las ecuaciones dadas en la tabla 2

Donde

N Nuacutemero total de observaciones N a n

n nuacutemero de observaciones en cada grupo

a numero de tratamientos

FV Fuente de varianza

SS Suma de cuadrados

GL Grados de libertad

Ms Cuadrados medios

Fc F calculado

Ft F tabulado

V1 a ndash 1

V2 N ndash a

128

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 5 de 7

Versioacuten 0

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

FV SS GL Ms Fc Ft

Tratamiento SSTTO a ndash 1

aNSS

aSS

E

TTO

1

F (V1 V2)

Error SSE N ndash a

aN

SS E

Total SST N ndash 1

45 Para obtener el SSTTO se debe reemplazar la siguiente formula

SSTTO = 5

1

22a

i N

Y

n

Yi

46 Para obtener el SST se debe reemplazar la siguiente formula

SST= 5

1

5

1

22

a

i

n

J

JN

YYi

47 Para obtener el SSE

SSE= SST - SSTTO

1a

SSTTO

129

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 6 de 7

Versioacuten 0

45 Al obtener el Fc lo comparamos el Ft el cual se encuentra en el libro Disentildeo y anaacutelisis de

experimentos Douglas C Montgomery (anexo A) para refutar o aceptar alguna hipoacutetesis

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

esto se hace asiacute Fc lt Ft Se acepta la Ho

1 EJEMPLO

De una prueba de toxicidad con trucha arco iris(Oncorhynchus mykiss) que se realizoacute en el laboratorio se obtuvieron los siguientes resultados

Tabla 1 Formato de datos de pruebas de toxicidad registro tomado a las 96 h

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

De la cual partimos de dos hipoacutetesis asiacute

Ho Las diferentes concentraciones producen el mismo efecto en todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones producen un diferente efecto en todos los organismos

130

Teniendo en cuenta que tenemos

Tratamientos 6

Observaciones 4

Total 24

Podemos construir la tabla 2 del anaacutelisis de varianza de la siguiente forma

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados Fc Probabilidad

Valor criacutetico para Ft

Entre grupos

108333333 5 216666667 410526316 317077E-

09 277285315

Dentro de los grupos

95 18 052777778

Total 117833333 23

Como podemos observar el Fc gt Ft por consiguiente se rechaza la hipoacutetesis nula y se acepta la hipoacutetesis alterna concluyendo que las diferentes concentraciones producen efectos distintos en los organismos prueba

2 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwestadisticocomartshtml20011022

httpwwwudcesdepmateestadistica2sec3_7html

httpeswikipediaorgwikiAnC3A1lisis_de_varianza

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

131

FACULTAD DE

INGENIERIA AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO DE

BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 7 de 7

Versioacuten 0

3 ANEXOS ANEXO A

Fuente Disentildeo y anaacutelisis

de experimentos Douglas

C Montgomery

132

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7)

133

ENSAYO 1

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (4FEB2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 1 1 0 2 10

40 0 1 0 2 3 15

60 3 3 2 0 8 40

80 1 2 5 1 9 45

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

134

ENSAYO 2

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (05NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 2 1 0 5 25

60 2 3 1 1 7 35

80 5 4 1 3 13 65

100 4 4 5 5 18 90

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos 6471 5 1294 1528 621 E-06 277

Dentro de los grupos 1525 18 085

Total 7996 23

135

ENSAYO 3

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 1 5 25

60 2 1 3 2 8 40

80 5 4 3 3 15 75

100 5 5 5 4 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7671 5 1534 4418 174 E-09 277

Dentro de los grupos

625 18 035

Total 8296 23

136

ENSAYO 4

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 3 1 2 1 7 35

80 3 2 5 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8088 5 1616 2986 409 E-08 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 9063 23

137

ENSAYO 5

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (14ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 3 2 1 1 7 35

80 5 5 4 5 19 95

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 1 0 1 5

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10083 5 2017 726 271 E-11 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 10583 23

138

ENSAYO 6

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 3 2 5 25

60 4 3 3 2 12 60

80 4 5 4 3 16 80

100 4 5 5 5 19 95

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

76 5 152 2189 450 E-07 277

Dentro de los grupos

125 18 069

Total 885 23

139

ENSAYO 7

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (04FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

140

ENSAYO 8

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (11FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8538 5 1708 3323 175 E-08 277

Dentro de los grupos

925 18 051

Total 9463 23

141

ENSAYO 9

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 2 1 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 5 2 4 4 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8521 5 1704 3958 427 E-09 277

Dentro de los grupos

775 18 043

Total 9296 23

142

ENSAYO 10

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (3MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 3 2 1 0 6 30

60 3 5 4 1 13 65

80 5 4 3 4 16 80

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 1 0 0 2 3 15

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7733 5 1547 1505 690 E-06 277

Dentro de los grupos

185 18 103

Total 9583 23

143

ENSAYO 11

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (10MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 1 2 2 3 8 40

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8083 5 1617 582 176 E-10 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 8583 23

144

ENSAYO 12

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 0 3 15

60 2 3 3 2 10 50

80 4 4 3 3 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8421 5 1684 6382 808 E-11 277

Dentro de los grupos

475 18 026

Total 8896 23

145

ENSAYO 13

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (31MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 0 3 15

60 2 2 3 0 7 35

80 3 5 3 4 15 75

100 5 5 4 5 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

803333333 5 160666667 321333333 22871E-08 277285315

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 893333333 23

146

ENSAYO 14

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (07ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 2 0 2 10

40 2 1 1 0 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 3 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7021 5 1404 2592 124 E-07 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 7996 23

147

ENSAYO 15

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (18ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 0 4 20

60 2 3 3 1 9 45

80 5 5 3 0 13 65

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7833 5 1567 1312 178 E-05 277

Dentro de los grupos

215 18 119

Total 9983 23

148

ENSAYO 16

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 1 2 0 5 25

60 2 2 4 3 11 55

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8133 5 1627 4505 148 E-09 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 8783 23

149

ENSAYO 17

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (28ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 2 5 25

60 3 3 4 2 12 60

80 4 5 3 5 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10533 5 2107 5834 172 E-10 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 11183 23

150

ENSAYO 18

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (6MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 2 1 6 30

60 2 4 3 0 9 45

80 5 2 3 5 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8738 5 1748 1414 107 E-05 277

Dentro de los grupos

2225 18 124

Total 10963 23

151

ENSAYO 19

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (12MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 2 3 2 2 9 45

80 3 5 5 5 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9933 5 1987 7947 125 E-11 277

Dentro de los grupos

45 18 025

Total 10383 23

152

ENSAYO 20

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (01DIC08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 0 2 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 4 4 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9288 5 1858 891

6 467 E-12 277

Dentro de los grupos

375 18 021

Total 9663 23

153

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

COBRE (Cu) UTILIZANDO SULFATO DE

COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O)

154

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (20FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 1 5 1

003 0 1 0 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 4 0 3 4 55 11

01 4 5 5 0 70 14

CONTROL 0 0 0 0 0 0

155

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (08ABR2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

005 2 1 0 0 15 3

006 1 3 4 2 50 10

007 3 1 4 4 60 12

009 4 3 4 3 70 14

01 5 5 4 4 90 18

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (30SEP2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 1 1 1 25 5

007 3 1 3 4 55 11

01 4 5 4 3 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

156

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA de Cu (07OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 0 0 5 1

005 1 2 0 1 20 4

007 3 1 2 4 50 10

01 4 3 4 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7433 5 1487 2817 647 E-08 277

Dentro de los grupos

95 18 053

Total 8383 23

157

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 2 0 1 2 25 5

007 2 5 2 5 70 14

01 4 4 5 5 90 18

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9221 5 1844 2414 214 E-07 277

Dentro de los grupos

1375 18 076

Total 10596 23

158

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 2 3 1 0 30 6

007 3 1 2 5 55 11

01 5 4 2 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7583 5 1517 14 114 E-05 277

Dentro de los grupos

195 18 108

Total 9533 23

159

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

160

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 0 3 0 25 5

007 3 2 1 3 45 9

01 4 3 4 5 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8633 5 1727 2703 894 E-08 277

Dentro de los grupos

115 18 064

Total 9783 23

161

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 1 0 0 2 15 3

007 1 4 2 0 35 7

01 5 5 4 3 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 456 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

162

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 0 1 2 0 15 3

007 4 0 2 1 35 7

01 3 5 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

163

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 1 0 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 5 4 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

164

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2)(25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 1 2 1 0 20 4

007 2 3 3 1 45 9

01 4 4 4 3 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

165

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (27 NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 2 0 0 20 4

007 3 3 2 3 55 11

01 3 4 4 4 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8238 5 1648 4745 965 E-10 277

Dentro de los

grupos 625 18 035

Total 8863 23

166

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

CLORURO DE CINC (ZnCl2)

167

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03DIC2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

168

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 1 5 1

05 0 2 1 0 15 3

1 4 5 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (1) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 1 0 1 10 2

05 1 3 2 2 40 8

1 5 5 5 5 100 20

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

169

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINA DE Zn (2) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 1 0 5 1

05 2 2 1 3 40 8

1 5 4 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

170

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

845 5 169 5531 269 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 90 23

171

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn(2) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 0 2 15 3

07 4 1 2 0 35 7

1 5 3 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

947083333 5 1894 2393 229 E-07 277

1425 18 079

108958333 23

172

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 1 1 15 3

07 1 1 2 3 35 7

1 3 3 4 4 70 14

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7883 5 1577 5676 217 E-10 277

Within Groups 5 18 028

Total 8383 23

173

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 0 2 1 15 3

07 2 1 0 4 35 7

1 2 5 5 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9033 5 1807 1858 152 E-06 277

Dentro de los grupos

175 18 097

Total 10783 23

174

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 3 2 1 4 50 10

1 4 5 3 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9083 5 1817 3847 538 E-09 277

Dentro de los grupos

85 18 047

Total 9933 23

175

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 2 1 1 30 6

07 2 4 1 4 55 11

1 3 5 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

90 5 18 3086 316 E-08 277

Dentro de los grupos

105 18 058

Total 1005 23

176

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 2 3 1 35 7

07 4 2 4 2 60 12

1 5 4 4 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7583 5 1517 4964 664 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 8133 23

177

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 3 1 30 6

07 3 4 4 2 65 13

1 5 4 5 3 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8021 5 1604 33 18 E-08 277

Within Groups 875 18 049

Total 8896 23

178

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (21 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 1 2 4 2 45 9

1 4 4 5 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

8238 5 1648 3595 932 E-

09 277

Within Groups 825 18 046

Total 9063 23

179

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (28 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 1 20 4

07 3 4 3 1 55 11

1 5 4 3 3 75 15

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8633 5 1727 3272 198 E-08 277

Within Groups 95 18 053

Total 9583 23

180

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO CRUDO

181

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (11MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

1 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

20 5 5 5 5 100 20

50 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (19MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 1 0 2 1 20 4

0001 3 2 3 3 55 11

001 3 5 4 5 85 17

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 1 0 1 20 4

182

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (20MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 1 1 0 2 20 4

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 1 1 0 10 2

183

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

184

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (01JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 0 0 0 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 3644 480 E-10 257

Dentro de

los grupos 9 21 043

Total 10271 27

185

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (1) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 1 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 4686 437 E-11 257

Dentro de

los grupos 7 21 033

Total 10071 27

186

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (2) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 1 1 0 1 15 3

02 1 2 3 2 40 8

03 3 4 3 3 65 13

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9593 6 1599 6105 332 E-12 257

Dentro de

los grupos 55 21 026

Total 10143 27

187

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos

por pecera

Mortalidad

obtenido

Total Muertos

(unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 8536 6 1423 2845 479 E-09 257

Dentro de

los grupos 105 21 05

Total 9586 27

188

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (09JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 2 1 1 1 25 5

02 1 3 3 1 40 8

03 3 3 4 3 65 13

04 5 4 4 4 85 17

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 95 6 1583 532 127 E-11 257

Dentro de

los grupos 625 21 030

Total 10125 27

189

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO TRATADO

190

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (16JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 0 0 0 0

60 0 0 0 0 0 0

80 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 6 0 65535 --------- 257

Within Groups 0 21 0

Total 0 27

191

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (19JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad) A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups 0 18 0

Total 0 23

192

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups

0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups

0 18 0

Total 0 23

193

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (1) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 1 0 5 1

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 1 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

038 5 008 06 070 277

Within Groups

225 18 013

Total 263 23

194

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (2) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 1 0 5 1

75 1 0 0 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 038 5 008 06 070 277

Within Groups 225 18 013

Total 263 23

195

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO

196

197

198

199

200

201

202

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE

ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS

203

204

205

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn

ANALIZADAS POR EL LABORATORIO

IVONNE BERNIER

206

207

208

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL

VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn)

209

Tabla Carta de control de Cu en el Vertimiento

Fecha

CL50-96

(mg Vertimiento Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

1-Jun-09 00118 00089 00139

(1) 02 JUN 2009

00118 00089 00139

(2) 02 JUN 2009

00108 00091 00127

8-Jun-09 00126 00093 00150

9-Jun-09 00100 00084 00118

PROMEDIO 00114 000892 001346

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Cu en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 00089 mg vertimiento Cu L

CL50-96 0011 mg vertimiento Cu L

Liacutemite superior 0013 mg vertimiento Cu L

210

Tabla Carta de control de Zn en el Vertimiento

Fecha

CL 50-96

(mg Vertimiento Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

1-Jun-09 13261 09953 15620

(1) 02 JUN 2009

13261 09953 15620

(2) 02 JUN 2009

12124 10262 14204

8-Jun-09 14138 10477 16820

9-Jun-09 11203 09382 13251

PROMEDIO 127974 10005 15103

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Zn en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 100 mg vertimiento Zn L

CL50-96 128 mg vertimiento ZnL

Liacutemite superior 151 mg vertimiento Zn L

211

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE

TRATAMIENTO

212

213

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96

POR EL MEacuteTODO PROBIT

214

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA COBRE (Cu) REALIZADA EL (1)14OCT2008 STIMA DI CHI QUADRO OTTENUTA PER SOTTRAZIONE = 1004366

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

001 -20000 20 2 114

005 -13010 20 5 1028

007 -11549 20 14 1291

010 -10000 20 18 1535

015 -08239 20 20 1745

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 86668

Pendenza (b) = 27568 es = 04566

Media delle X = -11916

Media delle Y = 53818

CHI quadro = 100437

CHI quadro significativo Il fattore di eterogeneithellip

non Š utilizzato Usare molta cautela

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 00067 00005 00155

LC50 00468 00249 00687

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

215

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA CINC (Zn) REALIZADA EL (1)10MAR2009

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

010 -10000 20 0 057

050 -03010 20 3 225

070 -01549 20 7 744

100 00000 20 14 1512

150 01761 20 20 1939

Controllo 20 1 057

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 56727

Pendenza (b) = 67698 es = 13591

Media delle X = -00878

Media delle Y = 50786

CHI quadro = 22199

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00283 es = 00260

Numero di cicli = 3

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 03606 02047 04676

LC50 07955 06859 09076

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

216

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) REALIZADA EL 21ABR2008

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati

attesi

2000 13010 20 0 058

4000 16021 20 5 511

6000 17782 20 11 1052

8000 19031 20 14 1437

10000 20000 20 20 1671

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = -41965

Pendenza (b) = 52631 es = 07756

Media delle X = 17779

Media delle Y = 51609

CHI quadro = 19527

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 201996 126752 264066

LC50 558911 486347 634123

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

217

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA

RAPIDA

218

CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Generalmente el clarifloculador lleva un cono de mezcla al interior pero debido a las dimensiones que se hallaron en la hoja de disentildeo teniendo en cuenta que es un disentildeo piloto se decidio disentildear una caja de mezcla rapida

La caja de mezcla rapida funciona mecanicamente con un mezclador en su interior A continuacioacuten se muestra el esquema del disentildeo piloto 55

DISENtildeO A ESCALA PILOTO

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 60 seg

Caudal 1 Lmin

Caudal 1667E-05 m3s

Volumen 0001 m3

Altura 0001 m

Diametro 00011 m

Aacuterea 00000 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 0000376222 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

DISENtildeO A ESCALA INDUSTRIAL

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Caudal 10 Lmin

Caudal 6000E-02 m3s

Volumen 18 m3

Altura 005 m

Diametro 03386 m

Aacuterea 00900 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 011286653 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

55 ROMERO ROJAS Jairo alberto Purificacioacuten del aguaEditorial escuela colombiana de ingenieriacutea 2ordf

edicioacutenColombia 2006

219

El cilindro disentildeado no cuenta con las dimensiones miacutenimas debido a que el diaacutemetro es muy reducido de manera que para el ensayo piloto se empleo un cilindro de mayor tamantildeo

220

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS

221

222

223

224

  • Determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (Trucha arco iris)
    • Citacioacuten recomendada
      • DETERMINACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN LETAL MEDIA (CL50) DE COBRE (Cu) Y CINC (Zn) MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS (BIOENSAYOS) UTILIZANDO ALEVINOS DE ONCORHYNCHUS MYKISS (TRUCHA ARCO IRIS)
Page 7: Determinación de la concentración letal media (CL50-96) de ...

5

AGRADECIMIENTOS

A la comunidad del laboratorio de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria la cual nos ayudoacute en el proceso de desarrollo de los bioensayos y las otras actividades que sin ser estrictamente de bioensayos fueron vitales para continuar durante la investigacioacuten

Al profesor Pedro Miguel Escobar Malaver director del proyecto quien nos apoyoacute en el desarrollo de las pruebas y consecucioacuten de los objetivos del proyecto con su amplio conocimiento en el tema de bioensayos

A nuestras Madres y familiares que nos brindaron su apoyo incondicional en el proceso de conseguir el tiacutetulo como ingenieros ambientales y sanitarios

A nuestros compantildeeros quienes nos apoyaron motivaron y colaboraron para obtener el fin

A la comunidad lasallista por brindarnos las herramientas necesarias para desarrollar nuestro potencial humano y profesional

A la empresa de cincado por explicarnos los procesos que desarrollaban colaborarnos permitieacutendonos ingresar en su espacio de trabajo y realizar la toma de muestras de las aguas residuales que fueron parte fundamental del proyecto

i

CONTENIDO

paacuteg

INTRODUCCIOacuteN

1 OBJETIVOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

2 JUSTIFICACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip5

3 MARCO TEOacuteRICOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

31 TRUCHA ARCO IRIS 7

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA 8

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA 10

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS 10

314 DISTRIBUCIOacuteN 11

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS 11

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea) 12

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS

DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES 12

318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

15

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA

COMO ORGANISMO DE PRUEBA 17

32 BIOENSAYO 17

321 TIPOS DE BIOENSAYO 17

322 TOXICIDAD 18

323 PRUEBAS DE TOXICIDAD 19

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA 20

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD 21

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL 22

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD 23

328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD 24

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT 25

ii

33 METALES 27

332 METALES DE PRUEBA 29

333 COBRE 29

334 CINC 33

34 GALVANOTECNIA 37

341 Generalidades 37

342 El Proceso Galvaacutenico 37

343 Proceso de Galvanoplastia 38

344 Proceso de galvanostegia 39

345 CINCADO 41

4 METODOLOGIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL 44

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO 44

421 RECINTO EXPERIMENTAL 44

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS

ACUARIOS 45

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

46

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 47

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA 48

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS

TOXICOLOacuteGICAS 48

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS 49

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas 50

432 Pruebas de sensibilidad 51

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las

distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

51

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando

CuSO4bull5H2O 51

435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn)

utilizando ZnCl2 51

iii

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA 53

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS 53

5 INDUSTRIA EVALUADAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip56

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDADhelliphellip56

61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD 57

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de

K2Cr2O7 57

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7 59

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a

partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) 61

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu 62

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu 63

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA

CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2) 67

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn 67

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO 72

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Crudo 73

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento

Crudo 74

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO

TRATADO 77

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el

Vertimiento Tratado 78

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado 79

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento

Crudo 79

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento

tratado 80

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL

VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip82

71 TEST DE JARRAS 86

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO 88

CRITERIOS DE DISENtildeO 88

iv

8 CONCLUSIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip92

9 RECOMENDACIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94

10 BIBLIOGRAFIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip96

ANEXOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO

(K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON COBRE (Cu) UTILIZANDO

SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2)

166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO

180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO

TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO

IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL

LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y

CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

v

LISTA DE ANEXOS

pag

ANEXOS 102

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO ANAacuteLISIS PROBIT 103

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS VARIANZA 124

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) 132

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O) 153

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON CLORURO DE CINC (ZnCl2) 166

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO CRUDO 180

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO TRATADO 189

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO 195

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS 202

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn ANALIZADAS POR EL LABORATORIO IVONNE BERNIER 205

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn) 208

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE TRATAMIENTO 211

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96 213

POR EL MEacuteTODO PROBIT 213

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA 217

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS 220

vi

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento

y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores 16

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos

maacutes comunes 39

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia 40

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas 48

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos 52

Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de

cincado 55

Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7) 57

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad

con K2Cr2O7 +- 01 58

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01 59

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios

nacionales e internacionales en trucha arcoiris 61

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para

cobre (Cu) 62

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h

para Cu 62

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu 63

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu 64

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con

cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris 66

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten 66

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de

cinc (Zn) 67

Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc

(Zn) 68

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas

con Zn 68

Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) 69

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha

arcoiris 70

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten 72

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento

Crudo 73

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96

horas del Vertimiento Crudo 74

vii

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con

Vertimiento Crudo 74

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo 75

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y

Legislacioacuten Antigua y Nueva 77

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las

96 horas del Vertimiento tratado 78

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

78

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el

27 de abril de 2009 79

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado 80

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos 81

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas 83

Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento 86

Tabla 36 Rango de calificacioacuten 86

Tabla 37 Resultados del test de jarras 87

Tabla 38 Gradientes de velocidad 88

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador 88

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador 89

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 8

Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris 9

Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha 11

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris 12

Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad 20

Figura 6 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales 28

Figura 7 Ciclo del cobre 32

Figura 8 Ciclo del cinc 36

Figura 9 Esquema del proceso de Cincado 41

Figura 10 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino 42

Figura 11 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc 43

Figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle 45

Figura 13 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) 46

Figura 14 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris 47

Figura 15 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas 49

Figura 16 Foto Bateriacutea de ensayos 50

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7 60

Figura 18 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu 65

Figura 19Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn) 71

Figura 20 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento 76

Figura 21 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado 82

Figura 22 Esquema del disentildeo piloto 91

ix

GLOSARIO

Aleviacuteno o Aleviacuten criacutea de pez que incluye la fase comprendida entre la larva y el adulto y que en ciertos peces de agua dulce se utiliza para repoblar

Bateriacutea de ensayos combinacioacuten de diversas pruebas de toxicidad con organismos representativos de cada uno de los niveles troacuteficos

Biocenosis conjunto de organismos de especies diversas vegetales o animales que viven y se reproducen en un determinado biotopo

Bioensayo Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio1

Biomagnificacioacuten tendencia de algunos productos quiacutemicos a acumularse a lo largo de la cadena troacutefica exhibiendo concentraciones sucesivamente mayores al ascender el nivel troacutefico La concentracioacuten del producto en el organismo consumidor es mayor que la concentracioacuten del mismo producto en el organismo consumido

Biotopo territorio o espacio vital cuyas condiciones ambientales son las adecuadas para que en eacutel se desarrolle una determinada comunidad de seres vivos

Cadena aliemantaria sucesioacuten entre los organismos vivos que se nutren unos de otros en un orden determinado

Carta de control tabla utilizada para seguir cambios en el tiempo del punto final medio para un compuesto toacutexico de referencia en un organismo en particular

Cincado recubrimiento de cinc que se le realiza a los metales mejorando su aspecto visual y para protegerlos de la corrosioacuten y oxidacioacuten

CL50 (Concentracioacuten letal media) concentracioacuten en la que un contaminante causa la muerte del 50 de los organismos en exposicioacuten con el mismo

Contaminacioacuten la contaminacioacuten es cualquier sustancia o forma de energiacutea que puede provocar alguacuten dantildeo o desequilibrio irreversible o no en el medio inicial

1 Mata amp Quevedo Diccionario de la biodiversidad disponible en liacutenea en wwwinbioaccr

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Control tratamiento que duplica todos los factores que puedan afectar el resultado excepto la condicioacuten que estaacute siendo investigada (control negativo o Blanco)

Control positivo tratamiento que evaluacutea la respuesta toacutexica con una sustancia de referencia utilizada para controlar la sensibilidad de los organismos en el momento en el cual se evaluacutea

Ecotoxicologiacutea ciencia que estudia los efectos toacutexicos provocados por los contaminantes sobre los ecosistemas

Estado de oxidacioacuten o nuacutemero de oxidacioacuten se define como la suma de cargas positivas y negativas de un aacutetomo lo cual indirectamente indica el nuacutemero de electrones que el aacutetomo ha aceptado o cedido El estado de oxidacioacuten es una aproximacioacuten conceptual uacutetil por ejemplo cuando se producen procesos de oxidacioacuten y reduccioacuten (procesos reacutedox)

Los protones de un aacutetomo tienen carga positiva y esta carga se ve compensada por la carga negativa de los electrones si el nuacutemero de protones y de electrones es el mismo el aacutetomo es eleacutectricamente neutro

Etologiacutea parte de la biologiacutea que estudia el comportamiento de los animales

Ictiologiacutea la ictiologiacutea generalmente definida como el estudio de los peces o la rama de la zoologiacutea que trata de los peces

Poiquilotermia incapacidad de regulacioacuten de la temperatura del cuerpo por lo que esta variacutea de acuerdo con la temperatura ambiental

Poiquiloteacutermico se dice de los animales llamados de sangre friacutea Perteneciente o realtivo a la poiquilotermia

Poiquilotermo poiquiloteacutermico

Pruebas de toxicidad Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Red troacutefica conjunto de relaciones entre cadenas alimentarias que existen en las especies de una comunidad bioloacutegica y que representa el flujo de materia y energiacutea que atraviesa el ecosistema

Tolerancia se refiere al porcentaje de organismos de una poblacioacuten que se veraacute afectada a una cierta dosis Asiacute la distribucioacuten de tolerancias es una cierta distribucioacuten de frecuencias o probabilidades de tolerancias a las distintas dosis del toacutexico

xi

Toxicidad aguda efecto adverso (letal o subletal) inducido sobre los organismos en prueba durante un periacuteodo de exposicioacuten al material de ensayo usualmente de pocos diacuteas

Valencia (quiacutemica) el maacuteximo nuacutemero de aacutetomos univalentes (originalmente aacutetomos de hidroacutegeno o cloro) que pueden combinarse con un aacutetomo del elemento en consideracioacuten o con un fragmento o para el cual un aacutetomo de este elemento puede ser sustituido

Xenobioacutetico se deriva del griego xeno (extrantildeo) y bio (vida) Se aplica a los compuestos cuya estructura quiacutemica en la naturaleza es poco frecuente o inexistente debido a que la mayoriacutea de ellos son compuestos sintetizados por el hombre en el laboratorio La mayoriacutea han aparecido en el medio ambiente durante los uacuteltimos 100 antildeos

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ABSTRACT

This investigation was to determine the median lethal concentration (LC50-96) to

bull The reference toxicant potassium dichromate (K2Cr2O7) which will determine the sensitivity of species to the toxics (initial stage)

bull Copper (Cu) which uses copper sulfate pentahydrate (CuSO4 bull 5H2O) AR

bull Zinc (Zn) which uses zinc chloride (ZnCl2) AR

bull Dumping from the zinc process (before treatment and after treatment) with the presence of copper (Cu) and zinc (Zn)

The determination of the median lethal concentrations LC50-96 was performed by bioassay which consisted of toxicological testing at different concentrations (five) and control for a total of six lines of test Where was search to assess the relative strength of toxic metal agents of [copper (Cu) and zinc (Zn)] on aquatic organism In this case using rainbow trout (Onchorhynchus mykiss) fingerling for their degree of sensitivity to organic pollution and slight changes in their ecosystem historic translocation across continents easily adaptable to artificial feeding high degree of domestication and interesting life cycle Each test was made in quadruplicate in Fishbowls (24 total) and were used in 5 fingerling rainbow trout per aquarium for a total of 120 fingerlings per test The tests were not renewed (Do not supply food or aeration during the experiment) and had a duration of 96 hours The test be based on observing the number of dead fish on control and at different concentrations (five) at (3 6 24 48 72 and 96) hours of exposure these readings were taken on a sheets of control The final reading was at 96 hours that was used Probit statistical analysis and thus determined the LC50-

96 (dose-response) only for the definitive tests which are those observed a mortality rate of 0 for the lowest concentration and 100 for the highest concentration in a phased manner across the five (5) concentrations When found the range of the definitive tests was ten (10) replicas to verify the accuracy of the test Was also carried out a pilot design of industrial waste water treatment (clarifier) by a discharged zinc industry to remove the pollutant load to the dumping of industry and thus realizing achieve an environmentally safe for aquatic ecosystems

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RESUMEN

El trabajo de grado consistioacute en determinar las Concentraciones Letales medias (CL50-96) para

El toacutexico de referencia dicromato de potasio (K2Cr2O7) con el cual se determinoacute la sensibilidad de la especie a los toacutexicos (etapa inicial)

Cobre (Cu) en forma de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) grado analiacutetico

Cinc (Zn) en forma de cloruro de cinc (ZnCl2) grado analiacutetico

El Vertimiento procedente del proceso de una industria de cincado (antes del tratamiento y post-tratamiento) en la cual se encontraban presentes los metales en estudio (Cu y Zn)

La determinacioacuten de estas Concentraciones Letales medias CL50-96 se realizoacute mediante bioensayos que consistieron en hacer pruebas toxicoloacutegicas a diferentes concentraciones (cinco) y un blanco para un total de seis liacuteneas de prueba Donde se buscoacute evaluar la potencia relativa de los agentes metaacutelicos toacutexicos [cobre (Cu) y cinc (Zn)] sobre organismos acuaacuteticos En este caso se utilizaron alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus mykiss) por su grado de sensibilidad a las contaminaciones orgaacutenicas y a los cambios leves en sus ecosistemas histoacuterica de la traslocacioacuten a traveacutes de los continentes faacutecil adaptacioacuten alimentacioacuten artificial alto grado de domesticacioacuten y sus interesante ciclo de vida

Cada prueba se hizo por cuadruplicado en peceras (24 en total) y en cada pecera se utilizaron 5 alevinos de trucha arcoiris para un total de 120 alevinos por prueba Las pruebas fueron sin renovacioacuten (No se suministro aireacioacuten ni alimento durante el experimento) y tuvieron una duracioacuten de 96 horas

Las pruebas consistieron en observar el nuacutemero de peces muertos en el blanco y en las diferentes concentraciones (cinco) a las (3 6 24 48 72 y 96) horas de exposicioacuten llevaacutendose registro de estas lecturas en hojas de control Las lecturas definitivas fueron las de las 96 horas datos que se utilizaron para hacer el anaacutelisis estadiacutestico con el programa Probit y de esta manera se determinoacute la CL50-96 (relacioacuten dosis-respuesta) para las pruebas definitivas las cuales son en las que se observa un porcentaje de mortalidad entre 0 para la concentracioacuten maacutes baja y 100 para la de mayor concentracioacuten de forma escalonada entre las cinco (5) concentraciones Cuando se halloacute el rango de las pruebas definitivas se realizaron diez (10) reacuteplicas de la prueba definitiva para comprobar la exactitud de la prueba

Adicionalmente se realizoacute un disentildeo piloto de un tratamiento de aguas residuales industriales (clarifloculador) para remover la carga contaminante al vertimiento de la industria y de esta manera lograr alcanzar una concentracioacuten ambientalmente segura para los ecosistemas acuaacuteticos

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INTRODUCCIOacuteN

Los procesos de desarrollo del mundo actual dependen en gran medida de productos quiacutemicos para satisfacer sus necesidades en general como por ejemplo alimentarias en salud ambientales industriales agriacutecolas y de la vida diaria en general

Muchos de estos productos quiacutemicos (xenobioacuteticos) al cumplir su vida uacutetil presentan un riesgo para el entorno deterioraacutendolo de manera intriacutenseca cuando algunos de estos compuestos sobrepasan la capacidad de resiliencia del entorno afectando los factores bioacuteticos y abioacuteticos generando un entorno ambientalmente inseguro y de esta manera alterando directamente la biocenosis que sineacutergicamente a su vez afecta la salud humana (egoceacutentricamente hablando)

A pesar de la evidencia de tiempo atraacutes que se tiene acerca de la relacioacuten de los efectos toacutexicos de los xenobioacuteticos sobre el entorno la biocenosis y la salud humana las poliacuteticas ambientales la gestioacuten ambiental efectiva y la conciencia de la poblacioacuten en algunas naciones tienen una visioacuten precaria y no muy responsable con el medio ambiente

En paiacuteses desarrollados estas falencias son parcialmente compensadas con los resultados de las pruebas de toxicidad con organismos vivos (bioensayos) que son utilizadas para saber el grado de peligrosidad de una sustancia para el entorno la biocenosis y la salud humana ademaacutes de las metodologiacuteas convencionales para el control y el monitoreo ambiental

Histoacutericamente el uso de meacutetodos bioloacutegicos para deteccioacuten de sustancias nocivas o peligrosas se registra desde 1776 cuando se realizaron pruebas de glifosato con ratas para hallar la concentracioacuten limite a comienzos del siglo en 1893 se realizaron unas diluciones de bioensayos para un estudio de Glycosylated Triketide Delta Lactones Universite Catolique de Louvain en el siglo XX en el antildeo de 1922 se utilizaron en un estudio de endocrinoloacutegico Fundacioacuten Rockefeller en 1930 se desarrollo el primer bioensayo para probar el Prolactin en mamiacuteferos Universidad de Missouri el uso de bioensayos con peces se inicia hacia 1940 y las pruebas con invertebrados y algas se reportan a lo largo de la deacutecada del 50 Actualmente las evaluaciones toxicoloacutegicas integran diferentes niveles poblacionales comunidades o ecosistemas que permiten identificar los elementos bioloacutegicos en riesgo

El concepto de bioensayo o prueba de toxicidad se deriva de la toxicologiacutea claacutesica Su definicioacuten ha sido m odificada adaptada y extendida al diagnoacutestico y manejo ambiental Estas teacutecnicas bioanaliacuteticas son consideradas complementarias de los anaacutelisis fisicoquiacutemicos convencionales y son alternativas eficaces para la prediccioacuten de niveles seguros de concentracioacuten

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En Colombia existe una normatividad sobre gestioacuten conservacioacuten y control de los recursos naturales y el medio ambiente Sin embargo no hay una gestioacuten ambiental efectiva para su cumplimiento ni una conciencia ni un compromiso ciudadano para hacerla cumplir En el paiacutes el uso de los bioensayos es una praacutectica no muy difundida y la cantidad de estos anaacutelisis es todaviacutea precaria para la demanda real del mercado

El control y cumplimiento de las normas es llevado a cabo por distintas entidades gubernamentales en el caso especifico del recurso agua este control implica efectuar caracterizaciones fiacutesicas quiacutemicas y bacterioloacutegicas de las diferentes fuentes donde lo datos obtenidos se comparan con los paraacutemetros de referencia de las normas variando de acuerdo con el uso del recurso

Haciendo referencia a las pruebas de toxicidad en las normas el decreto 1594 de 1984 ldquoUsos del agua y residuos liacutequidosrdquo en el artiacuteculo 45 define los criterios de calidad admisible para la preservacioacuten de fauna y flora y en eacutel se enumeran las diferentes sustancias de intereacutes sanitario con sus respectivos valores de concentracioacuten letal media hallados En eacutel artiacuteculo 46 se hace referencia a que la autoridad ambiental competente deberaacute establecer mediante pruebas de toxicidad (bioensayos) los valores de concentracioacuten letal media En la Resolucioacuten 357 de 2009 se establecen los valores de referencia para los vertimientos realizados a la red de alcantarillado en el distrito capital y ademaacutes se nombran los valores de CL50-96 como los objetivos de calidad de aguas de la cuenca del rio Bogotaacute para el antildeo 2020 en el Acuerdo 43 de la CAR de 2006 Esta investigacioacuten es un bioensayo en el que se determina la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y cinc (Zn) utilizando trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se realiza un disentildeo de un tratamiento piloto a escala de laboratorio para el vertimiento de una industria de galvanotecnia que contiene los metales de intereacutes [cobre (Cu) y cinc (Zn)] al cual se determina la concentracioacuten letal media (Cl50-96) antes del tratamiento y post-tratamiento

En los ensayos se usoacute como organismo de prueba alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) que es una especie de trucha nativa de la costa pacifica de Ameacuterica del norte introducida en lagos y arroyos de todo el mundo y que en Colombia fue introducida hacia 1939

Esta especie de trucha es propicia para las pruebas de toxicidad por diversos motivos entre ellos que no tolera las poluciones acuaacuteticas es muy sensible a las contaminaciones orgaacutenicas y que se tiene gran conocimiento de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten y manejo

Por otro lado el cobre (Cu) y cinc (Zn) son dos metales (xenobioacuteticos) generalmente vertidos en actividades industriales y que por sus

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caracteriacutesticas en concentraciones nocivas pueden generar graves afectaciones al medio ambiente y a la salud en los seres humanos

La investigacioacuten se realizoacute en varias fases primero se hizo el disentildeo experimental segundo la fase de acondicionamiento que consistioacute en preparar el laboratorio para mantener en condiciones oacuteptimas de vida los alevinos de trucha y tercero se realizaron las pruebas toxicoloacutegicas fase en la que se montaron las bateriacuteas de ensayo

Los resultados fueron analizados mediante meacutetodos estadiacutesticos y se compararon los resultados con otros estudios similares realizados

Este documento contiene la teoriacutea de la trucha arco iris de los bioensayos y de las industrias de galvanotecnia la explicacioacuten fase a fase de la investigacioacuten en la metodologiacutea y los resultados y anaacutelisis de resultados del bioensayo

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1 OBJETIVOS

General

Determinar la concentracioacuten letal media (CL50) de cobre (Cu) y cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (trucha arco iris)

Especiacuteficos

Determinar la sensibilidad de los alevinos de Oncorhynchus mykiss expuestos al Dicromato de Potasio

Realizar los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de la muestra ambiental de la industria de Galvanotecnia

Determinar la CL50 de los vertimientos de la industria de Galvanotecnia antes y despueacutes del pretratamiento a nivel de laboratorio

Proponer y disentildear a escala de laboratorio el pretratamiento para disminuir los niveles de toxicidad del efluente de la industria de Galvanotecnia

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2 JUSTIFICACIOacuteN

La investigacioacuten se realizoacute para saber la concentracioacuten que causa el 50 de muertes de una poblacioacuten de alevinos de trucha arco iris (Onchorhynchus Mykiss) en 96 horas al ser expuestas a Cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos)

Los bioensayos se realizan para estimar la sensibilidad de los organismos hacia los toacutexicos en este caso Cobre(Cu) y Cinc (Zn) a su vez se utilizan como criterios de calidad ambiental para hacer la legislacioacuten actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) mas rigurosa y por otro lado si se usan conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para la descarga de contaminantes toacutexicos (vertimientos) y garantizar la calidad ambiental de los ecosistemas acuaacuteticos2

Si la legislacioacuten ambiental de vertimientos actual (Decreto 1594 de 1984 y Resolucioacuten 357 de 2009) se modificara hacieacutendola maacutes estricta el estado disminuiriacutea sus gastos en saneamiento hiacutedrico debido a que no tendriacutea que invertir en medidas correctivas de los efectos negativos de la contaminacioacuten

El aporte social a traveacutes de la obtencioacuten de datos como las concentraciones letales de metales pesados como cinc (Zn) y cobre (Cu) es de gran utilidad para mejorar la normatividad colombiana de vertimientos de esta manera impactando positivamente en la sociedad incrementando la calidad de vida de la misma

En la medida que se controlen o prohiacuteban vertimientos con concentraciones de cinc (Zn) cobre (Cu) y otros metales pesados sobre cuerpos de agua se lograraacute mejorar la calidad de vida del ser humano creando un equilibrio entre el medio ambiente y el hombre en pro de un desarrollo sustentable y se protegeraacuten los intereses sociales que representan los recursos naturales los cuales son el sustento para gran parte de la poblacioacuten colombiana tambieacuten se deben proteger ya que son invaluables para el desarrollo y de la humanidad

Los resultados obtenidos de este trabajo de investigacioacuten se adecuan a la realidad y condiciones nacionales de los ecosistemas acuaacuteticos protegiendo de una manera maacutes efectiva la calidad del recurso hiacutedrico y la cadena troacutefica de los diversos ecosistemas Ademaacutes permiten evaluar y fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental permitiendo tener un control efectivo sobre los vertimientos industriales

2Adaptado de DIacuteAZ B Maria C SOBRERO Cecilia PICA G Yolanda Capiacutetulo 6 Aseguramiento y

Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA

(Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

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La prevencioacuten y maacutes auacuten la correccioacuten de los efectos negativos de la contaminacioacuten son muy costosos es asiacute que paiacuteses como Estados Unidos Japoacuten y los europeos han incorporado a su rigurosa legislacioacuten de control de calidad del ambiente criterios que surgen de los bioensayos3

Los resultados de esta investigacioacuten serviraacuten de soporte para ser parte de un compilado de estudios que el programa de Ingenieriacutea Ambiental Y Sanitaria similares con metales pesados que seraacuten presentados ante la autoridad ambiental competente en un proyecto para modificar las leyes actuales sobre usos de agua y residuos liacutequidos especiacuteficamente en lo referente a las sustancias de intereacutes sanitario volvieacutendolas mas responsables con su entorno y ambientalmente seguras para los que viven y circundan en el radio de accioacuten de las descargas contaminantes

3 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -

Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe) Argentina

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3 MARCO TEOacuteRICO

Este capiacutetulo que incluye una definicioacuten de trucha arco iris y una descripcioacuten de su anatomo-fisiologiacutea ecologiacutea desarrollo distribucioacuten alimentacioacuten comportamiento tolerancia a las diferentes variables ambientales y criterios de seleccioacuten ademaacutes incluye la definicioacuten de bioensayo tipos de bioensayo pruebas de toxicidad toacutexicos de referencia cartas de control de calidad preparacioacuten de las soluciones de control replicabilidad y sensibilidad meacutetodos estadiacutesticos para el anaacutelisis de resultados de pruebas de toxicidad anaacutelisis de regresioacuten y anaacutelisis Probit por otro lado una introduccioacuten breve a los metales y metales de prueba finalmente una descripcioacuten de el sector de galvanotecnia las generalidades el proceso galvaacutenico el proceso de galvanoplastia galvanostegia y cincado

31 TRUCHA ARCO IRIS

Taxonomiacutea la trucha comuacuten europea fue denominada como Salmo trutta Salmo es el geacutenero y al antildeadir trutta (epiacuteteto especiacutefico) define la especie Este sistema binomial se ha ampliado para incluir las subespecies en un sistema trinomial asiacute Salmo trutta fario es una variedad o subespecie del tronco Salmo trutta

La trucha se denomina salmo per debido al Orden el taxoacuten mayor situado inmediatamente por encima del nivel familiar se forma con la adicioacuten de ldquoiformesrdquo al tronco aun geacutenero de ahiacute Salmoniformes

Antiguamente el nombre geneacuterico de la trucha era salmo para designar especies de la costa de Ameacuterica del norte pero seguacuten los taxonomistas la truchas nativas de las cuencas del Paciacutefico- Norte se encuentran geneacutericamente maacutes cerca del salmoacuten del Paciacutefico Oncorhynchus en la actualidad debido a los trabajos presentados en Junio de 1988 por la American Society of Ichthyologist and Herpetologists a la American Fisheries Societyrsquos Committee on Names of Fishes se aceptoacute Oncorhynchus como nombre geneacuterico maacutes apropiado para designar a todas las truchas nativas de la cuenca del Paciacutefico4

Clasificacioacuten cientiacutefica la trucha arco iris pertenece a la familia Salmoacutenidos dentro del orden Salmoniformes Se clasifica como Oncorhynchus mykiss

4Basado en BLANCO CACHAFEIRO M Carmen La trucha Criacutea industrial Mundi-Prensa Libros 1995

503 p [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en

httpbooksgooglecomcobooksid=wRQIRsvUbu0Campprintsec=frontcover3 Pg 37

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Nombre comuacuten de una especie de trucha muy apreciada por los pescadores Es originaria de Norteameacuterica pero ha sido introducida en arroyos y lagos de agua friacutea de todo el mundo

Es un pez con el dorso verdoso y los flancos maacutes claros y con una banda irisada que recorre todo su cuerpo Presenta numerosas manchas negras en el dorso flancos y sobre las aletas dorsal adiposa y caudal Su tamantildeo depende de la abundancia de comida y de la temperatura del agua En algunos arroyos los adultos miden entre (25 ndash 30) cm y pesan 05 kg mientras que en otros alcanzan los 114 cm y los 15 kg Los ejemplares que emigran al mar miden entre (50 - 75) cm y pesan entre (35 - 55) kg aunque se han capturado ejemplares de hasta 19 kg

Figura 1 Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) 5

Fuente Eric Engbretson US Fish and Wildlife Service 2009

Las truchas son peces que ocupan en la naturaleza espacios acuaacuteticos con aguas puras y cristalinas que habitan en cauces con notables desniveles topograacuteficos que originan raacutepidos saltos y cascadas tiacutepicos de los riacuteos de alta montantildea La trucha arco iris prefiere las corrientes moderadas y ocupa generalmente los tramos medios donde el riacuteo se ensancha con fondos pedregosos y moderada vegetacioacuten

311 ANATOMO-FISIOLOGIacuteA

3111 Esqueleto

La trucha tiene un esqueleto oacuteseo siendo la columna vertebral el eje del cuerpo La trucha posee de 28 a 29 veacutertebras firmemente unidas mediante tejido conectivo asiacute la columna puede ser faacutecilmente curvada Los peces poseen unas costillas intramusculares falsas eso minuacutesculos huesecillos en forma de ldquoYrdquo

5 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation

httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

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Figura 2 Partes del cuerpo de la trucha arco iris

Fuente Adaptado de STEPHEN DRUMMOND SEDGWICK 1988 y Notas de Ictiologiacutea DeNauticos 2006

3112 Respiracioacuten

El agua contiene solamente alrededor del 5 de la cantidad de oxiacutegeno que hay disponible en el aire Este nivel es todaviacutea mas bajo cuando aumenta la temperatura del agua Por lo tanto el aparato respiratorio de los peces se ha adaptado para ser maacutes eficiente El oacutergano principal son las branquias o agallas Estaacuten formadas por unas laminillas cubiertas por un fino epitelio por el cual se produce el intercambio gaseoso la toma de oxigeno y la eliminacioacuten de dioacutexido de carbono Este epitelio si fuese extendido tendriacutea una superficie 10 veces mayor que la del cuerpo del pez Las branquias de la trucha consisten en dos conjuntos de cuatro arcos branquiales Debido a la gran fragilidad de las branquias estaacuten protegidas por el opeacuterculo (Pieza generalmente redonda que a modo de tapadera sirve para cerrar ciertas aberturas p ej las de las agallas de la mayor parte de los peces la concha de muchos moluscos univalvos o las caacutepsulas de varios frutos) El flujo de agua a las branquias es continuo y unidireccional establecido por un sistema de bombeo El resultado es que agua entra por la boca y sale por el opeacuterculo pasando a traveacutes de las branquias donde se produce el intercambio gaseoso

Sistema circulatorio - excretor

La trucha tiene un sistema circulatorio sencillo El corazoacuten bombea sangre hacia las branquias para su oxigenacioacuten y de ahiacute va por los capilares a los tejidos La sangre venosa retorna al corazoacuten El corazoacuten consta de tres caacutemaras el seno la auriacutecula y el ventriacuteculo En todo cuerpo animal hay un aporte constante de materiales asiacute como un barrido de deshechos en los tejidos El principal producto residual de la trucha es el amoniaco (NH3) que es eliminado en una alta proporcioacuten por las branquias asiacute como el anhiacutedrido carboacutenico (CO2) Otras partes maacutes pequentildeas de sustancias nitrogenadas y otros productos degradados son filtrados por el rintildeoacuten

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El rintildeoacuten es un oacutergano oscuro alargado ubicado inmediatamente por debajo de la espina dorsal y por encima de la vejiga natatoria se extiende desde la cabeza hasta el comienzo de la cola Del rintildeoacuten salen los ureacuteteres por lo que es conducida la orina hacia la vejiga urinaria y de ahiacute al seno urogenital

Para los peces de agua dulce el rintildeoacuten es maacutes importante que para los de agua salada ya que por ellos se elimina el exceso de agua La concentracioacuten salina del agua es mucho maacutes baja que la de las ceacutelulas de la trucha por lo que el agua tiende a difundir en las branquias hacia la sangre Esta agua debe ser eliminada funcioacuten que compete al rintildeoacuten las sales son en gran parte reabsorbidas por lo que la orina abundante es mas diluida que la sangre6

312 ECOLOGIacuteA DE LA TRUCHA

3121 Haacutebitat

Los riacuteos se pueden dividir en cuatro franjas de acuerdo con la rapidez de la corriente que se denominaran seguacuten la especie predominante asiacute zona de Salmoacutenidos zona del Tiacutemalo zona de los Barbos y zona de las Bremas No todos los riacuteos tienen estas cuatro zonas y por supuesto hay lugares de transicioacuten entre ellas donde conviven los distintos peces ver Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha Los salmoacutenidos especialmente la trucha arco-iris pero tambieacuten el tiacutemalo gobio madrilla locha y el piscardo predominan en la zona del tiacutemalo que son zonas un poco mas bajas en las que el riacuteos son un poco mas profundos y con el agua un poco mas lenta y caacutelida7

313 DESARROLLO DE LA TRUCHA ARCOIRIS

El desarrollo de la trucha arco iris ocurre en varias etapas que van desde ser alevinos hasta alcanzar la edad madura como se puede ver en la Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arco iris

Una caracteriacutestica muy peculiar de los salmoacutenidos es que sus oacuterganos sexuales presentan en los primeros periacuteodos de vida una cierta indiferenciacioacuten es decir no es posible determinar microscoacutepicamente si la glaacutendula sexual de un ejemplar es testiacuteculo u ovario

6 lthttpwwwrevistaaquaticcomasociacionesPirineosPescaspindexhtmgt Red Pirineos-Pesca 2001

Anatomiacutea y fisiologiacutea de la trucha [web en liacutenea] [con acceso el 14 de Diciembre de 2008] 7 Id Ecologiacutea de la trucha haacutebitat y alimentacioacuten

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Figura 3 Zonas del agua donde predomina la trucha

Fuente Red Pirineos-Pesca 2001

Este fenoacutemeno es denominado gonocorismo indiferenciado y lo presentan truchas y salmones en los primeros meses de vida de tal forma que aproximadamente hasta los cuatro meses estos oacuterganos no adquieren la estructura histoloacutegica y funcional tiacutepica8

314 DISTRIBUCIOacuteN

Desde el pacifico oriental a Alaska y a baja California Este es uno de los peces maacutes ampliamente introducido en el mundo por lo menos en 50 paiacuteses lo cual hace su presencia virtualmente global En los paiacuteses tropicales donde ha sido introducido solo se encuentra por encima de los 1200 msnmm (metros sobre el nivel medio del mar)

315 ALIMENTACIOacuteN DE LA TRUCHA ARCO IRIS

La mayoriacutea de los adultos consume insectos moluscos crustaacuteceos huevos de peces y otros pequentildeos peces (incluyendo otras truchas) La mayoriacutea de los joacutevenes se alimentan de zooplancton Las poblaciones oceaacutenicas son vulnerables a los peces grandes pinniacutepedos y Odontocetos Las

8 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 43

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poblaciones de agua dulce son depredadas por grandes peces nutrias osos y paacutejaros

Figura 4 Ciclo de vida de la trucha arcoiris

Fuente Adaptado de Taupo for Tomorrow Tongariro National Trout Centre [web en liacutenea] disponible

en lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

316 COMPORTAMIENTO (etologiacutea)

Los adultos defienden agresivamente los territorios de alimentacioacuten Todas las poblaciones de truchas arco iris son oportunistas con respecto a la migracioacuten ya que son capaces de migrar o por lo menos para adaptarse al agua del mar de acuerdo a los factores ambientales Demostrando la versatilidad de adaptacioacuten y comportamiento de esta especie9

317 TOLERANCIA DE LA TRUCHA ARCO IRIS A LAS DIFERENTES VARIABLES AMBIENTALES

9 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael

Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

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3171 Temperatura La trucha arco iris como todos los peces no tiene capacidad propia para regular su temperatura corporal pues esta depende totalmente del medio acuaacutetico en el que viva Es pues la trucha un animal poiquilotermo a diferencia de los llamados homeotermos como los mamiacuteferos que tienen siempre su propia temperatura con independencia del medio en el que se encuentren

De esta peculiar caracteriacutestica bioloacutegica se resalta la extraordinaria importancia que tiene en salmonicultura la temperatura del agua que abastece una piscifactoriacutea Esta tiene una incidencia directa sobre la biologiacutea de los salmoacutenidos condiciona la maduracioacuten de las goacutenadas de los reproductores existentes en la instalacioacuten el tiempo de incubacioacuten de los huevos hasta su eclosioacuten asiacute como sobre el ritmo mensual de crecimiento de alevinos y adultos y especialmente sobre el grado de actividad metaboacutelica Indirectamente influye de forma fundamental en el agua de cultivo pues la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en ella la concentracioacuten de productos metaboacutelicos [amoniacuteaco (NH3)] el tiempo y grado de descomposicioacuten de los materiales depositados en el fondo de los estanques dependen precisamente de la temperatura

Los cambios bruscos de temperatura son muy mal tolerados por los organismos que se cultivan a nivel industrial por lo que se requieren aguas estables con escasas variaciones teacutermicas diarias

La temperatura del agua interviene en el grado de actividad metaboacutelica de las truchas en aguas friacuteas las truchas apenas ingieren alimento y su crecimiento es lento en temperaturas altas la trucha es muy voraz10

3172 Salinidad

La salinidad puede ser importante no soacutelo para la supervivencia de la trucha sino tambieacuten debido a la intrusioacuten de aguas salinas en la parte alta de algunos sistemas fluviales Los efectos de la salinidad que se presentan en la trucha son de dos clases tanto directos como el balance ioacutenico (por ejemplo cambios en la tasa de crecimiento yo supervivencia) y los indirectos (por ejemplo cambios en el tipo y la disponibilidad de presas o la claridad del agua)11

10 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit Pg 61 40

11 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of Rainbow trout (Oncorhynchus

mykiss) and Brown trout (Salmo trutta) with special reference to Western Australia A review Published

by Department of Fisheries Perth Western Australia November 2001 5 p

14

3173 pH

Los riacuteos con aguas alcalinas suelen albergar una fauna salmoniacutecola superior pues la alcalinidad o riqueza mineral promueve la existencia de animales acuaacuteticos de los que se alimenta la trucha a diferencia de las aguas aacutecidas que son maacutes pobres desde el punto de vista bioloacutegico Sin embargo en salmonicultura se prefieren las aguas ligeramente aacutecidas pues los productos toacutexicos procedentes de la alimentacioacuten artificial de los peces muestran en estas condiciones efectos amortiguados12

Edwards (1978) declaroacute que el pH gt 9 puede matar a los salmoacutenidos especialmente sensible en el huevo y matar en las etapas tempranas

3174 Oxiacutegeno Disuelto

Uno de los factores maacutes importantes que determinan la supervivencia de la trucha es la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto en el agua Para muchas especies de salmoacutenidos la exposicioacuten a bajos niveles de oxiacutegeno disuelto aprox menor a (50 - 60) mgL puede causar la muerte (y Doudoroff Shumway 1970 en Weithman y Haas 1984) La concentracioacuten de oxiacutegeno ha sido identificado como factor critico para la supervivencia de O mykiss en el desove (Rubin 1998) Una correlacioacuten es que el aumento de temperatura del agua trae consigo una disminucioacuten de concentracioacuten de OD que a su vez la trucha necesita para vivir

Como consecuencia se aumentan con ella las necesidades de la trucha de oxiacutegeno pues como hemos visto los peces al ser animales poiquilotermos su actividad metaboacutelica es proporcional a la temperatura del agua dentro de unos liacutemites (Wieniaski 1971) Esta actividad esta concatenada con el aumento de la degradacioacuten orgaacutenica que se acelera con las altas temperaturas y como resultado de esta combinacioacuten de factores se aumenta el consumo de oxigeno (DBO y DQO)

La cantidad de peces finales en un criadero es menor asimismo aumenta el riesgo de incidencia de las patologiacuteas en los peces esto debido a que con la mayor temperatura hay mayor proliferacioacuten de microorganismos incluyendo los agentes patoacutegenos 3175 Amoniacuteaco

El amoniacuteaco (NH3) es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados producidos por los peces La Toxicidad del amoniacuteaco depende de la cantidad de amoniaco no-ionizado presente que a su vez depende de eacutel pH la temperatura y la salinidad del agua En condiciones naturales el amoniacuteaco no presenta mayor problema para el crecimiento de los peces ya

12 Id P 5

15

que se puede diluir en grandes cuerpos de agua y tiene una reduccioacuten de la toxicidad en las aguas aacutecidas o neutras (Barton 1996) En las condiciones de cultivo intensivo o en aguas altamente alcalinas (pH gt 9) el amoniacuteaco puede tener efectos sub-letales como una reduccioacuten de la tasa de crecimiento o pueden ser muy toacutexicos (Stickney 1991) en el total de los niveles de amoniaco por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 (Hellawell 1986) Los problemas con el Amoniacuteaco tambieacuten pueden ser frecuentes en riacuteos y embalses donde el amoniacuteaco se utiliza como abono en las zonas de captacioacuten (por ejemplo las zonas de agricultura) El amoniacuteaco se mide normalmente (como NH3-N) y el nitrito (NO2-N) que son los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces En las aguas naturales es extrantildeo encontrar el nitrito ya que se convierte en nitrato (NO3-N) por descomposicioacuten bacteriana (Stickney 2000) El nitrato es mucho menos toacutexico que el amoniacuteaco pero combinado con el nitrito es uno de los compuestos nitrogenados maacutes toacutexicos para los peces de agua dulce (Westin 1974)

A diferencia de muchos otros compuestos el amoniacuteaco es maacutes toacutexico en aguas alcalinas Esto se debe a la desionizacioacuten de la forma maacutes inerte del amoniacuteaco (amonio - NH4

+) a la forma mas toacutexica (NH3) en aguas alcalinas (Barton 1996) usualmente con pH gt 8 (Stevensen 1987 Stickney 1991)13 3176 Dureza del agua

La dureza del agua es el total de sales (iones) de calcio y magnesio medidos en el agua (Wedemeyer 1996) pero en general se expresa en teacuterminos del carbonato de calcio total (CaCO3) en el agua por lo menos en aguas con bajos o nulos niveles de cloro La dureza del agua es un paraacutemetro importante en la criacutea de los salmoacutenidos debido a los efectos de solubilidad en otros iones14

Las variables ambientales mencionadas anteriormente son primordiales para el crecimiento y supervivencia de la trucha varios autores sentildealan diferentes valores a estos paraacutemetros reflejando las diferencias geograacuteficas entre las distintas poblaciones como se puede ver en la tabla 1 318 CRITERIOS DE SELECCIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Las truchas arco iris tiene mejor crecimiento que las comunes y se adaptan faacutecilmente a la alimentacioacuten artificial siendo eacuteste entre otros los motivos de ser una tiacutepica especie de cultivo

13 Molony Brett Op Cit P 8

14 Id P 9

16

Tabla 1 Comparacioacuten de algunos de los requerimientos para el crecimiento y supervivencia de la trucha como sentildealan algunos autores

Paraacutemetro Sedgwick

(1985) Stevenson

(1987) Barton (1996)

Wedemeyer (1996)

Brannon (1991)

Temperatura(0C)

10 - 15 (G) (Mejor lt 21

letal gt 25 ndash 27 (S)

10 - 16 (G) (Mejor debajo

de 20 letal gt 25 (S))

10 - 22 (G) gt 265 (S))

9- 16 (G) (lt26 (S))

Salinidad 000 0 - 30 (S)

pH 70-75 (G)

(No menor a 60 (S))

70 - 76 (G) (No por

debajo de 60 (S))

65 - 80 (G) 70 - 8-0 (G) (60 - 90)(S)

67 - 85 (G)

Oxiacutegeno disuelto (mgL)

gt 7 (S) 70 (G)

Calcio (dureza) (mgL

gt150(G) 10- 400(G) 50 - 200 (S) gt 50 mejor (G) (4

-160 (S))

Fuente Adaptado de Molony Brett Ibid P 28

Las truchas toleran mal las poluciones acuaacuteticas y son muy sensibles a las contaminaciones orgaacutenicas asiacute como a numerosos productos que de forma accidental se encuentran ocasionalmente en las aguas15

Los salmoacutenidos y especialmente la trucha arco iris hoy en diacutea se considera una especie de alto grado de domesticacioacuten debido al conocimiento que se tiene de su biologiacutea criacutea alimentacioacuten manejo etc Las truchas de criaderos se denominan ldquodomeacutesticasrdquo para diferenciarlas de aquellas otras que viven libremente en el medio natural16

Los salmoacutenidos son el grupo de peces de los maacutes estudiados en todo el mundo debido a su alto valor la tasa de crecimiento bioloacutegicamente interesante ciclo de vida y la historia de la translocacioacuten a traveacutes de muchos continentes Como resultado hay un gran volumen de literatura disponible sobre la biologiacutea y la ecologiacutea de este grupo de peces Muchos de estos estudios son uacutetiles para las investigaciones preliminares de la translocacioacuten potencial de cepas especiacuteficas de trucha a los nuevos lugares que puedan estar en los extremos de tolerancia de la trucha17

15 BLANCO CACHAFEIRO M Carmen Op Cit P 40

16 Id P 55

17 Molony Brett Op Cit P 2

17

319 FUENTES DE OBTENCIOacuteN Y ESTUDIO DE LA TRUCHA COMO ORGANISMO DE PRUEBA

Utilizar organismos provenientes directamente del haacutebitat natural puede distorsionar los resultados obtenidos por fuentes de variabilidad no previstas como nutricioacuten dinaacutemica de la poblacioacuten estreacutes por depredacioacuten etc (Sosnowski et al1979) Estas variables pueden ser controladas o eliminadas con las poblaciones de laboratorio ademaacutes el entrecruzamiento consanguiacuteneo que ocurre a lo largo del tiempo en esas poblaciones resulta en una considerable reduccioacuten de la variabilidad geneacutetica (Lewontin 1974)

Por otra parte a causa de la complejidad del medio ambiente acuaacutetico y de las comunidades bioloacutegicas que lo integran es difiacutecil establecer el grado de deterioro que afecta a las especies o comunidades acuaacuteticas Por esta razoacuten es conveniente realizar bioensayos utilizando organismos vivos en condiciones controladas de laboratorio Sin embargo el objetivo primordial de un bioensayo es reflejar la realidad de coacutemo afectariacutea a los organismos vivos en su medio natural y para ello es recomendable paralelamente investigar continuamente las comunidades en su propio haacutebitat (Villamar 1996)18

32 BIOENSAYO

Definicioacuten 1 Uso de organismo(s) vivo(s) como un agente de prueba para la detectar la presencia o concentracioacuten de un compuesto quiacutemico o un efecto ambiental adverso usaacutendolo como bioindicador

Definicioacuten 2 Proceso experimental mediante el cual se determinan las caracteriacutesticas y la fuerza de una sustancia potencialmente toacutexica o de un desecho metabolito a traveacutes del estudio de sus efectos sobre organismos cuidadosamente escogidos y bajo condiciones especiacuteficas de laboratorio (Mata amp Quevedo 1998)19

321 TIPOS DE BIOENSAYO

Los bioensayos se clasifican principalmente en bioensayos de toxicidad aguda y croacutenica

18 Mac-Quhae Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa

(Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH)

Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

19 Diccionario de la Biodiversidad Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica [publicacioacuten en

liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

18

Bioensayos de toxicidad aguda

Son aquellos que cuantifican la alteracioacuten causada por alguna sustancia toacutexica sobre los organismos de una especie esta alteracioacuten es observada sobre paraacutemetros que alteran funciones vitales de un organismo ya sea mortalidad inmovilidad o alteracioacuten en la tasa de crecimiento

Bioensayos de toxicidad croacutenica

Cuantifican los efectos en el desarrollo reproduccioacuten o viabilidad poblacional de una especie determinada expuesta a un toxico por un tiempo no inferior al 20 de su ciclo de vida

Existen muchas formas de determinar la toxicidad para medir la respuesta de los organismos a los xenobioacuteticos y aunque los efectos bioquimicos fisioloacutegicos reproductivos y de comportamiento son de gran utilidad el indicador comuacutenmente maacutes utilizado es la muerte del organismo de prueba Para ensayos agudos uno de los valores mas utilizados es la CL50 [concentracioacuten de un xenobioacutetico que causa al 50 de la poblacioacuten en un tiempo determinado generalmente (48 ndash 96) horas]

Para ensayos croacutenicos aunque tambieacuten para los agudos se pueden estimar la concentracioacuten segura o a la cual no se observa efecto en teacuterminos bioloacutegicos de la siguiente manera

La concentracioacuten maacutes alta a la cual no se observa efecto (NOEC) La concentracioacuten maacutes baja a la que se observa efecto (LOEC) La concentracioacuten efectiva (CE) correspondiente a una estimacioacuten de

la concentracioacuten del toacutexico que puede causar un efecto adverso observable mediante una respuesta discreta en un porcentaje dado de organismos

Concentracioacuten letal (CL) la cual corresponde a la concentracioacuten del Toacutexico o efluente o muestra que causa la muerte a un determinado Porcentaje de la poblacioacuten expuesta

Concentracioacuten inhibitoria (CI) la cual corresponde a la concentracioacuten del toacutexico o muestra o efluente que puede producir una reduccioacuten de una respuesta bioloacutegica en una poblacioacuten expuesta

322 TOXICIDAD

Es la capacidad de una sustancia de ejercer un efecto nocivo sobre los organismos o la biocenosis y el efecto generado dependeraacute de la duracioacuten y la frecuencia al toacutexico La toxicidad evaluada en un ensayo bioloacutegico es el resultado de la interaccioacuten entre la sustancia y el sistema vivo Sin embargo hay que tener en cuenta que el potencial nocivo de una sustancia toxica puede ser contrarrestado por el sistema bioloacutegico a traveacutes de diferentes estrategias como reacciones metaboacutelicas de detoxificacioacuten o excrecioacuten

19

Ademaacutes debe considerarse que el efecto toacutexico de una sustancia sobre los sistemas bioloacutegicos es el resultado de la accioacuten combinada de todas las sustancias presentes en el medio incluso aquellas que no son toacutexicas por naturaleza pero que afectan las propiedades quiacutemicas o fiacutesicas del sistema y en consecuencia las condiciones de vida de los organismos Por ejemplo en los sistemas acuaacuteticos existen sustancias que agotan el oxiacutegeno o que son coloreadas o que impiden la propagacioacuten de la luz (caso del material particulado) Tambieacuten se debe tener en cuenta aquellos efectos no directamente relacionados con la sustancia toacutexica como el dantildeo producido por cambios en la temperatura o por radiacioacuten20 323 PRUEBAS DE TOXICIDAD

Una prueba de toxicidad es un ensayo en el cual un organismo o grupo de organismos son expuestos a un agente (quiacutemico fiacutesico o bioloacutegico) para establecer y medir una respuesta previamente seleccionada Esta respuesta se valora mediante la cuantificacioacuten del cambio en la caracteriacutestica (coloracioacuten inanicioacuten etc) o la ocurrencia de un determinado fenoacutemeno (muerte inhibicioacuten en el crecimiento etc)

Los anaacutelisis de toxicidad son herramientas que al ser usadas conjuntamente con las mediciones quiacutemicas y ecoloacutegicas permiten identificar cuantificar y generar criterios para el control de la descarga de contaminantes toacutexicos21

La relacioacuten concentracioacuten-respuesta en toxicologiacutea es la relacioacuten cuantitativa entre la concentracioacuten del compuesto quiacutemico al cual esta expuesto el organismo y la magnitud del efecto nocivo que se produce

La respuesta gradual es cuando se obtiene una respuesta de magnitud definida para cada concentracioacuten La curva concentracioacuten-respuesta se construye graficando en la ordenada las respuestas (R) observadas en el organismo y en la abscisa las concentraciones (C oacute [ ]) a las que fue expuesto Ver Figura 5 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

La estadiacutestica desempentildea un papel importante no soacutelo para su caacutelculo sino para la planificacioacuten y ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis e interpretacioacuten de los resultados obtenidos en ellas Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la modelacioacuten la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos En general los meacutetodos de anaacutelisis de los resultados estaacuten bien documentados

20 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 21

Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 6 Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

20

son aplicables a la mayoriacutea de los datos obtenidos en este tipo de pruebas y pueden ser manejados por personas sin entrenamiento estadiacutestico22

Figura 4 Curva de concentracioacuten-respuesta obtenida por pruebas de toxicidad

Fuente Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004 p 90

324 TOacuteXICOS DE REFERENCIA

Un toacutexico de referencia es un compuesto quiacutemico orgaacutenico o inorgaacutenico utilizado en pruebas de toxicidad con fines de control de calidad analiacutetica de los organismos a utilizar en las pruebas

En la literatura se mencionan muchos compuestos que pueden emplearse como toacutexicos de referencia la US EPA (1993) cita el empleo de cloruro de sodio (NaCl) cloruro de potasio (KCl) cloruro de cadmio (CdCl2) dicromato de potasio (K2Cr2O7) sulfato de cobre (CuSO4) y dodecil sulfato de sodio (SDS) CETESB (Brasil) cita el empleo del dicromato de potasio (K2Cr2O7) Enviroment Canada recomienda cinc (Zn+2) como toacutexico de referencia inorgaacutenico y fenol para las sustancias orgaacutenicas

Sin embargo estos compuestos pueden sustituirse por otros dependiendo de la especie de prueba la matriz utilizada y los puntos finales medidos

La precisioacuten de los resultados de las pruebas de toxicidad en el laboratorio es calculada a traveacutes de la confeccioacuten de cartas o graacuteficos de control Este graacutefico es una herramienta que permite determinar la variabilidad de los

22 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

21

resultados y en consecuencia definir la aptitud de un laboratorio para obtener resultados confiables

325 CARTAS DE CONTROL DE CALIDAD

La carta de control es la herramienta de registro que brinda los elementos de juicio para establecer los intervalos aceptables de variacioacuten de la respuesta de los organismos de prueba a un toacutexico de referencia con un margen de confianza del 95 Esta carta es el medio de referencia para evidenciar el control de la sensibilidad de la especie empleada de la estabilidad de la respuesta bioloacutegica y de la repetitividad (exactitud) de los resultados obtenidos

La carta de control se genera a partir de los resultados de pruebas sucesivas al toacutexico de referencia seleccionado para el cual se obtiene el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) Inicialmente eacutesta puede ser construida con un miacutenimo de cinco datos y posteriormente se debe continuar realizando ensayos con el toacutexico para ingresar mensualmente nuevos valores hasta completar una serie de veinte resultados

Los valores se van integrando a manera de puntos en un graacutefico que relaciona el nuacutemero de ensayo ubicado en el eje X o abscisa y el valor de la concentracioacuten de efecto medio (CL50CI50CE50) en el eje Y u ordenada Posteriormente los valores son empleados para el caacutelculo del valor promedio y la desviacioacuten estaacutendar (σ) de la poblacioacuten de datos Con estos paraacutemetros estadiacutesticos se calculan los valores liacutemite (superior e inferior) que definen el intervalo de variacioacuten aceptable o intervalos de confianza (95) en el que deberaacuten encontrarse los valores de CL50CI50CE50 obtenidos para futuros ensayos con el toacutexico de referencia

Los valores del liacutemite superior e inferior se obtienen al adicionar o sustraer del promedio respectivamente dos desviaciones estaacutendar de acuerdo con

Concentracioacuten liacutemite superior promedio + 2σ

Concentracioacuten liacutemite inferior promedio ndash 2σ

Con la solucioacuten estaacutendar del toacutexico se preparan diluciones para obtener una serie de concentraciones de manera que se logre obtener al menos dos valores de efecto mayor al 50 y dos maacutes menores a dicho porcentaje En general es de esperar que la serie de concentraciones utilizada produzca a traveacutes del tiempo la misma respuesta en cada concentracioacuten La carta de control es utilizada para evaluar la tendencia de los resultados por lo que el promedio acumulado y los liacutemites de confianza son calculados nuevamente con cada nuevo dato obtenido Despueacutes de dos antildeos de coleccioacuten de datos o de veinte evaluaciones la carta control se mantiene usando solamente los veinte datos maacutes recientes En general se recomienda realizar pruebas

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mensuales con los toacutexicos seleccionados sin embargo algunos laboratorios prefieren llevar a cabo ensayos con mayor frecuencia

Valores de la CL50CI50CE50 fuera del intervalo establecido son indicativos de alguacuten cambio en la consistencia metodoloacutegica o de alteracioacuten de la sensibilidad de los organismos En el caso de anaacutelisis de puntos finales como la CL50 CI50 y la CE50 se espera que por azar y con una probabilidad asociada de P005 soacutelo uno de los veinte ensayos se encuentre por fuera de los liacutemites establecidos

Si en maacutes de un ensayo con los toacutexicos de referencia el valor se encuentra por fuera de los liacutemites los resultados de las pruebas efectuadas deben considerarse provisionales y sujetos a confirmacioacuten Si el problema persiste y el valor de CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia se aleja significativamente del intervalo esperado deberaacute realizarse una revisioacuten de la sensibilidad de los organismos de prueba y eliminar los datos generados bajo estas circunstancias

En este caso se debe revisar cuidadosamente el procedimiento y repetir las pruebas con unos nuevos organismos

El comportamiento de los graacuteficos de control puede cambiar en el tiempo reducieacutendose los intervalos de variacioacuten en la medida en que se adquiere habilidad en el manejo de los procedimientos de prueba Bajo este esquema tambieacuten es factible que se obtengan valores fuera de los nuevos liacutemites sin embargo la incidencia de estos casos no deberaacute ser mayor del 5 por ciento

326 PREPARACIOacuteN DE SOLUCIONES DE CONTROL

3261 Control positivo

Generalmente como control positivo se utiliza una solucioacuten del toacutexico con una concentracioacuten cercana a la CL50CI50CE50 Para su elaboracioacuten se prepara inicialmente una solucioacuten estaacutendar con una alta concentracioacuten a partir de la cual se preparan soluciones menos concentradas utilizando como diluente el medio recomendado para cada prueba En todos estos procedimientos se debe emplear material volumeacutetrico Estas diluciones deben prepararse hasta obtener una concentracioacuten cercana al valor promedio de la CL50CI50CE50 obtenida en cada laboratorio

Preparacioacuten de las soluciones para determinacioacuten de la CL50CI50CE50 del toacutexico de referencia

Cada laboratorio debe conocer el patroacuten de respuesta de sus organismos al toacutexico de referencia lo cual permitiraacute determinar las concentraciones oacuteptimas para elaborar la curva dosis-respuesta

23

Para determinar el volumen de solucioacuten estaacutendar necesario para la preparacioacuten de la concentracioacuten de intereacutes puede emplearse la siguiente regla

FFii CVCV

Donde

Vi y Vf corresponden a los voluacutemenes iniacuteciales y finales y Ci y Cf a las concentraciones iniacuteciales y finales

Se recomienda hacer chequeos perioacutedicos de la concentracioacuten del toacutexico dado que fenoacutemenos de volatilizacioacuten evaporacioacuten etceacutetera pueden afectar la concentracioacuten del compuesto en la solucioacuten

Preservacioacuten de las soluciones del toacutexico de referencia

Las soluciones del toacutexico deben mantenerse en frascos aacutembar o protegidos de la luz con cubierta de papel aluminio a una temperatura de 4degC plusmn 2degC (refrigeracioacuten) En estas condiciones de preservacioacuten la solucioacuten de prueba puede perdurar por maacutes de 45 diacuteas y la solucioacuten estaacutendar por maacutes de seis meses Mientras no se detecten resultados fuera de los liacutemites normales de respuesta indicado por la carta control del toacutexico de referencia los patrones podraacuten usarse por un prolongado periodo de tiempo Sin embargo se sugiere efectuar su renovacioacuten a los 45 diacuteas y seis meses respectivamente Es importante tambieacuten realizar la valoracioacuten quiacutemica de la solucioacuten de prueba

Blanco de procedimiento

Se recomienda incluir un blanco de procedimiento por cada bateriacutea de ensayos La preparacioacuten del blanco depende del meacutetodo aplicado sin embargo se debe seguir todo el protocolo establecido para la muestra La toxicidad resultante en este blanco no debe exceder el 10 (APHA 1998) en caso contrario los resultados quedan invalidados pues la respuesta estariacutea indicando interferencias producto del procesamiento de la muestra Los resultados de toxicidad para el blanco no deben mostrar efecto de lo contrario los resultados reportados para las muestras no son aceptables23

327 REPLICABILIDAD Y SENSIBILIDAD

La sensibilidad de las pruebas depende del nuacutemero de reacuteplicas por concentracioacuten nivel de significancia establecido y tipo de anaacutelisis estadiacutestico

23 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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que se lleve a cabo Por esta razoacuten cuando la variabilidad permanece constante la sensibilidad de la prueba puede incrementarse aumentando el nuacutemero de reacuteplicas Sin embargo el miacutenimo nuacutemero de reacuteplicas variaraacute con los objetivos de la prueba y el meacutetodo estadiacutestico seleccionado para el anaacutelisis de los datos

Existen muchos factores que pueden afectar el eacutexito y la precisioacuten de un ensayo de toxicidad los maacutes importantes son

bull Experiencia y habilidad del analista

bull Edad condicioacuten y sensibilidad de los organismos de prueba

bull Calidad del agua de dilucioacuten

bull Control de temperatura

bull Calidad y cantidad de alimento suministrado a los organismos

Por tanto los resultados dependen del origen y tipo de las especies utilizadas y de las condiciones bajo las cuales se llevan a cabo las pruebas tales como temperatura oxiacutegeno disuelto alimento y calidad del agua de dilucioacuten Igualmente la replicabilidad y precisioacuten seraacuten funcioacuten del nuacutemero de organismos utilizados por concentracioacuten24 328 MEacuteTODOS ESTADIacuteSTICOS PARA EL ANAacuteLISIS DE

RESULTADOS DE PRUEBAS DE TOXICIDAD

En la toxicologiacutea la estadiacutestica es baacutesica para la planificacioacuten y la ejecucioacuten de las pruebas de toxicidad y para el anaacutelisis y la interpretacioacuten de los resultados obtenidos Por tanto el disentildeo experimental el muestreo la recoleccioacuten de datos las pruebas y los anaacutelisis deben centildeirse a principios estadiacutesticos estrictos El anaacutelisis de relaciones entre dos o maacutes variables necesario en la mayoriacutea de los casos requiere la utilizacioacuten de teacutecnicas estadiacutesticas de regresioacuten Sin embargo antes de ser aplicadas se requiere la seleccioacuten de la ecuacioacuten matemaacutetica con la que se relacionaran y la definicioacuten del tipo de variables

Las variables cuantitativas son procesadas en forma directa a traveacutes del anaacutelisis estadiacutestico de regresioacuten mientras que las cualitativas deben ser transformadas antes de ser analizadas Este uacuteltimo caso se presenta en los ensayos donde se evaluacutea la mortalidad ya que soacutelo pueden existir los

24 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

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estados vivo o muerto (variable cualitativa) y debe ser expresada como porcentaje de muertos antes de ser analizada

En las pruebas de toxicidad los maacutes utilizados son los de tipo empiacuterico o descriptivo (es un modelo que intenta describir cuantitativamente los patrones de las observaciones sin basarse en los procesos subyacentes o mecaacutenica del proceso) de forma rectiliacutenea a los cuales se llega muchas veces luego de haber trasformado una o las dos variables estudiadas (variable cualitativa) La utilizacioacuten de transformaciones no soacutelo altera la forma de la relacioacuten estudiada sino que tambieacuten modifica el comportamiento de las variables con respecto a los supuestos del meacutetodo estadiacutestico a ser aplicado

La seleccioacuten del meacutetodo para estimar valores de CL50 en pruebas de toxicidad aguda con muacuteltiples concentraciones dependeraacute de la forma de la distribucioacuten de tolerancias En general se recomiendan los siguientes cuatro meacutetodos para la estimacioacuten de CL50 (USEPA 1994)

El meacutetodo Probit (parameacutetrico)

El meacutetodo de Litchfield-Wilcoxon (graacutefico)

El meacutetodo de Spearman-Karber (no parameacutetrico)

El meacutetodo graacutefico

329 ANAacuteLISIS DE REGRESIOacuteN Y ANAacuteLISIS PROBIT

Para el caacutelculo de las CL50 CE50 CI50 generalmente se usa el anaacutelisis Probit (con o sin ajuste) En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad aguda se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos expuestos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)25

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten

25 Diacuteaz Baacuteez Mariacutea Consuelo Bustos Loacutepez Martha Espinosa Ramiacuterez Adriana Janneth Adaptado de

Pruebas de toxicidad acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos Unibiblos - U Nal Colombia 2004

26

de un modelo lineal Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit [buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco (5) unidades] se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

y = a + bx

Donde

y (expresado en unidades probit) = z + 5

z = variable normal estaacutendar = z0 tal que la Prob (z le z0) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros la recta de regresioacuten

asiacute cuando p = 50 entonces y = 5 por lo tanto

x5 = log10 CL50 entonces CL50 = 10x5

El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos cuantales analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten26

3291 Meacutetodo graacutefico

Ademaacutes de los meacutetodos anteriores se puede utilizar el meacutetodo graacutefico para estimar la CL50CE50CI50 De forma similar se parte de los datos obtenidos en las pruebas de toxicidad aguda y utilizando papel logariacutetmico se grafican en el eje de las X las concentraciones (mgL) y en el eje de las Y el porcentaje de mortalidad Se colocan los puntos de los porcentajes de mortalidad observados (en escala lineal) en funcioacuten de las concentraciones probadas (en escala logariacutetmica) se conectan los puntos obtenidos maacutes cercanos al 50 del efecto observado o sea a la mayor concentracioacuten que

26 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

27

no causa efecto toacutexico y a la menor concentracioacuten que causa efecto toacutexico A partir de la recta trazada se obtiene el punto de corte correspondiente al 50 del efecto observado Este valor corresponde a la CL50CE50CI50 del estiacutemulo o agente estudiado (Hubert 1980 y 1995 Finney 1978) Cuando no se logra hacer un ajuste adecuado de los datos se pueden utilizar otros meacutetodos para hacer las estimaciones de CL50CE50CI50

27

33 METALES

Se denomina a los elementos quiacutemicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad poseen alta densidad y son soacutelidos en temperaturas normales (excepto el mercurio y el galio) sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolucioacuten

El concepto de metal se refiere tanto a elementos puros asiacute como aleaciones con caracteriacutesticas metaacutelicas como el acero y el bronce Los metales comprenden la mayor parte de la tabla perioacutedica de los elementos y se separan de los no metales por una liacutenea diagonal entre el boro y el polonio En comparacioacuten con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energiacutea de ionizacioacuten por lo que es maacutes faacutecil que los metales cedan electrones y maacutes difiacutecil que los ganen28

Los metales como el cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de estudio son micronutrientes esenciales en los seres vivos pero estos pueden llegar a ser toacutexicos si se encuentran por encima de cierta concentracioacuten Ver Figura 6

Las principales fuentes de contaminacioacuten por metales son

Intemperismo geoloacutegico

Procesamiento industrial de minerales y metales

Uso de metales y componentes metaacutelicos

Lixiviacioacuten de metales en rellenos sanitarios y depoacutesitos de basuras

27 Castillo Gabriela (ed) 2004 ENSAYOS TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE

CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Capiacutetulo 5 Meacutetodos estadiacutesticos para la el anaacutelisis de resultados de toxicidad IDRCIMTA [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en wwwidrcca

28 Colaboradores de Wikipedia Metal [en liacutenea] Wikipedia La enciclopedia libre 2009 [fecha de

consulta 30 de julio del 2009] Disponible en lthttpeswikipediaorgwindexphptitle=Metalampoldid=28507108gt

28

Los contaminantes metaacutelicos de origen industrial pueden alcanzar los ambientes acuaacuteticos a traveacutes de tres viacuteas

Deposicioacuten de material atmosfeacuterico

Escorrentiacutea superficial y lixiviacioacuten de suelos contaminados

Disposicioacuten de residuos industriales y urbanos en los cuerpos de agua

Figura 5 Relacioacuten entre el crecimiento y la concentracioacuten de metales esenciales

Fuente adaptado Forstner y Wittman 1981

La escorrentiacutea de aguas lluvias ocasiona un drenaje difuso en aacutereas rurales y es la fuente no puntual mas importante de metales en aguas continentales

La solubilidad es uno de los factores determinantes para la dinaacutemica y distribucioacuten de un contaminante En el agua la solubilidad de un compuesto metaacutelico esta afectada por el grado de ionizacioacuten el contenido mineral del medio el pH la temperatura el oxiacutegeno disuelto la presencia de acomplejantes y el potencial de oxido reduccioacuten

3311 Bioacumulacioacuten

Algunos organismos acuaacuteticos tienen la capacidad de acumular metales sin que esto les cause un dantildeo aparente De esta forma concentraciones de metales pueden ingresar a la cadena alimenticia y causar dantildeos considerables en el consumidor final Debido a que esta se biomagnifica y a su vez la concentracioacuten del metal aumenta

El efecto de toxicidad de los metales sobre los organismos depende de

Factores del estado de oxidacioacuten

La forma molecular del metal (organometaacutelicos CH3Hg inorgaacutenicas arsenico)

Liposolubilidad afinidad de eacutel metal por los liacutepidos

29

332 METALES DE PRUEBA

A continuacioacuten se presentan las caracteriacutesticas del cobre (Cu) y del cinc (Zn) que fueron los metales empleados en las pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) de esta investigacioacuten

333 COBRE

El cobre es el primer elemento del subgrupo Ib de la tabla perioacutedica y tambieacuten incluye los otros metales de acuntildeacioacuten plata y oro Su aacutetomo tiene la estructura electroacutenica 1s22s22p63s23p63d104s1 El bajo potencial de ionizacioacuten del electroacuten 4s1 da por resultado una remocioacuten faacutecil del mismo para obtener cobre(I) o ion cuproso Cu+ y el cobre(II) o ion cuacuteprico Cu2+ se forma sin dificultad por remocioacuten de un electroacuten de la capa 3d Tiene dos isoacutetopos naturales estables 63Cu y 65Cu Tambieacuten se conocen nueve isoacutetopos inestables (radiactivos) El cobre se caracteriza por su baja actividad quiacutemica Se combina quiacutemicamente en alguno de sus posibles estados de valencia La valencia maacutes comuacuten es la de 2+ (cuacuteprico) pero 1+ (cuproso) es tambieacuten frecuente la valencia 3+ ocurre soacutelo en unos cuantos compuestos inestables29 Los compuestos de cobre (I) apenas tienen importancia en la industria y se convierten faacutecilmente en compuestos de cobre (II) al oxidarse por la simple exposicioacuten al aire Los compuestos de cobre (II) son estables30

El cobre es maleable duacutectil y un buen conductor del calor y la electricidad

Las especies disueltas en agua incluyen Cu2+ CuO2H- y Cu+ Tanto el sulfuro

cuacuteprico como el cuproso tiene muy baja solubilidad las concentraciones de cobre pueden ser muy altas en las aguas aacutecidas procedentes de las minas llegando a concentraciones de varios cientos de miligramos por litro (mgL)

3331 Fuentes

El Cobre puede ser liberado en el medioambiente tanto por actividades humanas como por procesos naturales Ejemplo de fuentes naturales son las tormentas de polvo descomposicioacuten de la vegetacioacuten incendios forestales y aerosoles marinos

3332 Propiedades fiacutesicas y quiacutemicas

29 Lenntech Agua residual amp purificacioacuten del aire Holding BV Rotterdamseweg Holanda 1998

Disponible en Internet desde httpwwwlenntechcomespanoltabla-peiodicacuhtm

30 Cobre Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008

httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

30

Siacutembolo Cu

Nuacutemero atoacutemico 29

Peso atoacutemico 63546

Densidad Un metal comparativamente pesado soacutelido puro tiene una densidad de 896 gcm3 a 20ordmC mientras que el del tipo comercial variacutea con el meacutetodo de manufactura oscilando entre 890 y 894

Punto de ebullicioacuten punto de ebullicioacuten normal es de 2595ordmC (4703ordmF)

Estado de oxidacioacuten +1 +2

Punto de fusioacuten El punto de fusioacuten del cobre es de 1083degC (+-) 01ordmC (19814degF +- 02ordmF)

3333 Fuentes y Obtencioacuten

Los oacutexidos y carbonatos de cobre [Cu2O (cuprita) Cu2S (calcocita) CuFeS2 (calcopirita) Cu2CO3∙Cu(OH)2 (malaquita) y 2bullCuCO3∙Cu(OH)2 (azurita)]31 pueden ser lixiviados con aacutecido sulfuacuterico para producir una solucioacuten cuacuteprica a partir de la que el cobre se puede obtener por electroacutelisis

3334 Usos

El uso principal del cobre (la mitad de su produccioacuten) es en las instalaciones eleacutectricas El cobre es un componente de muchas aleaciones junto con otros metales como la plata cadmio estantildeo y cinc Cobre y cinc (latoacuten) cobre y estantildeo (bronce) cobre y niacutequel (metal monel) El sulfato de cobre se utiliza como alguicidica y molusquicida en el agua y como fungicida vegetal mezclado con cal32

3335 Toxicidad

Los efectos adversos de salud maacutes comunes del exceso de ingesta oral de cobre son dolores gastrointestinales Naacuteuseas voacutemitos y dolor abdominal se han notificado poco despueacutes de ingerir soluciones de sulfato de cobre o bebidas en recipientes que permiten faacutecilmente liberar el cobre La ingestioacuten de agua potable con una concentracioacuten gt 3 mg CuL va a producir siacutentomas gastrointestinales La ingestioacuten de grandes cantidades de sales de cobre mas frecuentemente sulfato de cobre puede producir necrosis hepaacutetica o la

31 VALVERDE V Juan L Id

32 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de Toxicologiacutea Medioambiental

Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

31

muerte En los estudios epidemioloacutegicos no se ha encontrado relacioacuten entre la exposicioacuten al cobre y el caacutencer33

3336 Difusioacuten y dispersioacuten

El Cobre se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua

Varios procesos influyen en el destino del cobre en los sistemas acuaacuteticos estos incluyen complejacioacuten con ligandos orgaacutenicos e inorgaacutenicos sorcioacuten de oacutexidos de metales arcillas partiacuteculas y material orgaacutenico bioacumulacioacuten y el intercambio entre los sedimentos y agua Gran parte del cobre vertido al agua es en forma de partiacuteculas y tiende a sedimentarse a precipitarse o es adsorbido por la materia orgaacutenica por hierro hidratado arcilla y oacutexidos de manganeso en el agua o por los sedimentos de la columna de agua Normalmente se alcanza el equilibrio dentro de las 24 h El ion de cobre (I) es inestable en soluciones acuosas tendiendo desproporcionadamente a formar cobre (II) y cobre metaacutelico a menos que este un ligando presente Los uacutenicos compuestos de cobre insolubles en el agua son el sulfuro cianuro y floruro El cobre en estado de cobre (II) forma compuestos cordinados con ligando orgaacutenicos e inorgaacutenicos El amoniacuteaco y los iones de cloruro son ejemplos de especies que forman ligandos estables con cobre El cobre tambieacuten forma complejos estables con ligandos orgaacutenicos tales como el aacutecido huacutemico En el agua de mar la materia orgaacutenica es generalmente el mas importante agente acomplejante 34 En los riacuteos se depositan lodos contaminados con Cobre en sus orillas debido al vertido de aguas residuales La mayoriacutea de los compuestos del Cobre se depositaraacuten y se enlazaraacuten tanto a los sedimentos del agua como a las partiacuteculas del suelo En el agua superficial el cobre puede viajar largas distancias tanto suspendido sobre las partiacuteculas de lodos como iones libres

Compuestos solubles del Cobre forman la mayor amenaza para la salud humana Usualmente se encuentra en los cuerpos de agua despueacutes de ser liberados al ambiente en practicas de agricultura

33 KLAASSENCurtis D Casarett and Doullacutes toxicology the basic science of poisons seventh edition

McGraw-Hill University of Kansas Medical Center Kansas2008 34

International Programme on Chemical Safety (IPCS) [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet

en httpwwwinchemorgdocumentsehcehcehc200htm

32

En el suelo

En el medio ambiente terrestre existen una serie de factores importantes que influyen en la migracioacuten del cobre en el suelo Estos incluyen la naturaleza propia del suelo su pH el tipo la distribucioacuten de la materia orgaacutenica potencial redox la presencia de oacutexidos la condicioacuten base de los suelos y su capacidad de intercambio catioacutenico la tasa de descomposicioacuten de la hojarasca y la realcioacuten arcilla-arena y a las partiacuteculas de limo El tiempo de permanencia de cobre en el suelo es funcioacuten de las condiciones climaacuteticas y de la vegetacioacuten presente en el sitio

Cuando el Cobre termina en el suelo este es fuertemente enlazado a la materia orgaacutenica y minerales Como resultado este no se desplaza muy lejos antes de ser liberado y es difiacutecil que se infiltre en el agua subterraacutenea

El Cobre no se disocia en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos

Figura 6 Ciclo del cobre

Fuente los autores

En la atmosfera

El Cobre es emitido a la atmosfera principalmente a traveacutes de la liberacioacuten durante la combustioacuten Permanece un periodo de tiempo considerable antes de precipitarse mezclado con la agua lluvia el cuaacutel finalmente se acumula en los suelos

El cobre es liberado a la atmosfera en forma de material particulado o adsorbido por material particulado Es removido por sedimentacioacuten gravitacional deposicioacuten seca lavado por la lluvia La Velocidad de eliminacioacuten y la distancia recorrida desde la fuente de origen dependen de

33

las caracteriacutesticas tamantildeo de las partiacuteculas y la velocidad del viento La sedimentacioacuten gravitatoria rige la solucioacuten de la eliminacioacuten de las partiacuteculas grandes (gt 5 micras) mientras que las partiacuteculas maacutes pequentildeas se eliminan por otras formas de deposicioacuten huacutemeda y seca La importancia relativa de la humedad en comparacioacuten con la deposicioacuten seca en general aumenta con la disminucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas35

En la figura 7 se puede observar las formas en que se encuentra en cobre en el ambiente

334 CINC

Es un metal maleable duacutectil y de color gris El cinc es uno de los elementos menos comunes se estima que forma parte de la corteza terrestre en un (00005-002) Ocupa el lugar 25 en orden de abundancia entre los elementos Su principal mineral es la blenda marmatita o esfalerita de cinc ZnS Es un elemento esencial para el desarrollo de muchas clases de organismos vegetales y animales El cinc puro es de color blanco azuloso lustroso y moderadamente duro (25 en la escala de Mohs) El aire huacutemedo provoca su empantildeamiento superficial haciendo que tenga color gris El cinc puro es duacutectil y maleable pudieacutendose enrollar y tensar pero cantidades pequentildeas de otros metales como contaminantes pueden volverlo quebradizo36

3341 Fuentes

El cinc rara vez se encuentra en la naturaleza en su estado metaacutelico pero muchos minerales contienen cinc como componente principal Los niveles promedio de cinc en suelo y rocas aumenta comuacutenmente en este orden arena (10- 30 mgkg) roca graniacutetica (50 mgkg) arcilla (95 mgkg) y basalto (100 mgkg) La esfalerita (ZnS) es el mas importante mineral puro y la principal fuente de produccioacuten de cinc37

La mayoriacutea del cinc es vertido durante actividades industriales como la mineriacutea la combustioacuten de carboacuten y residuos y el procesado del acero38

3342 PROPIEDADES FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS

Siacutembolo Zn

Nuacutemero atoacutemico 30

35 Ibid

36

Lenntech Ibid

37

International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

38

Lenntech Op cit

34

Peso atoacutemico 65409

Densidad 714 gm3

Punto de ebullicioacuten 908ordm C

Estado de oxidacioacuten + 2

Punto de fusioacuten 420 degC

3343 Usos

Se utiliza principalmente en el galvanizado de acero y productos de hierro y en la produccioacuten de latoacuten El compuesto maacutes corriente en el aacutembito industrial es el oacutexido de cinc (ZnO) que tiene baja solubilidad en muchos disolventes Entre otros compuestos esta el cloruro de cinc (ZnCl2) sulfato de cinc (ZnSO4) y carbamatos de cinc (Zn-COONH4) como el zineb y ziram con accioacuten fungicida39

3344 Toxicidad

La toxicidad aguda del cinc por exceso de ingestioacuten no es comuacuten pero el dolor gastrointestinal y la diarrea han sido reportados por ingestioacuten de bebidas en utensilios de lata galvanizadas La siguiente intoxicacioacuten mas comuacuten es la inhalacioacuten de oacutexido de cinc y en menor medida otros compuestos de cinc donde el efecto maacutes comuacuten es la fiebre de humo-metal que se caracteriza por generar fiebre dolor de pecho escalofriacuteos tos disnea naacuteuseas dolor muscular fatiga y leucocitosis La inhalacioacuten aguda de altos niveles de cloruro de cinc como en el caso de los usos militares resulta en pronunciado dantildeo a la membrana mucosa incluidos el edema intersticial la fibrosis neumonitis edema de la mucosa bronquial y ulceracioacuten Tras la exposicioacuten a largo plazo a dosis maacutes bajas de el cinc generalmente resultan como siacutentomas una disminucioacuten absorcioacuten de cobre lo que lleva a los primeros siacutentomas de la deficiencia de cobre tales como disminucioacuten de eritrocitos o deficiencia en el nuacutemero de hematocritos40

3345 Dispersioacuten y difusioacuten

El cinc se puede difundir y dispersar de distintas formas en el agua en el aire y en el suelo asiacute

En el agua y en el sedimento

El cinc en el agua se encuentra en siete formas

bull Material particulado (diaacutemetro gt 450 nm)

39 VALVERDE V Juan L Op Cit

40 KLAASSEN Curtis D Op cit

35

bull Ion metaacutelico hidratado de forma simple eg Zn(H2O)62+ (diaacutemetro 08

nm)

bull Complejos inorgaacutenicos simples eg Zn(H2O)5Cl+ Zn(H2O)5OH+ (diaacutemetro 1 nm)

bull Complejos orgaacutenicos simples eg Zn-citrate Zn-glycinate [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejo inorgaacutenico estable eg ZnS ZnCO3 Zn2SiO4 [diaacutemetro (1ndash2) nm]

bull Complejos orgaacutenicos estables eg Zn-humate Zn-cysteinate [diaacutemetro (2ndash4) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+Fe2O3 Zn2+SiO2 [diaacutemetro (100ndash500) nm]

bull Adsorbido en coloides inorgaacutenicos eg Zn2+- acido huacutemico Zn2+- detritus orgaacutenico [diaacutemetro (100ndash500) nm]

En solucioacuten cuatro de seis ligandos se pueden coordinar con el ion de cinc Los complejos se forman con ligandos polares como ejemplo el amoniacuteaco

(NH3) las aminas iones de cianuro (CN) e iones de elementos haloacutegenos El cinc es un metal atmosfeacuterico reactivo El hidroacutexido Zn(OH)2 se precipita en soluciones alcalinas pero un exceso de esta el cinc se vuelve a disolver para formar ZnO2

2- los cuales son hidroxi-complejos tales como

Me+[Zn(OH)3]- Me2

+[Zn(OH)4]2-and Me2

+[Zn(OH)4(H2O)2]2-

La distribucioacuten y transporte de cinc en el agua sedimentos y en el suelo depende de las especies de cinc presentes en el ambiente La solubilidad del cinc es principalmente determinada por el pH En valores de pH acido el cinc puede estar presente en la fase acuosa en forma ioacutenica El cinc puede precipitar a valores de pH superiores a 80 Tambieacuten puede formar complejos orgaacutenicos estables por ejemplo con los aacutecidos huacutemicos o fuacutelvicos La formacioacuten de tales complejos puede aumentar la movilidad yo solubilidad del cinc Es poco probable que el cinc se infiltre en el suelo debido a que es adsorbido en la arcilla y materia orgaacutenica Los suelos aacutecidos y suelos arenosos con bajo contenido orgaacutenico tiene una reducida capacidad para absorber cinc41

En los cuerpos de agua con vertimientos de cinc los peces presentes pueden bioacumularlo en sus cuerpos y en la cadena alimenticia se biomagnifica42

En el suelo

41 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

42 Lenntech Op cit

36

La mayor fuente de cinc en el suelo son los minerales de sulfuro de cinc tales como la esfalerita y wurtzita y en una menor cantidad smithsonita (ZnCO3) willemita (Zn2SiO4) cincita (ZnO) zinkosita (ZnSO4) franklinita (ZnFe2O4) and hopeita (Zn3(PO4)2middot 4H2O)43

En el suelo el cinc actuacutea como un agente inhibitorio del crecimiento de las especies de flora circundante a la zona de influencia del foco de contaminacioacuten la mayoriacutea de las cuales no poseen mecanismos para incorporar al cinc en su proceso metaboacutelico y debido a esto un nuacutemero limitado de plantas tiene la capacidad de sobrevivir lo cual es directamente proporcional a su diversidad

El cinc puede interrumpir la actividad en los suelos con efectos negativos en la actividad de microorganismos y lombrices Probablemente disminuyendo la velocidad de descomposicioacuten de la materia orgaacutenica

Tambieacuten altera la permeabilidad de la membrana celular inhibicioacuten de la fotosiacutentesis y alteracioacuten en las concentraciones de Cu Fe y Mn44

Figura 7 Ciclo del cinc

Fuente los autores

En la atmosfera

Es estable en aire seco pero al exponerse a aire huacutemedo es cubierto con una capa adherente de cinc o carbonato baacutesico (2bullZnCO3middot3bullZn(OH)2) de este modo aislando el metal y retardando su corrosioacuten

43 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

44 Lenntech Op cit

37

El cinc se vincula principalmente a las partiacuteculas de aerosoles en la atmoacutesfera El tamantildeo de las partiacuteculas se determina por la fuente de emisioacuten de cinc Una proporcioacuten importante de cinc se libera de los procesos industriales y es adsorbido en partiacuteculas lo suficientemente pequentildeas para estar en el rango de respiracioacuten humano

El transporte y la distribucioacuten del cinc atmosfeacuterico variacutean seguacuten el tamantildeo de las partiacuteculas y las propiedades de los compuestos de cinc en cuestioacuten El cinc se elimina de la atmoacutesfera por deposicioacuten seca y huacutemeda El cinc adsorbido por las partiacuteculas con bajas densidades y diaacutemetros puede ser transportado a largas distancias45

En la Figura 8 se observan las formas en que se encuentra el cinc en el ambiente

34 GALVANOTECNIA

341 Generalidades

El sector galvaacutenico comprende todos aquellos recubrimientos viacutea electroliacutetica sobre diferentes superficies con fines decorativos y de proteccioacuten contra la corrosioacuten dadas las propiedades que presentan estas peliacuteculas entre las cuales se destacan la dureza uniformidad estabilidad y buen aspecto

El sector industrial Galvaacutenico hace parte de la Cadena Productiva Metalmecaacutenica aportando bienes de consumo intermedio y bienes de capital entendidos como artiacuteculos utilizados inmediatamente por el usuario final o para ser incorporados en la fabricacioacuten de otros bienes y en artiacuteculos que directa o indirectamente contribuyen a la produccioacuten de maquinaria y equipos respectivamente46

342 El Proceso Galvaacutenico

La galvanotecnia es una teacutecnica que consiste en la transformacioacuten de una superficie que puede ser o no metaacutelica mediante un recubrimiento metaacutelico Es un proceso electroquiacutemico por el cual se deposita una capa fina de metal sobre una base generalmente metaacutelica47 Se recomienda cuando por costos

45 International Programme on Chemical Safety (IPCS) Op cit

46

Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas

Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en

httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

47 Galvanoteacutecnia Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2009

httpesencartamsncom copy 1997-2009 Microsoft Corporation Reservados todos los derechos

httpesencartamsncomencyclopedia_761562645galvanoteacutecniahtml

38

o por razones estructurales es necesario modificar las caracteriacutesticas del metal base seleccionada En general los procedimientos tienen como finalidad modificar las propiedades de la superficie de los metales y estas pueden estar asociadas a motivos decorativos o funcionales dentro de los cuales se encuentran

Aumento de resistencia a la corrosioacuten

Aumento de resistencia al ataque de sustancias quiacutemicas

Incremento de la resistencia a la friccioacuten y al rayado

Mejoramiento de propiedades eleacutectricas o mecaacutenicas

Mejoramiento de propiedades oacutepticas

Ofrecer sustrato de anclaje de pinturas

Ejercer lubricacioacuten48

Los metales que se utilizan normalmente en galvanotecnia son cadmio cromo cobre oro niacutequel plata y estantildeo Las cuberteriacuteas plateadas los accesorios cromados de automoacutevil y los recipientes de comida estantildeados son productos tiacutepicos de galvanotecnia49 En la Tabla 2 ldquoAlgunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunesrdquo que se muestra a continuacioacuten se puede encontrar una descripcioacuten de los diferentes tipos de recubrimiento galvaacutenico seguacuten el metal empleado

En galvanotecnia se consideran dos tipos de procesos la galvanoplastia y la galvanostegia El primero se refiere al proceso en que los recubrimientos metaacutelicos se hacen sobre superficies de materiales no conductores Mientras que en el segundo los recubrimientos siempre se realizan sobre materiales metaacutelicos

343 Proceso de Galvanoplastia

La galvanoplastia se utiliza cuando se requieren formas completas y depoacutesitos de materiales bastante finos Los moldes de plaacutestico cera y parafina se hacen conductores utilizando grafito o cinc en polvo y recubrieacutendolas electroliacuteticamente con un metal

Este es el proceso de fabricacioacuten de moldes baacutesico para las industrias manufactureras de muntildeecos discos fonograacuteficos de algunas partes automotrices y otras

En algunos casos las partes de plaacutesticos se metalizan directamente para lograr objetos con acabado metaacutelico como en el caso de la bisuteriacutea tapas de recipientes para perfumes algunas autopartes placas para circuitos impresos artiacuteculos para el hogar griferiacutea etc

48 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72

49 Galvanoteacutecnia Encartareg 2009 Op cit

39

Tabla 2 Algunas particularidades de los tipos de recubrimientos galvaacutenicos maacutes comunes

Nombre Metal Campo de aplicacioacuten mas comuacuten

Cobreado Cobre

Capa base para el cromado o la vulcanizacioacuten en acero de derivados del caucho

Recubrimiento decorativo de piezas de materiales no metaacutelicos

Generacioacuten de las venas conductoras de circuitos impresos

Cromado Cromo

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Recubrimiento resistente a la friccioacuten en materiales ferrosos

Material para el relleno de zonas desgastadas en piezas de friccioacuten

Superficie muy dura en ciertas aplicaciones

Acerado Hierro Material de relleno en zonas desgastadas en hierro gris y acero

Niquelado Niacutequel

Recubrimiento anticorrosivo y decorativo

Capa base para el cromado

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Cadmiado Cadmio Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores comunes

Galvanizado Cinc Recubrimiento anticorrosivo del acero

Estantildeado Estantildeo Recubrimiento anticorrosivo temporal del acero

Para facilitar la soldadura blanda en componentes eleacutectricos

Dorado Oro

Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Proteccioacuten anticorrosiva de venas en circuitos impresos

Recubrimiento de contactos eleacutectricos en conectores seguros

Conexiones internas de circuitos integrados

Plateado Plata Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Latonado Latoacuten Recubrimiento protector y decorativo de bisuteriacutea

Recubrimiento antifriccioacuten de asentamiento en chumaceras

Fuente Disponible en httpwwwsabelotodoorgelectrotecniagalvanoteacutecniagalvanoteacutecniahtml

344 Proceso de galvanostegia

40

La galvanostegia se refiere a los recubrimientos hechos electroliacuteticamente sobre superficies metaacutelicas

La galvanostegia puede ser de dos categoriacuteas catoacutedica o anoacutedica

El proceso de metalizado de plaacutesticos como se puede observar en la Tabla 3

50

Tabla 3 Procesos de la galvanoplastia

ACTIVIDAD MATERIAS PRIMAS RESIDUOS GENERADOS

1 DESENGRASE solventes orgaacutenicos

tricloroetileno

vertimientos (enjuagues contaminados) emisiones

(VOCs)

2 SENSIBILIZACIOacuteN acido sulfuacuterico Aacutecido croacutemico en solucioacuten

vertimientos (enjuagues contaminados goteo al piso)

3 ACTIVACIOacuteN Acido clorhiacutedrico cloruro estantildeoso

vertimientos ( goteo al piso)

4 NUCLEACIOacuteN Cloruro de paladio vertimientos ( enjuagues

agotados)

5 POSTNUCLEACIOacuteN Reductor Hiposulfito soacutedico formaldehiacutedo

Emisiones (VOCs)

6 PREMETALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico vertimientos ( goteo al piso)

7 METALIZADO sales de Cu Ni Ag aacutecido sulfuacuterico aacutecido

croacutemico

vertimientos ( goteo al piso bantildeos gastados)

Fuente Ministerio del medio ambiente FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea De Buenas Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

La galvanostegia catoacutedica tiene tres objetivos fundamentales ejercer proteccioacuten contra la corrosioacuten dar buen aspecto cambiar alguna propiedad superficial como dar mayor dureza mejorar la conductividad ejercer lubricacioacuten

La galvanostegia anoacutedica conocida comuacutenmente como anodizado implica la formacioacuten de peliacuteculas de oacutexido del mismo metal para que aiacutesle y proteja las piezas metaacutelicas

En general las industrias galvanoteacutecnicas se pueden clasificar en dos categoriacuteas industrias de servicios industrias de integrados Las industrias

50 Ministerio del medio ambiente FUNDES Op cit p 72-73

41

de servicio a su vez se dividen en industrias de pulido y brillo e industrias de acabado

Las industrias de pulido y brillo se encargan de convertir las superficies de las piezas metaacutelicas rugosas en brillantes mediante un tratamiento mecaacutenico La operacioacuten de una industria de pulido y brillo consta de varias etapas en las cuales la rugosidad es eliminada paulatinamente por la accioacuten abrasiva de discos elaborados con diferentes materiales

Todos los procedimientos conllevan cierto nuacutemero de operaciones en las que se utiliza gran cantidad de sustancias quiacutemicas produciendo vertimientos y emisiones tanto al agua como al aire y al suelo

345 CINCADO

Existe el cincado aacutecido y el alcalino habieacutendose producido un aumento significativo en la aplicacioacuten del primero por motivos ambientales ya que en el cincado aacutecido no se emplean compuestos cianurados Ambos procesos son similares y difieren solo en la ausencia de compuestos cianurados en la variante aacutecida cuya desventaja operativa es que requiere de un control mucho maacutes riguroso en cuanto a composicioacuten y pureza que representa un obstaacuteculo importante para una mayor difusioacuten de este proceso51 Ver figura 9 cincado Figura 8 Esquema del proceso de Cincado

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72 p

El cincado comprende varias etapas en las que se emplean diferentes insumos y se generan sustancias de desecho en altas y bajas concentraciones a continuacioacuten en la Figura 10 ldquoInsumos y desechos en el cincado alcalinordquo se puede observar mejor este proceso

51 CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacion De Residuos En La Industria De Acabado

De Metales Lima 1997 72 p Tab web disponible en liacutenea en httpwwwbvsdepahoorgeswwwfulltextgtzmanmiremmrindamhtml

42

Los meacutetodos de tratamiento y disposicioacuten final de desechos generados por la actividad de galvanotecnia son los mismos que se aplican a los residuos peligrosos El criterio fundamental es el de la cuna a la tumba es decir la gestioacuten de desechos se inicia en el punto de generacioacuten la fuente y termina en el punto de disposicioacuten final que para este caso se recomienda en primera medida es hacer la separacioacuten en la fuente en los diferentes puntos donde se generen los metales la segunda medida es hacer recuperacioacuten de los metales aplicando diferentes meacutetodos que apliquen para cada caso en tercer lugar estaacute la Reutilizacioacuten de los metales recuperados e incorporacioacuten de estos de nuevo en el proceso productivo y finalmente debido a costos practicidad falta de tecnologiacutea etc si no se pudieran separar ni recuperar tendriacutean que ser llevados a disposicioacuten final aunque es una solucioacuten transitoria y no definitiva para los problemas ambientales generados por la acumulacioacuten de los metales por ejemplo en un relleno de seguridad Ver la Figura 11

Figura 9 Esquema Insumos y desechos en el cincado alcalino

Fuente CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997

43

Figura 10 Tratamiento y disposicioacuten final del cinc

Fuente Adaptado de CEPISOPSOMS INCYTHGTZ Manual De Minimizacioacuten De Residuos En La Industria De Acabado De Metales Lima 1997 72

44

4 METODOLOGIacuteA

A continuacioacuten se describen cada una de las fases y procedimientos con los que se realizoacute esta investigacioacuten

41 FASE I DISENtildeO EXPERIMENTAL En esta investigacioacuten se utilizaron las siguientes variables variable independiente la concentracioacuten de las sustancias de prueba variable dependiente la muerte de los organismos y constantes los organismos empleados en cada ensayo (5 alevinos de trucha arcoiacuteris por pecera) tiempo de exposicioacuten (96 horas) y paraacutemetros fisicoquiacutemicos [Tdeg pH y OD (oxigeno disuelto)] Inicialmente se realizoacute una prueba preliminar utilizando rangos de concentraciones entre (20 - 100) ppm K2Cr2O7 (01 - 05) ppm CuSO4bull5H2O y (2 ndash 10) ppm ZnCl2 de la respectiva sustancia Posteriormente con los datos de los rangos obtenidos en el ensayo preliminar se realizaron las pruebas definitivas utilizando cinco organismos por pecera con cinco concentraciones diferentes las cuales aumentan descendentemente cada concentracioacuten se realiza por cuadruplicado e igualmente se hace para el control o blanco Para un total de 24 peceras por ensayo Una vez obtenidos los resultados de mortalidad se realizan el anaacutelisis de varianza y anaacutelisis Probit como fin determinar la respectiva CL50-96

El tipo de prueba toxicoloacutegica que se realizoacute es aguda debido a que se cuantifica la alteracioacuten causada por la respectiva sustancia en este caso mortalidad y es estaacutetica en la cual no existe renovacioacuten de las soluciones test a lo largo de toda la prueba de 96 h de duracioacuten Ademaacutes no se suministroacute aireacioacuten ni alimento durante el experimento

42 FASE II ACONDICIONAMIENTO

421 RECINTO EXPERIMENTAL

Las pruebas de toxicidad se realizaron en el laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle que es el lugar dentro de la Universidad dotado de todo lo necesario para hacer este tipo de investigaciones y en el se encuentran mesones para la preparacioacuten de las diluciones y mediciones fisicoquiacutemicas aacutereas de lavado y un sistema de ventilacioacuten (extraccioacuten y suministro de aire) Ver figura 12 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle En eacutel se ubicaron 3 acuarios con voluacutemenes de 63 L 90 L y 110 L para la permanencia de los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) antes de cada prueba un tanque de 250 L con una bomba sumergible (2000 L h) en su interior para mantener agua aireada libre de cloro y un estante para la bateriacutea de ensayos que consistiacutea de 24 peceras de vidrio con una capacidad de 25 L para las pruebas de toxicidad

45

En el Laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria se realizaron anaacutelisis fisicoquiacutemicos preservacioacuten de las muestras y preparacioacuten de soluciones

Figura 11 Esquema del laboratorio de bioensayos de la universidad de La Salle

Fuente los autores

422 ADAPTACIOacuteN ACLIMATACIOacuteN Y MANTENIMIENTO DE LOS ACUARIOS

Los acuarios se adaptaron con el fin de garantizar las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss) empleando los siguientes implementos filtro grava aireadores mangueras difusores un material de cubierta y agua

Filtro se ubicoacute en el fondo del acuario para mantener el agua libre de amoniacuteaco (NH3) u otros desechos producto del metabolismo de los peces

Grava se depositoacute alrededor del filtro usaacutendola como sustrato en el que habitan bacterias que son las encargadas de descomponer los desechos y convertirlos en nutrientes

Aireadores permanecieron conectados al exterior del acuario a mangueras y estas a su vez a difusores que fueron distribuidos uniformemente dentro de los acuarios para el suministro de aire

Fotoperiodo de doce horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

46

Material de cubierta se utilizoacute plaacutestico para cubrir la parte superior de los acuarios manteniendo el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volatiles evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Agua del grifo proveniente del acueducto para llenar el acuario dejaacutendola libre de cloro en (3 ndash 5) diacuteas (en algunas ocasiones se usoacute el agua libre de cloro previamente aireada con una bomba sumergible (2000 L h) en un tanque de 250 L)

Figura 12 Foto Acuarios empleados para mantener las condiciones oacuteptimas de vida de los alevinos de trucha arcoiacuteris (Oncorhynchus mykiss)

Fuente los autores

4221 Limpieza o sifoneo de los acuarios

El procedimiento de limpieza o sifoneo se realizoacute en tres momentos

1 Previo a la introduccioacuten de los alevinos al preparar el acuario 2 Durante la permanencia de los alevinos en los acuarios 3 Una vez iniciada la prueba de toxicidad

La primera fase al igual que la tercera consistioacute en extraer toda el agua de los acuarios y todos los implementos limpiar todas las superficies del acuario con abundante agua repetidas veces sin utilizar ninguacuten jaboacuten o detergente En la segunda fase ocasionalmente se retiraron soacutelidos en suspensioacuten en el agua del acuario y se realizoacute aspirado en la grava para retirar los desechos (excremento materia orgaacutenica) producidos por los peces que contienen amoniacuteaco (NH3) el cual es el principal producto residual de la trucha y que por encima de 002 mg NH3bullNbullL-1 es muy toacutexico para los peces

423 ORGANISMO DE PRUEBA (ADQUISICIOacuteN Y TRANSPORTE)

El organismo que se empleo en las pruebas toxicoloacutegicas fue el aleviacuten de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) de 4 cm 08 g (peso promedio) y 1 mes y 15 diacuteas de nacido en promedio

47

Los peces fueron comprados a distintos proveedores inicialmente a la empresa Truchas Suralaacute Ltda ubicada en Choconta Cundinamarca una finca situada en la regioacuten de Guavio y posteriormente a la empresa Acuagranja Ltda ubicada en la Av Boyacaacute con calle 99 Bogotaacute los organismos que se utilizaron fueron transportados en dos (2) bolsas de polietileno de (70 x 35) cm calibre tres (3) con capacidad aproximadamente 200 Truchas Arcoiacuteris de 4cm cada bolsa Las bolsas se les adiciona oxigeno para garantizar las condiciones de OD en su transporte y son empacadas en cajas con unas bolsas de gel congelado para mantener las condiciones de temperatura oacuteptimas

424 ACLIMATACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Los alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) veniacutean en bolsas que fueron introducidas en los acuarios ya preparados inmediatamente despueacutes de llegar al laboratorio La introduccioacuten consistioacute en sumergirlas en el agua y dejarlas flotando durante una hora aproximadamente sin destaparlas (garantizando el oxigeno en su interior) todo esto con el fin de homogenizar las temperaturas del agua de la bolsa con la del acuario con el propoacutesito de evitar el choque teacutermico Los peces fueron introducidos en los acuarios teniendo cuidado de no mezclar el agua de las bolsas con el agua del acuario pues al momento de ser transportados los niveles de amoniacuteaco aumentan por el estreacutes y en consecuencia excretan en mayor cantidad y esto podriacutea llegar a ser muy toacutexico para los organismos Ver figura 14

Figura 13 Foto aclimatacioacuten de los alevinos de trucha arco iris

Fuente Los autores

Seguacuten los protocolos internacionales (CETESB) los peces deben permanecer en los acuarios 15 diacuteas antes de ser realizadas las pruebas

48

425 ALIMENTACIOacuteN DEL ORGANISMO DE PRUEBA

Antes de la realizacioacuten de las pruebas de toxicidad durante el tiempo que permanecieron los alevinos de trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss) en el laboratorio se les alimentoacute con Nutripez en Hojuelas que se les suministroacute dos veces al diacutea de acuerdo a las indicaciones del fabricante (200 mgdiacutea de acuerdo al peso y la edad) En la Tabla 4 Se observa la composicioacuten nutricional del alimento

Tabla 4 Composicioacuten nutricional del alimento Nutripez en Hojuelas

Fuente Peces Ornamentales El Tiple Ltda

Se recomienda que las dietas para peces tengan en general un mayor contenido de proteiacutena52

Actualmente la industria de alimentos concentrados en Colombia provee un producto balanceado que suple los requerimientos alimenticios de la trucha arco iris con esta composicioacuten nutricional Proteiacutena entre (40 ndash 50) grasa entre (7 ndash 18) cenizas 10 humedad 12 y fibra un 353 No se suministroacute alimento desde el diacutea anterior a la realizacioacuten de la prueba de toxicidad ni durante las 96 horas del experimento debido al amoniaco (NH3) que es la forma maacutes comuacuten de residuos nitrogenados provenientes de la excreta que podriacutea afectar la supervivencia de los alevinos alterando los resultados y condiciones de la prueba

426 PREPARACIOacuteN DEL AGUA PARA LAS PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

El agua que se empleoacute en las pruebas fue agua potable que previo al ensayo toxicoloacutegico permanecioacute aireando en un tanque de 250 L durante un periodo miacutenimo de 1 semana Se controloacute la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto que debiacutea permanecer por encima de los 55 mgL el pH en un rango de 65 a 78 y la temperatura lt 20degC porque de esto depende la supervivencia de la trucha y la veracidad de la prueba (si no se cumplen estas miacutenimas condiciones en el ensayo

52 Pokniak R Joseacute Nutricioacuten de peces TECNO VET Antildeo 3 Ndeg2 agosto 1997

httpwwwtecnovetuchileclCDAtecnovet_articulo01409SCID253D91632526ISID253D44800html 53

CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de

produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

Proteiacutena miacutenima 38

Grasa miacutenima 8

Fibra maacutexima 25

Ceniza maacutexima 98

Humedad maacutexima 5

49

toxicoloacutegico los resultados pueden ser influenciados negativamente por estas variables) Ver figura 15

Figura 14 Foto tanque de 250 L para la aireacioacuten del agua de las pruebas

Fuente los autores

43 FASE III PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS

Esta fase consistioacute en la realizacioacuten de las pruebas toxicoloacutegicas para las cuales se emplearon unos equipos y materiales siguiendo unos procedimientos como se describe a continuacioacuten

EQUIPOS

Balanza analiacutetica marca Sartorius

Medidor de Multiparaacutemetro marca Hanna MATERIALES

Item Volumen

(mL) Cantidad

Pipetas

5 1

10 1

25 1

Balones aforados 1000 4

Espaacutetula NA 1

Vidrio de reloj NA 1

Peceras 2500 24

Probetas

10 1

40 1

50 1

100 2

250 2

500 2

1000 2

Balde 10000 1

Fuente los autores

50

431 Montaje de las pruebas toxicoloacutegicas

Se montoacute una bateriacutea de ensayos usando un estante de seis entrepantildeos en donde se distribuyeron 24 peceras de vidrio (4 peceras por entrepantildeo) de 25 L de capacidad cada una a su vez las concentraciones se dividieron una por entrepantildeo y la restante es el control de la prueba

Los ensayos se iniciaban en el momento de introducir cinco alevinos en cada una de las peceras que en su interior ya conteniacutean la solucioacuten correspondiente para el tipo de prueba y concentracioacuten del ensayo a realizar y finalizaron a las 96 horas de iniciada la misma

El fotoperiodo que se utilizoacute en el bioensayo fue de 12 horas aproximadamente de luz artificial (neoacuten)

La cobertura plaacutestica se utilizoacute en las PECERAS al igual que en los acuarios para mantener el agua libre de partiacuteculas Vapores Orgaacutenicos Volaacutetiles que podriacutean cambiar eventualmente las condiciones del ensayo evitar la muerte involuntaria de los alevinos por su comportamiento natural de saltar ademaacutes de evitar la evaporacioacuten

Figura 15 Foto Bateriacutea de ensayos

Fuente los autores

Es importante definir que una vez iniciado el procedimiento anterior se hizo cuantificacioacuten del nuacutemero de organismos muertos en cada recipiente durante las (3 6 24 48 72 y 96) horas de experimentacioacuten y los resultados de esta lectura se

51

consignaron en las hojas de registro como se puede observar en la Tabla 5 y que se pueden encontrar en el Anexo O Hojas de registro de datos

432 Pruebas de sensibilidad

La sensibilidad de los alevinos fue evaluada realizando pruebas en las cuales se utilizoacute el dicromato de potasio (K2Cr2O7) que es un toacutexico de referencia El propoacutesito de esta prueba fue determinar la capacidad de respuesta de los organismos en el ensayo

Las pruebas se realizaron con cinco concentraciones distintas expresadas en ppm de dicromato de potasio (K2Cr2O7) y un control por cuadruplicado obteniendo el test definitivo se replico 20 veces el ensayo con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos

433 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones

434 Pruebas preliminares y definitivas para cobre (Cu) utilizando CuSO4bull5H2O

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas diluciones Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos de concentraciones de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O) entre (05 - 5) ppm para determinar los rangos en los que posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con Sulfato de Cobre Pentahidratado (CuSO4bull5H2O) con el fin que los resultados fueran estadiacutesticamente representativos 435 Pruebas preliminares y pruebas definitivas para cinc (Zn) utilizando

ZnCl2

Para la realizacioacuten de las pruebas se preparoacute una solucioacuten madre de 1000 ppm de (Zn) a partir de la que se prepararon unas soluciones de 100 ppm 10 ppm y 1 ppm utilizando cloruro de zinc (ZnCl2) Para la preparacioacuten de las distintas concentraciones que se requeriacutean se usaron estas soluciones

52

Tabla 5 Modelo utilizado en las cartas de control de los bieonsayos

53

Se llevaron a cabo unos ensayos preliminares utilizando rangos entre (2 ndash 10) ppm para determinar los rangos en los que se posiblemente se podriacutea encontrar la CL50-96 Utilizando los nuevos rangos obtenidos en donde se encuentra la CL50-96 se realizaron 10 pruebas definitivas con cloruro de zinc (ZnCl2)

436 PRUEBAS DE TOXICIDAD EN LA INDUSTRIA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de la industria de Cincado y se le hizo una caracterizacioacuten fisicoquiacutemica usando espectrofotometriacutea de absorcioacuten atoacutemica con llama directa aire-acetileno SM 3111 B y C con el que se determinoacute la presencia de cobre (Cu) y cinc (Zn) que son los metales de intereacutes

Al vertimiento se le realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas para determinar la CL50-

96 Posteriormente se disentildeo un tratamiento a nivel de laboratorio para retirar el cobre (Cu) y el cinc (Zn) Nuevamente se realizaron 5 pruebas toxicoloacutegicas al agua tratada para determinar la CL50-96 y se realizoacute una caracterizacioacuten

En las caracterizaciones realizadas se midieron los siguientes paraacutemetros oxigeno disuelto (OD) seguacuten SM 4500-O G meacutetodo de electrodo de membrana pH seguacuten el SM 4500-H+ B meacutetodo electromeacutetrico temperatura seguacuten el SM 2550 B y Turbiedad seguacuten el meacutetodo SM 2130 B usando el turbidiacutemetro

437 ANAacuteLISIS ESTADIacuteSTICOS

4371 ANAacuteLISIS DE VARIANZA

Se realizoacute un anaacutelisis de varianza (ANOVA) siguiendo el protocolo LB07 que se encuentra en el ANEXO B del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle

El anaacutelisis que se realizoacute fue por una sola viacutea en la que se compararon las varianzas mueacutestrales de la cantidad de organismos muertos por concentracioacuten a las 96 horas en las pruebas toxicoloacutegicas de sensibilidad y pruebas definitivas de Cu (cobre) Zn (cinc) el vertimiento crudo y el vertimiento tratado

El meacutetodo tiene un 95 de confianza y un Margen de error del 5

Se usaron dos programas estadiacutesticos para la realizacioacuten de estos caacutelculos que fueron EXCEL y STATGRAPHICS Versioacuten 51 PLUS que permite la realizacioacuten sistemaacutetica de distintos anaacutelisis estadiacutesticos

54

55

4372 PROBIT

Descripcioacuten El meacutetodo Probit es un procedimiento estadiacutestico parameacutetrico para hallar la CL50 siguiendo el protocolo LBp03 del laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle Anexo A

El anaacutelisis consiste en transformar los datos de la mortalidad observados a log10 para obtener una aproximacioacuten lineal de los paraacutemetros en la regresioacuten con iteracioacuten y con base en es datos obtenidos se estima la CL50 El meacutetodo da resultados con un 95 de confianza y un margen de error del 5 Para la aplicacioacuten del meacutetodo se usaron las pruebas toxicoloacutegicas agudas realizadas a las sustancias de intereacutes Los meacutetodos estadiacutesticos aplicados son los recomendados por el manual Methods for Measuring the Acute Toxicity of Effluents and Receiving Waters to Freshwater and Marine Organisms (USEPA 2002) el libro Ensayos Toxicoloacutegicos Y Meacutetodos de Evaluacioacuten de Calidad de Aguas (castillo2004) el libro Pruebas de Toxicidad Acuaacutetica Fundamentos y meacutetodos (Diacuteaz 2004) y el protocolo de CETESB Tabla 6 Caracteriacutesticas de las unidades de tratamiento de la empresa de cincado

UNIDAD CAPACIDAD CANTIDAD pH

Tanque de igualacioacuten 5 m3 1 15 ndash 23

3 tanques de oxidacioacuten 250 L 3 10- 115

Reactor

1 200

Sedimentador 1200 L 1 8-9

Filtros De Arena --- --- ---

Tanque Final 30 m3 1 ---

Intercambiador Ioacutenico --- 2 ---

Fuente Los autores

Las fases explicadas anteriormente fueron sintetizadas en el esquema metodoloacutegico

56

5 INDUSTRIA EVALUADA

Se realizoacute un muestreo puntual al vertimiento de una industria de galvanotecnia ubicada en Bogotaacute en la localidad de Puente Aranda

La industria se especializa en recubrimiento con Cinc (Zn) por electroacutelisis a un indeterminado nuacutemero de piezas aplicando diversos procesos fisicoquiacutemicos descritos a continuacioacuten

Desengrase sensibilizacioacuten activacioacuten nucleacioacuten postnucleacioacuten premetalizado y metalizado

Los vertimientos producidos son especialmente metales pesados como niacutequel cobre zinc hierro cromo que son tratados en una planta compacta para el tratamiento de aguas residuales La planta se encuentra ubicada en el segundo piso de la industria y estaacute conformada por las siguientes unidades de tratamiento que se observan en la tabla 6

6 RESULTADOS Y ANAacuteLISIS DE RESULTADOS DE TOXICIDAD

Los resultados que se presentan a continuacioacuten son el producto de una ardua y larga investigacioacuten que se llevoacute a cabo durante los meses de enero a diciembre del antildeo 2008 y de marzo a julio del antildeo 2009 aproximadamente en 12 meses para la determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) en trucha arco iris en la cual se mantuvieron las condiciones oacuteptimas para el desarrollo de las pruebas de sensibilidad (K2Cr2O7) y toxicidad de (Cu) y (Zn) fue realizado con el fin de mejorar la normatividad actual de Colombia en cuanto a vertimientos

Los bioensayos que se realizaron tuvieron una duracioacuten de 96 horas donde a las 24 horas despueacutes de haber iniciado la prueba se observaba la tendencia de mortalidad la cual era clave para saber si el porcentaje de mortalidad esperado entre (0 -100) seguiriacutea la tendencia para alcanzarlo al finalizar los bioensayos (ver hojas de registro en el ANEXO O)

En los registros tomados el blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no superaron el 10 garantizando la validez de los bioensayos seguacuten lo estipulado por los protocolos para pruebas toxicoloacutegicas con alevinos de trucha arcoiris de CETESB

Los datos que se muestran en esta seccioacuten son los registros tomados a las 96 horas para las pruebas de sensibilidad las pruebas de toxicidad y los resultados de la aplicacioacuten de los meacutetodos de anaacutelisis estadiacutesticos ANOVA (anaacutelisis de varianza) y Probit en las cartas de control

Adicionalmente se realiza el anaacutelisis de los datos y se muestran las graacuteficas de la CL50-96 vs Nuacutemero de bioensayos realizados basadas en los datos

calculados por Probit

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61 PRUEBAS DE SENSIBILIDAD

La sensibilidad de la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se calculoacute hallando la concentracioacuten letal media (CL50-96) empleando como toacutexico de referencia el dicromato de Potasio (K2Cr2O7) Se realizaron veinte (20) pruebas usando un rango entre (20 - 100) ppm en los que se observoacute una mortalidad entre el (0 ndash 100) La tabla 7 muestra los resultados de una de las pruebas de sensibilidad realizadas

611 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de sensibilidad de K2Cr2O7

A continuacioacuten se muestra la tabla con los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de sensibilidad de K2Cr2O7 Tabla 7 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Dicromato de Potasio (K2Cr2O7)

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2Cr2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 4 2 4 4 14 70

60 3 3 5 5 16 80

80 4 5 5 4 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

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Al comparar Fc vs Ft (Tabla 8) de las veinte pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

En la Figura 17 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al K2Cr2O7

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios nacionales e internacionales que se muestran en la tabla 10

Los resultados de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para las sustancias de intereacutes empleadas en esta investigacioacuten fueron comparados con los datos de otras investigaciones (tabla 10) de donde se puede decir que el valor de sensibilidad 597 mgL de dicromato de potasio (K2Cr2O7) comparado con el obtenido en la USEPA 8308 mgL K2Cr2O7 presenta una diferencia de 234 mgL lo que indica que se acerca bastante al valor validado por la USEPA y con los estudios de la Universidad de la Salle se observa que los valores estaacuten muy cercanos comprobando de esta manera la estandarizacioacuten de la sensibilidad para el laboratorio de bioensayos

Tabla 8 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas de sensibilidad con K2Cr2O7 +- 01

Fecha f

calculado f teoacuterico

4-Feb-07 116

28

5-Nov-07 153

21-Nov-07 442

8-Jan-08 299

14-Jan-08 726

21-Jan-08 219

4-Feb-08 338

11-Feb-08 331

25-Feb-08 396

3-Mar-08 151

10-Mar-08 582

25-Mar-08 638

31-Mar-08 321

7-Apr-08 259

18-Apr-08 131

21-Apr-08 451

28-Apr-08 583

6-May-08 141

12-May-08 795

01 DIC 2008 892

Fuente los autores

59

612 Anaacutelisis Probit para las pruebas de Sensibilidad con K2Cr2O7

Tabla 9 Carta de control de sensibilidad de K2Cr2O7 +- 01

Fecha CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg K2Cr2O7 L)

Inferior Superior

4-Feb-07 643 469 955

5-Nov-07 631 543 731

21-Nov-07 590 510 671

8-Jan-08 615 5418 692

14-Jan-08 643 584 694

21-Jan-08 561 454 644

4-Feb-08 658 560 725

11-Feb-08 641 549 714

25-Feb-08 576 505 645

3-Mar-08 540 430 621

10-Mar-08 605 532 680

25-Mar-08 599 528 669

31-Mar-08 626 550 703

7-Apr-08 629 503 710

18-Apr-08 603 528 643

21-Apr-08 559 486 634

28-Apr-08 528 460 592

6-May-08 557 484 633

12-May-08 574 510 633

01 Diciembre 2008 560 492 623

PROMEDIO 597 511 681

Fuente los autores

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del K2Cr2O7 +- 01

Liacutemite inferior 511 mgL

CL50-96 597 mgL

Liacutemite superior 681 mgL

Al analizar la carta de control Tabla 9 y la Figura 17 de resultados de dicromato de potasio (K2Cr2O7) se observa que los valores de (CL50-96) +- 01 a pesar de oscilar entre un rango de (528 ndash 658) mgL en ninguacuten momento superan el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las

60

Figura 16 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de sensibilidad con K2Cr2O7

Fuente Los autores

490

540

590

640

690

0 5 10 15 20

Co

ncen

tracioacute

n

(mg

K2C

r 2O

7L

)

Nuacutemero de pruebas

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L)

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Inferior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) Superior

CL50-96 (mg K2Cr2O7 L) promedio

61

Tabla 10 Diferentes valores de sensibilidad de K2Cr2O7 de estudios nacionales e internacionales en trucha arcoiris

CL 50 mg K2Cr2O7 L

Sensibilidad

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

8308

USEPA

5643 96 11 ALEVINOS GRIJALBA Y BERNAL Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

35 -75 96

ALEVINOS FAO Corporate Document Respositore 2001

540731 96 10 ALEVINOS

(35 - 45) diacuteas de nacido

BARROS Y GAMEZ Universidad de la Salle Bogotaacute 2008

522183 96 11 ALEVINOS ORTIZ Y AGUDELO Universidad de la Salle

Bogotaacute 2008

5239 96 10 ALEVINOS SANCHEZ Y ANDRADE Universidad de la

Salle Bogotaacute 2009

597 96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente los autores

variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

62 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS PARA Cobre (Cu) a partir de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4bull5H2O)

Se realizaron cuatro pruebas preliminares con cobre (Cu) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100)

En la Tabla 11 se observan los resultados obtenidos de la primera prueba de toxicidad para la que se usoacute un rango entre (01 - 5) ppm de Cu En ella se puede observar claramente que la mortalidad a concentraciones superiores a 01 ppm es del 100 en las cuatro replicas definiendo el nuevo rango a utilizar en concentraciones le 01 ppm que se utilizoacute en las siguientes pruebas preliminares hasta encontrar el rango de las pruebas definitivas

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (001 - 015) ppm es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 ndash 100) como se puede observar en la Tabla 12 Se realizaron 10 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo D

62

Tabla 11 Resultados de las pruebas preliminares tomadas a las 96 h para cobre (Cu)

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Tabla 12 Resultados de una de las pruebas definitivas tomadas a las 96 h para Cu

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

621 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Cu En la tabla 13 se encuentran los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Cu Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

63

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (tabla 13) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Tabla 13 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Cu

FECHA f

calculado f teoacuterico

7-Oct-08 282

28

(1) 14 OCT 2008 285

(2) 14 OCT2008 140

(1) 20OCT2008 364

(2)20 OCT 2008 270

(1) 19 NOV2008 218

(2) 19 NOV 2008 218

(1)25 NOV 2008 364

(2)25 NOV 2008 218

27 NOV 2008 475

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

622 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Cu

En la Figura 18 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Curdquo se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso Cobre (Cu)

Los resultados de la prueba se compararon con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 15

Al analizar la tabla 15 se puede observar que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) para cobre (Cu) grado analiacutetico que se obtuvo en esta investigacioacuten es de 007 mgL al compararlo con los de otros estudios se observa que el valor de concentracioacuten letal media (CL50-96) mas alto obtenido en otras investigaciones apenas muestra una diferencia de 020 mgL y si se compara con el mas bajo una diferencia de 005 mgL lo que indica que los

64

resultados son consistentes y que las diferencias en los valores son debido a las diferentes condiciones ambientales de los laboratorios

Tabla 14 Carta de control para la prueba de toxicidad de Cu

Fecha CL50-96

(mg Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

7-Oct-08 0075 0063 0086

(1) 14 OCT 2008 0061 0052 0069

(2) 14 OCT2008 0060 0045 0075

(1) 20OCT2008 0068 0045 0095

(2)20 OCT 2008 0070 0059 0079

(1) 19 NOV2008 0068 0045 0095

(2) 19 NOV 2008 0068 0045 0095

(1)25 NOV 2008 0069 0045 0095

(2)25 NOV 2008 0061 0035 0096

27NOV2008 0062 0048 0077

PROMEDIO 007 005 009

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Cu

Liacutemite inferior 005mgL

CL50-96 007 mgL

Liacutemite superior 009 mgL

65

Figura 17 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para Cu

Fuente los autores

0047

0052

0057

0062

0067

0072

0077

0082

0087

0 2 4 6 8 10 12

CL

5096

(mg

Cu

L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Cu L)

CL 50-96 (mg Cu L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Cu L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Cu L) SUPERIOR

66

Al analizar la carta de control (tabla 14) y la Figura 18 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados cobre (Cu) se observa que los valores de (CL50-96) oscilan entre un rango de (006 - 008) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 15 Diferentes valores de pruebas de toxicidad internacionales con cobre (Cu) en trucha arcoiacuteris

CL 50

mg CuL

CL 50

mg

CuSO4bull5H2O L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

025 96 05 -

3 ALEVINOS

Qureshi AA Flood K W Thompson S R Janhurst S M Inniss C S and rokosh

D A American Society fot Testing and Materials 1982 pp 179 - 195

0094 96 712 plusmn 06

- AyĢe Guumlndoğdu Research article

ARAġTIRMA MAKALESĠ Journal of FisheriesSciencescom 2008

016 - BAGDONAS and VOSYLIENE 2006

0042 (0039-0046)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James

GREER Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8

pp 1657ndash1665 Allen Press Publishing Service Inc 2007 USA

0056 96 ALEVINOS

0059 96 ALEVINOS

002 Howarth amp Sprague 1978

007

96 09 ALEVINOS PERALTA BARRETO Universidad de La

Salle Bogotaacute 2009

Fuente Los autores

Tabla 16 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96

hallada en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cobre (Cu) mg CuL 007 01 02

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de (CL50-96) en la carta de control de cobre (Cu) con los valores de (CL50-96) del

67

decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 = 007 mgL hallado en esta investigacioacuten comparado con eacutel del decreto CL50-96 = 010 mgL es inferior con una diferencia de 003 mgL y con el Acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 020 mg L es inferior con un diferencia de 010 mgL

Tabla 17 Resultados de una de las pruebas preliminares de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

63 PRUEBAS PRELIMINARES Y PRUEBAS DEFINITIVAS PARA CINC (Zn) A PARTIR DE (ZnCl2)

En cada tabla se calculoacute a traveacutes de una sumatoria el nuacutemero de muertes totales y los porcentajes de mortalidad de los peces seguacuten la concentracioacuten El blanco en algunas ocasiones presentoacute muertes que no fueron mayores al 10 garantizando la validez de la prueba

Se realizaron 5 pruebas preliminares con cinc (Zn) que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 17 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (2 - 10) ppm de Zn

Finalmente basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (01 -15) ppm de cinc (Zn) es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 -100) como se puede observar en la Tabla 18 Se realizaron 10 pruebas definitivas validando este rango que se puede encontrar en el Anexo E

631 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad de Zn

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

68

En la tabla 19 se observan los resultados estadiacutesticos de ANOVA para la prueba de toxicidad de Zn Tabla 18 Resultados de una de las pruebas definitivas de toxicidad de cinc (Zn)

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

(ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente Los autores

En esta prueba Definitiva el nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se le designoacute (1)

Tabla 19 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas de toxicidad definitivas con Zn

FECHA f

calculado f teoacuterico

(1) 03 MAR 2009 553

28

(2) 03 MAR 2009 239

(1) 10 MAR 2009 568

(2) 10 MAR 2009 186

(1) 17 MAR 2009 385

(2) 17 MAR 2009 309

(1) 31 MAR 2009 496

(2) 31 MAR 2009 330

21 ABR 2009 360

28 ABR 2009 327

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Al realizar el anaacutelisis de varianza se plantearon dos hipoacutetesis

69

Ho El efecto de las diferentes concentraciones es igual para todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismos expuestos

Se comprobaron comparando los valores de Fc (f calculado) y Ft (f teoacuterico) asiacute

Fc gt Ft Se rechaza la hipoacutetesis nula

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

Fc lt Ft Se acepta la Ho

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 19) de las diez pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos Tabla 20Carta de control de la prueba de toxicidad de cinc (Zn)

Fecha CL50-96 (mg

Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

(1) 03 MAR 2009 072 062 082

(2) 03 MAR 2009 074 065 083

(1) 10 MAR 2009 072 060 083

(2) 10 MAR 2009 075 066 084

(1) 17 MAR 2009 067 057 076

(2) 17 MAR 2009 064 054 073

(1) 31 MAR 2009 068 055 080

(2) 31 MAR 2009 071 059 081

21 ABR 2009 071 060 081

27 ABR 2009 070 059 079

PROMEDIO 070 060 080

Fuente Los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

En la Figura 19 ldquoConcentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad para cinc (Zn)rdquo donde se observa el comportamiento de la CL50 siempre con tendencia al

70

promedio lo cual nos indica la sensibilidad de la trucha al toacutexico en este caso cinc (Zn)

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al toxico durante todas las pruebas realizadas

Los resultados de la prueba se comparan con otros estudios internacionales que se muestran en la tabla 21

Al comparar los valores obtenidos de la prueba de toxicidad de cinc (Zn) con la tabla 21 se observa que el valor de 07 mg Zn L se encuentra cercano al de 05 mg Zn L presenta consistencia en los valores obtenidos en donde la maacutexima diferencia es 15 mgL excepto por uno de los resultados cuyo valor 129 mgL excede el valor maacutes alto en 122 mgL esto se puede explicar debido a que la edad de las truchas utilizadas en este ensayo es mayor y asiacute mismo es su resistencia a los contaminantes

Tabla 21 Diferentes valores de pruebas de toxicidad de cinc (Zn) con trucha arcoiris

CL 50

mg

Zn L

CL 50

mg

ZnCl2 L

Tiempo de exposicioacuten

(h)

Peso (g)

Etapa de crecimiento

Referencia

1288 96 302 plusmn021

- AyĢe Guumlndoğdu Research article ARAġTIRMA MAKALESĠJournal of

FisheriesSciencescom 2008

0175 (0150-0201)

96 0496 ALEVINOS BESSER John MEBANE

Christopher MOUNT David IVEY Chris KUNZ James GREER

Eugene MAY Thomas and INGERSOLL Christopher Vol 26 No 8 pp 1657ndash1665 Allen

Press Publishing Service Inc 2007 USA

0504 96 ALEVINOS

029 96 ALEVINOS

017 ALEVINOS

Buhl amp Hamilton (1990)

217 06 ALEVINOS

176 ALEVINOS Chapman amp Stevens (1978)

07

96 08 ALEVINOS PERALTA BARRETO

Universidad de La Salle 2009

Fuente Los autores

71

Figura 18Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas de toxicidad de cinc (Zn)

Fuente los autores

057

061

065

069

073

077

081

0 2 4 6 8 10 12

CL

50-9

6(m

g Z

n L

)

nuacutemero de pruebas

CL 50-96 (mg Zn L)

CL 50-96 (mg Zn L) PROMEDIO

CL 50-96 (mg Zn L) INFERIOR

CL 50-96 (mg Zn L) SUPERIOR

72

Como resultados promedio se hallaron los liacutemites de confianza y la concentracioacuten letal media (CL50-96) del cinc (Zn)

Liacutemite inferior 06 mgL

CL50-96 07 mgL

Liacutemite superior 08 mgL

Al analizar la carta de control (Tabla 20) y la Figura 19 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados de cinc (Zn) se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (06 - 08) mgL sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Tabla 22 Comparacioacuten con la legislacioacuten

Paraacutemetro Unidades CL50-96 hallada

en la investigacioacuten

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (CL50-96)

norma CAR Acuerdo 43 de 2006 (CL50-96)

Cinc (Zn) mg ZnL 07 001 2

Fuente los autores

Por otro lado al comparar el valor promedio que se obtuvo con los valores de CL50-96 en la carta de control de cinc (Zn) con los valores de CL50-96 del decreto 1594 de 1984 en el artiacuteculo 45 para la preservacioacuten de flora y fauna se puede decir que el valor de CL50-96 hallado en esta investigacioacuten 07 mgL comparado con el del decreto CL50-96 = 001 mgL es superior con una diferencia de 07 y con el acuerdo CAR 43 de 2006 CL50-96 = 2 mg L es inferior con un diferencia de 13 mgL

64 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO CRUDO DEL PROCESO DE CINCADO

Para la realizacioacuten de las pruebas con el vertimiento puro se realizoacute un procedimiento para subir el pH desde 19 hasta 66 unidades de pH con hidroacutexido de sodio 1 N al momento de preparar las diferentes diluciones el vertimiento debiacutea ser homogenizado debido a que el hidroacutexido de sodio precipitaba la solucioacuten

Estos valores del acuerdo son unos objetivos de calidad de agua para el rio Bogotaacute al antildeo 2020

73

De esta manera se garantizan las condiciones originales de concentracioacuten del vertimiento crudo y el pH necesario (cercano a neutro) para la realizacioacuten de las pruebas y garantizar que fueran los compuestos toacutexicos del vertimiento de cincado los que realmente causaron la mortalidad de los peces y no el pH

Tabla 23 Resultados de una de las pruebas preliminares del Vertimiento Crudo

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento Crudo (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Se realizaron 5 pruebas preliminares con el vertimiento que se utilizaron para determinar las concentraciones a utilizar en las pruebas definitivas teniendo en cuenta que la mortalidad observada estuviera entre el (0 ndash 100) En la tabla 23 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (001 ndash 10)

Basados en los resultados de las pruebas preliminares se obtuvo que el rango entre (007 - 05) del Vertimiento Crudo es el que muestra porcentajes de mortalidad entre (0 - 100) como se puede observar en la Tabla 24 Se realizaron 5 pruebas definitivas que mostraron la validez de este rango que se pueden encontrar en el Anexo F

641 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Crudo

Al comparar Fc vs Ft (Tabla 25) de las cinco pruebas realizadas se puede decir que Fc gt Ft lo que comprueba que las diferentes concentraciones tienen un efecto diferente sobre los organismo expuestos

74

Tabla 24 Resultados de una de las pruebas definitivas con lectura a las 96 horas del Vertimiento Crudo

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento Crudo (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Fuente los autores

642 Anaacutelisis Probit para las pruebas de toxicidad de Vertimiento Crudo

El resultado de este porcentaje de CL 50 representa la toxicidad combinada de distintos toacutexicos que se encuentran el Vertimiento Crudo y se involucran en el proceso de cincado el cual magnifica el efecto nocivo

Tabla 25 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas definitivas con Vertimiento Crudo

FECHA f

calculado f teoacuterico

1-Jun-09 364

26

(1) 02 JUN 2009 469

(2) 02 JUN 2009 611

8-Jun-09 285

9-Jun-09 532

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute mas de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

75

Tabla 26 Carta de control del vertimiento crudo

Fecha CL 50-96 (

Vertimiento Crudo L)

Liacutemite de confianza al 95 ( Vertimiento Crudo

L)

Inferior Superior

1-Jun-09 024 018 028

(1) 02 JUN 2009

020 016 026

(2) 02 JUN 2009

022 019 026

8-Jun-09 026 019 031

9-Jun-09 020 017 024

PROMEDIO 023 018 027 Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizoacute maacutes de una prueba y en este caso se les designoacute (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) del Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 018 vertimiento L

CL50-96 023 vertimiento L

Liacutemite superior 027 vertimiento L

El rango de oscilacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) para la prueba realizada se observa que esta variando siempre entre el rango promedio comprobando que todos los peces tuvieron la misma sensibilidad a la exposicioacuten al Vertimiento Crudo durante todas las pruebas realizadas

Al analizar la carta de control (Tabla 26) y la Figura 20 concentracioacuten vs nuacutemero de pruebas de los resultados del Vertimiento () se observa que los valores de CL50-96 oscilan entre un rango de (020 - 026) sin superar en ninguacuten momento el liacutemite superior o inferior demostrando que la fase de acondicionamiento del organismo de prueba no presentoacute fallas que las variables se controlaron de una manera segura y que por lo tanto hay consistencia en las pruebas realizadas

Estos resultados se presentan en porcentaje () y para dar un poco de eacutenfasis en los metales en estudio cobre (Cu) y cinc (Zn) en el Anexo K se podraacuten consultar la cartas de control para cada uno de ellos donde se observa el comportamiento individual haciendo una correlacioacuten entre la concentracioacuten inicial de cada uno con el porcentaje de vertimiento aunque sin tener en cuenta la magnitud y el volumen de cada uno aunque seguacuten el anaacutelisis del proceso productivo se sabe que en cinc es mucho mas representativo debido a que el proceso productivo es de cincado

76

Figura 19 Graacutefica Concentracioacuten vs Nuacutemero de Pruebas del Vertimiento

Fuente los autores

016

018

02

022

024

026

028

0 1 2 3 4 5 6

Co

ncen

tracioacute

n V

ert

imie

nto

C

rud

o (

)

nuacutemero de prubeas

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L)

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) Promedio

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) INFERIOR

CL50-96 ( Vertimiento Crudo L) SUPERIOR

77

Los porcentajes encontrados en las pruebas definitivas fueron pasados a mgL usando los resultados de la caracterizacioacuten de Cu y Zn cuyos valores se pueden encontrar en el Anexo K

Tabla 27 Concentraciones Vertimiento Crudo y Tratado de Remocioacuten y Legislacioacuten Antigua y Nueva

Paraacutemetro

Concentracioacuten Vertimiento

CRUDO proceso de

cincado

Concentracioacuten Vertimiento TRATADO proceso de

cincado

Unidades Remocioacuten

()

LEGISLACIOacuteN

ANTIGUA NUEVA

Dec 1594 de 1984 (mgL)

Res 3957 de

2009 (mgL)

dagger

Cobre (Cu)

49 01 mg CuL 9795 01 025

Cinc (Zn) 550 039 mg ZnL 9993 001 2

Fuente los autores

65 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS DEL VERTIMIENTO TRATADO

Los resultados de las pruebas con el vertimiento tratado no muestran ninguacuten dato significativo en cuanto a la dosis letal se refiere lo que demuestra la eficiencia del tratamiento (clarifloculador + intercambiador ioacutenico) como se muestra en la tabla 28

No se presentoacute mortalidad en el vertimiento tratado debido a la gran eficiencia que presentaron las unidades de clarifloculador + intercambiador ioacutenico como se muestra en la tabla 27

Como se observa en la tabla la eficiencia de remocioacuten fue muy alta y por este motivo no se presentan muertes en las pruebas del vertimiento tratado

Lo que siacute se aprecia es la inconsistencia de la mayor permisividad de la legislacioacuten con respecto a la antigua aunque este tema se sale de contexto es la responsabilidad como Ingenieros Ambientales y Sanitarios nombrar este aspecto Se realizaron cinco (5) pruebas preliminares con el vertimiento pero no se observo que la mortalidad estuviera entre el (0 ndash 100) En la Tabla 28 se observan los resultados obtenidos en la primera prueba para la que se utilizaron un rango entre (10 ndash 100)

dagger Cobre (Cu) y Cinc (Zn) Totales

78

651 Anaacutelisis de varianza para las pruebas de toxicidad con el Vertimiento Tratado

Al observar Fc vs Ft (tabla 29) de las tres primeras pruebas realizadas se puede decir que Fc gtgtgt Ft lo que comprueba que despueacutes del tratamiento no hay muertos y por eso el fc da muchiacutesimo mayor que el f teoacuterico

Tabla 28 Resultados de una de las pruebas preliminares con lectura a las 96 horas del Vertimiento tratado

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Fuente los autores

Y al observar las dos uacuteltimas pruebas el Fc lt Ft lo cual nos indica que los datos de la prueba son inconsistentes

Tabla 29 F calculado vs F teoacuterico para las pruebas con Vertimiento Tratado

FECHA f

calculado f teoacuterico

16-Jun-09 65535 26

19-Jun-09 65535

28 23-Jun-09 65535

(1) 07 JUL 2009 06

(2) 07 JUL 2009 06

Fuente los autores

79

La CL50-96 posible para el vertimiento tratado por deduccioacuten es mayor al 100 del vertimiento tratado y se hace un estimativo habiendo una correlacioacuten entre la carga antes del tratamiento con el de la CL50-96 del vertimiento Crudo y carga despueacutes del tratamiento nos dariacutea un estimativo de 233

66 Anaacutelisis Fiacutesico-Quiacutemicos del Vertimiento crudo y tratado

El agua que se usoacute para la caracterizacioacuten fisicoquiacutemica fue la del vertimiento de una empresa de cincado que es descargada en un tanque de igualacioacuten de 5m3 de donde se realizoacute un muestreo puntual

Tabla 30 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento crudo realizada el 27 de abril de 2009

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 49 mg CuL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 550 mg ZnL SM 3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 188 de pH SM 4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 20 ordmC SM 2550 B Termoacutemetro

OD ND mgL SM 4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 142 NTU SM 2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

Los paraacutemetros cobre (Cu) y cinc (Zn) se enviaron al Laboratorio Ivonne Bernier certificado por el IDEAM para su anaacutelisis (Anexo J) y los anaacutelisis de pH turbiedad oxiacutegeno disuelto (OD) temperatura se analizaron in situ y en el laboratorio de ingenieriacutea ambiental y sanitaria de la Universidad de La Salle

67 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del Vertimiento Crudo

CL50-96 = 023 del Vertimiento Crudo

Este anaacutelisis se realizoacute con el fin de evaluar y clasificar el vertimiento del proceso de Cincado

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades toxicas

80

Tabla 31 Resultados de la caracterizacioacuten del vertimiento tratado

Paraacutemetro Resultado Unidades Meacutetodo Teacutecnica

Cobre (Cu) 01 mg CuL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

Cinc (Zn) 0383 mg ZnL SM

3111 B Absorcioacuten Atoacutemica

pH 64 de pH SM

4500-H+ Electromeacutetrico

Temperatura 18 ordmC SM Termoacutemetro

OD 51 mgL SM

4500-O Electrodo de membrana

Turbiedad 7 NTU SM

2130 B Turbidiacutemetro

Fuente los autores

cincadodeprocesodelefluentedelpromediocaudalQ

cincadodeprocesodelefluentedelmedialetalioacutenconcentracCL

QCL

UTToacutexicaaC

9650

9650

100)(arg

68891333322490

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

12543)688913331(LogIT

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 313 para el vertimiento crudo nos indica que la industria de cincado tiene una carga toacutexica MODERADA seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos de Escobar 1997

68 Obtencioacuten de la carga toacutexica e iacutendice toxicoloacutegico del vertimiento tratado

Asumiendo una CL50-96 del 100 para el vertimiento tratado

81

Para el caacutelculo de la carga toacutexica se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

QCL

UTToacutexicaaC9650

100)(arg

33100

100)(arg

3

diacutea

mUTToacutexicaaC

Tabla 32 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

Para el caacutelculo del iacutendice toxicoloacutegico se utilizoacute la siguiente ecuacioacuten expresada en unidades

)1( UTLogIT

60210)31(LogIT

Tabla 33 Rangos de iacutendices toxicoloacutegicos

Rangos Carga toacutexica

1- 199 Despreciable

2 - 299 Reducida

3 - 399 Moderada

4 - 499 Considerable

gt 5 Elevada

Fuente ESCOBAR MALAVER Pedro Miguel Implementacioacuten de un sistema de alerta de riesgo toxicoloacutegico utilizando Daphnia Pulex para la evaluacioacuten de muestras ambientales1997

82

El iacutendice toxicoloacutegico obtenido = 06 para el Vertimiento Tratado nos indica que la industria de cincado NO tiene una carga toacutexica seguacuten el estimativo de los rangos de iacutendices toxicoloacutegicos (ESCOBAR 1997) en su efluente y no representa ninguacuten riesgo para el medio ambiente y se comprueba esta afirmacioacuten porque en las pruebas toxicoloacutegicas no se murioacute ninguacuten pez inclusive con el 100 de la concentracioacuten

Se observa en la Figura 21 la diferencia de toxicidad entre el Vertimiento Crudo y el Tratado Figura 20 Graacutefica Comparacioacuten iacutendice toxicoloacutegico Vertimiento Crudo vs Vertimiento Tratado

Fuente los autores

7 SELECCIOacuteN DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA EL VERTIMIENTO DE LA INDUSTRIA DE CINCADO

Para el vertimiento de la industria de cincado se elaboroacute la Tabla 34 en la que se compararon las ventajas y desventajas de los posibles tratamientos que se podiacutean utilizar Estos tratamientos se escogieron como opciones debido a que presentaban altas eficiencias de remocioacuten de los metales pesados

Para la seleccioacuten del tratamiento se elaboroacute una matriz de priorizacioacuten Tabla 35 en la que se asignoacute una calificacioacuten de 1 a 5 a las diferentes caracteriacutesticas de cada tratamiento Tabla 36 estas calificaciones fueron dadas teniendo en

0

05

1

15

2

25

3

35

Crudo Tratado

Ran

go

s d

e in

dic

es T

oxic

oloacute

gic

os

Efluentes

3125

06021

83

cuenta las ventajas y desventajas de cada alternativa y las caracteriacutesticas propias de la industria

Tabla 34 Tratamientos de metales pesados Ventajas y desventajas

Tratamiento Ventajas Desventajas

Remocioacuten de metales

Co

nven

cio

nale

s

Precipitacioacuten quiacutemica

Control y mantenimiento

bull Es un sistema completamente cerrado que uno mismo puede operar y requiere poco mantenimiento Solo necesita la renovacioacuten de los quiacutemicos utilizados bull Es una tecnologiacutea con faacutecil disponibilidad de equipos y productos quiacutemicos Costos

bull Los quiacutemicos que se usan para el tratamiento son muy baratos especialmente la cal Aacuterea

bullAacutereas pequentildeas

Riesgos ocupacionales

bull Trabaja con quiacutemicos corrosivos lo que incrementa los problemas de salud en los operadores Impacto ambiental bull Maneja quiacutemicos especialmente la cal que incrementa el volumen de lodos en un 50 Control y mantenimiento bull Es necesario transportar Grandes cantidades de quiacutemicos al sitio del tratamiento Costos

bull Los poliacutemeros pueden ser costosos

98 Cu 99 Zn

Oacutesmosis inversa

Eficiencia

bull Elimina un elevado porcentaje de todo tipo de contaminantes (iones orgaacutenicos piroacutegenos virus bacterias partiacuteculas coloides) Control y mantenimiento bull No necesita reactivos agresivos de limpieza mantenimiento miacutenimo bull Buen control de los paraacutemetros operativos bullEs un proceso faacutecilmente automatizado

Control y mantenimiento

bull Requiere mantenimiento frecuente para evitar saturacioacuten de la membrana bullRequiere de presiones muy altas para su funcionamiento bullMediana selectividad y tolerancia a cambios de pH bullBajo tiempo de vida con soluciones corrosivas bullEs necesario separar partiacuteculas insolubles o en suspensioacuten para evitar saturacioacuten de las membranas

97-99

84

Costos

bull Bajos costos de operacioacuten debido a la escasa necesidad de energiacutea Impacto ambiental

La recuperacioacuten de metales pesados es posible

Costos

Alto costo por remplazar la membrana

Intercambio ioacutenico

Eficiencia

bullAlta eficiencia para la remocioacuten de metales Impacto ambiental

bullEs posible la recuperacioacuten de metales por electroacutelisis

Control y mantenimiento

bull El efluente debe ser filtrado para remover partiacuteculas y aceites en suspensioacuten que pueden dantildear las resinas bullLa posible competencia entre metales pesados y otros cationes bullLas resinas no son muy tolerantes al cambio de pH bullLos materiales orgaacutenicos pueden envenenar la resina bullLa presencia de Ca Na y Mn disminuye su rendimiento debido a que pueden saturar la resina Costos

bull Alto costo de las resinas de intercambio ioacutenico bull Alto costo de los quiacutemicos utilizados para la regeneracioacuten de las resinas

95-98

No

co

nven

cio

nale

s

Teacutecnicas fitorremediadoras

(rizofiltracioacuten)

Costos

bull Utiliza plantas como bombas extractoras de bajo costo para depurar suelos y aguas contaminadas Impacto ambiental

bull Incrementa la actividad y poblacioacuten microbiana en el subsuelo que es la encargada de elevar la cantidad de carbono orgaacutenico

Control y mantenimiento

bullDepende de la profundidad de penetracioacuten de las raiacuteces bull Depende de tres factores para transportar los contaminantes desde la superficie externa hacia el interior de la planta por la raiz que son las propiedades del compuesto las condiciones ambientales y las caracteriacutesticas de la especie de planta

75-98

85

Impacto ambiental

bull Retarda el movimiento e intercepcioacuten de compuestos toacutexicos Impacto ambiental

bull Mejora la aireacioacuten del suelo por la liberacioacuten de oxiacutegeno a traveacutes de las raiacuteces de las plantas bull Promueve las trasformaciones de compuestos toacutexicos a compuestos con menor toxicidad

Humedales artificiales

Costos bull El costo de construccioacuten y mantenimiento es menor al de otras opciones de tratamiento bull Las variaciones de caudal no afectan el funcionamiento Impacto ambiental bull El manejo de quiacutemicos no es requerido bull No hay generacioacuten de olores bull Facilita el reciclaje y la reutilizacioacuten del agua

Aacuterea bull Requieren generalmente grandes extensiones de terreno en comparacioacuten con tratamientos convencionales Eficiencia bull El rendimiento del sistema puede ser menos constante al de un proceso convencional Control y mantenimiento bull Los componentes bioloacutegicos son sensibles a sustancias como el amoniaco y los pesticidas que llegan a ser toacutexicos bull Requiere una miacutenima cantidad de agua para que sobrevivan no soportan estar completamente secos bull Los disentildeos oacuteptimos del sistema no se han desarrollado

98 Zn 71 Cu

Fuente los autores

La alternativa que se seleccionoacute fue la precipitacioacuten quiacutemica debido a que comparada con las demaacutes es relativamente econoacutemica no ocupa una gran aacuterea a diferencia de los humedales artificiales es faacutecil su control y mantenimiento y aunque genera impacto ambiental por la generacioacuten de lodos esto se puede controlar dependiendo del tipo coagulante a utilizar

Para la implementacioacuten de la precipitacioacuten quiacutemica como unidad piloto de tratamiento se disentildeo un clarifloculador que es una unidad de forma ciliacutendrica con forma de tolva en la parte inferior que coagula flocula y sedimenta al mismo tiempo

86

El clarifloculador necesita otras unidades complementarias para su funcionamiento tales como un tanque de neutralizacioacuten (pozo de bombeo) para mantener las condiciones oacuteptimas de pH y bombas dosificadores conectadas a tanques donde se preparan soluciones con las dosis oacuteptimas de coagulantes y floculantes Tabla 35 Matriz de priorizacioacuten de la alternativa de tratamiento

Tratamiento

CARACTERIgraveSTICAS

TOTAL AacuteREA INVERSIOacuteN

CONTROL Y MANTENIMIENTO

IMPACTO AMBIENTAL

EFICIENCIA

Co

nven

cio

nale

s Precipitacioacuten

quiacutemica 3 3 3 3 3 15

Oacutesmosis inversa 3 1 2 3 4 13

Intercambio ioacutenico

4 1 1 3 4 13

No

co

nven

cio

na

les

Teacutecnicas fitorremediadoras

1 3 3 4 3 14

Humedales artificiales

1 3 3 4 3 14

Fuente los autores

Tabla 36 Rango de calificacioacuten

Calificacioacuten Criterio de seleccioacuten

5 Oacuteptimo

1 Menos conveniente

Fuente los autores

71 TEST DE JARRAS

En la realizacioacuten del test de jarras se plantearon dos opciones de sustancias a utilizar como coagulantes el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) y el sulfato de aluminio de las cuales se escogioacute el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) debido a que sedimenta mas raacutepido el precipitado forma mejor tamantildeo de los floculos y tiene un mejor nivel de remocioacuten de metales54

54 SOTO REGALADO Eduardo LOZANO RAMIREZ Tomas BARBARIacuteN CASTILLO Juan Manuel

ALCALAacute RODRIGUEZ Monica ldquoRemocioacuten de metales pesados en aguas residuales mediante agentes

87

Las dosis oacuteptimas de coagulante se determinaron a partir de un test de jarras empleando Cloruro Feacuterrico (FeCl3) como se muestra en la Tabla 37

Tabla 37 Resultados del test de jarras

Paraacutemetros

medidos Concentraciones

Productos Quiacutemicos

Anaacutelisis

Jarra 1

pH = 7

Turbidez= 14 N TU

Color= 40 mgl Pt Co

50mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 5ml

El precipitado fue miacutenimo con un sobrenadante de

color verde claro

Jarra 2

pH = 75

Turbidez =10 NTU

Color= 36 mgl Pt Co

100mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 10ml

Se precipitoacute una parte de los soacutelidos quedando el agua de un color verde

claro

Jarra 3

pH = 7

Turbidez= 6 NTU

Color= 30 mgl Pt Co

150mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 15ml

Se formaron Flocs pero no se alcanzoacute a precipitar

completamente quedando soacutelidos suspendidos en el

agua

Jarra 4

pH= 8

Turbidez= 4 NTU

Color= 21 mgl Pt Co

200mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 20ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y

el sobrenadante quedoacute transparente

Jarra 5

pH= 83

Turbidez= 6 NTU

Color= 20 mgl Pt Co

250mgl

[ ]Cloruro Feacuterrico (FeCl3)= 10000ppm

Vol= 25ml

El precipitado que se formoacute fue de color verde oscuro y el sobrenadante quedoacute con

un color verde claro

Fuente los autores

Se encontroacute que la jarra 4 que es donde el Cloruro Feacuterrico (FeCl3) se aplicoacute en una concentracioacuten de 200 mg L a un pH de 8 es en la que se produce mayor precipitacioacuten o mas clarifica el agua escogiendo esta como la dosis mas apropiada

quiacutemicosrdquo Departamento de ingenieriacutea quiacutemica de la facultad de ciencias quiacutemicas UANL Vol VII No 23 Meacutexico 2004

88

Se utilizoacute como floculante un polielectrolito anioacutenico en una concentracioacuten lt 1 mgL

72 DISENtildeO DEL TRATAMIENTO PILOTO

CRITERIOS DE DISENtildeO

Velocidad ascensional

Tasa de sedimentacioacuten

Volumen de almacenamiento de lodos

Tiempo de retencioacuten

Caudal de disentildeo

Gradiente de mezcla

En el disentildeo se incluyeron los gradientes de velocidad (Empiacutericos) hidraacuteulico para la mezcla raacutepida y la mezcla lenta (Tabla 38)

Tabla 38 Gradientes de velocidad

Mezcla raacutepida (200- 1000) s-1

Mezcla lenta (5-100) s-1

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Tabla 39 Paraacutemetros de disentildeo de un floculador

Velocidad de Floculacioacuten

Entre 15 y 45 cms Sedimenta por debajo de los 10 cms y rompe por encima de los 70cms

Tiempo de Floculacioacuten

Si tiene alto color y turbiedad de 15 a 30 min

Si tiene bajo color y turbiedad de 30 a 45 min

Fuente Ingeniero Roberto Balda

Para el disentildeo del clarifloculador no se usoacute el caudal de vertimiento de la industria (3 m3 diacutea aprox) sino uno bastante menor de 1 Lmin teniendo en cuenta que era un ensayo piloto La hoja de caacutelculo se muestra en la Tabla 40

El clarifloculador disentildeado es angosto de apenas 24 cm y con una altura de 15 m sin contar la tolva de lodos esto se debe a que es una unidad piloto

Este clarifloculador se disentildeo inicialmente con un cono de mezcla raacutepida en el interior utilizando valores empiacutericos entre (30 ndash 60) segundos pero debido a que las dimensiones halladas en el disentildeo fueron miacutenimas se decidioacute sustituirlo

89

por una caja de mezcla raacutepida que va conectada a un ldquofeed wellrdquo que conduce el liacutequido hacia una tolva de lodos ubicada en la parte inferior del clarifloculador en donde se reduce la velocidad debido al cambio de diaacutemetro y se realiza la mezcla lenta

Tabla 40 Hoja de caacutelculo del clarifloculador

DISENtildeO DEL CLARIFLOCULADOR (1)

Paraacutemetros Valor Unidad

Tiempo de retencioacuten 40 min

Tiempo de retencioacuten 2400 seg

Caudal(Q) 1 Lmin

Caudal(Q) 166 E-05 m3s

Volumen total 004 m3

Velocidad ascensional mayor 120 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional mayor 00014 m3m2-seg

Aacuterea menor 0012 m2

Diaacutemetro menor 012 m

Velocidad ascensional menor 30 m3m2-diacutea

Velocidad ascensional menor 000035 m3m2-seg

Aacuterea mayor 0048 m3m2-seg

Diaacutemetro mayor 025 m

Altura(h) 0062 m

Altura tolva intermedia(h2) 011 m

Aacutengulo 30 grados

Aacutengulo 052 radianes

Tiempo de retencioacuten del cilindro

60 min

Tiempo de retencioacuten del cilindro

3600 seg

90

Volumen total del cilindro 006 m3

Altura total del cilindro 125 m

Altura total del cilindro( con un borde libre del 20 )

150 m

DISENtildeO DE LA TOLVA (2)

Aacutengulo 1 30 grados

Aacutengulo 1 052 radianes

a 0037 m

Altura de la tolva (b) 0064 m

Ht (Altura total del clarifloculador)

167 m

CONO DE MEZCLA INTERNO(3)

velocidad 002 ms

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Volumen total 00005 m3

Aacuterea 000083 m2

Diaacutemetro mayor 0033 m

Diaacutemetro menor(10 del diaacutemetro mayor del

clarifloculador) 0012 m

Aacutengulo 1 45 grados

Aacutengulo 2 0785 radianes

Altura (h1) 0022 m

Aacuterea mayor 000083 m

Aacuterea menor 000012 m

Altura del cilindro interior 0047 m

Fuente los autores

Adicional a este tratamiento para lograr una mayor eficiencia se complementoacute con unas resinas de intercambio ioacutenico daacutendole un muy alto porcentaje de

91

remocioacuten como se muestra a continuacioacuten en la Figura 22 Esquema del disentildeo piloto

Figura 21 Esquema del disentildeo piloto

Fuente los autores

ARRANQUE DE LA UNIDAD DE TRATAMIENTO

1 Caracterizacioacuten del agua del vertimiento de la industria 2 Realizacioacuten del test de jarras para determinar las dosis de coagulantes y

floculantes a aplicar 3 Limpieza de la unidad 4 Llenado del pozo de bombeo 5 Realizacioacuten de las pruebas hidraacuteulicas para detectar fugas o dantildeos en

los accesorios

92

8 CONCLUSIONES

Los resultados reflejan que la sensibilidad de las truchas arco iris (Oncorhynchus mykiss) fue la misma en todas las pruebas con el toacutexico de referencia (K2Cr2O7) Cobre (Cu) Cinc (Zn) y el Vertimiento crudo Al analizar los valores de CL50-96 de las cartas de control y las graacuteficas se observa la tendencia de los valores hacia el promedio de las CL50-96 halladas ademaacutes de no sobrepasar los liacutemites superior e inferior promedio

La CL50-96 promedio para la prueba de sensibilidad con K2Cr2O7 que se obtuvo fue de 596774 mg K2Cr2O7 L

Al comparar el resultado de sensibilidad del K2Cr2O7 = 596774 mg K2Cr2O7 L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales y hechos en el mismo laboratorio de bioensayos de la Universidad de La Salle se observoacute que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad del resultado obtenido

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Cu que se obtuvo fue de 00662 mg Cu L

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con Zn que se obtuvo fue de 07036 mg Zn L

Al comparar los resultados de cobre Cu = 00662 mg Cu L y cinc Zn = 07036 mg Zn L con otros valores de sensibilidad obtenidos en estudios internacionales se observo que los valores no presentan grandes diferencias validando la veracidad de los resultados obtenidos

La CL50-96 promedio para la prueba de toxicidad con el Vertimiento Crudo nos arrojoacute un resultado de 02249 Vertimiento crudo L

La determinacioacuten de las concentraciones letal media (CL50) para las sustancias de estudio el cobre (Cu) y el cinc (Cu) son de gran utilidad para utilizarlos como criterios de calidad ambiental

Se ampliara el conocimiento sobre los efectos del cobre y del cinc en los ecosistemas acuaacuteticos lo que permitiraacute fortalecer los mecanismos de calidad y control ambiental sobre los vertimientos industriales

A pesar del limitado alcance de la informacioacuten proveniente de los ensayos de toxicidad para su extrapolacioacuten a escala ambiental los estudios con organismos en laboratorio en condiciones controladas y estandarizadas para la evaluacioacuten de respuestas han venido siendo las fuentes de informacioacuten predominantes para la evaluacioacuten ecoloacutegica de los efectos de los contaminantes toacutexicos

93

Para los anaacutelisis fisicoquiacutemicos de los metales de estudio realizados al vertimiento crudo de la industria de cincado se obtuvieron los siguientes resultados cinc (Zn) 550 mg Zn L encontrando una concentracioacuten alta cobre (Cu) 49 mgL Turbidez 142 NTU y un pH de 188 mg L muy aacutecido los resultados de estos paraacutemetros son debido a la naturaleza proceso productivo

Para el tratamiento las eficiencias obtenidas fueron las siguientes cobre (Cu) 97 y cinc (Zn) 99 observando un alta remocioacuten pero debido a una carencia de tecnificacioacuten y poliacuteticas de produccioacuten maacutes limpia en el proceso productivo no se alcanzan a remover las cargas contaminantes incumpliendo algunas de las normas para vertimientos

Para el tratamiento la concentracioacuten de cobre (Cu) del efluente tratado fue de 01 mg CuL cumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (01 mg CuL) justo y de igual manera con la Res 3957 de 2009 (025 mg CuTotalL) 24 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

Para el tratamiento la concentracioacuten de cinc (Zn) del efluente tratado fue 0383 mg ZnL incumpliendo con el Dec 1594 de 1984 (001 mg CuL) 38 veces por encima de la norma y cumpliendo con la Res 3957 de 2009 (2 mg ZnTotalL) 5 veces por debajo de la norma demostrando la permisividad de la nueva norma

La CL50 ndash 96 que se determinoacute al vertimiento crudo de la industria fue de 02 demostrando que es toacutexico inclusive en concentraciones muy bajas

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento crudo fue de 3125 representando una carga toacutexica considerable

El iacutendice toxicoloacutegico calculado para el vertimiento tratado fue de 06021 demostrando que no hay carga toacutexica debido a que estaacute fuera de rango sentildealando la eficiencia del tratamiento

Los resultados obtenidos en este estudio fueron realizados en el laboratorio bajo condiciones controladas (fotoperiacuteodo temperatura oxiacutegeno pH nutrientes) y no son representativos de todo el ecosistema acuaacutetico

94

9 RECOMENDACIONES

Para la consecucioacuten y una buena realizacioacuten de un bioensayo se requiere que la especie a utilizar este disponible en el mismo sitio donde se va realizar la prueba toxicoloacutegica

Al realizar bioensayos se deben garantizar todas las condiciones oacuteptimas de manutencioacuten de la especie que se esteacute trabajando para garantizar que las condiciones del ensayo y que sus resultados son los esperados por la exposicioacuten al toacutexico y no por alguna condicioacuten externa al bioensayo

El recinto experimental que se destine para la realizacioacuten de los bioensayos solo debe ser usado para este fin para evitar cualquier alteracioacuten externa sobre los resultados de las pruebas

La limpieza en los acuarios y peceras debe ser haacutebito para evitar interferencias en los resultados y la supervivencia de la trucha

Utilizar las evaluaciones toxicoloacutegicas junto con el anaacutelisis quiacutemico debido a que son herramientas complementarias para evaluar monitorear y controlar la contaminacioacuten que pueda alterar o impactar de alguna manera el entorno y la biocenosis es una ventaja para la precisioacuten de los diagnoacutesticos ambientales

La cooperacioacuten entre la academia y la industria privada es vital para formar alianzas donde se promueva el apoyo mutuo para el desarrollo de proyectos de caraacutecter ambiental logrando un desarrollo concertado entre los actores de la sociedad y de esta manera lograr una construccioacuten de sociedad mas amable

Al saber el gran impacto que causa en el ambiente los vertimientos y emisioacuten de contaminantes como los metales pesados (Cu y Zn) en el medio ambiente que podriacutean llegar a afectar la salud humana (egoceacutentricamente hablando) se debe reflexionar sobre iquestcomo ser un consumidor responsable Y no dejarnos influenciar por lo medios de comunicaciones masivos los cuales nos inculcan necesidades ficticias que causan el detrimento ambiental y mayor presioacuten sobre los recursos

Los resultados obtenidos de los ensayos de toxicidad deben ser nuevamente evaluados a traveacutes de estudios de campo pues en condiciones de laboratorio se obtienen unos resultados que al ser llevados a un ecosistema real se pueden validar los valores de las dosis letales obtenidas o no

Para mantener las truchas arcoiacuteris domesticas (Oncrhynchus mykiss) en cautiverio se requiere mucho tiempo y dedicacioacuten para controlar todas las variables que podriacutean llegar a afectar su bienestar

95

La ecologiacutea de poblaciones debe conectar informacioacuten toxicoloacutegica con modelos poblacionales para predecir efectos a esa escala

Es necesario realizar frecuentes caracterizaciones fisicoquiacutemicas al vertimiento de la industria de cincado ya que diariamente los procesos realizados variacutean e igualmente las caracteriacutesticas del mismo

96

10 BIBLIOGRAFIacuteA

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10 CETESB Anaacutelisis estadiacutestico de resultados de pruebas de toxicidad aguda L5017 1992

97

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12 CHAPMAN amp STEVENS (1978)

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17 COPPOLA Linda Rochester Institute of Technology 2000 [web en liacutenea] [con acceso el 19 de Enero de 2009] Disponible desde Internet en wwwgramaticabizgramaticareferencias-bibliograficashtml

18 CORPORACIOacuteN COLOMBIA INTERNACIONAL ldquoTRUCHA ARCOIacuteRIS EN COLOMBIA estructura y costos de produccioacutenrdquo SISTEMA DE INFORMACIOacuteN DE PRECIOS Y MERCADOS para la produccioacuten acuiacutecola y pesquera Boletiacuten semanal Nuacutemero 13 Vol 5 26 Marzo- 1 Abril 2009

19 DAMERON C Copper

20 DIacuteAZ-BAacuteEZ Mariacutea BUSTOS L Martha ESPINOSA R Adriana Pruebas de toxicidad acuaacutetica fundamentos y meacutetodos Ed Universidad Nacional de Colombia Bogotaacute Unibiblos - U Nal Colombia 2004 ISBN 9587013859 9789587013856 116 paacuteginas

21 DIacuteAZ B Maria C SOBRERO Cecilia PICA G Yolanda Capiacutetulo 6

Aseguramiento y Control de Calidad de Bioensayos ENSAYOS

98

TOXICOLOacuteGICOS Y MEacuteTODOS DE EVALUACIOacuteN DE CALIDAD DE AGUAS Estandarizacioacuten intercalibracioacuten resultados y aplicaciones Meacutexico IMTA (Instituto Mexicano de Tecnologiacutea del Agua) 2004 Canada IDRC (The International Development Research Centre) 2004

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26 Galvanotecnia Web en liacutenea [con acceso el 3 de Julio de 2009] disponible en httpwwwsabelotodoorgelectrotecniagalvanoteacutecniagalvanoteacutecniahtml

27 GRIJALBA C Angela BERNAL L Javier Determinacioacuten de la

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28 GrzimeK`s Animal Life Encyclopedya 2nd Edition Volumes 4-5 Fishes I ndash II Edited by Michael Hutchins Dennis A Thoney Paul V Loiselle and Neil Schalger Farmington Hills MI Gale Group 2003 Pg 414

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30 Howarth amp Sprague 1978

31 ICONTEC Trabajos escritos presentacioacuten y referencias bibliograacuteficas Contacto Grafico Bogotaacute D C 2008 23 p

99

32 Instituto Nacional de la Biodiversidad Costa Rica Diccionario de la Biodiversidad [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpatillainbioaccr

33 IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada) ha hecho algunos intentos de llegar a una definicioacuten desambigua de valencia La versioacuten actual adoptada en 1994

34 JIMEacuteNEZ Blanca E La contaminacioacuten ambiental en Meacutexico causa efectos y tecnologiacutea apropiada Meacutexico Limusa Colegio de Ingenieros Ambientales de Meacutexico A C Instituto de Ingenieriacutea de la UNAM y FEMISCA 2001 926 p

35 KLAASSEN Curtis D Casarett and Doullacutes toxicology the basic science of poisons seventh edition McGraw-Hill University of Kansas Medical Center Kansas 2008

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37 Mac-QUHAE Ceacutesar Augusto Bioensayos de toxicidad aguda en neonatos de Moina macrocopa (Straus 1820) (Crustaacutecea branchiopoda) expuestos a soluciones de hidroacutexido de sodio (NaOH) Universidad de Oriente Nuacutecleo Nueva Esparta Venezuela 2002

38 MOLONY Brett Environmental requirements and tolerances of

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39 MONGE P Luis ALVAREZ P Monica Determinacioacuten de la Concentracioacuten Letal Media (CL50-48) de cromo y cobre en daphnia magna para el vertimiento de una industria de galvanotecnia y propuesta de pre-tratamiento para la disminucioacuten de la toxicidad de dicho vertimiento Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2008 132 p

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41 MATIAS P Carolina DURAN P Alejandra Determinacioacuten de la CL50-96

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100

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42 MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE FUNDES La red de soluciones empresariales Guiacutea de Buenas Praacutecticas para el Sector Galvanoteacutecnia 2001 p 5 web en liacutenea disponible en httpwww1minambientegovcoprensapublicacionesguias_ambientaleshtm

43 PAGGI Juan C - DE PAGGI Susana J Daphnia Magna El Canario De Las Aguas -Investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacuteficas y Teacutecnicas (CONICET)-Instituto Nacional de Limnologiacutea (INALI)-Santo Tomeacute (Santa Fe)

44 PAULY Daniel Ictiologiacutea [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httpfilamanuni-kieldeManualSpanishfishbaseichthyology00002628htm

45 PEacuteREZ CARRERA Alejo FONTECOBA Cintia GRASSI Diego y FERNAacuteNDEZ CIRELLI Alicia ldquoEficiencia De Plantas Acuaacuteticas Para La Biorremediacioacuten De Aguas Contaminadas Con Elementos Toacutexicosrdquo Buenos Aires CONAGUA 2007 [publicacioacuten en liacutenea] Disponible desde Internet en httphydriawebcomarkbentry67

46 PERALTA BARRETO 2009

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49 REAL ACADEMIA ESPANtildeOLA Diccionario de la lengua espantildeola Vigeacutesima segunda edicioacuten 2001 Disponible en liacutenea lt wwwraees gt

50 Red Pirineos-Pesca 2001 [web en liacutenea] [con acceso el 14 de Diciembre de 2008] lthttpwwwrevistaaquaticcomasociacionesPirineosPescaspindexhtmgt

101

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52 TONGARIRO NATIONAL TROUT CENTRE [web en liacutenea] Taupo for Tomorrow lthttpwwwtaupofortomorrowconzfisherytroutphpgt

53 Trucha arco iris Enciclopedia Microsoftreg Encartareg Online 2008 httpesencartamsncom copy 1997-2008 Microsoft Corporation httpesencartamsncomencyclopedia_961543635Trucha_arco_irishtml

54 USEPA

55 VALVERDE V Juan L PEREZ De-Gregorio C Joseacute J Manual de

Toxicologiacutea Medioambiental Forense Ed Centro de estudios Ramoacuten Areces S A 2001 361 p Madrid Espantildea

56 VELOZA M Bernardo TRIANA C Walter ldquoUtilizacioacuten del hongo

phanerochaete chrysosporium para la remocioacuten de cianuro en reactores de carga secueacutenciales para la industria de recubrimientos electroliacuteticos (galvanoteacutecnia)rdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y

Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 76 p

57 ZAFRA P Angelica RODRIGUEZ M Gabriela ldquoDisentildeo de una unidad piloto compacta para la remocioacuten de metales pesados (zn ni cu) presentes en agua residual de la industria challenger sa empleando humedales subsuperficiales con tres especies de vegetacioacutenrdquo Trabajo de Grado Facultad de Ingenieriacutea Ambiental y Sanitaria Universidad de la Salle Bogotaacute D C 2005 120 p

102

ANEXOS

103

ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO

ANAacuteLISIS PROBIT

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FACULTAD DE INGENIERIacuteA

AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL MEacuteTODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo matemaacutetico 4 Procedimiento 5 Bibliografiacutea 6 Anexo I Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

Anexo II Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

Anexo II Determinacioacuten del Chi-cuadrado (X2)

Anexo III Factor (p) para el Probit calculado (Y)

1 OBJETIVO

Evaluar los resultados de los ensayos por medio de un modelo estadiacutestico

2 DEFINICIONES

Concentracioacuten La concentracioacuten es la magnitud fiacutesica que expresa la cantidad de un elemento o un compuesto por unidad de volumen

Dosis Contenido de principio activo expresado en cantidad por unidad de volumen o de peso

Efecto Consecuencia positiva o negativa de la ocurrencia de un evento debido a una causa

Modelo Conceptualizacioacuten teoacuterica de un evento un proyecto una hipoacutetesis el estado de una cuestioacuten que se representa como un esquema con siacutembolos descriptivos de caracteriacutesticas y relaciones maacutes importantes con un fin ser sometido a modelizacioacuten como un disentildeo flexible que emerge y se desarrolla durante el inicio de la investigacioacuten como una evaluacioacuten de su relevancia

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AMBIENTAL Y SANITARIA

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LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Toxicidad aguda Tiene por objeto determinar los efectos de una dosis uacutenica y muy elevada de una sustancia Usualmente el punto final del estudio es la muerte del animal y la toxicidad aguda para este caso de estudio se expresa por la dosis letal 50 que viene a representar maacutes o menos la dosis de la sustancia que produce la muerte en el 50 de los organismos

Probit Modelo estadiacutestico que analiza las pruebas de toxicidad El meacutetodo consiste en la aplicacioacuten de correlaciones estadiacutesticas para estimar las consecuencias desfavorables sobre una poblacioacuten a los fenoacutemenos fiacutesicos peligrosos nos da una relacioacuten entre la funcioacuten de probabilidad y una determinada carga de exposicioacuten

3 PRINCIPIO DEL MODELO MATEMAacuteTICO

En un experimento tiacutepico de pruebas de toxicidad se tiene la siguiente situacioacuten

Concentracioacuten de la sustancia o dosis (d)

Nuacutemero de individuos (n)

Nuacutemero de organismos muertos o afectados (r)

Porcentaje de efecto (p)

100n

rp

La representacioacuten graacutefica de p vs d o relacioacuten dosis-respuesta genera una curva paraboacutelica que muchas veces presenta dificultades en la construccioacuten de un modelo lineal

Una forma de abordar este problema es transformando d a una escala logariacutetmica (X = log10 (d)) lo cual mostraraacute una relacioacuten dosis-respuesta de forma S o sigmoidea normal como se muestra en la figura 1 de esta manera la distribucioacuten de p vs X seraacute de tipo normal

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Figura 1 Relacioacuten dosis-respuesta

Posteriormente mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de efecto) a unidades Probit (buscando en una tabla de distribucioacuten normal el valor de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumaacutendole a continuacioacuten cinco unidades) se obtiene una distribucioacuten de puntos en un sistema bivariado de tipo lineal los cuales se procesan seguacuten un anaacutelisis de regresioacuten tiacutepico Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformacioacuten sobre la tasa de efecto (p) y la ecuacioacuten generada es de la forma

bxay

Donde

y (expresado en unidades Probit) = z + 5

z= Variable normal estaacutendar = zO tal que la Prob (z le zO) = p

a y b son los estimadores de los paraacutemetros de la recta de regresioacuten

Asi cuando p= 50 entonces y = 5 por lo tanto

X5= log10 CL50 entonces CL50 = 105

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Para facilitar los caacutelculos simplemente se puede usar un software como el suministrado por la US Environmental Protection Agency (US EPA) Probit Analysis Program El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-verosiacutemiles de paraacutemetros de regresioacuten y de tasas naturales (por ejemplo tasas de mortalidad) de respuesta para ensayos bioloacutegicos analizando porcentajes de efecto vs dosis dentro del marco de la regresioacuten

4 PROCEDIMIENTO Para el caacutelculo de la CL50-96 por este meacutetodo es necesario contar por lo menos con dos porcentajes intermedios del efecto esperado (valores entre 0 y 100) Con los resultados obtenidos en los ensayos de toxicidad aguda con Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se debe construir una tabla que contenga los siguientes datos

Concentracioacuten de la sustancia ensayada en

Logaritmo en base 10 de las concentraciones (x)

Numero de organismos en cada concentracioacuten

Nuacutemero de organismos muertos en cada concentracioacuten (r)

Porcentaje de mortalidad en cada concentracioacuten (P)

Probit empiacuterico (PE)

Probit esperado o calculado (Y)

Los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla del anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

Tabla 1 Caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de

muertos (r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CE50 o CL50

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit

Para el caacutelculo del Probit esperado o calculado debe hallarse el valor de S correspondiente a la tasa de incremento del log de la concentracioacuten (x) por unidad de incremento del Probit En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

remplazando en la siguiente formula

S = (X ndash x) (PE ndash Pe)

Donde

X Mayor concentracioacuten

x Menor concentracioacuten

PE Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

Pe Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten Asiacute los valores del Probit esperado o calculado (Y) para cada concentracioacuten podraacuten ser calculados utilizando la siguiente expresioacuten

S

mxY 5

Una vez calculados se colocan en la columna correspondiente de la tabla 1 La prueba de hipoacutetesis utilizada para establecer la asociacioacuten entre la

concentracioacuten de la sustancia toacutexica y la respuesta en unidades probit es la prueba de CHI-cuadrado (X2) Los datos para el caacutelculo de este valor se colocan en una tabla 2 (anexo C) de la siguiente forma

Concentracioacuten de la sustancia estudiada en

Logaritmo decimal de la concentracioacuten (x)

Probit calculado o esperado (Y)

Numero de organismos (N)

Mortalidad observada (r)

Porcentaje de efecto esperado (P)

La mortalidad esperada (NP) se calcula multiplicando (N) por (P) El caacutelculo de la desviacioacuten de la mortalidad se obtiene hallando la diferencia entre la mortalidad observada y la esperada La contribucioacuten al Chi cuadrado de cada uno de los valores se calcula

)1()( 2 PNPNPr

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Y para el caacutelculo de los grados de libertad (n)

2Kn

donde K es el nuacutemero de concentraciones utilizadas

Con los datos obtenidos de realiza la siguiente tabla 3 para el calculo del intervalo de confianza

Tabla 3 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) X2

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

417 Inicialmente se construye una tabla en la cual se incorporen los siguientes datos

Logaritmo decimal de las concentraciones (x)

Numero de organismos por concentracioacuten (N)

Probit esperado o calculado (Y)

Factor p el cual se obtiene de la tabla 4 del Anexo C con el valor Y

Productos Np Npx y Npx2 obtenidos de los datos de la misma tabla

Sumatoria de los productos correspondientes a los valores SNp SNpx y S Npx2

Factor p debe ser obtenido en la tabla entrando el valor de Probit calculado

Producto Np resultante de la multiplicacioacuten de los valores de nuacutemero de organismos por el factor p y su respectiva sumatoria

Producto Npx resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de las concentraciones con su respectiva sumatoria

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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

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Versioacuten 0

Producto Npx2 resultante de la multiplicacioacuten del producto anterior por el logaritmo de la concentracioacuten con su respectiva sumatoria

Con todos los datos se obtiene la siguiente tabla 5

Tabla 5 Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem De organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

Al tener la CL50 y no olvidando que el intervalo de confianza es 95 tendremos la concentracioacuten letal con sus limites inferior y superior respectivamente

Para el desarrollo de esta investigacioacuten se adquirioacute el Software de Probit el cual determinar la CL50-96 y los liacutemites de confianza de forma mas raacutepida y su procedimiento es el siguiente

Se instala el programa en un computador que cuente con un software de Windows 98 en adelante creaacutendose una carpeta de Probit en el escritorio Dentro de esta carpeta quedaran registrados varios archivos se dirige al archivo con nombre PROBFIS2 y se da doble clic donde se abre una ventana de la siguiente manera

Da dos opciones para manejar el programa la (1) es para introducir los datos con el teclado la (2) para introducirlos en fila Es este paso se escribe (1) y sale

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Versioacuten 0

Ahora se le da un nombre al archivo que se crea con los resultados que determina el programa asiacute

Ahora el programa pide que se inserten el numero de concentraciones sin el control numero de muertes en el control numero de organismos en el control asiacute

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Versioacuten 0

Ahora se procede a insertar los datos de las concentraciones comenzando por la concentracioacuten menor el numero de muertes en cada una y el numero de tratamientos asiacute

Asiacute sucesivamente hasta completar los datos de las 5 concentraciones Al terminar este paso se da enter y se cierra esta ventana en la carpeta de probit aparece un archivo con el nombre que se le designo a esa bateriacutea donde daraacute los resultaos de la CL50 son los limites de confianza

Este procedimiento se debe realizar para cada bateriacutea de ensayo quedaran registrados los resultados en su respectivo archivo

5 EJEMPLO

114

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Se realizoacute una prueba de toxicidad de la cual se obtuvieron los siguientes porcentajes de mortalidad

Ejemplo de caacutelculo de la CL50 por el meacutetodo Probit

Concentracioacuten del agente

toacutexico ()

Log10 de la concentracioacuten

(X)

Nuacutem de organismos

(N)

Nuacutem de muertos

(r)

Porcentaje de

mortalidad (P)

Probit empirico

(PE)

Probit calculado

(Y)

100 20 20 15 75 567 553

50 17 20 9 45 487 496

25 14 20 5 25 433 440

125 11 20 2 10 372 384

625 08 20 1 5 336 327

No se debe olvidar que los cinco primeros resultados corresponden a datos experimentales el Probit empiacuterico se obtiene de la tabla de anexo A con el porcentaje de mortalidad observada en cada una de las concentraciones

A partir de estos datos se elabora una graacutefica en papel cuadriculado colocando en el eje x el logaritmo de las concentraciones y en el eje Y el Probit empiacuterico (figura 1 Anexo B) y se ajusta la recta a traveacutes de estos puntos En el graacutefico se traza una liacutenea a partir del Probit 50 hasta cortar la liacutenea trazada el valor correspondiente en el eje x se denomina m y el antilogaritmo de este valor corresponderaacute a la CL50 Teniendo en este caso un m = 172 por lo tanto la CL50 = 525 mgl

En la recta trazada se calcula la pendiente tomando el porcentaje donde se halloacute el mayor y el menor efecto asiacute como los probits correspondientes a estos valores

02

80

M

m

x

x

555

303

PE

PE

Si )()( PEPExXS

Siendo

xM = Mayor concentracioacuten

115

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Versioacuten 0

xm = Menor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la mayor concentracioacuten

PE = Probit empiacuterico correspondiente a la menor concentracioacuten

Tendremos

5330

)303555()8002(

S

S

Obteniendo asiacute la tabla del Chi-cuadrado (X2) como se observa en al Anexo E

Se remplaza en la ecuacioacuten los valores

325

2

n

Kn

En la tabla 4 se determina el valor de X2 para tres grados de libertad el valor obtenido es 782 al compararlo con el valor obtenido en la tabla se observa que

782 gt 0482

Por lo tanto la recta estaacute bien ajustada en caso contrario trazar nuevamente la recta y volver a calcular el Chi cuadrado

Tabla 57 Valores de X2 para una P=005

Grados de libertad(n) x2

1 334

2 599

3 782

4 949

5 114

6 126

7 144

8 155

9 169

10 188

116

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Paacutegina 14 de 22

Versioacuten 0

Caacutelculo del intervalo de confianza

Para el caacutelculo de los liacutemites es necesario establecer el error estaacutendar El error estaacutendar del log de la concentracioacuten letal para el 50 de los organismos se obtiene a traveacutes de la siguiente expresioacuten

50222

5010 )()(1log xxSNpxmSNpSCLEE

Asiacute se construye la grafica

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

20 20 553 0569 1138 2276 4552

17 20 496 0635 1270 2159 3670

14 20 440 0558 1116 1562 2187

11 20 384 0388 776 954 939

08 20 327 0194 388 310 248

(Σ)acute 4688 7161 11596

Caacutelculo del error estaacutendar del log10 CL50-96

Log 10 de la concentracioacuten

(x)

Nuacutem de organismos

(N)

Probit calculado

(Y)

Factor (p)

Producto (Np)

Producto (Npx)

Producto (Npx2)

01 20

05 20

1 20

15 20

2 20

(Σ)acute

En este caso seriacutea

S= 0533

117

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Paacutegina 15 de 22

Versioacuten 0

x= sumNpx sumNp= 1527

m= 172

sumNp= 4688 sumNpx= 7161 sumNpx2=11596

sumNp(x-x2) = Npx2 ndash (sumNpx)2sumNp = 6574

Sustituyendo estos valores en la expresioacuten

08750log 5010 CLEE

Asiacute el EE de CL50 seraacute

mCLEEEECL 10log10log 501050Donde

975110

08750log

3026210log

5010

m

CLEE

Sustituyendo los valores en la expresioacuten

963250EECL

Como la

143746329751

43844632975195

9751

50

50

al

EECLmeconfianzaIntervalod

CL

Por tanto la CL50 con los respectivos liacutemites seraacute

Limite inferior 419 ppm

CL 50 525 ppm

Limite Superior 631 ppm

118

Utilizando el Software con los datos de el ejemplo anterior seria

Al terminar de digitar los datos en el programa se cierra esta ventana y al abrir el archivo de nombre B los datos salen registrados de la siguiente manera

119

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Paacutegina 16 de 22

Versioacuten 0

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI osservati attesi 625 07959 20 1 068 1250 10969 20 2 220 2500 13979 20 5 528 5000 16990 20 9 973 10000 20000 20 15 1427 Controllo 20 0 000

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX (Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati) Intercetta (a) = 15801 Pendenza (b) = 19932 es = 03991 Media delle X = 15377 Media delle Y = 46451 CHI quadro = 04327 ALTRI PARAMETRI STATISTICI Numero di punti = 5 Gradi di liberthellip = 3 Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001 Numero di cicli = 1 ================================================================== END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI (95) inferiore superiore LC1 35373 07646 71428 LC50 519726 371407 844326

Como se observa tanto el meacutetodo manual como con el Software los resultados de la CL 50 y los limites de confianza son iguales

120

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Paacutegina 17 de 22

Versioacuten 0

6 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwmetodologia probithtm

httpwwwunizaresguiar1AccidentAn_conseProbithtm

ANEXO A

Relacioacuten entre el Probit empiacuterico y el porcentaje de mortalidad

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 - 267 295 312 325 336 345 352 359 366

10 372 377 382 387 392 396 401 405 408 412

20 416 419 423 426 429 433 436 439 442 445

30 448 450 453 456 459 461 464 467 469 472

40 475 477 480 482 485 487 490 492 495 497

50 500 503 505 508 510 513 515 518 520 523

60 525 528 531 533 536 539 541 544 547 550

70 552 555 558 561 564 567 571 574 577 581

80 584 588 592 595 599 604 608 613 618 623

90 628 634 641 648 655 664 675 688 705 733

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

99a 733 737 741 746 751 758 765 775 788 909

A Valores entre 99 0 y 99 9

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

121

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Paacutegina 18 de 22

Versioacuten 0

7 ANEXOS

ANEXO B

Figura 1 Representacioacuten graacutefica del caacutelculo de la CL50

ANEXO D

Tabla 4 Factor (p) para el Probit calculado (Y)

Y 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09

1 0001 0001 0001 0002 0002 0003 0005 0006 0008 0011

2 0015 0019 0025 0031 0040 0069 0062 0076 0092 0110

3 0131 0154 0180 0208 0238 0264 0302 0336 0370 0406

4 0439 0471 0503 0532 0558 0583 0601 0616 0627 0634

5 0637 0634 0627 0616 0601 0589 0558 0532 0503 0471

6 0439 0405 0370 0336 0302 0269 0238 0208 0180 0154

7 0131 0110 0092 0076 0062 0059 0050 0031 0025 0019

8 0015 0011 0008 0006 0005 0003 0002 0002 0001 0001

122

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

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LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT Paacutegina 20 de 22

Versioacuten 0

ANEXO C

Tabla 2 Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos (r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

123

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

LB06

LABORATORIO DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT

Paacutegina 22 de 22

Versioacuten 0

ANEXO E

Determinacioacuten del Chi-cuadrado(X2)

Concentracioacuten de la

sustancia toacutexica ()

Log10 de la Concentracioacuten(X)

Probit calculado

(Y)

Porcentaje de efecto esperado

(P)

Nuacutemde organismos

(N)

Nuacutemde muertos

(r)

Mortalidad esperada

(NP)

Desviacioacuten (r-NP)

Contribucal X2

(r-NP)2 ________ NP(1-P)

100 20 553 0705 20 15 141 09 019

50 17 496 0485 20 9 97 -07 009

25 14 440 0275 20 5 55 -05 006

125 11 384 0125 20 2 25 -05 011

625 08 327 0045 20 1 09 01 001

048

124

ANEXO B PROTOCOLO LABORATORIO ANAacuteLISIS

VARIANZA

125

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

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LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 1 de 7

Versioacuten 0

CONTENIDO

1 Objetivo 2 Definiciones 3 Principio del modelo 4 Procedimiento 5 Ejemplo 6 Bibliografiacutea 7 Anexo A

1 OBJETIVO

Comparar si los valores de un conjunto de datos numeacutericos son significativamente distintos a los valores de otro o maacutes conjuntos de datos

2 DEFINICIONES

Variable conceptos que forman enunciados de un tipo particular denominado hipoacutetesis Las variables se refieren a propiedades de la realidad que variacutean es decir su idea contraria son las propiedades constantes de cierto fenoacutemeno

Variable Dependiente caracteriacutesticas de la realidad que se ven determinadas o que dependen

del valor que asuman otros fenoacutemenos o variables independientes

Variables independientes Los cambios en los valores de este tipo de variables determinan cambios en los valores de otra (variable dependiente)

Grados de libertad nuacutemero efectivo de observaciones que contribuyen a la suma de cuadrados en un ANOVA es decir el nuacutemero total de observaciones menos el nuacutemero de

datos que sean combinacioacuten lineal de otros

Hipoacutetesis Las hipoacutetesis son proposiciones provisionales y exploratorias sobre la veracidad o falsedad de un concepto una teoriacutea o un modelo con un alcance de trabajo de investigacioacuten por

simulacioacuten y con meacutetodos de campo o de laboratorio

1 PRINCIPIO DEL MODELO

El anaacutelisis de varianza parte de algunos supuestos que han de cumplirse

126

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 2 de 7

Versioacuten 0

La variable dependiente debe medirse al menos a nivel de intervalo

Independencia de las observaciones La distribucioacuten de la variable dependiente debe ser normal Homogeneidad de las varianzas

Los modelos de efectos aleatorios asumen que en un factor se ha considerado tan soacutelo una muestra de los posibles valores que eacuteste puede tomar estos modelos se usan para describir situaciones en que ocurren diferencias incomparables en el material o grupo experimental El ejemplo maacutes simple es el de estimar la media desconocida de una poblacioacuten compuesta de individuos diferentes y en el que esas diferencias se mezclan con los errores del instrumento de medicioacuten La teacutecnica fundamental consiste en la separacioacuten de la suma de cuadrados (SS sum of squares) en componentes relativos a los factores contemplados en el modelo

Como ejemplo mostramos el modelo para un ANOVA simplificado con un tipo de factores en diferentes niveles

(Si los niveles son cuantitativos y los efectos son lineales puede resultar apropiado un anaacutelisis de regresioacuten lineal)

SSTotal = SSError + SSFactores

El nuacutemero de grados de libertad (gl) puede separarse de forma similar y se corresponde con laforma en que la distribucioacuten chi-cuadrado describe la suma de cuadrados asociada

glTotal = glError + glFactores

1 PROCEDIMIENTO

Al realizar una prueba de toxicidad se pasan los datos correspondientes a la siguiente tabla 1

127

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 3 de 7

Versioacuten 0

Tabla 1 Formato de Datos de Prueba de Toxicidad

Tratamientos Observaciones Yi Yi Promedio

1 2 3 4

43 Se plantea la hipoacutetesis nula y la hipoacutetesis alterna

Ho micro1 = micro2 = micro3 = micron

H1 micro1 micro2 para alguacuten par

44 El tratamiento de anaacutelisis de varianza se hariacutea de acuerdo a las ecuaciones dadas en la tabla 2

Donde

N Nuacutemero total de observaciones N a n

n nuacutemero de observaciones en cada grupo

a numero de tratamientos

FV Fuente de varianza

SS Suma de cuadrados

GL Grados de libertad

Ms Cuadrados medios

Fc F calculado

Ft F tabulado

V1 a ndash 1

V2 N ndash a

128

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 5 de 7

Versioacuten 0

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

FV SS GL Ms Fc Ft

Tratamiento SSTTO a ndash 1

aNSS

aSS

E

TTO

1

F (V1 V2)

Error SSE N ndash a

aN

SS E

Total SST N ndash 1

45 Para obtener el SSTTO se debe reemplazar la siguiente formula

SSTTO = 5

1

22a

i N

Y

n

Yi

46 Para obtener el SST se debe reemplazar la siguiente formula

SST= 5

1

5

1

22

a

i

n

J

JN

YYi

47 Para obtener el SSE

SSE= SST - SSTTO

1a

SSTTO

129

FACULTAD DE

INGENIERIA

AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO

DE BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 6 de 7

Versioacuten 0

45 Al obtener el Fc lo comparamos el Ft el cual se encuentra en el libro Disentildeo y anaacutelisis de

experimentos Douglas C Montgomery (anexo A) para refutar o aceptar alguna hipoacutetesis

Fc gt Ft Se rechaza la Ho

esto se hace asiacute Fc lt Ft Se acepta la Ho

1 EJEMPLO

De una prueba de toxicidad con trucha arco iris(Oncorhynchus mykiss) que se realizoacute en el laboratorio se obtuvieron los siguientes resultados

Tabla 1 Formato de datos de pruebas de toxicidad registro tomado a las 96 h

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

De la cual partimos de dos hipoacutetesis asiacute

Ho Las diferentes concentraciones producen el mismo efecto en todos los organismos

H1 Las diferentes concentraciones producen un diferente efecto en todos los organismos

130

Teniendo en cuenta que tenemos

Tratamientos 6

Observaciones 4

Total 24

Podemos construir la tabla 2 del anaacutelisis de varianza de la siguiente forma

Tabla 2 Anaacutelisis de Varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados Fc Probabilidad

Valor criacutetico para Ft

Entre grupos

108333333 5 216666667 410526316 317077E-

09 277285315

Dentro de los grupos

95 18 052777778

Total 117833333 23

Como podemos observar el Fc gt Ft por consiguiente se rechaza la hipoacutetesis nula y se acepta la hipoacutetesis alterna concluyendo que las diferentes concentraciones producen efectos distintos en los organismos prueba

2 BIBLIOGRAFIacuteA

httpwwwestadisticocomartshtml20011022

httpwwwudcesdepmateestadistica2sec3_7html

httpeswikipediaorgwikiAnC3A1lisis_de_varianza

Primera Revisioacuten Pedro Miguel Escobar Malaver

Segunda Revisioacuten Rubeacuten Dariacuteo Londontildeo

131

FACULTAD DE

INGENIERIA AMBIENTAL Y

SANITARIA

LB07

LABORATORIO DE

BIOENSAYOS

ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 7 de 7

Versioacuten 0

3 ANEXOS ANEXO A

Fuente Disentildeo y anaacutelisis

de experimentos Douglas

C Montgomery

132

ANEXO C PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7)

133

ENSAYO 1

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (4FEB2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 1 1 0 2 10

40 0 1 0 2 3 15

60 3 3 2 0 8 40

80 1 2 5 1 9 45

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

134

ENSAYO 2

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (05NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 2 1 0 5 25

60 2 3 1 1 7 35

80 5 4 1 3 13 65

100 4 4 5 5 18 90

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos 6471 5 1294 1528 621 E-06 277

Dentro de los grupos 1525 18 085

Total 7996 23

135

ENSAYO 3

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21NOV2007)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 1 5 25

60 2 1 3 2 8 40

80 5 4 3 3 15 75

100 5 5 5 4 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7671 5 1534 4418 174 E-09 277

Dentro de los grupos

625 18 035

Total 8296 23

136

ENSAYO 4

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (08ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 3 1 2 1 7 35

80 3 2 5 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8088 5 1616 2986 409 E-08 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 9063 23

137

ENSAYO 5

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (14ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 3 2 1 1 7 35

80 5 5 4 5 19 95

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 1 0 1 5

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10083 5 2017 726 271 E-11 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 10583 23

138

ENSAYO 6

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ENE08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 3 2 5 25

60 4 3 3 2 12 60

80 4 5 4 3 16 80

100 4 5 5 5 19 95

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

76 5 152 2189 450 E-07 277

Dentro de los grupos

125 18 069

Total 885 23

139

ENSAYO 7

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (04FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

66 5 132 1159 406 E-05 277

Dentro de los grupos

205 18 114

Total 865 23

140

ENSAYO 8

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (11FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 1 0 1 5

60 3 2 1 1 7 35

80 5 3 4 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 2 0 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8538 5 1708 3323 175 E-08 277

Dentro de los grupos

925 18 051

Total 9463 23

141

ENSAYO 9

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25FEB08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 0 2 1 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 5 2 4 4 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8521 5 1704 3958 427 E-09 277

Dentro de los grupos

775 18 043

Total 9296 23

142

ENSAYO 10

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (3MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 3 2 1 0 6 30

60 3 5 4 1 13 65

80 5 4 3 4 16 80

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 1 0 0 2 3 15

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7733 5 1547 1505 690 E-06 277

Dentro de los grupos

185 18 103

Total 9583 23

143

ENSAYO 11

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (10MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 1 4 20

60 1 2 2 3 8 40

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8083 5 1617 582 176 E-10 277

Dentro de los grupos

5 18 028

Total 8583 23

144

ENSAYO 12

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (25MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 0 0 3 15

60 2 3 3 2 10 50

80 4 4 3 3 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8421 5 1684 6382 808 E-11 277

Dentro de los grupos

475 18 026

Total 8896 23

145

ENSAYO 13

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (31MAR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 0 3 15

60 2 2 3 0 7 35

80 3 5 3 4 15 75

100 5 5 4 5 19 95

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

803333333 5 160666667 321333333 22871E-08 277285315

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 893333333 23

146

ENSAYO 14

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (07ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 2 0 2 10

40 2 1 1 0 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 3 3 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 1 1 0 2 10

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7021 5 1404 2592 124 E-07 277

Dentro de los grupos

975 18 054

Total 7996 23

147

ENSAYO 15

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (18ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 1 0 4 20

60 2 3 3 1 9 45

80 5 5 3 0 13 65

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7833 5 1567 1312 178 E-05 277

Dentro de los grupos

215 18 119

Total 9983 23

148

ENSAYO 16

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (21ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 2 1 2 0 5 25

60 2 2 4 3 11 55

80 4 3 3 4 14 70

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8133 5 1627 4505 148 E-09 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 8783 23

149

ENSAYO 17

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (28ABR08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido

A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 1 2 5 25

60 3 3 4 2 12 60

80 4 5 3 5 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

10533 5 2107 5834 172 E-10 277

Dentro de los grupos

65 18 036

Total 11183 23

150

ENSAYO 18

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (6MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total organismos

muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 2 2 1 6 30

60 2 4 3 0 9 45

80 5 2 3 5 15 75

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8738 5 1748 1414 107 E-05 277

Dentro de los grupos

2225 18 124

Total 10963 23

151

ENSAYO 19

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (12MAY08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 1 0 1 3 15

60 2 3 2 2 9 45

80 3 5 5 5 18 90

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9933 5 1987 7947 125 E-11 277

Dentro de los grupos

45 18 025

Total 10383 23

152

ENSAYO 20

PRUEBA DE SENSIBILIDAD K2CR2O7 (01DIC08)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Nuacutemero total

organismos muertos

Mortalidad obtenido A B C D

20 0 0 0 0 0 0

40 1 0 2 1 4 20

60 3 2 3 2 10 50

80 4 5 4 4 17 85

100 5 5 5 5 20 100

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9288 5 1858 891

6 467 E-12 277

Dentro de los grupos

375 18 021

Total 9663 23

153

ANEXO D PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

COBRE (Cu) UTILIZANDO SULFATO DE

COBRE PENTAHIDRATADO (CuSO4bull5H2O)

154

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (4FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

3 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (20FEB2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 1 5 1

003 0 1 0 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 4 0 3 4 55 11

01 4 5 5 0 70 14

CONTROL 0 0 0 0 0 0

155

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (08ABR2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

005 2 1 0 0 15 3

006 1 3 4 2 50 10

007 3 1 4 4 60 12

009 4 3 4 3 70 14

01 5 5 4 4 90 18

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Cu (30SEP2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido Total Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 1 1 1 25 5

007 3 1 3 4 55 11

01 4 5 4 3 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

156

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA de Cu (07OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 0 0 5 1

005 1 2 0 1 20 4

007 3 1 2 4 50 10

01 4 3 4 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7433 5 1487 2817 647 E-08 277

Dentro de los grupos

95 18 053

Total 8383 23

157

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 2 0 1 2 25 5

007 2 5 2 5 70 14

01 4 4 5 5 90 18

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9221 5 1844 2414 214 E-07 277

Dentro de los grupos

1375 18 076

Total 10596 23

158

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (14OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 2 3 1 0 30 6

007 3 1 2 5 55 11

01 5 4 2 3 70 14

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

7583 5 1517 14 114 E-05 277

Dentro de los grupos

195 18 108

Total 9533 23

159

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 1 0 5 1

005 2 0 1 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

160

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (20OCT2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 2 0 3 0 25 5

007 3 2 1 3 45 9

01 4 3 4 5 80 16

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8633 5 1727 2703 894 E-08 277

Dentro de los grupos

115 18 064

Total 9783 23

161

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (1) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 1 0 0 2 15 3

007 1 4 2 0 35 7

01 5 5 4 3 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 456 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

162

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2) (19NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 0 0 1 5 1

005 0 1 2 0 15 3

007 4 0 2 1 35 7

01 3 5 4 5 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

163

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu(1) (25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 1 0 0 15 3

007 3 2 1 1 35 7

01 5 3 5 4 85 17

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 364 842 E-09 277

Dentro de los grupos

9 18 05

Total 100 23

164

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (2)(25NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 0 1 1 0 10 2

005 1 2 1 0 20 4

007 2 3 3 1 45 9

01 4 4 4 3 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

91 5 182 2184 458 E-07 277

Dentro de los grupos

15 18 083

Total 106 23

165

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Cu (27 NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

001 1 0 0 0 5 1

005 2 2 0 0 20 4

007 3 3 2 3 55 11

01 3 4 4 4 75 15

015 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

8238 5 1648 4745 965 E-10 277

Dentro de los

grupos 625 18 035

Total 8863 23

166

ANEXO E PRUEBAS DE TOXICIDAD CON

CLORURO DE CINC (ZnCl2)

167

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (27NOV2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

2 5 5 5 5 100 20

4 5 5 5 5 100 20

6 5 5 5 5 100 20

8 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03DIC2008)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 3 1 1 2 35 7

1 2 3 5 5 75 15

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

168

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (03FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 1 5 1

05 0 2 1 0 15 3

1 4 5 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DE Zn (1) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 1 0 1 10 2

05 1 3 2 2 40 8

1 5 5 5 5 100 20

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

169

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINA DE Zn (2) (24FEB2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 1 0 5 1

05 2 2 1 3 40 8

1 5 4 5 5 95 19

15 5 5 5 5 100 20

2 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

170

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 0 15 3

07 1 2 0 1 20 4

1 5 4 3 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

845 5 169 5531 269 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 90 23

171

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn(2) (03MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 0 2 15 3

07 4 1 2 0 35 7

1 5 3 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

947083333 5 1894 2393 229 E-07 277

1425 18 079

108958333 23

172

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 1 1 1 15 3

07 1 1 2 3 35 7

1 3 3 4 4 70 14

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7883 5 1577 5676 217 E-10 277

Within Groups 5 18 028

Total 8383 23

173

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (10MAR2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 0 0 2 1 15 3

07 2 1 0 4 35 7

1 2 5 5 4 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9033 5 1807 1858 152 E-06 277

Dentro de los grupos

175 18 097

Total 10783 23

174

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 3 2 1 4 50 10

1 4 5 3 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

9083 5 1817 3847 538 E-09 277

Dentro de los grupos

85 18 047

Total 9933 23

175

ENSAYO 6

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (17 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 2 1 1 30 6

07 2 4 1 4 55 11

1 3 5 4 5 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de las

variaciones

Suma de cuadrados

Grados de

libertad

Promedio de los

cuadrados F Probabilidad

Valor criacutetico para F

Entre grupos

90 5 18 3086 316 E-08 277

Dentro de los grupos

105 18 058

Total 1005 23

176

ENSAYO 7

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (1) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 2 3 1 35 7

07 4 2 4 2 60 12

1 5 4 4 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 7583 5 1517 4964 664 E-10 277

Within Groups 55 18 031

Total 8133 23

177

ENSAYO 8

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (2) (31 MAR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 3 1 30 6

07 3 4 4 2 65 13

1 5 4 5 3 85 17

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8021 5 1604 33 18 E-08 277

Within Groups 875 18 049

Total 8896 23

178

ENSAYO 9

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (21 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 1 1 2 1 25 5

07 1 2 4 2 45 9

1 4 4 5 3 80 16

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 1 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

8238 5 1648 3595 932 E-

09 277

Within Groups 825 18 046

Total 9063 23

179

ENSAYO 10

PRUEBA DEFINITIVA DE Zn (28 ABR 2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL (ppm)

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

01 0 0 0 0 0 0

05 2 1 0 1 20 4

07 3 4 3 1 55 11

1 5 4 3 3 75 15

15 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups 8633 5 1727 3272 198 E-08 277

Within Groups 95 18 053

Total 9583 23

180

ANEXO F PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO CRUDO

181

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (11MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

1 5 5 5 5 100 20

5 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

20 5 5 5 5 100 20

50 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

ENSAYO 2

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (19MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 1 0 2 1 20 4

0001 3 2 3 3 55 11

001 3 5 4 5 85 17

01 5 5 5 5 100 20

05 5 5 5 5 100 20

1 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 1 0 1 20 4

182

ENSAYO 3

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (20MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 0 1 0 5 1

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

00001 0 0 0 0 0 0

00005 0 0 0 0 0 0

0001 0 0 1 0 5 1

0005 0 0 0 0 0 0

001 1 1 0 2 20 4

005 0 0 0 0 0 0

01 1 1 2 1 25 5

CONTROL 0 1 1 0 10 2

183

ENSAYO 5

PRUEBA PRELIMINAR del Vertimiento (26MAY2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

001 0 0 0 0 0 0

005 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

03 4 3 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

07 5 5 5 5 100 20

10 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

184

PRUEBAS DEFINITIVAS

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (01JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 2 0 0 0 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 3644 480 E-10 257

Dentro de

los grupos 9 21 043

Total 10271 27

185

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (1) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 0 1 10 2

02 2 1 3 2 40 8

03 3 4 3 4 70 14

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 1 10 2

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9371 6 1562 4686 437 E-11 257

Dentro de

los grupos 7 21 033

Total 10071 27

186

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (2) (02JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 1 1 0 1 15 3

02 1 2 3 2 40 8

03 3 4 3 3 65 13

04 4 3 5 4 80 16

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 9593 6 1599 6105 332 E-12 257

Dentro de

los grupos 55 21 026

Total 10143 27

187

ENSAYO 4

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (08JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos

por pecera

Mortalidad

obtenido

Total Muertos

(unidad)

A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 0 1 1 2 20 4

02 0 2 3 1 30 6

03 4 3 2 3 60 12

04 3 4 4 4 75 15

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 8536 6 1423 2845 479 E-09 257

Dentro de

los grupos 105 21 05

Total 9586 27

188

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA del Vertimiento (09JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN

NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por

pecera

Mortalidad

obtenido

Total

Muertos

(unidad) A B C D

007 0 0 0 0 0 0

01 2 1 1 1 25 5

02 1 3 3 1 40 8

03 3 3 4 3 65 13

04 5 4 4 4 85 17

05 5 5 5 5 100 20

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Origen de

las

variaciones

Suma de

cuadrados

Grados

de

libertad

Promedio

de los

cuadrados

F Probabilidad

Valor

criacutetico

para F

Entre

grupos 95 6 1583 532 127 E-11 257

Dentro de

los grupos 625 21 030

Total 10125 27

189

ANEXO G PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL

VERTIMIENTO TRATADO

190

PRUEBAS PRELIMINARES

ENSAYO 1

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (16JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

20 0 0 0 0 0 0

40 0 0 0 0 0 0

60 0 0 0 0 0 0

80 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 6 0 65535 --------- 257

Within Groups 0 21 0

Total 0 27

191

ENSAYO 2

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (19JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad) A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups 0 18 0

Total 0 23

192

ENSAYO 3

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (23JUN2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 0 0 0 0

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 0 0 0 0

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups

0 5 0 65535 iexclNUM 277

Within Groups

0 18 0

Total 0 23

193

ENSAYO 4

PRUEBA PRELIMINAR DEL Vertimiento tratado (1) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera Mortalidad

obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 1 0 5 1

50 0 0 0 0 0 0

75 0 0 1 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 1 0 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of Variation

SS df MS F P-value F crit

Between Groups

038 5 008 06 070 277

Within Groups

225 18 013

Total 263 23

194

ENSAYO 5

PRUEBA DEFINITIVA DEL Vertimiento tratado (2) (07JUL2009)

CONCENTRACIOacuteN NOMINAL ()

Nordm organismos muertos por pecera

Mortalidad obtenido

Total Muertos (unidad)

A B C D

10 0 0 0 0 0 0

25 0 0 0 0 0 0

50 0 0 1 0 5 1

75 1 0 0 0 5 1

100 0 0 0 0 0 0

CONTROL 0 0 1 0 5 1

Anaacutelisis de varianza

Source of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 038 5 008 06 070 277

Within Groups 225 18 013

Total 263 23

195

ANEXO H REGISTRO FOTOGRAacuteFICO

196

197

198

199

200

201

202

ANEXO I FACTURA DE COMPRA DE

ALEVINOS DE TRUCHA ARCO IRIS

203

204

205

ANEXO J CARACTERIZACIONES DE Cu Y Zn

ANALIZADAS POR EL LABORATORIO

IVONNE BERNIER

206

207

208

ANEXO K SEGMENTACIOacuteN DE EL

VERTIMIENTO EN COBRE (Cu) Y CINC (Zn)

209

Tabla Carta de control de Cu en el Vertimiento

Fecha

CL50-96

(mg Vertimiento Cu L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Cu L)

Inferior Superior

1-Jun-09 00118 00089 00139

(1) 02 JUN 2009

00118 00089 00139

(2) 02 JUN 2009

00108 00091 00127

8-Jun-09 00126 00093 00150

9-Jun-09 00100 00084 00118

PROMEDIO 00114 000892 001346

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Cu en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 00089 mg vertimiento Cu L

CL50-96 0011 mg vertimiento Cu L

Liacutemite superior 0013 mg vertimiento Cu L

210

Tabla Carta de control de Zn en el Vertimiento

Fecha

CL 50-96

(mg Vertimiento Zn L)

Liacutemite de confianza al 95 (mg Zn L)

Inferior Superior

1-Jun-09 13261 09953 15620

(1) 02 JUN 2009

13261 09953 15620

(2) 02 JUN 2009

12124 10262 14204

8-Jun-09 14138 10477 16820

9-Jun-09 11203 09382 13251

PROMEDIO 127974 10005 15103

Fuente los autores

El nuacutemero () entre pareacutentesis antes de la fecha indica que en esta fecha se realizo mas de una prueba y en este caso se les designo (1) y (2)

Como resultados se hallaron los promedios de los liacutemites de confianza y el promedio de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de Zn en el Vertimiento obteniendo lo siguiente

Liacutemite inferior 100 mg vertimiento Zn L

CL50-96 128 mg vertimiento ZnL

Liacutemite superior 151 mg vertimiento Zn L

211

ANEXO L PLANO DEL DISENtildeO PILOTO DE

TRATAMIENTO

212

213

ANEXO M ALGUNOS RESULTADOS CL50-96

POR EL MEacuteTODO PROBIT

214

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA COBRE (Cu) REALIZADA EL (1)14OCT2008 STIMA DI CHI QUADRO OTTENUTA PER SOTTRAZIONE = 1004366

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

001 -20000 20 2 114

005 -13010 20 5 1028

007 -11549 20 14 1291

010 -10000 20 18 1535

015 -08239 20 20 1745

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 86668

Pendenza (b) = 27568 es = 04566

Media delle X = -11916

Media delle Y = 53818

CHI quadro = 100437

CHI quadro significativo Il fattore di eterogeneithellip

non Š utilizzato Usare molta cautela

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 00067 00005 00155

LC50 00468 00249 00687

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

215

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA CINC (Zn) REALIZADA EL (1)10MAR2009

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati attesi

010 -10000 20 0 057

050 -03010 20 3 225

070 -01549 20 7 744

100 00000 20 14 1512

150 01761 20 20 1939

Controllo 20 1 057

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = 56727

Pendenza (b) = 67698 es = 13591

Media delle X = -00878

Media delle Y = 50786

CHI quadro = 22199

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00283 es = 00260

Numero di cicli = 3

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 03606 02047 04676

LC50 07955 06859 09076

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

216

EJEMPLO DEL CALCULO DE CL50-96 PARA DICROMATO DE POTASIO (K2Cr2O7) REALIZADA EL 21ABR2008

===================================================================

CONCENTRAZIONE LOG(CONC) NTRATTATI NMORTI

osservati

attesi

2000 13010 20 0 058

4000 16021 20 5 511

6000 17782 20 11 1052

8000 19031 20 14 1437

10000 20000 20 20 1671

Controllo 20 0 000

===================================================================

PARAMETRI STATISTICI DELLA REGRESSIONE Y=a+bX

(Y= probits ponderati X= log(conc) ponderati)

Intercetta (a) = -41965

Pendenza (b) = 52631 es = 07756

Media delle X = 17779

Media delle Y = 51609

CHI quadro = 19527

ALTRI PARAMETRI STATISTICI

Numero di punti = 5

Gradi di liberthellip = 3

Mortalithellip naturale = 00000 es = 00001

Numero di cicli = 1

===================================================================

END POINT CONCENTRAZIONE LIMITI FIDUCIALI

(95)

inferiore superiore

LC1 201996 126752 264066

LC50 558911 486347 634123

===================================================================

NOTA Se LC Š al di fuori del range di conc analizzate

il valore deve essere preso con estrema cautela trattandosi

di un valore stimato per estrapolazione

La stessa avvertenza vale per i limiti di confidenza

Se Š necessaria altra assistenza rivolgersi ad un esperto

di statistica

217

ANEXO N DISENtildeO CAJA DE MEZCLA

RAPIDA

218

CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Generalmente el clarifloculador lleva un cono de mezcla al interior pero debido a las dimensiones que se hallaron en la hoja de disentildeo teniendo en cuenta que es un disentildeo piloto se decidio disentildear una caja de mezcla rapida

La caja de mezcla rapida funciona mecanicamente con un mezclador en su interior A continuacioacuten se muestra el esquema del disentildeo piloto 55

DISENtildeO A ESCALA PILOTO

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 60 seg

Caudal 1 Lmin

Caudal 1667E-05 m3s

Volumen 0001 m3

Altura 0001 m

Diametro 00011 m

Aacuterea 00000 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 0000376222 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

DISENtildeO A ESCALA INDUSTRIAL

DISENtildeO CAJA DE MEZCLA RAPIDA

Tiempo de retencioacuten 30 seg

Caudal 10 Lmin

Caudal 6000E-02 m3s

Volumen 18 m3

Altura 005 m

Diametro 03386 m

Aacuterea 00900 m2

Gradiente hidraacuteulico 900 1s

DISENtildeO DEL MEZCLADOR

Diametro del impulsor 011286653 m

Velocidad tangencial de las paletas 06 ms

Nuacutemero de reynolds 100000

55 ROMERO ROJAS Jairo alberto Purificacioacuten del aguaEditorial escuela colombiana de ingenieriacutea 2ordf

edicioacutenColombia 2006

219

El cilindro disentildeado no cuenta con las dimensiones miacutenimas debido a que el diaacutemetro es muy reducido de manera que para el ensayo piloto se empleo un cilindro de mayor tamantildeo

220

ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS

221

222

223

224

  • Determinacioacuten de la concentracioacuten letal media (CL50-96) de cobre (Cu) y Cinc (Zn) mediante pruebas toxicoloacutegicas (bioensayos) utilizando alevinos de Oncorhynchus mykiss (Trucha arco iris)
    • Citacioacuten recomendada
      • DETERMINACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN LETAL MEDIA (CL50) DE COBRE (Cu) Y CINC (Zn) MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOacuteGICAS (BIOENSAYOS) UTILIZANDO ALEVINOS DE ONCORHYNCHUS MYKISS (TRUCHA ARCO IRIS)
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