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
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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
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
7
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
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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
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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
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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
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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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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
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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
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
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
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ANEXO A PROTOCOLO DE LABORATORIO
ANAacuteLISIS PROBIT
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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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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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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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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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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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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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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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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
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ANAacuteLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE EL METODO DE PROBIT
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
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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
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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)
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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
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LABORATORIO
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ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 1 de 7
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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
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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
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ANAacuteLISIS VARIANZA (ANOVA) Paacutegina 3 de 7
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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
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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
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LABORATORIO
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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
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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
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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
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ANEXO O HOJAS DE REGISTRO DE DATOS
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