Estudios de distribución espacial de la contaminación utilizando magnetismo ambiental

Abstract

Una de las características notables de cualquier evento de contaminación se entiende a partir del espacio físico sobre el cual se desarrolla. Resulta evidente y hasta de cierta lógica entender que un sitio próximo a una cierta fuente de contaminación estará más contaminado que otro sitio que se encuentra más alejado. De esta manera, analizando un conjunto de datos espaciales se obtendrán patrones espaciales de contaminación característicos de cada proceso en particular. Dentro de la amplia gama de contaminantes que pueden ser liberados al ambiente en diferentes procesos antrópicos, los óxidos de Hierro son uno de los elementos más comunes en procesos donde se queman combustibles fósiles debido a la presencia de Hierro en la materia prima. Estos óxidos poseen características magnéticas distintivas: su concentración, mineralogía y tamaño de los granos aportan información relevante sobre del proceso en el cuál fueron formados. Todas estas características mencionadas son estudiadas a partir de un conjunto de técnicas en lo que se conoce como Magnetismo Ambiental. El Magnetismo Ambiental, como rama de la ciencia que surge a partir de los desarrollos teórico/técnicos del Magnetismo de Rocas resulta de aplicación relativamente reciente en estudios de contaminación. Dentro de sus características principales, es posible notar grandes ventajas respecto a métodos convencionales: no requieren de complejos tratamientos sobre las muestras a analizar, los métodos son relativamente sencillos de aplicar, la caracterización magnética de las muestras resulta rápida de realizar, permitiendo caracterizar grandes volúmenes de muestras en cortos períodos de tiempo, los métodos son suficientemente precisos como para evaluar minerales magnéticos en cantidades menores al 1% en peso. Todas estas ventajas por sobre métodos convencionales la convierten en una técnica sumamente útil en casos donde el interés se centra en como la contaminación se distribuye en el espacio, fundamentalmente gracias a su capacidad de analizar grandes cantidades de muestras a costos relativamente bajos. En la literatura, son varios los ejemplos que pueden encontrase de estudios de contaminación que mediante la utilización de técnicas de magnetismo ambiental intentan revelar comportamientos espaciales de los parámetros medidos, sin embargo son escasos los trabajos en los que se han realizado un verdadero análisis geoestadístico de las variables a través del análisis de la estructura espacial, por ejemplo mostrando los variogramas y sus ajustes teóricos con los que luego se construyen los mapas de predicción espacial. En esta Tesis nos proponemos realizar un énfasis sobre los procesos espaciales que tienen lugar en diferentes casos evidenciados de contaminación antropogénica, utilizando las técnicas de magnetismo como indicadores de la contaminación, sin dejar de lado todo el potencial del magnetismo ambiental en la identificación de los minerales magnéticos presentes y sus tamaños. Esta Tesis ha sido dividida en tres grandes partes, la primera de ella comprende una serie de capítulos donde se desarrollan los conceptos fundamentales empleados en los diversos casos de estudios. En la introducción se plantean las generalidades de las diferentes problemáticas estudiadas, el segundo capítulo se exponen los conceptos de magnetismo ambiental y sus diferentes técnicas de mediciones asociadas. En el tercer capítulo se desarrollan los conceptos geoestadísticos empleados en los diversos casos de estudios. La segunda parte de esta tesis se compone de una serie de casos de estudio donde se han aplicado las diferentes metodologías de análisis que se han presentado en la primera parte. En primer lugar, se presenta un caso de contaminación atmosférica donde se relacionan las mediciones magnéticas con simulaciones de contaminación por material particulado producida por una fábrica en Tandil. Luego se presenta un estudio de procesos de contaminación atmosférica mediante la utilización de biomonitores (Tillandsia capillaris ) en las cercanías de una industria cementera localizada en Córdoba. Seguidamente se presenta una serie de mediciones magnéticas sobre polvos urbanos recolectados en diferentes ciudades (38) de la región sur de la India, región que se caracteriza por la alta contaminación atmosférica. Por último, se presenta un estudio de suelos realizado en la Base Marambio, Antártida Argentina, donde se obtendrá información sobre las características de la contaminación antropogénica y como ha modificado su distribución espacial en el tiempo, a partir de la comparación con estudios previos.