El aterramiento (colmentación o sedimentación) es la contaminación del agua provocada por partículas sólidas de material clástico , en las que predominan las partículas de limo o arcilla . Esto se aplica tanto a una mayor concentración de sedimentos en suspensión como a una mayor acumulación (temporal o permanente) de sedimentos finos en el fondo, donde no son deseables. La sedimentación es causada con mayor frecuencia por la erosión del suelo o el derrame de sedimentos.
La sedimentación a veces se denomina contaminación por sedimentos , pero este es un término indeseable porque es ambiguo y también se refiere a la contaminación química de los sedimentos acumulados en el fondo, o a los contaminantes asociados con las partículas de sedimentos. La sedimentación es el término preferido para una definición inequívoca, aunque no es completamente riguroso, ya que también incluye partículas de tamaños distintos al limo.
La fuente del aumento del transporte de sedimentos a un área puede ser la erosión de la tierra o las actividades en el agua.
En las zonas rurales, la fuente de erosión suele ser la degradación del suelo debido a prácticas agrícolas intensivas o inadecuadas, lo que provoca la erosión del suelo, especialmente en suelos de grano fino como el loess . Como resultado, aumentará la cantidad de limo y arcilla en los embalses, donde el agua fluye desde este territorio. En las áreas urbanas, la fuente de erosión suele ser la actividad de construcción, que consiste en eliminar la vegetación original que cubre el suelo y crear temporalmente lo que parece un terreno baldío urbano, del cual las pequeñas partículas se eliminan fácilmente durante las fuertes lluvias.
En el agua, la principal fuente de contaminación es el derrame de sedimentos del dragado , el transporte de material dragado en barcazas y la deposición de material dragado en el agua o cerca de ella. Dicha sedimentación puede llevarse a cabo para deshacerse de material no deseado, por ejemplo, vertiendo material recuperado de puertos y canales de navegación en el mar. Los sedimentos también se pueden utilizar para reforzar las costas, crear islas artificiales o restaurar playas.
El cambio climático también afecta la tasa de sedimentación. [una]
Otra causa importante de sedimentación son las aguas residuales y otras lagunas de aguas residuales que se descargan en los cuerpos de agua desde los hogares o establecimientos comerciales sin tanques sépticos o plantas de tratamiento de aguas residuales .
Mientras que el sedimento está en suspensión durante el transporte , actúa como un contaminante para aquellos que requieren agua limpia, como para refrigeración o procesos industriales, e incluye organismos acuáticos que son sensibles a los sólidos suspendidos en el agua. Aunque se ha encontrado nekton para evitar derrames de penachos en el agua (como el proyecto de monitoreo ambiental durante la construcción del puente de Öresund ), los organismos portadores de filtros no tienen salida. Entre los organismos más sensibles se encuentran los pólipos de coral . En términos generales, las comunidades de fondos duros y los cardúmenes de mejillones (incluidas las ostras) son más susceptibles a la sedimentación que los fondos de arena y lodo. A diferencia del mar, en el cauce de un río, la pluma aluvial cubrirá todo el canal, con la posible excepción de los remansos, por lo que los peces también se verán directamente afectados en la mayoría de los casos.
La sedimentación también puede afectar los canales de navegación o riego. Se refiere a la acumulación indeseable de sedimentos en canales destinados a barcos o para distribución de agua.
Se puede hacer una distinción entre mediciones en la fuente, durante la transferencia y dentro del área afectada. Las mediciones iniciales de erosión pueden ser muy difíciles ya que la pérdida de material puede ser de fracciones de milímetro por año. Por lo tanto, el enfoque utilizado suele ser medir el lodo en la transferencia de flujo midiendo la concentración de lodo y multiplicándola por el caudal ; por ejemplo, 50 mg/l multiplicado por 30 m 3 /s da 1,5 kg/s.
Además, el flujo de sedimentos se mide mejor en el transporte que en la fuente. El transporte de sedimentos en aguas abiertas se estima midiendo la turbidez , correlacionando la turbidez con la concentración de sedimentos (usando una regresión desarrollada a partir de muestras de agua que se filtran, secando y pesando), multiplicando la concentración con la descarga como se indicó anteriormente, e integrando sobre todo el penacho. Para distinguir la contribución del flujo, la turbidez de fondo se resta de la turbidez del penacho de flujo. Dado que la pluma de flujo de agua abierta varía en el espacio y el tiempo, se requiere la integración de toda la pluma y múltiples iteraciones para obtener una incertidumbre aceptablemente baja en los resultados. Las mediciones se realizan cerca de la fuente, dentro de unos pocos cientos de metros.
Cualquier cosa fuera de la zona de amortiguamiento de la zona de trabajo para el flujo de sedimentos se considera una zona de impacto potencial. En alta mar, los impactos de preocupación se dan casi exclusivamente en las comunidades de fondos fijos, ya que la evidencia empírica muestra que los peces evitan efectivamente la zona de impacto. La sedimentación afecta a la comunidad bentónica de dos formas principales. Los sedimentos suspendidos pueden interferir con la recolección de alimentos por parte de los organismos filtradores, y la acumulación de sedimentos en el fondo puede enterrar a los organismos hasta el punto de que se mueren de hambre o incluso mueren. Solo cuando la concentración es extrema reduce los niveles de luz lo suficiente como para afectar la productividad primaria. La acumulación de tan solo 1 mm puede matar los pólipos de coral.
Si bien el impacto de la sedimentación en la biota (una vez que se ha producido el daño) se puede estudiar al volver a visitar los sitios de muestra seleccionados, la magnitud del proceso de sedimentación en el área afectada se puede medir directamente mediante el monitoreo en tiempo real. Los parámetros medidos son la acumulación de sedimentos, la turbidez a nivel de la biota del filtro y posiblemente la luz incidente. [2]
La cantidad de sedimentación que afecta la navegación también se puede rastrear mediante levantamientos batimétricos repetidos .
En las zonas rurales, la primera línea de defensa es mantener la cubierta vegetal y evitar la erosión del suelo. La segunda línea de defensa es retrasar el material antes de que llegue a la red del curso de agua (conocido como control de sedimentos). En áreas urbanas, las estructuras de protección deben mantener la tierra abierta durante el menor tiempo posible durante la construcción y usar pantallas de sedimentos para evitar que los sedimentos ingresen a los cuerpos de agua.
Durante el dragado, los derrames pueden minimizarse, pero no eliminarse por completo, según el diseño y la operación de la draga. Si el material se deposita en tierra, se pueden construir tanques de sedimentación eficientes. Si se libera en aguas relativamente profundas, se producirá un derrame significativo durante la liberación, pero no después, y el derrame resultante tendrá un impacto mínimo si solo hay sedimentos finos cerca.
Uno de los conflictos de intereses más difíciles de resolver en términos de mitigación de la sedimentación es quizás la restauración de la playa. Cuando se colocan sedimentos en las playas o cerca de ellas para compensar la erosión de las playas, las partículas finas de material se eliminarán mientras se recicla la arena. Debido a que todas las playas restauradas se están deteriorando o no necesitan restauración, contribuirán a la sedimentación costera durante casi el mismo tiempo que se necesita para capear lo que se ha agregado, aunque con una intensidad un tanto decreciente con el tiempo. Dado que la fuga causa daño a los arrecifes de coral, esta práctica crea un conflicto directo entre el interés público de la conservación de la playa y la conservación de cualquier arrecife de coral en alta mar. Para minimizar el conflicto, la restauración de la playa no debe hacerse con arena que contenga alguna fracción de limo o arcilla. En la práctica, la arena a menudo se extrae de áreas marinas y, dado que la proporción de finos en los sedimentos del fondo generalmente aumenta lejos de la costa, la arena depositada inevitablemente contendrá un porcentaje significativo de finos que contribuyen a la sedimentación.
Es deseable minimizar la sedimentación de los canales de riego mediante el diseño hidrológico, con el fin de no crear zonas de capacidad de transporte de sedimentos reducida, ya que esto favorece la sedimentación. Después de la sedimentación en los canales de riego o navegación, el dragado suele ser la única salida.