III Jornada Técnica by Riegos Alto Aragón

III Jornada Técnica INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE AUTOCONTROL DE LOS RETORNOS DE RIEGO EN COMUNIDADES DE REGANTES MONOGRÁFICO RIEGOS DEL ALTO ARAGÓN

DICIEMBRE 2013

SUMARIO

INTRODUCCIÓN (I). José Vicente Lacasa

INTRODUCCIÓN (II). César Trillo

¿QUÉ SON LOS RETORNOS DE RIEGO?. Ramón Aragüés

NORMAS DE CALIDAD AMBIENTAL: LA DIRECTIVA MARCO DEL AGUA. Elena Pérez

SISTEMÁTICA PARA LA MEDICIÓN DE CAUDAL Y EL CONTROL DE LA CALIDAD DE LOS RETORNOS DE RIEGO. Daniel Isidoro

SEGUIMIENTO DE LA CALIDAD Y CANTIDAD DE LOS RETORNOS DE RIEGO EN RIEGOS DEL ALTO ARAGÓN. ESTADO DE LA CUESTIÓN. Farida Dechmi, Ignacio Clavería, María Balcells y Daniel Isidoro

Este Boletín Monográfico es resultado de la III Jornada Técnica titulada «Introducción a los sistemas de autocontrol de los retornos de riego en comunidades de regantes» incluido en el Programa Plurirregional de formación convocatoria 2011 coordinado por FENACORE y financiado por el Fondo Social Europeo y el Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y Marino. También gracias a la colaboración del Parque Tecnológico Walqa. Monográfico: Introducción a los sistemas de autocontrol de los retornos de riego en comunidades regantes. Diciembre 2013 Edita: Riegos del Alto Aragón. Avenida Ramón y Cajal n.º 96. 22006 Huesca. Teléfono: 974 226 968 Fax: 974 238 035 e-mail: comunicacion@cg-riegosaltoaragon.es Director: César Trillo Coordinación: Yolanda Gimeno Consejo de redacción: Ramón Aragüés, Elena Pérez, Daniel Isidoro, Farida Dechmi, Ignacio Clavería y María Balcells Maquetación: Veintiocho Estudio Creativo. Depósito Legal: HU-61-2010.

Monográfico Autocontrol de los retornos de riego. Diciembre 2013

INTRODUCCIÓN (I)

Existe una conciencia cada vez más clara de la necesidad de preservar la calidad de las aguas, que se plasma nítidamente en las restricciones impuestas por la Directiva Marco del Agua. En el entorno de la cuenca del Ebro, donde el regadío es el principal usuario de los recursos hídricos, la preservación de la calidad de las aguas exige conocer la contribución real de los regadíos al deterioro de su calidad. Los regantes son, como principales usuarios del agua en la cuenca, los primeros interesados en preservar su calidad. La implicación cada vez mayor de las Comunidades Generales de Regantes en esa tarea da testimonio de la importancia que conceden a este asunto y de su compromiso para contribuir a la preservación de la calidad de las aguas y del medioambiente en general. Desde hace 30 años el CITA viene trabajando en el control de la cantidad y calidad de los retornos de riego, los dos factores que determinan el efecto de los retornos sobre la calidad de las aguas. La realización de estos trabajos por parte del CITA ha sido posible únicamente a través de la colaboración con las Comunidades de Regantes y de la Confederación Hidrográfica del Ebro. En la actualidad, el CITA colabora con la CHE en el control de los retornos de los Riegos del Alto Aragón (en Alcanadre, Violada y Valcuerna) y del Canal de Aragón y Cataluña (en Clamor Amarga) y mantiene con Riegos del Alto Aragón una red de seguimiento de los retornos con un total de 7 puntos de control. El control de los retornos de riego por parte de los regantes (ya iniciado por las tres grandes comunidades generales de la cuenca del Ebro: Bardenas, Aragón y Cataluña y Riegos del Alto Aragón) necesita de la colaboración o asesoramiento inicial de grupos de investigación con experiencia en el control de la calidad del agua. En este sentido, la participación del CITA en las actividades de control de los retornos de las Comunidades de Regantes es una necesidad que se deriva de la responsabilidad del CITA como organismo público que está y estará siempre dispuesto a colaborar con las Comunidades de Regantes. Es en este marco de colaboración donde se inscribe esta jornada técnica, en la que se han expuesto tanto las normas de calidad ambiental como las líneas generales de la metodología de control de los retornos de riego y el desarrollo de la red de control puesta en marcha en Riegos del Alto Aragón. Es de desear que tanto las colaboraciones en curso para el control de los retornos como este tipo de jornadas se continúen en el tiempo y contribuyan a mejorar efectivamente la calidad de las aguas de nuestros ríos.

José Vicente Lacasa Director Gerente CITA-DGA

Monográfico Autocontrol de los retornos de riego. Diciembre 2013

INTRODUCCIÓN (II)

Una de las cuestiones que cobra cada día más importancia en la gestión de un regadío tecnificado es la cantidad y la calidad del agua de riego que por ellos circula. A lo largo de esta III Jornada Técnica hemos avanzado en el conocimiento de la legislación y estudios relacionados con esta cuestión. Pero sobre todo y como el título apunta hemos abierto en nuestra calidad de Comunidad General de Regantes una nueva vía hacia el autocontrol de los retornos que nosotros mismos producimos. Hemos conocido de la mano de reputados expertos qué son los retornos de riego, la ingente normativa en materia de calidad de las aguas dentro de la cual la Directiva Marco de Aguas juega un papel principal. Estas cuestiones son de gran importancia para conocer como se produce el retorno de agua excedente del riego y cuáles son los mecanismos que generan la contaminación, sin embargo el elemento diferenciador de esta jornada ha sido apostar por una sistemática de medición de caudal y de control de la calidad de los retornos. Una sistemática sencilla y que nos permita a las propias comunidades llevar a cabo nuestro propio autocontrol. Significa un paso adelante en nuestro trabajo de gestores. Riegos del Alto Aragón conscientes de la importancia que esta cuestión tiene comenzamos a trabajar con el CITA hace ya seis años en el seguimiento de la calidad y cantidad del agua de nuestros desagües. La preocupación por esta cuestión ya venía de atrás y habíamos realizado trabajos aunque no de forma sistemática. La construcción de aforos y su seguimiento científico, ha de ir acompañado de un seguimiento rutinario y sistemático que nos permita conocer los distintos parámetros de calidad y cantidad. En esta cuestión es donde se vislumbra de forma clara la transferencia de conocimientos de los grupos de investigación y los agentes directamente implicados. Se trata de alejarnos de planteamientos maniqueos de persecución de quien ejerce la contaminación, que se han cebado históricamente con el sector agrario, para pasar a una gestión de la actividad y sus repercusiones ambientales. Su conocimiento profundo de las causas y de forma reflexiva un planteamiento de solución. Agradecer a todos los ponentes sus aportaciones, al CITA en quien siempre encontramos propuestas y buen hacer, a Walqa que nos presta sus instalaciones y nos facilita enormemente la labor y a FENACORE, que a través del Fondo Social Europeo y el MARM financió esta Jornada.

César Trillo Presidente de Riegos del Alto Aragón

Monográfico Autocontrol de los retornos de riego. Diciembre 2013

¿QUÉ SON LOS RETORNOS DE RIEGO? RAMÓN ARAGÜÉS (raragues@aragon.es). Unidad de Suelos y Riegos (Unidad Asociada EEAD-CSIC) Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA-DGA) Avda. de Montañana 930, 50059 Zaragoza (España).

INTRODUCCIÓN Los retornos de riego son todos los flujos de agua que provienen del regadío y son exportados del mismo de forma superficial o subterránea. Estos flujos retornan generalmente a los ríos y a las aguas subterráneas, pero también pueden hacerlo directamente al mar o a otros cuerpos de agua (lagunas, etc.). Los flujos de retorno de riego (FRR) se consideran los mayores contribuyentes difusos (no puntuales) de la contaminación de las aguas superficiales y subterráneas. Esta contaminación externa es inevitable, ya que la agricultura de regadío no puede sobrevivir si las sales y otros constituyentes se acumulan de forma excesiva en la zona de raíces de los cultivos (contaminación interna), por lo que una parte de los mismos tienen que ser exportados por las aguas de drenaje. La obtención de un balance de masas apropiado que permita minimizar tanto la contaminación interna como externa es fundamental para lograr una agricultura de regadío económicamente rentable y ambientalmente sostenible. En este capítulo se describen los componentes de los flujos de retorno de riego, los problemas principales de contaminación difusa producidos por los mismos, y las prácticas más importantes para el control de dicha contaminación.

(1) La detracción de agua de un río a través de un canal principal y de un lateral del mismo en el que se producen unas pérdidas operacionales de agua que vierten directamente a la red de drenaje. (2) La aplicación del riego a una parcela y las pérdidas o escorrentías superficiales de agua que vierten directamente a la red de drenaje. (3) El drenaje subsuperficial de agua al final de la zona de raíces que recarga el freático y vierte directamente a la red de drenaje a través de un dren enterrado. En este diagrama idealizado no se representan las aguas subterráneas más profundas que pueden ser otro sistema receptor del drenaje subsuperficial.

VARIABLES QUE DEFINEN LA CALIDAD DE LOS FLUJOS DE RETORNO DE RIEGO (FRR) Los componentes principales de los FRR son tres: (1) las pérdidas operacionales de agua que se producen en los sistemas de distribución (canales, acequias), (2) la escorrentía superficial de las parcelas y (3) el drenaje subsuperficial. La Figura 1 es un esquema simplificado que muestra estos tres componentes:

Figura 1. Esquema idealizado de los tres componentes principales de los flujos de retorno de riego (FRR) que muestra la detracción de agua de un río a través de un canal principal, su distribución a través de un lateral con pérdidas operacionales , la aplicación del riego desde el lateral a una parcela con escorrentía superficial , y el drenaje subsuperficial de la parcela al colector de drenaje a través de un dren enterrado. Adaptado de Aragüés R., Tanji K.K., 2003. Water Quality of Irrigation Return Flows. Encyclopedia of Water Science, Stewart B.A. and Howell T.A. (Eds.), Marcel Dekker, Inc. (New York): 502-506.

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Cada uno de estos componentes tiene unas características de calidad diferentes y dado que los FRR son una mezcla de los mismos, la proporción de sus volúmenes determina la calidad final de los FRR. La Tabla 1 resume los principales parámetros de calidad de los tres componentes de los FRR y los cambios de calidad esperables en cada uno de ellos en relación a la calidad del agua de riego. En esta Tabla de carácter conceptual, 0 significa que la degradación de calidad respecto a la del agua de riego es despreciable, + significa degradación de calidad y – significa mejora de calidad. En general, las pérdidas operacionales descargan el agua directamente de los canales a la red de drenaje, por lo que su calidad es muy similar a la del agua de riego (degradación de calidad despreciable). La escorrentía superficial fluye sobre la superficie del suelo y descarga al final de la parcela directamente a la red de drenaje, por lo que su contacto con el suelo y agroquímicos es limitado y su degradación de calidad es generalmente pequeña. Sin embargo, estas aguas pueden incrementar ligeramente en salinidad y pueden cargarse de sedimentos y nutrientes asociados (fósforo en particular), así como de agroquímicos añadidos en el agua de riego tales como algunos pesticidas y fertilizantes nitrogenados. Finalmente, las aguas de drenaje subsuperficial que se desplazan a través del suelo son generalmente las que más se degradan en calidad, ya que transportan los agroquímicos disueltos en la solución del suelo así como sales u otros elementos solubles presentes en el suelo, materiales geológicos y aguas subterráneas interceptadas. Aunque algunos parámetros pueden mejorar puntualmente en calidad, el resultado global es que los FRR tienen de forma generalizada una calidad

PARÁMETROS DE CALIDAD

inferior a la de las aguas de riego, sobre todo debido a los incrementos en las concentraciones de sales disueltas, nitrógeno y fósforo. En términos generales, los parámetros de calidad más importantes a medir en los FRR son: (1) Sales disueltas e iones principales: Conductividad Eléctrica, Sólidos Disueltos Totales, cationes (Na, Ca, Mg, K, NH4) y aniones (HCO3, SO4, Cl, NO3). El N y el P en sus distintas formas orgánicas e inorgánicas debe asimismo medirse, en particular el N en las aguas de drenaje y el P en las aguas de escorrentía superficial. (2) Metales pesados o elementos traza tóxicos: As, B, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Mo, Ni, Se, Sr, Ur, Va, Zn. Debido al pequeño intérvalo de concentraciones entre deficiente y tóxico para alguno de estos elementos, el conocimiento de las mismas en suelos y aguas es esencial. La presencia de estos elementos puede ser natural (origen geológico) o antrópica (fertilizantes, enmiendas, eyecciones animales, aguas y lodos residuales). (3) Pesticidas (herbicidas, insecticidas, fungicidas y nematicidas): muy variables y dependientes en gran medida del cultivo al que se aplica. Los pesticidas solubles en agua se lavan fácilmente, los de elevada presión de vapor se pierden en la atmósfera y los de elevada adsorción se unen a los sedimentos. Los pesticidas organofosfatados son los más frecuentes en las aguas subterráneas. En general, las concentraciones de pesticidas son mucho mayores en las aguas de drenaje superficial que en las de drenaje subsuperficial debido a la acción filtrante del suelo.

COMPONENTES DE LOS FLUJOS DE RETORNO DEL RIEGO Pérdidas operac.

Escorr. Superf.

Drenaje subsup.

Degradación general de calidad

Salinidad

0, +

Nitrógeno

0, +, ++

+, ++

Fósforo

0, +

0, -, +

Demanda biológica de oxígeno

+, 0

0, -, –

Sedimentos

0, +, -

–

Residuos de pesticidas

0, -, +

Elementos traza

0, +

0, -, +

Organismos patógenos

0, +

-, –

0: Degradación de calidad despreciable +, ++: Degradación moderada, elevada de calidad (evapoconcentración, aplicación de agroquímicos, erosión del suelo, disolución de minerales...) -, –: Mejora moderada, elevada de calidad (filtración, fijación, degradación microbiana, precipitación de minerales, etc.)

Tabla 1. Parámetros de calidad de los tres componentes principales de los flujos de retorno de riego y cambios de calidad esperables en relación con la calidad del agua de riego (adaptado de Aragüés, Tanji, 2003).

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¿CÓMO MINIMIZAR LA MASA EXPORTADA DEL CONTAMINANTE EN LOS FRR? (Masa = Concentración x Volumen) Reduciendo la concentración del contaminate en los FRR

Reduciendo el volumen de los FRR

Control a nivel fuente

Control a nivel sumidero

- Disminuir los aportes de agroquímicos - Mejorar las fechas de aplicación - Mejorar el manejo de los residuos ganaderos - Eliminar el riego de las zonas salinas - Ubicar filtros verdes / humedales en azarbes

Reducción del drenaje - Optimización del riego - Riego Deficitario Controlado

Reutilización - Interna - Externa

Tabla 2. Estrategias de control de la contaminación difusa inducida por la agricultura de regadío.

PRÁCTICAS PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DIFUSA DEL REGADÍO La idea básica para el control o minimización de la contaminación difusa inducida por la agricultura de regadío es el control o minimización de la masa de los contaminantes exportados en los FRR, ya que ésta es la que determina la concentración de los contaminantes en las aguas receptoras de dichos retornos. Dado que la masa de un contaminante es el producto del volumen de agua y de la concentración del contaminante, el control de la contaminación difusa implica una reducción en la concentración del contaminante y/o en el volumen de los FRR. La Tabla 2 presenta una síntesis conceptual de las principales estrategias de control de la contaminación difusa inducida por la agricultura de regadío basada en la reducción de la masa exportada del contaminante a través de (1) la reducción de la concentración del contaminante y (2) la reducción del volumen de los FRR. La reducción del volumen de los retornos de riego es generalmente la práctica mas eficiente que

puede alcanzarse con relativa facilidad mediante la optimización del riego y la reutilización interna o externa de las aguas de drenaje. Esta síntesis conceptual es muy generalista, y la aplicación concreta de las distintas opciones debe efectuarse caso por caso en función de las características de los sistemas en estudio. Finalmente, la Tabla 3 presenta un resumen de algunas prácticas de control de la contaminación clasificadas en los tres subsistemas principales de una zona regable: (1) distribución del agua (diseñado para satisfacer las necesidades de agua a nivel finca y reducir las pérdidas operacionales indeseadas), (2) finca (diseñado para mantener o aumentar la productividad y mejorar el control de los insumos de producción a nivel fuente), y (3) evacuación del agua (diseñado para mejorar el control a nivel sumidero y minimizar los flujos de retorno de riego). En cada uno de estos subsistemas las prácticas propuestas son específicas de cada caso de estudio, por lo que el conocimiento local es imprescindible para efectuar un análisis eficiente de dichas prácticas de control.

1- SUBSISTEMA DISTRIBUCIÓN DEL AGUA

•

• • •

Revestimiento de embalses, canales y acequias (evita las filtraciones, las pérdidas por la ET de las freatofitas, el encharcamiento del suelo y la recarga de los acuíferos; mejora la calidad del agua de riego, por ejemplo los sólidos en suspensión). Instalación de medidores de caudal (control del agua; tarifación y multas; reduce pérdidas operacionales; se alcanzan eficiencias más elevadas en la distribución del agua). Construcción de embalses de regulación interna (mayor flexibilidad en la entrega del agua). Establecimiento de estructuras institucionales eficientes y de programas de mantenimiento.

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2- SUBSISTEMA FINCA

• • •

• •

Mejorar las prácticas culturales (dosis y fraccionamiento de los fertilizantes; fertilizantes de liberación lenta; ferti-riego; control de plagas; prácticas de siembra y laboreo). Adoptar prácticas con menor impacto ambiental (manejo integrado; control biológico; cultivos mixtos; agricultura orgánica). Incrementar la eficiencia y uniformidad del riego (diseño y elección apropiada de los sistemas de riego; optimizar los calendarios de riego; reducir la evaporación mediante el acolchado y laboreo de conservación; riego deficitario controlado). Minimizar la fracción de lavado de acuerdo con las necesidades de lavado de los cultivos (reducir el volumen de drenaje; minimizar la disolución de minerales y maximizar la precipitación de minerales). Proporcionar servicios técnicos y adiestramiento a los agricultores; eliminar las restricciones institucionales.

3- SUBSISTEMA EVACUACIÓN DEL AGUA • •

• •

Restringir la evacuación de los FRR para cumplir con los objetivos de calidad en las aguas receptoras de los mismos. Reutilizar para el riego las aguas de drenaje y las aguas residuales; manejo integrado del drenaje a nivel finca (reciclado del drenaje a través de materiales biológicos y/o sistemas agroforestales: concepto de concentración biológica en serie). Evacuación de las aguas de drenaje al océano o tierra adentro (embalses de evaporación; evaporadores solares; pozos de inyección profunda). Diseño y manejo del drenaje (incluir la calidad del agua como parámetro de diseño; profundidad y distancia de los drenes; manejo integrado del riego y del drenaje; uso de los freáticos superficiales por los cultivos (riego subterráneo); drenaje controlado mediante el manejo del nivel de agua en la salida de drenaje; reducir la exportación de nitratos incrementando la desnitrificación por elevación del freático). Bombeo y evacuación de las aguas subterráneas para reducir su interceptación por el sistema de drenaje. Flujo de las aguas de drenaje superficial a través de filtros verdes (eliminación de sedimentos y sus contaminantes asociados; eliminación de nitratos por absorción de las plantas y desnitrificación; sumidero para sedimentos, nutrientes, elementos traza y pesticidas). Evacuación de las aguas de drenaje al océano o tierra adentro (embalses de evaporación; evaporadores solares; pozos de inyección profunda). Tratamientos físicos, químicos y biológicos de las aguas de drenaje: eliminación de partículas; adsorción; desalación (procesos de membrana y destilación); coagulación y floculación; precipitación química; intercambio iónico; oxidación; bio-filtración (riego de cultivos que adsorben Se, Mo, B, NO3, etc.); plantas de tratamiento con algas-bacterias (eliminación de NO3 y Se).

Tabla 3. Resumen de las prácticas de manejo para el control de la contaminación difusa inducida por la agricultura de regadío clasificadas para cada subsistema de una zona regable (distribución de agua, finca y evacuación del agua) (adaptado de Aragüés, Tanji, 2003).

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NORMAS DE CALIDAD AMBIENTAL: LA DIRECTIVA MARCO DEL AGUA ELENA PÉREZ. Área de Calidad de las Aguas. Comisaría de Aguas. Confederación Hidrográfica del Ebro. Paseo de Sagasta, 28. 50071 - Zaragoza (España). eperez@chebro.es

LA DIRECTIVA MARCO DEL AGUA Y LAS NORMAS DE CALIDAD AMBIENTAL PARA PLAGUICIDAS Y NUTRIENTES Los plaguicidas y los nutrientes son los principales contaminantes presentes en las aguas de retornos de riego que afectan a la calidad de las aguas. Es por esto que la Directiva Marco del Agua 2000/60/ CE (en adelante DMA) exige a los Estados Miembros el establecimiento de normas de calidad ambiental para este tipo de contaminantes con el fin de prevenir todo deterioro adicional y proteger y mejorar el estado de los ecosistemas acuáticos.

La DMA, además, respondiendo a su carácter de directiva marco, recoge e integra las distintas directivas actuales que inciden en la calidad de las aguas. Otros aspectos relevantes son que la DMA integra, junto a las aguas superficiales continentales y subterráneas, las aguas de transición y las aguas costeras en la planificación y la gestión del agua, y fomenta la participación pública. La DMA establece a los Estados Miembros una serie de obligaciones y de plazos para el cumplimiento de dichas obligaciones, que se resumen a continuación: •

La Directiva Marco del Agua El objetivo básico de la DMA es la consecución del buen estado de las masas de agua en el año 2015, además de lograr un uso sostenible del agua. Otros objetivos de esta Directiva europea son: •

• •

Reducir y suprimir los vertidos, las emisiones y las pérdidas de las sustancias peligrosas prioritarias. Paliar los efectos de las inundaciones y de la sequías. Controlar la contaminación de todas las aguas.

Se trata de una Directiva que va más allá de la concepción tradicional de calidad por usos contemplada por otras Directivas relacionadas con la calidad de las aguas. No sólo se pretende garantizar una buena calidad del agua, sino también la salud de los ecosistemas acuáticos y terrestres asociados. En esta normativa, los aspectos biológicos y también los hidromorfológicos, adquieren relevancia en el diagnóstico integrado de la calidad, junto con los ya tradicionalmente usados indicadores fisicoquímicos.

•

A más tardar cuando hayan transcurrido cuatro años desde la fecha de entrada en vigor de la Directiva (año 2000), los Estados Miembros deberán hacer un análisis de las características de las demarcaciones hidrográficas. Seis años después de la fecha de entrada en vigor de la Directiva, deberán estar operativos los programas de seguimiento del estado de las aguas. Nueve años después de la entrada en vigor de la Directiva, deberá elaborarse un programa de medidas en cada demarcación, que deberá estar operativo en el 2012. A más tardar nueve años después de la entrada en vigor de la DMA, también se publicarán los planes hidrológicos de cuenca para cada demarcación hidrográfica, que se revisarán y actualizarán cada seis años. Finalmente, en el año 2015 deberá alcanzarse el buen estado de las aguas.

Normas de calidad ambiental para plaguicidas y nutrientes La DMA define “norma de calidad ambiental” como la concentración de un contaminante o grupo de contaminantes en el agua, sedimento y biota, que

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Tanto las sustancias prioritarias como las sustancias preferentes son sustancias peligrosas. Una sustancia peligrosa es un contaminante que posee las siguientes tres propiedades:

no debe superarse en aras de la salud humana y el medio ambiente. Ya se ha indicado anteriormente que la DMA exige el establecimiento de normas de calidad ambiental para los contaminantes con el fin de proteger y mejorar el estado de los ecosistemas acuáticos, así como evitar su deterioro. En el caso de los plaguicidas, las normas de calidad ambiental a nivel estatal aparecen recogidas en el Real Decreto 60/2011, sobre normas de calidad ambiental en el ámbito de la política de aguas. Este Real Decreto traspone a nuestro ordenamiento jurídico la Directiva Europea 2008/105/CE y consta de dos anexos. El anexo I recoge las normas de calidad ambiental para las sustancias prioritarias y otros contaminantes, sustancias priorizadas a nivel europeo. El anexo II contempla las normas de calidad ambiental para las denominadas sustancias preferentes, que son sustancias priorizadas a nivel nacional por su especial peligrosidad y alta concentración en las aguas españolas.

•

• •

Toxicidad: Produce efectos negativos a los ecosistemas, bien a corto plazo (mortalidad o inmovilidad), o bien a largo plazo (cambios en la reproducción o malformaciones). Persistencia: Permanece en el medio sin degradarse. Bioacumulación: Se acumula en los organismos vivos a través de la cadena trófica.

En la Tabla 1 aparecen las normas de calidad ambiental que el Real Decreto 60/2011 establece para los 17 plaguicidas del anexo I y para los 2 plaguicidas del anexo II. La NCA-MA se define como el valor medio anual, mientras que la NCACMA se define como la concentración máxima admisible.

PLAGUICIDA

NCA-MA (μg/L)

NCA-CMA (μg/L)

Alacloro

0,3

0,7

Atrazina

0,6

2,0

Clorfenvinfós

0,1

0,3

Clorpirifós

0,03

0,1

Aldrín, Dieldrín

Sumatorio < 0,01

---

DDT Total

0,025

---

p,p´-DDT

0,01

---

Diurón

0,2

1,8

Endosulfán

0,005

0,01

Hexaclorobenceno

0,01

0,05

HCHs

0,02

0,04

Isoproturón

0,3

Simazina

Trifluralina

0,03

---

Terbutilazina

(preferente)

Metolacloro

(preferente)

Tabla 1. Normas de calidad ambiental del RD 60/2011 para los plaguicidas.

El Real Decreto 60/2011 no es la única normativa que establece normas de calidad ambiental para los plaguicidas en aguas. El Real Decreto 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano, también establece normas de calidad ambiental para algunos plaguicidas (Tabla 2), aunque debe tenerse en cuenta que estos valores no son de obligado cumplimiento en agua bruta.

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PLAGUICIDA

VALOR PARAMÉTRICO

Total plaguicidas

0,5

Plaguicida individual

0,1

Aldrín

0,03

Dieldrín

0,03

Heptacloro

0,03

Heptacloro epóxido

0,03

Tabla 2. Normas de calidad ambiental del RD 140/2003 para los plaguicidas.

También existen normas de calidad ambiental para los nutrientes, pues un exceso de los mismos en las aguas puede dar lugar al fenómeno de la eutrofización. La eutrofización consiste en un crecimiento acelerado de algas como consecuencia del aumento de nutrientes en el agua, con el resultado de trastornos no deseados en el equilibrio entre los organismos presentes en el agua y en la calidad del agua a la que afecta. Los nutrientes principales en las aguas de retornos de riego son el nitrógeno (que suele presentarse en forma de nitrato) y el fósforo (se presenta adsorbido a los sólidos en suspensión o como fosfato disuelto). En el caso de los nitratos, la Directiva 91/676/ CEE sobre la protección de las aguas contra la contaminación producida por nitratos de fuentes agrarias, y el Real Decreto 261/96, que la traspone a nuestro ordenamiento jurídico, establecen que las aguas estarán contaminadas cuando la concentración de nitratos sea superior a 50 mg NO3/L y en riesgo de estar contaminadas cuando la concentración supere los 25 mg NO3/L. La DMA establece que una masa de agua no podrá alcanzar el buen estado si la concentración de nitratos supera los 25 mg NO3/L. Finalmente, la Confederación Hidrográfica del Ebro considera que existe una concentración elevada de nitratos en las aguas cuando en las mediciones realizadas a lo largo de un año, el promedio anual supera los 20 mg NO3/L o si el máximo anual es superior a 25 mg NO3/L. En relación a los fosfatos, la DMA establece que una masa de agua no podrá alcanzar el buen estado si la concentración de fosfatos supera los 0,4 mg PO4/L. La Confederación Hidrográfica del Ebro considera que existe una concentración elevada de fosfatos en las aguas cuando en las mediciones realizadas durante un año, el promedio anual supera los 0,30 mg PO4/L o si el máximo anual es superior a 0,94 mg PO4/L. Considera

que la concentración es moderada si el promedio anual oscila entre 0,30 y 0,15 mg PO4/L y que la concentración es baja cuando el promedio anual está por debajo de 0,15 mg PO4/L. LAS REDES DE CONTROL DE PLAGUICIDAS Y NUTRIENTES DE LA CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL EBRO La DMA establece en su artículo 8 que los Estados Miembros velarán por el establecimiento de programas de seguimiento del estado de las aguas con objeto de obtener una visión general coherente y completa del estado de las aguas en cada demarcación hidrográfica. Es por ello que la Confederación Hidrográfica del Ebro ha diseñado varias redes de control de calidad de las aguas, entre ellas la red de control de plaguicidas y de nutrientes, con el fin de controlar la contaminación de origen agrícola/difuso en la cuenca del Ebro. Red de Control de Plaguicidas El objetivo de la Red de Control de Plaguicidas es vigilar la contaminación causada por los plaguicidas del Anexo I (sustancias prioritarias y otros contaminantes) y del Anexo II (sustancias preferentes) del Real Decreto 60/2011, aguas abajo de las zonas principalmente agrícolas, y en particular comprobar el cumplimiento de las normas de calidad ambiental establecidas en ese Real Decreto. Las estaciones de control de la Red de Plaguicidas están ubicadas en los tramos de río que recogen las aguas de escorrentía de las distintas zonas agrícolas, antes de su desembocadura en el río principal (río Ebro). También hay establecidos dos puntos en el Ebro que engloban zonas agrícolas y urbanas. En la Tabla 3 se indican las estaciones que conforman en la actualidad la Red de Control de Plaguicidas.

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ESTACIÓN

RÍO

LUGAR

0038

Najerilla

Torremontalbo

0004

Arga

Funes

0005

Aragón

Caparroso

0162

Ebro

Pignatelli

0060

Arba de Luesia

Tauste

0010

Jiloca

Daroca

0087

Jalón

Grisén

0230

Barranco de la Violada

Zuera

0622

Gállego

Deriv. Acequia Urdana

0231

Barranco Valcuerna

Candasnos

0033

Alcanadre

Peralta

0227

Flumen

Sariñena

0226

Alcanadre

Ontiñena

0225

Clamor Amarga

Zaidín

0017

Cinca

Fraga

0627

Noguera Ribagorzana

Deriv. Acequia Corbins

0621

Segre

Deriv. Canal de Urgel

0207

Segre

Vilanova de La Barca

0591

C. de Serós

Embalse de Utxesa

0025

Segre

Serós

0163

Ebro

Ascó

0027

Ebro

Tortosa

Tabla 3. Estaciones de la red de control de plaguicidas.

El Gobierno Vasco declaró zona vulnerable a la contaminación por nitratos una amplia superficie de la Llanada Alavesa, situada sobre la cuenca de los ríos Alegría y Zadorra. Con objeto de conocer la posible presencia de plaguicidas en los retornos de riego de la Llanada Alavesa, en el 2011 se incorporaron dos puntos de muestreo a este programa de control (Tabla 4).

ESTACIÓN

RÍO

LUGAR

0564

Zadorra

Salvatierra

2215

Alegría

Matauco

Tabla 4. Estaciones de la RCP añadidas en 2011.

En el Mapa 1 se muestran los 24 puntos de la RCP distribuidos en la cuenca del Ebro:

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En cuanto a la frecuencia de muestreo, se realizan un total de cinco a lo largo del año, en los meses de febrero, mayo, junio, julio y septiembre. Los parámetros que se analizan en la RCP son los que aparecen en la Tabla 5. RD 60/2011, ANEXO I PLAGUICIDAS

SUSTANCIAS PRIORITARIAS

Alacloro

SUSTANCIAS PELIGROSAS PRIORITARIAS

Aldrin

RD 60/2011, ANEXO II

OTROS CONTAMINANTES

SUSTANCIAS PREFERENTES

LISTA OSPAR

Ametrina Atrazina

Clorfenvinfos

Clorpirifos

DDTs y metabolitos

Dicofol

Dieldrin

Dimetoato Diurón

Endosulfán

Endrín

x x

HCHs

Heptacloro* Heptacloro-epóxido* Hexaclorobenceno

Isodrín Isoproturón Metolacloro

x x

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RD 60/2011, ANEXO I PLAGUICIDAS

SUSTANCIAS PRIORITARIAS

SUSTANCIAS PELIGROSAS PRIORITARIAS

RD 60/2011, ANEXO II

OTROS CONTAMINANTES

LISTA OSPAR

SUSTANCIAS PREFERENTES

Metoxicloro

Molinato Paratión-etil Paratión-metil Prometón Prometrina Propazina Simazina

Terbutilazina

Terbutrina Tetradifón Trifluralina

Tabla 5. Plaguicidas analizados en la RCP (Con asterisco aparecen los parámetros del Real Decreto 140/2003 añadidos en 2003).

En la Tabla 6 aparecen los metabolitos analizados en la RCP. METABOLITOS

PLAGUICIDAS DE LOS QUE DERIVAN

4,4´-Diclorobenzofenona

Dicofol

Desetilatrazina

Atrazina

4-Isopropilanilina

Isoproturón

3,4-Dicloroanilina

Diurón, Propanil y Linurón

Endosulfán-sulfato

Endosulfán

Tabla 6. Metabolitos analizados en la RCP.

En cuanto a los resultados de la Red de Control de Plaguicidas, en la Tabla 7 se recogen los incumplimientos de los años 2009 y 2010. Puede observarse que casi todos los incumplimientos son de clorpirifós. AÑO

2010

ESTACIÓN

PARÁMETRO

MA (NCA-MA) (μg/L)

CMA (NCA-CMA) (μg/L)

Jalón/Grisén

Clorpirifós

0,0319 (0,03)

---

Clamor Amarga/Zaidín

Clorpirifós

0,0728 (0,03)

---

Clamor Amarga/Zaidín

Clorpirifós

---

0,223 (0,1)

Ebro/Tortosa

Endosulfán

0,0065 (0,005)

---

Arba de Luesia/Tauste

Clorpirifós

0,038 (0,03)

---

Clamor Amarga/Zaidín

Clorpirifós

0,072 (0,03)

---

Alcanadre/Ontiñena

Clorpirifós

0,036 (0,03)

---

Flumen/Sariñena

Clorpirifós

0,044 (0,03)

---

N. Ribagorzana/Corbins

Clorpirifós

0,081 (0,03)

---

2009

Tabla 7. Incumplimientos de la RCP en los años 2009 y 2010.

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Además, en el año 2010 aparecieron otros plaguicidas en concentraciones elevadas, por encima de los 0,1 μg/L que el Real Decreto 140/2003 de aguas de consumo humano establece para los plaguicidas individuales. Este valor, tal y como se ha explicado anteriormente, no es de obligado cumplimiento en agua bruta. Estos plaguicidas que aparecieron en concentraciones elevadas (pero que no incumplieron las normas de calidad ambiental) son la terbutilazina, la desetilatrazina y el metolacloro, y en menor medida, el molinato, la 3,4-dicloroanilina, el dimetoato y el isoproturón. La Confederación Hidrográfica del Ebro no sólo controla y analiza los plaguicidas dentro de la Red de Control de Plaguicidas, sino que desde el año 2010 también controla y analiza los mismos plaguicidas de esta red (un total de 37) en todos los puntos de la denominada red ABASTA, una red formada por 141 estaciones que controlan puntos donde se capta agua para abastecimiento. Los resultados en el año 2010 en esta red ABASTA fueron muy similares a los de la RCP. Aparecieron incumplimientos de clorpirifós en el río Jalón en Sabiñán y Urrea, y se detectó una concentración elevada de terbutilazina en el río Ebro en Logroño, Agoncillo y Escatrón. Con el fin de explicar los trabajos realizados para el control de los plaguicidas en las aguas superficiales de la cuenca del Ebro, la Confederación Hidrográfica del Ebro elabora y publica anualmente desde el año 2001 un informe. Estos informes pueden encontrarse en la siguiente dirección: http://www.chebro. es/contenido.visualizar.do?idContenido=28045&idM enu=4106 Red de Control de Nutrientes El objetivo de la red de control de nutrientes de la Confederación Hidrográfica del Ebro es hacer un seguimiento de los nutrientes en los cauces que drenan las zonas definidas como vulnerables. La Directiva 91/676/CEE y el Real Decreto 261/96 sobre la protección de las aguas contra la contaminación producida por nitratos de fuentes agrarias, definen las zonas vulnerables como las áreas geográficas cuya escorrentía drena hacia las aguas afectadas por la contaminación de nitratos y contribuya a la misma. Son las Comunidades Autónomas las que tienen la competencia de designar las zonas vulnerables, mientras que los Organismos de Cuenca son los que determinan las aguas afectadas, que se definen como las aguas superficiales y subterráneas con una concentración de nitratos superior a 50 mg NO3/L, así como los embalses y lagos eutróficos o con tendencia a eutrofizarse. La única masa de agua superficial que ha sido declarada afectada por nitratos de origen agrario en la cuenca del Ebro, de acuerdo con la Resolución de 24 de marzo de 2011, de la Dirección General del Agua, por la que se determinan las aguas afectadas, es el

río Arba de Luesia desde el río Arba de Riguel hasta su desembocadura en el río Ebro. La red de control de nutrientes está constituida por un total de 21 puntos distribuidos por toda la cuenca, siendo la frecuencia de muestreo trimestral. En esta red se miden dos tipos de parámetros: •

•

Parámetros generales: temperatura del aire, temperatura del agua, pH, conductividad, oxígeno disuelto, sólidos en suspensión y DQO. Parámetros específicos: Amonio total, nitritos, nitrógeno Kjeldhal, nitratos, fosfatos y fósforo total.

Los nitratos y los fosfatos, por ser unos de los principales contaminantes presentes en las aguas, no sólo se miden en la red de control de nutrientes, sino que la Confederación Hidrográfica del Ebro también los mide como parámetros básicos en el resto de redes de control de calidad de las aguas. En el mapa 2 puede verse la distribución de los puntos donde se miden nitratos y fosfatos en la cuenca del Ebro, las concentraciones encontradas en estos puntos en el año 2010 y las zonas declaradas vulnerables. En la Tabla 8 aparecen los puntos donde se detectaron concentraciones elevadas de nitratos y fosfatos en la cuenca del Ebro en el año 2010. La Confederación Hidrográfica del Ebro considera que existe una concentración elevada de nitratos en las aguas cuando en las mediciones realizadas a lo largo de un año, el promedio anual supera los 20 mg NO3/L o si el máximo anual es superior a 25 mg NO3/L. En relación a los fosfatos, se considera que existe una concentración elevada de fosfatos en las aguas cuando en las mediciones realizadas durante un año, el promedio anual supera los 0,30 mg PO4/L o si el máximo anual es superior a 0,94 mg PO4/L. Puede encontrarse información más detallada en relación al control de nutrientes en el informe CEMAS (control del estado de las masas de agua) que la Confederación Hidrográfica del Ebro elabora y publica anualmente desde el año 2001. Este informe tiene como objetivo presentar el seguimiento y el diagnóstico del estado de las masas de agua de la cuenca y se puede consultar en: http://www.chebro. es/contenido.visualizar.do?idContenido=28045&idM enu=4106. LOS PROGRAMAS DE MEDIDAS Según la DMA, los Estados Miembros velarán por que se establezca para cada demarcación hidrográfica y a más tardar nueve años después de la entrada en vigor de dicha Directiva, un programa de medidas que deberá estar operativo en 2012. Este programa de medidas se aplicará sobre aquellas masas de agua en mal estado, con el fin de que en el

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NITRATOS

FOSFATOS

PUNTO

Media anual (mg/L)

Máximo anual (mg/L)

Media anual (mg/L)

Máximo anual (mg/L)

Alegría/Matauco

28,37

43,7

---

Zadorra/Vitoria

---

26,5

0,39

---

Linares/Mendavia

---

37,5

---

Zidacos/Olite

27,4

---

Arba de Luesia/Tauste

30,2

48,3

---

Jiloca/Calamocha

22,4

26,3

---

Huerva/Cerveruela

32,15

40,8

---

Huerva/Fuente de la Junquera

21,32

28,3

1,42

1,91

Flumen/Barbués

---

26,6

0,39

---

Sió/Balaguer

30,5

0,63

---

Corp/Vilanova de la Barca

40,42

69,2

0,82

2,31

Tabla 8. Resultados del control de nutrientes en la cuenca del Ebro en 2010.

año 2015 pueda alcanzarse el objetivo de la Directiva, que consiste en lograr el buen estado de todas las masas de agua. En relación a la contaminación de tipo difuso, el artículo 11 de la DMA habla del establecimiento de medidas para evitar o controlar la entrada de contaminantes en las masas de agua. Los controles podrán consistir en un requisito de reglamentación previa, como la prohibición de entrada de contaminantes en el agua, el requisito de autorización previa o el de registro basado en normas generales de carácter vinculante, cuando este requisito no esté es-

tablecido de otra forma en la legislación comunitaria. La Directiva 91/676/CEE y el Real Decreto 261/96 sobre la protección de las aguas contra la contaminación producida por nitratos de fuentes agrarias, establecen programas de actuación y aconsejan a los agricultores a poner en práctica los códigos de buenas prácticas agrarias. Otra Directiva europea, la Directiva 2009/128/ CE, por la que se establece el marco de la actuación comunitaria para conseguir un uso sostenible de los plaguicidas, contempla medidas específicas para proteger el medio acuático y las aguas potables.

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Los códigos de buenas prácticas agrarias y los programas de actuación según la Directiva 91/676/CEE Según la Directiva 91/676/CEE, y con el fin de reducir la contaminación de las aguas provocada por los nitratos provenientes de fuentes agrarias, deberán tenerse en cuenta las siguientes medidas: •

En relación al periodo de aplicación de los fertilizantes: o

• •

•

Minimizar la aplicación en las épocas habituales de lluvias y en aquellas en que transcurra mucho tiempo entre el momento de aplicación y el de la demanda por parte del cultivo. Aplicar el fertilizante coincidiendo con el periodo de máximas necesidades del cultivo y al ritmo que el cultivo lo demande.

La cantidad máxima a aplicar por hectárea será la que contenga 170 kg/año de nitrógeno. Evitar la aplicación de fertilizantes en terrenos frecuentemente encharcados, inundados y saturados por riesgo de pérdida de nitratos por percolación y escorrentía. En relación a la aplicación de los fertilizantes en tierras cercanas a cursos de agua: o

o o

Aplicar la dosis exacta requerida y si es posible, en ausencia de viento fuerte o lluvia. No usar fertilizantes líquidos o aplicados en disolución por el sistema de riego. Establecer márgenes de seguridad (donde no se fertilizará) entre el terreno de aplicación y el curso de agua, pozos y fuentes donde se capte el agua para consumo humano.

•

Emplear técnicas de riego que garanticen una elevada eficacia en la utilización del agua (riegos por aspersión o goteo) para disminuir la fracción de drenaje.

Programa de medidas de la Directiva 2009/128/CE para conseguir un uso sostenible de los plaguicidas. La Directiva 2009/128/CE establece un marco para conseguir un uso sostenible de los plaguicidas mediante la reducción de los riesgos y los efectos del uso de los plaguicidas en la salud humana y el medio ambiente, y el fomento de la gestión integrada de plagas y de técnicas alternativas, como las alternativas no químicas a los plaguicidas. El artículo 11 de esta Directiva europea contempla las siguientes medidas para proteger el medio acuático y el agua potable de los efectos de los plaguicidas: •

• •

•

Deberá darse preferencia a los plaguicidas que no estén clasificados como peligrosos para el medio acuático y que no contengan sustancias peligrosas prioritarias. Deberá también darse preferencia a las técnicas de aplicación más eficientes. En la medida de lo posible se evitará y reducirá el uso de plaguicidas a lo largo de vías de transporte (carreteras, líneas de ferrocarril), superficies muy permeables u otras infraestructuras próximas a las aguas superficiales o subterráneas. Con el fin de reducir al mínimo el riesgo de contaminación hacia afuera ocasionada por la deriva de la pulverización, la filtración y la escorrentía, se aplicarán las siguientes medidas: o o

•

Las instalaciones de almacenamiento de estiércol y purines deberán diseñarse con una capacidad suficiente, de modo que permitan almacenar los fertilizantes sin riesgo de rebose hasta el momento de su aplicación.

Plantación de setos a lo largo de las aguas superficiales. Establecimiento de bandas de seguridad y de zonas de protección de las aguas superficiales y subterráneas utilizadas para la extracción de agua potable donde no se deberán aplicar ni almacenar plaguicidas.

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SISTEMÁTICA PARA LA MEDICIÓN DE CAUDAL Y EL CONTROL DE LA CALIDAD DE LOS RETORNOS DE RIEGO DANIEL ISIDORO Unidad de Suelos y Riegos (Unidad Asociada EEAD-CSIC) Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA-DGA) Avda. de Montañana 930, 50059 Zaragoza (España) disidoro@aragon.es

INTRODUCCIÓN A nivel mundial, como a nivel español y en Aragón, el regadío es el principal usuario de agua. El uso agrícola del agua tiene una característica que le diferencia de los demás usos (urbanos, industriales o de producción de energía) y es que consume una parte sustancial del volumen utilizado. Así, mientras que el agua empleada para usos urbanos vuelve casi íntegramente a los cauces naturales o los acuíferos (con una calidad degradada), una parte sustancial del agua agrícola se pierde por evapotranspiración a la atmósfera (ET). La fracción del agua empleada para riego que vuelve al sistema de aguas superficiales o subterráneas constituye los retornos de riego. Estos retornos presentan necesariamente una calidad inferior (concentraciones mayores de contaminantes) a la del agua de riego, al menos en 2 aspectos: (1) presentan una mayor concentración de sales; (2) presentan mayor concentraciones de agroquímicos (nutrientes y plaguicidas empleados en la agricultura intensiva de regadío) Además, los retornos de riego pueden presentar (3) mayores aportes de sólidos en suspensión; (4) mayores niveles de contaminación orgánica en áreas donde los retornos de los asentamientos rurales y las explotaciones ganaderas no son tratados (lo que es más frecuente en países en vías de desarrollo) y (5) mayores niveles de elementos pesados procedentes del lavado de los materiales del suelo-subsuelo o de los utilizados en la alimentación del ganado. La necesidad de controlar la calidad de los retornos de riego se deriva, normativamente, de la Directiva Marco del Agua (DMA) y otras normas europeas, pero obedece sobre todo a la necesidad creciente de conocer la disponibilidad del recurso agua (en cantidad y calidad); de la que se deriva la importancia de establecer cómo afecta el regadío (como el mayor usuario del agua en la Cuenca del Ebro) a la cantidad y calidad del agua en la cuenca.

En este sentido la Comunidad General de Riegos del Alto Aragón (como las otras grandes comunidades generales de regantes de la Cuenca del Ebro) ha iniciado el control de sus retornos de riego, con el objetivo de identificar y establecer su contribución a la calidad general de los ríos que reciben esos retornos. Este artículo pretende proporcionar a los usuarios interesados, particularmente comunidades de regantes, una guía metodológica sucinta para establecer una red de control de calidad de los retornos de zonas regables. Aunque el enfoque es general y permite orientar el diseño del muestreo a diversos objetivos, se centra sobre todo en la determinación de las masas exportadas por los retornos de riego, dado que es la masa de contaminantes en esos retornos la que determinará su efecto sobre la masa de agua receptora, tal como se explica en uno de los artículos acompañantes en este monográfico. También se centra sobre todo en las aguas superficiales, dado que en general los retornos de los grandes regadíos de la cuenca son superficiales. 1. Cómo se diseña un plan de muestreo El control de la calidad de los retornos de riego (RR) implica tomar una serie de muestras, en las que se analizarán una serie de parámetros de calidad, con una cierta periodicidad en unas ubicaciones determinadas (y medir el caudal, en el momento de muestreo al menos, en el caso de masas); más luego analizar estadísticamente los resultados obtenidos, evaluarlos en relación a las normas de calidad, y presentarlos de una manera informativa. Cualquiera de los pasos anteriores deberá elegirse en función de los objetivos del muestreo y llevarse a cabo según un plan definido de antemano (aunque pueda modificarse sobre la marcha según se vayan identificando problemas u objetivos nuevos). Los pasos de un plan de muestreo se detallan en la Figura 1 y se exponen a continuación.

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Reconocimiento Detección de incumplimientos Estimación de masas exportadas Estimación de tendencias

Definir los OBJETIVOS del muestreo

DISEÑO del muestreo

Selección de parámetros a analizar Selección de puntos de muestreo Frecuencia de muestreo Número de muestras

MUESTREO

Medición de caudales Toma de muestras a mano Uso de muestreadores automáticos

ANÁLISIS de laboratorio

Precauciones analíticas INTERPRETACIÓN de los resultados Mejorar o relajar el muestreo Modificar nuestra visión del sistema Diseminación de los resultados

Figura 1. Pasos a seguir en la definición y ejecución de un plan de muestreo de las aguas de retorno de riego.

regable. Para este objetivo la frecuencia de muestreo puede ser baja; en cambio, resulta conveniente identificar los puntos con mayor caudal y muestrear el mayor número posible de ellos. Los análisis se deben orientar hacia los contaminantes más generales en los retornos de riego: salinidad, nutrientes y, según la disponibilidad de presupuesto, plaguicidas; y será necesario aforar los desagües en el momento de muestreo.

1.1. Definición de los objetivos El plan de muestreo que se diseñe deberá responder a unos objetivos concretos fijados de antemano. No diseñaremos, por ejemplo, el mismo plan de muestreo para determinar la masa total de nitrógeno exportada por una zona regable que para establecer las diferencias entre las concentraciones máximas de plaguicidas dentro de esa zona y sus relaciones con los cultivos dominantes (en el primer caso el diseño del muestreo consistiría en una sola estación en algún punto a la salida de la zona regable en el que se muestrearían periódicamente las concentraciones de nitrógeno y se medirían los caudales; en el segundo deberán seleccionarse varios puntos de control en los que se medirán, únicamente, las concentraciones de los plaguicidas de interés y se deberían determinar los cultivos dominantes en las cuencas de esos puntos de control). Algunos de los principales objetivos posibles de un plan de seguimiento de los retornos de riego son: a)

Reconocimiento. Un primer objetivo de un muestreo puede ser obtener una información preliminar sobre la cantidad y calidad de los retornos de riego dentro de un sistema

b) Establecer el nivel de concentración de contaminantes en las aguas de retorno, para ver si cumplen con los valores fijados en las normas (las normas de calidad ambiental de la DMA, por ejemplo). Es un objetivo conservador pues no permite evaluar el efecto de los retornos sobre las masas de agua que los reciben, sino únicamente la calidad de esos retornos y si cumple o no ciertos criterios. En cuanto a los análisis a efectuar, se analizarán las sustancias contempladas en las normas en cuestión. c)

Determinar las masas de contaminantes exportadas. Este punto es más importante porque la masa de contaminante exportada

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es la que determina el efecto sobre el cauce receptor. Es más ambicioso que la simple toma de muestras porque necesita de la determinación de los caudales (Q). La exigencia de la DMA de desglosar la contribución de cada usuario del agua (agrícola, urbano e industrial, al menos) a la contaminación de las aguas, hace necesario determinar también el volumen de los RR para conocer las masas de contaminantes exportadas. d) Establecer la calidad ecológica de las aguas. Mientras que la determinación de los parámetros físico-químicos tradicionalmente controlados en las aguas (salinidad, nutrientes o plaguicidas) es una tarea sencilla en cuanto al muestreo en sí (analíticamente el análisis de plaguicidas es más complicado, y mucho más caro); el muestreo para la determinación de la calidad ecológica de las aguas es un proceso más complejo y en laboratorio requiere de personal especializado. e) Establecer series largas de calidad y masa de contaminantes. Más que un objetivo en sí, el propósito de generar esas informaciones es buscar relaciones causa-efecto, mediante la comparación de distintas cuencas o mediante la comparación de la evolución de la calidad (y cantidad) de los RR y el uso del territorio (tipología de cultivos o sistemas de riego, volúmenes de riego y precipitación, explotaciones ganaderas o industriales, etc.). Supone un esfuerzo de dedicación y una constancia importante por parte de las comunidades de regantes, que muchas veces sólo las grandes comunidades generales pueden asumir. En cualquier caso, sobre todo dentro de este último objetivo general, el diseño de la red de muestreo se basa en un modelo conceptual previo del sistema a estudiar (por ejemplo, que las concentraciones máximas de nitrato siguen a los periodos de máximas aplicaciones de fertilizantes o que las cuencas con mayor nivel de fósforo son las que presentan un mayor número de explotaciones ganaderas; hipótesis razonables a priori). Los resultados del seguimiento permitirán aceptar o rechazar el modelo propuesto, y en caso de rechazarlo, nos forzarán a seguir indagando en las causas reales de las concentraciones observadas o en los fenómenos que modifican los resultados esperados; o a analizar las razones por las que el modelo propuesto no ha sido capaz de detectar y confirmar la hipótesis propuesta (una baja frecuencia de muestreo que no permite detectar los episodios de máximas concentraciones de nitrato, por ejemplo) y, en su caso, a modificar el plan de muestreo.

2. Diseño del plan de muestreo El diseño del plan de muestreo incluye (1) decidir los parámetros a analizar; (2) establecer la ubicación de la estación o estaciones de muestreo; (3) decidir la frecuencia de muestreo y el periodo en el que se va a muestrear y con ello el número de muestras. Lógicamente el presupuesto disponible para el muestreo es el que condiciona tanto el número de muestras totales, como el de análisis de laboratorio y el de desplazamientos al campo; por lo que la definición del plan de muestreo deberá contar con la disponibilidad presupuestaria y priorizar entre los posibles puntos y frecuencias de muestreo o parámetros a analizar. 2.1. Parámetros a analizar - Salinidad: La salinidad normalmente se mide como la conductividad eléctrica (CE) que está muy bien relacionada, en cada curso de agua, con los sólidos disueltos totales (SDT, la salinidad). La CE es de lectura inmediata, fácil y barata, en un conductímetro. Los SDT deben determinarse mediante análisis iónico completo en un cierto número (> 10) de muestras en todo el rango de CE registrado para establecer la relación SDT-CE. Los SDT pueden aproximarse mediante el residuo seco (RS), la masa que del precipitado que queda después de evaporar 1 L de solución filtrada. Dado que el agua de drenaje ha de evacuar al menos las sales aportadas con el agua de riego (para prevenir la salinización del suelo), la salinidad de los RR siempre es superior a la del agua de riego y es un parámetro importante a controlar; aún más en terrenos con presencia de sales o yeso en el suelo o el sub-suelo, como es frecuente en la Cuenca del Ebro. - Nitrógeno: el nitrógeno (N) suele presentarse principalmente en forma de nitrato (NO3), siendo la concentración de amonio (NH4) apreciable solo en situaciones de contaminación orgánica fuerte; el nitrito (NO2) es una forma de transición que se presenta en concentraciones mínimas, normalmente se suele dar la concentración de NO2 + NO3 conjuntamente. El N procede sobre todo de la fertilización mineral y orgánica de los suelos agrícolas, su control en los RR es de gran interés. - Fósforo: se presenta disuelto (sólido disuelto total, PDT, fundamentalmente como fosfato) y, sobre todo, adsorbido a las partículas en suspensión, por lo que es importante analizar siempre el fósforo total (PT) y complementariamente, el PDT. Como el N, el P es un nutriente esencial que procede sobre todo de la fertilización y tiene mucho interés por su efecto sobre la eutrofización de las aguas. Tanto el P como el N son elementos muy importantes a controlar en los RR.

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- Sólidos en suspensión (SS, sedimentos): se determinan mediante filtración. La presencia de SS indica procesos erosivos (en regadío, serían más frecuentes en riego por aspersión de terrenos con pendientes fuertes, con pluviometrías superiores a la capacidad de infiltración del suelo). Aunque no son un parámetro tan importante como la salinidad, los SS pueden llevar adsorbidos otros contaminantes de interés como fósforo, plaguicidas y metales pesados. - Plaguicidas: como se describe en otro artículo de este monográfico, los plaguicidas son importantes por sus efectos tóxicos (para el hombre y el medio ambiente), por su persistencia y por el fenómeno de la bioacumulación. Eso hace interesante el control no solo de los incluidos en la DMA sino de otros de uso generalizado. Además, conforme se van conociendo sus efectos muchos plaguicidas van siendo prohibidos; pero su persistencia en el medio hace que se sigan registrando mucho tiempo después de cesar su aplicación. Dada la complejidad del comportamiento de los plaguicidas, su seguimiento debería efectuarse, para un buen control, no solo en las aguas sino también en los sedimentos y en los seres vivos del medio (biota), lo que complica notablemente su seguimiento. Son importantes en los RR. - Metales pesados: los metales pesados más frecuentes son arsénico (metal traza en realidad), cadmio, cromo, mercurio, níquel, y plomo, y en zonas ganaderas, cobre. Están asociados sobre todo, en agricultura, a la presencia de explotaciones ganaderas, pues algunos se usan en la alimentación de ganado, como el cobre; por tanto, su control es más importante en áreas de ganadería intensiva (aunque es mucho más frecuente que tengan un origen industrial o minero). En algunos casos el agua de drenaje puede lavar metales pesados (como el arsénico) de los materiales subterráneos que atraviesa, pudiendo originar problemas ambientales graves en las zonas de descarga. En zonas sin actividad minera o de ganadería intensiva, el control de los metales pesados puede ser interesante en una primera fase, para comprobar su presencia, y una vez descartada se puede prescindir de él. Al igual que los plaguicidas es interesante su seguimiento en los sedimentos, ya que tienden a adsorberse en las partículas (generalmente solo se movilizan y pasan a disolverse en el agua a pH bajos). 2.2. Ubicación de las estaciones o puntos de muestreo Para controlar la calidad de los RR, los puntos de muestreo deben seleccionarse en colectores aguas debajo de las zonas regables de interés, en el caso de aguas superficiales. Las características que debe

reunir un punto de muestreo sobre un colector superficial para el control de los RR son: (1) Que la mayor parte posible de su cuenca de recepción se encuentre bajo regadío, de manera que las aportaciones originadas por el secano sean mínimas (si no los son, será necesario estimarlas o medirlas para establecer la contribución atribuible únicamente al regadío); (2) Que el acuífero superficial, asociado al regadío, no esté conectado con otros acuíferos (puesto que entonces parte de los RR se incorporaría a ese acuífero y no se controlaría en el drenaje superficial); (3) Que el acuífero superficial, asociado al regadío descargue fundamentalmente al colector, es decir, que no se presente un flujo de salida por debajo del cauce (generalmente en el mismo sentido que el mismo y asociado a sus depósitos aluviales); (4) Que no haya incorporaciones de afluentes inmediatamente aguas arriba del punto de muestreo que puedan provocar que el agua no presente la misma calidad en toda la sección; y (5) Que sea un lugar de fácil acceso. En el caso de RR subterráneos la calidad puede monitorizarse mediante el muestreo de pozos, mientras que el volumen de los RR puede estimarse a partir de los otros términos del balance hídrico (riego, precipitación y ET; lo que siempre es solo una aproximación) o a partir de las propiedades del acuífero (espesor saturado y conductividad hidráulica) y los niveles piezométricos medidos en un cierto número de pozos en la zona de estudio y sus alrededores. 2.3. Frecuencia de muestreo y número de muestras La frecuencia de muestreo depende, en principio, de la variabilidad temporal del parámetro a controlar (el NO3, por ejemplo, se lava rápidamente y procede sobre todo de las aplicaciones de fertilizantes, luego para identificar los picos en la concentración de NO3 sería necesario un muestreo al menos semanal o quincenal durante los periodos de fertilización). Para obtener el valor medio de una concentración (como para estimar el valor medio anual, MA, definido en la DMA), el número de muestras necesario está relacionado estadísticamente con la varianza (una medida numérica de la variabilidad) de esa concentración y una vez estimada esa varianza (con un muestreo previo) se puede inferir el número de muestras necesario (y por ende la frecuencia de muestreo) para un margen de error prefijado. Para medir las masas exportadas se hace necesario, además de medir el caudal de salida, determinar la concentración con una frecuenta elevada. Las mismas consideraciones estadísticas que para las concentraciones pueden emplearse para las masas diarias calculadas (una vez que se han calculado las masas durante un cierto periodo, para tener una

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estimación previa de la varianza) y definir así el número de medidas de las masas necesario. El muestreo puede realizarse en el tiempo según varias estrategias, las más usuales: (1) Distribuyendo el número de muestras requerido uniformemente en el periodo deseado, empezando en un día elegido al azar (muestreo sistemático), es lo más usual para determinar masas exportadas o detectar incumplimientos; (2) Muestreando en algunos días elegidos al azar dentro de un periodo determinado, como en cada mes (muestreo aleatorio por bloques), adecuado para estudios de reconocimiento; (3) Muestreando con distinta frecuencia según el caudal circulante (mayor en los periodos de caudales más altos), que es el método más preciso para establecer masas exportadas, que dependen muy fuertemente de Q (muestreo estratificado). Finalmente, aunque los RR se originan fundamentalmente durante la estación de riego, el drenaje de las zonas regables se sigue produciendo normalmente durante un cierto tiempo después de la estación (mientras se produce el drenado del acuífero asociado al regadío). Además, los nutrientes y plaguicidas aportados a los cultivos de regadío (generalmente durante la estación de riego o antes de ésta), pueden lavarse después, durante el invierno o la primavera siguiente, de manera, que los contaminantes exportados fuera de la estación de riego sí tienen su origen, al menos en parte, en el regadío. Por todo ello, la contaminación inducida por el regadío se debe medir durante todo el año hidrológico. 3. Muestreo Una vez definido el plan de muestreo (ubicación de los puntos de muestreo, parámetros a analizar y frecuencia y duración de muestreo) procede la realización del muestreo en sí. Es importante reflejar el plan de muestreo en un Protocolo escrito que sirva de guía a los encargados del muestreo en campo. El protocolo debe reflejar las muestras a tomar y mediciones a efectuar en cada punto de muestreo y las precauciones y medidas de conservación a tomar con cada muestra. También es importante reflejar las operaciones de muestreo en un cuaderno de campo que recoja las incidencias en cada punto, resultados de las mediciones in situ, etc. En el caso más general, puede ser necesario medir el caudal y tomar muestras; a continuación se dan las pautas para las dos actividades. 3.1. Medida de caudales En el caso de que el muestreo pretenda determinar las masas de contaminantes exportadas se hace necesario evaluar, junto con la concentración de contaminante, el caudal de salida. La medición del caudal puede efectuarse en secciones del cauce expresamente preparadas para ello (secciones de

control) en las que la relación entre caudal Q y altura de la lámina de agua (H) queda definida unívocamente o mediante mediciones puntuales del caudal en el punto de muestreo. Para disponer de un registro continuo de caudales (imprescindible para calcular las masas exportadas) es necesario recoger los datos de altura de la lámina de agua (directamente transformables a Q en las estaciones de aforo) de modo continuo, mediante registros en papel, o preferiblemente, en formato digital 3.1.1. Estructuras de medida de caudal en cauces (secciones de control) La construcción de secciones de aforo implica una obra civil importante cuya autorización administrativa corresponde a las Confederaciones Hidrográficas y que requiere ciertas precauciones especialmente en cuanto al cálculo de los caudales máximos esperables, lo que hace conveniente que el diseño de la estación lo realicen empresas de ingeniería. Una vez conocidas las condiciones de trabajo (el rango de caudales que deberá medirse) y la geometría del emplazamiento, el cálculo de la sección de aforo puede realizarse mediante programas de cálculo, como Winflume (http://www.usbr.gov/pmts/ hydraulics_lab/winflume/) aunque siempre es preferible que lo realice personal cualificado. El emplazamiento ideal de una estación de muestreo requiere un tramo suficientemente largo más o menos recto aguas arriba y abajo del emplazamiento y, en general, un desnivel suficiente en la solera del cauce (para permitir una caída lo más libre posible aguas abajo, de manera que no se produzca “entibo” y se alteren las condiciones de medida cuando se acumula agua aguas abajo). El tipo de vertedero elegido depende de las condiciones del flujo: para caudales elevados con suficiente desnivel, los vertederos de pared ancha (un realce suave de la solera con o sin un estrechamiento lateral, Fig. 2.a) resultan adecuados y también los aforadores tipo Parshall, estandarizados. Éstos además permiten operar con el vertedero “ahogado”, es decir, cuando el nivel del agua aguas abajo no permite una descarga libre, midiendo la altura en dos ubicaciones en lugar de una sola (Fig. 2b). Cuando el desnivel es muy reducido y la velocidad de aproximación pequeña (si no lo es, lo más adecuado es reducirla construyendo una zona de remanso y reteniendo el agua con una palca deflectora), los vertederos de pared estrecha son muy apropiados (Fig. 2.c). Los vertederos triangulares son más sensibles a las diferencias de altura (más precisos) y son más aptos para caudales pequeños; los vertederos rectangulares suelen emplearse para caudales más altos. En todas las instalaciones, un pozo de remanso conectado a la sección de control permite ubicar el dispositivo de medida de altura de la lámina de agua (limnígrafo; Fig. 5.a)

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(a)

(b)

(c)

Figura 2. Estaciones de aforo de RR en la Comunidad General de Regantes del Alto Aragón: (a) Vertedero de pared ancha con realce de solera y contracción lateral [Barranco de Las Filadas] y (b) Aforador tipo Parshall [Colector C-6, Grañén]; (c) Vertedero triangular de pared delgada, a la salida de un dren enterrado en Almudévar.

3.1.2. Medida del caudal en cauces naturales Cuando no se dispone de una sección de control (con una relación bien definida entre Q y H), como es el caso de cauces irregulares de azarbes, para determinar el caudal por un punto de un cauce debe definirse la sección en ese punto y se debe medir la velocidad del agua en la misma. El aparato más utilizado para medir la velocidad es el molinete que permite medir el número de revoluciones de una hélice en una cierta posición dentro del cauce que está directamente relacionado con la velocidad del agua en ese punto (Fig. 3). Para realizar el aforo con molinete se establece en primer lugar la forma de la sección mojada del cauce (lámina de agua, L, y profundidad en una serie de puntos distribuidos uniformemente, a ser posible, a lo ancho del cauce, Hi, y alcanzando lo más cerca posible de las márgenes; Fig. 4.a). En cada una de las verticales donde se miden las profundidades Hi se medirán las velocidades V0,2 a una altura sobre la solera de 1/5 · Hi y V0,8 a una altura de 4/5 · Hi. La

media de ambas velocidades se toma como media de la velocidad del agua en esa vertical. Cuando la lámina de agua en la vertical es demasiado baja (Hi ≤ 15 cm) se mide la velocidad V0,4 únicamente a una altura de 2/5 Hi que se toma como velocidad media por esa vertical (Fig. 4b). El caudal Qk a través de cada dovela, el espacio entre dos verticales de medida o entre una media extrema y la margen, se calcula a partir de las medidas de la sección (Sk) y la velocidad media en cada dovela (Vk), mediante diversos procedimientos, uno de los más recomendados (Fig. 4.a) es obtener Qk como se indica en la Figura 4.a y el caudal total (Q) se obtiene como la suma de los caudales parciales (Qk) en cada. Además de los molinetes existen otros tipos de aparatos (basados en el efecto doppler de los ultrasonidos; velocimetría doppler acústica) que permiten establecer la velocidad media sobre una o varias verticales dentro del ancho del cauce y, una vez introducida la definición de la sección, extender el perfil de velocidades a toda ella. Este tipo de

Figura 3. Medida del caudal en cauces naturales mediante el uso de molinete.

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(b) Distribución de velocidades en una vertical “k”

(a) Distribución de velocidades en una sección y cálculo de caudales

Figura 4. Cálculo del caudal y distribución de velocidades en cauces naturales.

aparatos permiten una medición más rápida de las velocidades y, en general, almacenar las lecturas en formato digital, lo que puede facilitar mucho los trabajos de aforo. Pero normalmente son más adecuados para secciones regulares donde pueden permanecer instalados y tomar registros continuos de velocidad y altura (sin que sea necesaria una sección de control, pues se mide V y H). Para cauces irregulares, no suponen una ventaja sobre la medición con molinete. Otra técnica, más adecuada para la medición del caudal en cauces irregulares, consiste en la utilización de trazadores (colorantes, isótopos radiactivos o elementos químicos poco frecuentes en las aguas naturales). Éstos se añaden en una cantidad conocida (o se introducen en el cauce en un flujo de caudal y concentración conocidos) y su concentración se mide aguas abajo, a una distancia suficiente para que su mezcla con los RR haya sido completa. Conocida la masa añadida, las concentraciones del trazador aguas abajo permiten establecer el caudal de los RR. 3.2. Toma de muestras La toma de muestras requiere una serie de precauciones según el tipo de análisis que se vaya a efectuar con ellas. Cuando las muestras se toman a mano, directamente del cauce, hay que asegurarse de tomarlas en un punto donde el agua está en movimiento y de no contaminar la muestra; para ello, es necesario no remover los sedimentos del fondo al tomar la muestra y se aconseja lavar el bote 3 veces con el agua a muestrear. Con los muestreadores automáticos, de la misma manera, hay que buscar que la boca de succión se encuentre en un punto del cauce donde el agua fluya adecuadamente. Algunas precauciones en la toma de muestras: - Salinidad: Las muestras para CE o SDT (análisis de los iones principales) no requieren medidas especiales de conservación. Pueden utilizarse botes

de plástico de un volumen suficiente (100 mL) y las muestras pueden permanecer en los muestreadores o en laboratorio sin necesidades especiales de conservación (aunque siempre es preferible la conservación en frío, 4ºC, y en algunos casos se ha observado la disminución de la salinidad por precipitación de carbonatos). Para el RS se necesita un volumen de al menos 1 L, sin necesidades especiales de conservación. - Sólidos en suspensión: Es necesario un volumen elevado de muestra (> 1 L) ya que la determinación se hará por filtración, sin necesidades de conservación específicas. En cauces profundos, la concentración de SS puede variar con la profundidad. - Nitrato: suele recomendarse que las muestras para NO3 y NH4 se analicen rápidamente (y que se conserven en frío, 4ºC) para evitar la transformación del N por la actividad microbiana. Pero lo más frecuente es que el N se presente (casi) exclusivamente como NO3 y no se degrade con el tiempo y solo en situaciones de contaminación orgánica fuerte (o si se observa una disminución del NO3 con el tiempo) es necesario observar estas precauciones. - Fósforo: se degrada muy rápidamente y se adsorbe a las paredes de los botes de plástico, por lo que es necesario emplear botes de vidrio ámbar (250 mL) o bien acidificar la muestra hasta pH = 3 en el momento de muestreo. - Plaguicidas: interaccionan con el plástico y se degradan muy rápidamente por lo que es necesario utilizar botes de vidrio ámbar; por lo complejo de su analítica se requiere un volumen elevado de muestra (2 L). Para el reciclado de los botes es necesario lavarlos cuidadosamente entre muestreos (igual que para el P).

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- Metales pesados: al revés que los plaguicidas, se recomiendan botes de plástico (particularmente teflón) pues se adhieren al vidrio y se intercambian con los metales del mismo. Es necesario un volumen elevado de muestra (> 250 mL) dada su baja concentración, recomendándose tomar muestras dobles para concentraciones muy bajas. Acidificar las muestras (pH < 2) ayuda a mantener los metales en disolución. Los muestreadotes automáticos (Figs.5.a. y 5.b) son aparatos que toman muestras con la periodicidad que se desee, incluso combinando diversas tomas en una misma muestra (muestras compuestas), y permiten reducir así el número de salidas al campo. Los contaminantes muestreados no deben ser, en principio, degradables pues al quedar un tiempo prolongado en el campo las muestras recogidas no serían representativas del momento de muestreo. Para el muestreo de ese tipo de contaminantes degradables (plaguicidas, fósforo) existen equipos con botellas de vidrio de mayor capacidad y sistemas de refrigeración incorporados (con conexión a la red eléctrica generalmente), lógicamente de un mayor coste.

ductividad eléctrica, directamente relacionada con la salinidad y más fácil de determinar), los nutrientes (nitrógeno, especialmente en forma de nitrato; y fósforo, generalmente fósforo total) y para estudios más detallados, los plaguicidas. En laboratorios cualificados (como los homologados) se toman una serie de precauciones para garantizar la calidad de los análisis, como son el análisis de duplicados de muestras (para garantizar la precisión de los métodos de muestreo), la medición de blancos, antes y después de la toma de muestra (para asegurar que el proceso de toma de muestras no influye sobre los resultados; esto es particularmente importante en compuestos que se encuentran en concentraciones muy bajas, como los plaguicidas, o que pueden interaccionar con los materiales de muestreo, alterando su concentración, como el fósforo). En cualquier caso, es conveniente enviar a los laboratorios externos muestras duplicadas que permitan comprobar que los resultados que se obtienen son similares y así garantizar la calidad de los resultados y también muestras de comprobación, con una concentración conocida, para comprobar que los resultados del laboratorio se ajustan a los valores reales.

4. Análisis de laboratorio 5. Interpretación de los resultados Los parámetros a analizar dependen de los objetivos del plan de muestreo. En general, cuando se trata de controlar la calidad de los retornos de riego serán parámetros de interés la salinidad total (medida como sólidos disueltos totales o como con-

(a)

(b)

Para obtener la mayor información posible de los resultados de un muestreo es necesario contar con la colaboración de personal especializado y tener un conocimiento preciso de los factores que afectan a

(c)

(d)

Figura 5. (a) Muestreador automático y limnígrafo en el interior de una caseta de aforo; (b) Recogida de las muestras del muestreador para su traslado al laboratorio; Muestreo manual: (c) Botes de vidrio ámbar para análisis de plaguicidas (2 L) y fósforo (250 mL) y de plástico para análisis de sólidos disueltos y en suspensión (1.5 L) y salinidad y nitrato (100 mL); (d) Medida de la conductividad eléctrica directamente en un cauce.

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la cuenca en estudio: prácticas agrícolas y de riego, inventario ganadero, presencia de industrias o núcleos urbanos, flujos subterráneos, características de los suelos y de los materiales geológicos, etc. Ese conocimiento es imprescindible para extraer conclusiones, aún provisionales, sobre las causas de la contaminación observada y las posibles medidas de control. El análisis de los resultados debe ponerse en relación con nuestras hipótesis previas sobre el sistema (cualesquiera que fuesen, por ejemplo: que la superficie cultivada de maíz se relaciona con el NO3 exportado, que las concentraciones más elevadas de PT se producen tras los periodos de lluvias intensas, que la mayor salinidad se presenta en áreas de suelos con problemas de salinidad, que en las cuencas regadas por aspersión se exportan masas menores de sales que en las regadas por superficie, etc.) y servir para confirmarlas o refutarlas y buscar nuevas explicaciones a las observaciones. El análisis estadístico de los resultados, en cuanto a concentraciones o masas, permitirá decidir si el número de muestras utilizadas ha sido suficiente (para obtener los parámetros buscados con la precisión necesaria) o por el contrario, si se ha quedado corto; y por tanto modificar la frecuencia de muestreo para el futuro. Ese proceso de revisión debe mantenerse en el tiempo, dado que conforme aumenta el número de muestras disponibles, se conoce mejor la varianza de los parámetros de interés y se puede definir mejor el número de muestras necesario. Una parte de la interpretación de los datos que no debe descuidarse es la elaboración de informes que recojan (1) los resultados obtenidos (incluyendo una descripción previa del muestreo y si se han cumplido los objetivos del plan propuesto) y una elaboración estadística de los mismos (valores medios, varianza y evolución temporal); (2) la comparación de los valores de concentraciones con los niveles de referencia (valores medios en relación a las MA y valores máximos en relación a las CMA de la DMA, o con otras normas de interés, como las de

aguas potables o los niveles guía para eutrofización) y con los obtenidos en otros sistemas comparables; y (3) la explicación de los resultados obtenidos en relación a los usos del suelo y el manejo del riego y los cultivos en las cuencas estudiadas, las condiciones meteorológicas de ese año y cualesquiera otros factores aplicables (confirmación o rechazo de nuestras hipótesis previas, si las hubiera). 6. Diseminación de los resultados Finalmente, es importante poner a disposición del público los resultados de los proyectos de seguimiento por una doble razón: porque es una información ambiental de interés para todos (agricultores, posibles usuarios y conservacionistas) y porque sirve para poner en valor el esfuerzo de las comunidades de regantes en el control de la calidad de las aguas y para que otros grupos de interés o de investigación conozcan los trabajos que se realizan y puedan emprender colaboraciones con las comunidades de regantes. La diseminación de los resultados puede llevarse a cabo en publicaciones periódicas, como este número monográfico de Riegos del Alto Aragón donde se resumen algunos de los resultados de la red de seguimiento establecida por la Comunidad General, o en informes anuales o de proyecto, o mediante presentaciones en otros foros, como los Congresos Nacionales de Comunidades de Regantes. Cuando se encarga (a una empresa o agente externo) el control de los retornos es una práctica recomendable establecer un calendario de presentación de informes provisionales con los resultados previos obtenidos hasta ese momento (siempre entendiendo que el análisis detallado de los datos puede llevar a la eliminación de algunas muestras o alterar ligeramente esos resultados provisionales). La divulgación de los resultados entre la comunidad científica, en los Congresos Nacionales de Riegos, por ejemplo, puede despertar el interés de grupos de investigación y dar pie a colaboraciones futuras.

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SEGUIMIENTO DE LA CALIDAD Y CANTIDAD DE LOS RETORNOS DE RIEGO EN RIEGOS DEL ALTO ARAGÓN. ESTADO DE LA CUESTIÓN FARIDA DECHMI1, IGNACIO CLAVERÍA, MARÍA BALCELLS Y DANIEL ISIDORO Unidad de Suelos y Riegos (Unidad Asociada EEAD-CSIC), Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA-DGA). Avda. Montañana 930. 50059 - Zaragoza. 1 fdechmi@aragon.es

I - INTRODUCCIÓN En este trabajo se presentan los resultados del seguimiento de la calidad de agua medida en seis puntos ubicados dentro de la red de desagües del sistema de Riegos de Alto Aragón (RAA) durante el periodo octubre de 2007 a septiembre de 2011. Este trabajo se realizó dentro de los proyectos “Control de la calidad medioambiental de los retornos de riego en la Comunidad General de Riegos del Alto Aragón” y “Evaluación y medidas de control de fuentes difusas de contaminación del agua para la sostenibilidad económica y ambiental de los sistemas agrícolas de regadío en Aragón”. Ambos proyectos han sido financiados por LA CAIXA en concepto de ayuda a las actividades de I+D, y Riegos del Alto Aragón, principalmente a través de la construcción de los aforos requeridos que representan la inversión más importante de los dos proyectos. El objeto principal de estos dos proyectos es caracterizar la contaminación inducida por el regadío en el sistema de Riegos del Alto Aragón y calibrar un modelo hidrológico y de transporte de solutos que permita simular los efectos medioambientales de las prácticas agrícolas asociadas al regadío en las condiciones del Valle Medio del Ebro. Los seis puntos de control han sido elegidos a partir de la red de mediciones de la Comunidad General de Riegos de Alto Aragón y se encuentran dentro de la cuenca del río Alcanadre. Los criterios considerados para la selección de los puntos de muestreo son: (1) que se encuentren en desagües que tengan una cuenca de drenaje bien definida o, en su defecto, que recojan agua de pocas comunidades de regantes bien identificadas; (2) que la localización sea adecuada para instalar una sección de control (aforo); (3) que las cuencas presenten diversos usos del suelo y que a priori se identifiquen con

las formas de contaminación que se quiere estudiar; (4) que drenen comunidades de regantes que usen la base de datos de gestión Ador (Playán et al., 2007) y (5) que el tamaño de la superficie de riego drenada no sea muy grande. Entre los posibles puntos identificados y considerando los criterios indicados, se ha seleccionado los puntos P4, P5, P7, P9, P10 y P11 (Fig. 1). Los desagües de los puntos P4, P5, P7 y P9, desembocan en el río Flumen, mientras que los de P10 y P11, se desembocan en el río Alcanadre. Las características de las cuencas drenadas por los puntos controlados se resumen en la Tabla 1. II - TOMA DE MUESTRAS DEL AGUA, MEDICIÓN DEL CAUDAL Y ANÁLISIS QUÍMICOS DEL AGUA La toma de muestras se inició a partir del 1 de octubre de 2007 en los puntos P5 (Grañén), P9 (Orillena) y P11 (Peralta de Alcofea) y a partir del 1 de octubre de 2009 en los puntos P4 (Montesusín), P7 (Lalueza) y P10 (Sariñena). En estos últimos puntos, se tomaron muestras de agua y se midió el caudal con periodicidad mensual o quincenal a partir del inicio del muestreo y con periodicidad diaria en el P4 a partir de abril 2011 tras la construcción de la estación de aforo e instalación de los equipos de medida. En los otros tres puntos de control (P5, P9 y P11) se midió el caudal con periodicidad diaria. En P11 se tomaron muestras diarias durante todo el periodo de estudio, mientras que en los puntos P5 y P9 la frecuencia de muestreo fue mensual o quincenal durante el año hidrológico 2008 y diaria a partir de octubre de 2008. En las muestras de agua recogidas se analizaron los elementos contaminantes con mayor incidencia en la eutrofización de las aguas superficiales: nitrógeno (N) y fósforo (P); la conductividad eléctrica (CE) y plaguicidas. En algunas muestras se hicieron

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análisis iónicos completos (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, SO42- y HCO3-) y también se midieron los sólidos en suspensión (SS, 11 muestras) y sólidos disueltos totales (SDT; 11 muestras). Todos los análisis químicos se han realizado en los laboratorios de la Unidad de Suelos y Riegos (salinidad, SS y nitrato) y de la Unidad de Calidad y Seguridad Alimentaria (plaguicidas) del CITA o han sido externalizados (fósforo) (Centro Tecnológico Agropecuario Cinco Villas). El análisis puntual de otras formas de nitrógeno (amonio y nitrito) reveló que éstas eran despreciables frente al nitrato, por lo que únicamente se consideró éste en el cálculo de las masas exportadas de nitrógeno. Además, se tomaron muestras para el análisis de 13 plaguicidas en los 03 desagües (P4, P7 y P10) con periodicidad aproximadamente mensual que

se analizaron en la Unidad de Calidad y Seguridad Alimentaria del CITA. Los plaguicidas analizados se eligieron entre los más empleados en la región y se analizaron por cromatografía de gases con detector de masas (atrazina, alaclor, acetoclor, cipermetrina, clorpirifós, deltametrina, diclofop-metil, malatión y molinato) o cromatografía líquida de alta resolución con detector de diodo array (2,4-D, nicosulfuron, rimsulfuron y tribenuron-metil). En octubre de 2011 se puso a punto el método de análisis para terbutilazina (y su metabolito, la terbutilazina-hidroxi), MCPA y dicamba por cromatografía líquida y para oxifluorfen y lambda-cihalotrin (así como el metabolito desetilatrazina) por cromatografía de gases; todos ellos identificados como plaguicidas de uso bastante frecuente en la zona.

Figura 1. Ubicación de los puntos de muestreo en la cuenca del río Alcanadre.

P11* (Peralta de Alcofea)

Cuencas monitorizadas

P4* (Montesusín)

P5 * (Grañén)

P7 (Lalueza)

P9* (Orillena)

P10 (Sariñena)

Barranco

La Sardeta

Común

Las Filadas

Malfaras

Colector

D-46

C-7 y C-8

D-78

D-CXXX-XXXI-1ª

D-C-27-28

Año inicio de muestreo agua

2010

2008

2010

2008

2010

2008

Muestreo automático Fecha de inicio

Sí abril 2011

Sí octubre 2009

No ---

Sí abril 2011

No ---

Sí enero 2008

Caudal medio (l/s) Caudal máximo (l/s) Caudal mínimo (l/s)

89,4 165,8 36,0

89,1 491,7 36,4

220,5 562,8 25,8

484,2 1000,5 91,0

51,7 113,6 24,3

62,3 586,0 30,0

Superficie Total (ha)

4813

3487,5

3533

9318

1978

1865

Superficie regadío (ha)

2003

2077

2381

4333

1448

1160

Arroyo del Reguero

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Cuencas monitorizadas

P4* (Montesusín)

P5 * (Grañén)

P7 (Lalueza)

P9* (Orillena)

P10 (Sariñena)

P11* (Peralta de Alcofea)

Sistema de riego (%): Aspersión Gravedad Goteo

En transformación 37,1 62,9 ---

En transformación 24,8 75,2 ---

Gravedad

En transformación 10 90 ---

Aspersión

100 -----

98,3 --1,7

Suelos

Francos y Franco-limosos. Posibles problemas de salinidad

Alternancia de horizontes limosos y arenosos. Posibles problemas de salinidad

Sin datos medidos

Francos en los altos, capas de grava frecuentes. Vales de textura más fina

Sin datos medidos

Francolimosos, con dificultades de drenaje en las zonas deprimidas

Collarada 1ª y 2ª Sección

Grañén-Flumen, Piracés, Sector VII del Flumen, Tramaced

La corona, Sector VII y X del Flumen, Sodeto, Alberuela y Lalueza

Lanaja, Lalueza, Orillena

Lasesa

Alconadre

Comunidades de regantes

--100 ---

* Equipamiento adicional de la CHE Tabla 1. Características generales de las cuencas controladas.

III - CALIDAD DE LOS RETORNOS DE RIEGO OBTENIDOS En todos los puntos, se establecieron las relaciones entre la CE y los Sólidos Disueltos Totales (SDT) para estimar la salinidad (SDT) del agua en cada desagüe a partir de la CE, de muy fácil medición, y se cuantificó la carga exportada por hectárea regada de sales, nitrógeno en forma de nitrato y fósforo total. Asimismo, se determinaron los plaguicidas mencionados y se establecieron sus frecuencias de detección y de superación de los límites de las normativas de calidad de aguas. A. Conductividad eléctrica, concentraciones de nitrato y fósforo total La Tabla 2 presenta los valores de la conductividad eléctrica media en los puntos de control desde 2008 para P5, P9 y P11 y desde 2010 para P4, P7 y P10 hasta el año hidrológico 2011. Considerando todo el periodo estudiado, la CE media anual osciló entre 0,94 dS/m (en el P9) y 2,11 dS/m (en el P4). La CE se mantuvo siempre por encima del límite

FAO para aguas sin restricciones para riego por su salinidad (CE=0,7 dS/m) salvo en el P5, donde ocasionalmente se registraron valores inferiores, y sólo en P4 en 2010 se registró un valor superior a 3 dS/m que representa el límite FAO de restricciones severas por riesgo de salinización (Ayers y Westcot, 1985). Para todos los años y puntos considerados, el valor de la CE estacional más alto se presenta durante la estación de no riego (octubre a abril). Durante los años 2008 y 2009, la CE media resultó más alta en P11 que en P5 y P9, y durante 2010 y 2011, es en P4 donde se registra una CE media más alta y superior a 2 dS/m. Se observa que la concentración media es bastante uniforme a lo largo de los años en cada punto. La salinidad (CE) del agua está relacionada con la salinidad del terreno en cada cuenca y con el manejo del riego, ya que riegos más ineficientes, con mayores volúmenes de sobrantes de riego superficiales, dan lugar a un agua de retorno de menor salinidad. El hecho de que la CE durante la estación de riego sea inferior a la estación de no riego confirma que existe una cierta dilución por los sobrantes de riego en todos los puntos estudiados.

MEDIA (dS/m)

P5 GRAÑÉN

P9 ORILLENA

MÁXIMO (dS/m)

2008

2009

2010

2011

2008

2009

2010

2011

1,23

1,25

1,20

1,71

1,74

1,75

1,86

0,96

1,00

0,94

1,03

1,71

1,74

1,51

1,60

ENR

1,60

1,44

1,42

1,39

1,70

1,66

1,75

1,86

1,16

1,12

1,07

0,94

1,53

1,30

1,35

1,44

1,03

1,07

1,00

0,93

1,53

1,24

1,07

1,44

ENR

1,09

1,16

1,10

1,49

1,30

1,35

1,33

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MEDIA (dS/m)

MÁXIMO (dS/m)

2008

2009

2010

2011

2008

2009

2010

2011

P11

1,79

1,70

1,68

1,59

2,09

2,00

1,95

1,88

PERALTA DE

1,69

1,58

1,51

2,09

1,99

1,89

1,81

ALCOFEA

ENR

1,99

1,81

1,77

1,69

2,06

2,00

1,95

1,88

---

2,08

2,11

---

3,01

2,88

---

1,65

1,98

---

2,12

2,45

P4 MONTESUSÍN

P7 LALUEZA

P10 SARIÑENA

ENR

---

2,37

2,29

---

3,01

2,88

---

1,70

1,58

---

2,80

2,55

---

0,90

1,31

---

1,15

2,55

ENR

---

2,34

1,99

---

2,80

2,55

---

1,49

---

1,88

1,81

---

1,44

1,41

---

1,72

1,46

ENR

---

1,45

1,54

---

1,88

1,81

Tabla 2. Valores medios y máximos de CE (dS/m) en el año hidrológico (AH: octubre a septiembre), la estación de riego (ER: abril a septiembre) y la estación de no riego (ENR: octubre a marzo) medidos durante los años 2008, 2009, 2010 y 2011 en los 06 puntos controlados.

En cuanto a la concentración media de nitrato (Tabla 3), se aprecian pequeñas diferencias entre años en cada punto de muestreo y diferencias importantes entre los puntos. Durante todo el periodo considerado, el valor del nitrato osciló entre 1,46 (mínimo absoluto, en P5) y 172,9 mg/l (máximo absoluto registrado, en P11). Las concentraciones medias son bajas en P5, P4 y P7 y muy altas en P11 y P10 (puntos que drenan suelos regados por aspersión desde la creación del regadío). En estos últimos, los valores alcanzados fueron alrededor de 100 o superiores a 100 mg/l. Este alto nivel de nitrato tiene su origen en el lavado de fertilizantes nitrogenados por el agua de riego. En los otros puntos de muestreo, el valor máximo encontrado no

llegó a superar el límite de 50 mg/l (límite superior para aguas destinadas a consumo humano) pero a menudo resultó superior al valor guía de 25 mg/l en P5 y P9. En cuanto a los valores estacionales, las concentraciones medias en la estación de no riego fueron siempre superiores a las de la estación de riego, excepto en 2009 en P9. No se observan grandes diferencias (con relación al nivel medio de nitrato) entre las estaciones de riego y no riego en P9, P11 y P10; mientras que en P4 y sobre todo en P5 y P7 las concentraciones en la estación de no riego parecen ser superiores a las de la estación de riego. No se encontraron diferencias importantes entre años en ninguno de los puntos.

MEDIA (mg/l)

P5 GRAÑÉN

P9 ORILLENA

MÁXIMO (mg/l)

2008

2009

2010

2011

2008

2009

2010

2011

13,3

9,7

11,3

12,2

43,9

18,1

42,1

40,9

7,0

7,4

8,5

9,5

14,9

12,7

42,1

40,9

ENR

21,8

11,6

13,7

14,8

43,9

18,1

20,7

28,2

35,9

35,0

31,9

30,9

46,6

42,2

37,8

40,5

32,6

35,2

29,2

30,6

46,3

42,2

32,6

40,5

ENR

39,5

34,8

32,8

36,1

46,6

39,2

37,8

38,6

P11

109,7

113,6

100,7

99,3

172,9

166,3

151,3

118,1

PERALTA DE

105,5

107,6

92,2

94,1

172,9

166,3

114,6

113,2

ALCOFEA

ENR

117,8

119,7

109,9

107,7

135,7

142,7

151,3

118,1

---

16,6

16,8

---

29,5

27,5

---

12,7

15,2

---

15,7

18,2

ENR

---

19,4

19,0

---

29,5

27,5

P4 MONTESUSÍN

Monográfico Autocontrol de los retornos de riego. Diciembre 2013

MEDIA (mg/l)

P7 LALUEZA

P10 SARIÑENA

MÁXIMO (mg/l)

2008

2009

2010

2011

2008

2009

2010

2011

---

8,9

6,2

---

32,0

13,9

---

4,4

5,4

---

7,8

10,4

ENR

---

12,5

7,5

---

32,0

13,9

---

99,7

105,6

---

124,5

123,2

---

94,7

97,6

---

113,2

110,7

ENR

---

99,8

113,0

---

124,5

123,2

Tabla 3. Valores medios y máximos de la concentración de nitrato (mg/l) en el año hidrológico (AH: octubre a septiembre), la estación de riego (ER: abril a septiembre) y la estación de no riego (ENR: octubre a marzo) medidos durante los años 2008, 2009, 2010 y 2011 en los 06 puntos controlados.

La concentración media de PT presentó una mayor variación entre años y puntos controlados, en comparación con las sales o el nitrato (Tabla 4). Los valores medios anuales oscilan entre 0,014 (en P9 y P10) y 0,179 mg/l (en P11). En promedio, P10 presenta los valores medios más bajos e inferiores al umbral de eutrofización de 0,02 mg/l (Sharpley y Rekolainen, 1997); pero los valores máximos registrados en este punto son altos y superiores al límite de eutrofización (0,02 mg/l) en 2010.

Los valores medios de fósforo más altos (superiores a 0,08 mg/l) se presentan en P11 y P4. Sin embargo, los valores máximos más altos se registraron en P11. En este punto, los valores medios registrados durante la estación de riego son más altos que los de la estación de no riego durante el periodo 2009-2011. Esta tendencia se observa también en P7. Aunque no hay una pauta clara, sino gran variabilidad entre los puntos de muestreo y estaciones, las concentraciones de PT son en general más altas durante la estación de no riego.

MEDIA (mg/l)

P5 GRAÑÉN

P9 ORILLENA

MÁXIMO (mg/l)

2008

2009

2010

2011

2008

2009

2010

2011

0,050

0,040

0,060

0,035

0,090

0,120

0,226

0,103

0,057

0,070

0,044

0,054

0,091

0,120

0,145

0,103

ENR

0,034

0,029

0,064

0,016

0,078

0,038

0,226

0,028

0,033

0,014

0,015

0,035

0,203

0,048

0,050

0,230

0,027

0,017

0,021

0,022

0,101

0,048

0,041

0,028

ENR

0,041

0,012

0,009

0,051

0,203

0,032

0,050

0,230

P11

0,179

0,061

0,091

0,118

1,010

0,850

0,593

0,950

PERALTA DE

0,171

0,065

0,119

0,135

1,010

0,520

0,593

0,950

ALCOFEA

ENR

0,194

0,057

0,062

0,089

0,507

0,850

0,250

0,296

---

0,106

0,087

---

0,138

0,296

---

0,118

0,086

---

0,138

0,296

ENR

---

0,098

0,096

---

0,131

0,137

---

0,053

0,066

---

0,131

0,158

---

0,060

0,071

---

0,131

0,158

ENR

---

0,047

0,059

---

0,110

0,136

---

0,014

0,017

---

0,110

0,039

---

0,011

0,017

---

0,028

0,039

ENR

---

0,019

0,017

---

0,110

0,035

P4 MONTESUSÍN

P7 LALUEZA

P10 SARIÑENA

Tabla 4. Valores medios y máximos de la concentración de fósforo total (mg/l) en el año hidrológico (AH: octubre a septiembre), la estación de riego (ER: abril a septiembre) y la estación de no riego (ENR: octubre a marzo) medidos durante los años 2008, 2009, 2010 y 2011 en los 06 puntos controlados.

Monográfico Autocontrol de los retornos de riego. Diciembre 2013

B. Masa exportada de sales, nitrógeno y fósforo total La concentración de nitrato, SDT o fósforo mide la calidad del agua y determina su aptitud para determinados usos; pero el efecto de esos retornos de riego sobre la calidad de la masa de agua que los recibe (en este caso los ríos Flumen o Alcanadre) viene determinada por la masa total de contaminantes en los flujos de retorno. De ahí la importancia de establecer las masas exportadas de contaminantes (y eventualmente, su relación con las prácticas de manejo). La masa exportada (de SDT, nitrógeno o fósforo) por unidad de superficie regada es un índice que permite comparar la contaminación inducida por las diferentes cuencas de regadío. Las masas de sales, nitrato y fósforo a la salida del sistema, se estimaron como el producto de los volúmenes de agua diarios por las concentraciones respectivas cuando el muestreo del agua fue diario (Tabla 1). En los periodos y puntos en que las concentraciones no se midieron diariamente, se emplearon las concentraciones y caudales medios mensuales para la estimación de las masas de sales, nitrato y fósforo. Se han calculado las masas exportadas para la estación de no riego (de octubre a marzo), la estación de riego (de abril a septiembre) y el año hi-

drológico (de octubre a septiembre) durante los años hidrológicos 2008, 2009, 2010 y 2011. Los resultados obtenidos se presentan en las Tablas 5, 6 y 7 para las sales, nitrógeno y fósforo total, respectivamente y en la Figura 2. Respecto a las sales, el desagüe P10 es el que exporta una menor cantidad (1673 toneladas en promedio), pero en términos de masa unitaria, es P5 el que exporta menos kilogramos por hectárea (1070 kg/ ha de media). Los valores de masa exportada total (12542 toneladas) y unitaria (2894 kg/ha) registrados en el P9 son los más altos de todos los puntos muestreados. Las masas exportadas por unidad de superficie regada en P5 y P10 resultan algo inferiores a los demás puntos, pero en general, las diferencias entre puntos mantienen bajas: la masa unitaria exportada máxima es del orden de 3 veces la mínima (Figura 2). En todos los puntos y años (excepto para 2010 en P11), la masa exportada resultó superior en la estación de riego que en la de no riego (es decir, más de la mitad de la masa de sales es exportada durante la estación de riego), aunque sólo en P7, y en menor medida en P10, se aprecia que la masas de la estación de riego sea claramente superior. Comparando entre los años, se observa que la masa exportada más alta se registró durante el año 2009 para los puntos P5, P9 y P11 con 4 años de observaciones.

MASA EXPORTADA (ton.)

P5 GRAÑÉN P9 ORILLENA P11 PERALTA DE ALCOFEA P4 MONTESUSÍN P7 LALUEZA P10 SARIÑENA

MASA UNITARIA (kg/ha)

2008

2009

2010

2011

2008

2009

2010

2011

2009 (53%)

2876 (56%)

2128 (51%)

1878 (53%)

968

1385

1025

905

11383 (59%)

14906 (63%)

12665 (61%)

11214 (61%)

2627

3440

2923

2588

1867 (66%)

3480 (53%)

2216 (49%)

2080 (54%)

1609

2999

1909

1792

---

4121 (54%)

3043 (56%)

---

2302

1700

---

5772 (79%)

5214 (77%)

---

2424

2190

---

1767 (61%)

1579 (59%)

---

1220

1090

Tabla 5. Masa exportada de sales calculada a la salida de las 6 cuencas consideradas durante los años hidrológicos 2008, 2009, 2010 y 2011. Se presenta en paréntesis el porcentaje de la masa exportada durante la estación de riego.

Para el nitrógeno, la masa exportada es mucho más baja en P5, P4 y P7 y muy superior en P9. Sin embargo, la masa unitaria en P9 (26,2 kg/ha en promedio) es similar a la de P10 (24,1 kg/ha) e inferior a la de P11 (38,8 kg/ha), y claramente superior a la de P5, P4 y P7 (Figura 2). De hecho, la cantidad de nitrógeno exportada por unidad de superficie máxima en

una cuenca (P11) es del orden de 14 veces superior a la mínima (P5). Tampoco se aprecia diferencia significativa entre la masa de nitrógeno exportada durante la estación de riego y la de no riego en P5 y P11 durante los años 2009, 2010 y 2011, y P4 durante el 2010. Para el resto de los puntos, se exporta más nitrógeno durante la estación de riego, especialmente en P7 y P10.

Monográfico Autocontrol de los retornos de riego. Diciembre 2013

MASA EXPORTADA (ton.)

P5 GRAÑÉN P9 ORILLENA P11 PERALTA DE ALCOFEA P4 MONTESUSÍN P7 LALUEZA P10 SARIÑENA

MASA UNITARIA (kg/ha)

2008

2009

2010

2011

2008

2009

2010

2011

6,0 (36%)

6,4 (56%)

5,7 (49%)

5,6 (50%)

2,9

3,1

2,7

104,0 (51%)

133,8 (65%)

106,3 (60%)

109,3 (59%)

24,0

30,9

24,5

25,2

35,1 (67%)

67,9 (53%)

39,2 (47%)

38,2 (53%)

30,2

58,5

33,8

32,9

---

9,3 (53%)

7,6 (58%)

---

5,2

4,2

---

8,1 (77%)

5,8 (79%)

---

3,4

2,4

---

35,9 (61%)

33,8 (58%)

---

24,8

23,3

Tabla 6. Masa exportada de nitrógeno calculada a la salida de las 6 cuencas consideradas durante los años hidrológicos 2008, 2009, 2010 y 2011. Se presenta en paréntesis el porcentaje de la masa exportada durante la estación de riego.

En cuanto al fósforo total, la mayor exportación se produjo en P9 en 2011 (517 kg) y en P7 durante el año 2010 (489 kg). La masa unitaria más importante de fósforo total se registró en P7 (187 kg/ha en promedio), seguida por P11 (184 kg/ha). En P10 se registró la masa exportada más baja de todos los puntos (20 kg/ha), lo que supone que en las cuencas con mayor aportación unitaria, el fósforo exportado por unidad de superficie es 9 veces superior a las cuencas con menor aportación.

Por otro lado, no se observa una tendencia general en cuanto a la exportación estacional del fósforo total a lo largo del periodo considerado, siendo muy distinta para los distintos puntos y variable entre años dentro de un mismo punto. Así, mientras en P7 y P5 (salvo en 2009) más del 75% de las salidas de P se producen durante la estación de riego, en P9 y P10 hay años en que las salidas durante la estación de no riego superan claramente a las de la estación de riego.

MASA EXPORTADA (kg)

P5 GRAÑÉN P9 ORILLENA P11 PERALTA DE ALCOFEA P4 MONTESUSÍN P7 LALUEZA P10 SARIÑENA

MASA UNITARIA (g/ha)

2008

2009

2010

2011

2008

2009

2010

2011

110 (76%)

157 (87%)

95 (54%)

83 (84%)

366 (43%)

256 (66%)

217 (79%)

517 (33%)

119

238 (65%)

228 (56%)

185 (70%)

201 (63%)

205

197

160

173

---

284 (68%)

199 (68%)

---

159

111

---

489 (92%)

402 (88%)

---

205

169

---

35 (28%)

24 (55%)

---

Tabla 7. Masa exportada de fósforo total calculada a la salida de las 6 cuencas de consideradas durante los años hidrológicos 2008, 2009, 2010 y 2011. Se presenta en paréntesis el porcentaje de la carga exportada durante la estación de riego.

Monográfico Autocontrol de los retornos de riego. Diciembre 2013

La exportación de nutrientes por unidad de superficie se relaciona con la superficie ocupada por cultivos que necesitan un aporte importante de nitrógeno (sobre todo) y

fósforo, especialmente el maíz, y la presencia de explotaciones ganaderas, cuyos residuos se emplean de modo generalizado en la fertilización de las tierras aledañas.

Figura 2. Masas exportadas de sales (SDT), nitrógeno nítrico (N-NO3) y fósforo total (PT) por unidad de superficie regada en las cuencas de estudio en los años hidrológicos 2008 a 2011.

En ese sentido, la reducida masa de nitrógeno exportada por P4, P5 y P7 puede estar relacionada con el predominio del cereal de invierno (cuyas necesidades de fertilización son muchos menores) y, sobre todo, de las tierras sin cultivar en los años de estudio (Tabla 8); mientras que las masas exportadas de nitrógeno, muy superiores, por P9, P11 y P10 se pueden relacionar con el predominio del maíz en sus cuencas. Las cuencas de P4, P7 y P11 presentan los mayores niveles de masas exportadas de PT y también las mayores

densidades de explotaciones ganaderas en conjunto (junto con P09): el uso de los residuos ganaderos de estas explotaciones en sus cuencas puede explicar, en parte, el elevado nivel de PT exportado por unidad de superficie. Este análisis, no obstante, está limitado por las incertidumbres sobre la distribución de cultivos puesto que los datos de SIGPAC no reflejan siempre, especialmente, la existencia de dobles cosechas (de cereal y maíz, por ejemplo) y por la puesta al día de los datos sobre explotaciones ganaderas.

Monográfico Autocontrol de los retornos de riego. Diciembre 2013

DISTRIBUCIÓN DE CULTIVOS (%)

Nº EXPLOTACIONES POR CADA 10 km2

ALFALFA

MAÍZ

CEREAL

ARROZ

OTROS

SIN CULTIVO

PORCINO

OVINO

VACUNO

CONEJOS

TOTAL

P05

1,0

0,5

3,4

P09

5,8

2,3

1,2

0,2

9,5

P11

7,8

0,9

0,0

8,6

P04

9,5

2,8

1,1

0,6

14,0

P07

2,5

3,8

0,0

8,8

P10

0,0

Tabla 8. Distribución de cultivos media en los años 2010 y 2011 y densidad de explotaciones ganaderas (datos de 2007) en las cuencas de estudio.

C. Plaguicidas En total se efectuaron 32 análisis de plaguicidas en las 03 cuencas seleccionadas (P4 –sólo 31 muestras-, P7 y P10, en total 95 muestras) entre febrero de 2010 y diciembre de 2011 que permitieron identificar los plaguicidas más frecuentes en las aguas de retorno: cipermetrina (detectado en 54 muestras de un total de 95) y deltametrina (en 35 muestras), asociados al control de plagas en alfalfa; nicosulfuron (en 27 muestras), herbicida empleado en maíz; 2,4-D (en 21 muestras), herbicida utilizado principalmente en cereales de invierno; acetoclor, herbicida fundamental del maíz (18 detecciones); atrazina, antes empleada en maíz y actualmente en desuso (16 detecciones); y tribenuron-metil, herbicida empleado en cereales de invierno y maíz (15 detecciones). Las frecuencias de detección de todos los plaguicidas analizados en las 3 cuencas se presentan en la Figura 3.

En P-4 se detectó algún plaguicida en el 81% de las muestras analizadas; en P-7, en el 88% y en P-10, en el 97%; es decir, en la mayoría de las muestras se detectó algún plaguicida. Las frecuencias de detección para cada plaguicida individual son mucho más bajas, destacando la detección de cipermetrina (en más del 50% de las muestras en cada punto). El tipo de plaguicidas encontrado en cada desagüe y sus concentraciones están relacionados con los cultivos dominantes en sus cuencas. En concreto, el molinato, utilizado en el cultivo de arroz, sólo se detectó en P7, la cuenca con mayor presencia de arroz (14%); en P10 (con altos porcentajes de alfalfa, cebada y maíz) las concentraciones más altas corresponden a la cipermetrina (alfalfa), MCPA (cebada) y nicosulfuron (maíz); y en P4, donde predomina el cereal de invierno, aparecen también altas concentraciones de 2,4-D junto a otros plaguicidas del maíz y la alfalfa.

Monogrรกfico Autocontrol de los retornos de riego. Diciembre 2013

Figura 3. Histograma de concentraciones de los plaguicidas mรกs frecuentes en P4, P7 y P10 a lo largo del periodo de estudio y distribuciรณn de cultivos en sus cuencas: cipermetrina (CPM), deltametrina (DTM), nicosulfuron (NSF), atrazina (ATZ), acetoclor (ACC), 2,4-D (24D), tribenuronmetil (TBM), diclofop-metil (DFM), molinato (MTO) y MCPA.

Monográfico Autocontrol de los retornos de riego. Diciembre 2013

En las 3 cuencas se encontraron concentraciones de plaguicidas individuales superiores al límite de 0,1 μg/l (para aguas destinadas a consumo humano), destacando 1,45 μg/l de molinato en P7 y 0,67 μg/l de MCPA en P10. Los plaguicidas que se encontraron en concentraciones superiores a 0,1 μg/l fueron cipermetrina (en 10 muestras de un total de 95), nicosulfuron (en 4 muestras de 95), 2,4-D (también en 4 muestras), acetoclor (en 2 muestras) y molinato (en una única muestra). Además, entre los plaguicidas analizados únicamente a partir de octubre de 2011 (en total 3 muestras en cada punto), se detectaron terbutilazina en 2 muestras en P7 y P10 y en una muestra en P4; el metabolito terbutilazina-hidroxi en una muestra en cada punto; y MCPA en una única muestra en P10. La suma de todos los plaguicidas analizados superó el límite de 0,5 μg/l para aguas potables en 1 muestra (3% de las observaciones) en P4 y P10 y en 3 muestras (9%) en P7. IV - CONCLUSIONES Los resultados en cuanto a concentraciones de SDT, nitrato y PT presentan una gran variabilidad entre puntos de muestro (más acusada aún para las masa exportadas por unidad de superficie) y más patente para nitrato y PT que para la salinidad. El PT también refleja una mayor variabilidad entre años dentro de cada punto de muestreo que la salinidad y el nitrato. La salinidad de las aguas de drenaje de las 6 cuencas estudiadas es baja en general, casi siempre inferior a 2,0 dS/m (excepto en P4). Se puede concluir que los retornos de riego de dichos desagües no presentan problemas serios de salinidad y pueden ser reutilizados en el sistema, al menos para el riego de cultivos poco sensibles. La salinidad es superior en todos los puntos durante la estación de no riego, apuntando a un efecto de dilución por los sobrantes de riego. Los resultados apuntan la conveniencia de dar prioridad al análisis de los suelos drenados por P4 (donde se presentan los valores más altos de salinidad) para investigar el origen de la salinidad de los retornos de riego; y de efectuar un seguimiento continuo de la salinidad en los puntos P11 y P7 (seguimiento aún más importante para las concentraciones de nitrato y PT, más variables en el tiempo).

Por otra parte, las concentraciones medias de nitrato son especialmente altas (superior al límite superior admisible de 50 mg/l para aguas destinadas a consumo humano) en los retornos de riego de las cuencas regadas por aspersión y donde dominan los cultivos de maíz y alfalfa como P11 (105,8 mg/l) y P10 (102,6 mg/l). Además, los retornos de riego del P9 presentan concentraciones relativamente altas (33,4 mg/l), relativamente preocupantes, ya que drena un regadío en fase de modernización. A pesar de que esta concentración en P4 es muy inferior a las registradas en el P10 y P11, su masa unitaria exportada (26,2 kg/ha) es similar a la de P10 (24,1 kg/ha) y algo inferior a la de P11 (38,8 kg/ha). La masa exportada por unidad de superficie en las otras 3 cuencas (P4, P5 y P7) es muy inferior (del orden de 3 kg/ha). Estos resultados apuntan que una mejora del manejo del agua de riego y de los fertilizantes permitiría disminuir la concentración y la emisión de nitrato en las cuencas regadas por aspersión; así como la conveniencia de seguir la evolución de las concentraciones durante y tras los procesos de modernización actualmente en marcha en otras cuencas de RAA. Al contrario que para el nitrógeno, P10 es el único punto que no presenta ningún problema medioambiental inducido por el fósforo ya que las concentraciones medias registradas son muy bajas. Para el resto de los puntos, y especialmente para P4 y el P11, sus aguas de drenaje presentan un claro riesgo de eutrofización. Las masas exportadas por unidad de superficie resultaron muy superiores en P4, P7 y P11 en relación con P5 y P9 y sobre todo con P10. En cuanto a los plaguicidas, los detectados más frecuentemente corresponden a plaguicidas utilizados en alfalfa (cipermetrina y deltametrina), maíz (nicosulfuron y acetoclor) y cereales de invierno (tribenuron-metil y 2,4-D). Se encontraron concentraciones superiores al límite de 0,1 μg/l para todos ellos (excepto tribenuron-metil) y para el molinato en P7 (única cuenca con presencia importante de arroz, cultivo en el que se emplea el molinato) y concentraciones de plaguicidas totales superiores a 0,5 μg/l (límite para consumo humano) en las 3 cuencas (entre el 3% y el 9% de las observaciones). Sin ser valores alarmantes, sí indican la necesidad de controlar la evolución de las concentraciones y las aplicaciones de plaguicidas en los regadíos del Alto Aragón.

Monográfico Autocontrol de los retornos de riego. Diciembre 2013

AGRADECIMIENTOS Este Trabajo se ha realizado con la ayuda financiera de La Caixa y la participación de la Comunidad General de Riegos del Alto Aragón, y ha contado con la colaboración del personal de la Unidad Suelos y Riegos y de la Unidad de Calidad y Seguridad Alimentaria del CITA-DGA. Un especial agradecimiento a todo el personal de la Comunidad General de Riegos del Alto Aragón por su colaboración, muy especialmente a Yolanda Gimeno y a la brigada de obras de Riegos del Alto Aragón, cuya magnífica labor ha hecho posible este trabajo. BIBLIOGRAFÍA Ayers, R.S., Westcot, D.W., 1985. Water quality for agriculture. FAO Irrigation and Drainage Paper 29. Rev. 1. FAO, Rome. Playán, E., Cavero, J., Mantero, I., Salvador, R., Lecina, S., Faci, J. M., Andrés, J., Salvador, V., Cardeña, G., Ramón, S., Lacueva, J. L., Tejero, M., Ferri, J. y Martínez-Cob, A., 2007. A Database Program for Enhancing Irrigation District Management in the Ebro Valley (Spain). Agric. Wat. Manage., 87(2): 209-216. Sharpley, A.N., Rekolainen, S., 1997. Phosphorus in agriculture and its environmental implications. In: Phosphorus loss from soil to water (Eds. H. Tunney, O.T. Carton, P.C. Brooks & A.D. Johnston), CABI Publ. Cambridge, pp.1–54.

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