Modelado y manejo de un lago salino. Caso de estudio Chasicó

SINISCALCHI A.G; RANIOLO LUIS ARIEL; GOMEZ E; DIAZ, M.S.; LARA, R. J.

Bahia Blanca

Congreso; IX Congreso Argentino de Ingenieria Quimica; 2017

Planta Piloto de Ingeniería Química - CONICET

El lago Chasicóse encuentra ubicado en una depresión de 20 metros bajo el nivel del mar, alsudoeste de la planicie Chaco-Pampeana (38º38?S 63º03?W, Buenos Aires,Argentina). Es el receptáculo de un sistema hídrico cerrado y su cuenca ocupauna superficie de 3764 km2. El clima de la región es semiárido. Lasentradas de agua al lago son: por escurrimiento superficial a través del rioChasicó, por precipitaciones y por recarga del agua subterránea local. Al tratarsede un sistema endorreico, la única salida de agua ocurre por evaporación. Duranteel siglo pasado, el lago ha sufrido eventos ecológicos devastadores como sequíase inundaciones extremas, siendo la inundación de mayor magnitud la ocurrida enel año 1983, coincidiendo con fuertes eventos climáticos como El Niño. La vulnerabilidad del lago a los cambios climáticos afecta lasactividades humanas desarrolladas en la zona, como actividades agrícolas,turísticas y la pesca deportiva del pejerrey (Odonthestes bonariensis). El área ocupada por la laguna y las condiciones quefavorecen el crecimiento del pejerrey se encuentran amenazadas por lainestabilidad hidrológica que causan problemas de eutrofización y grandes cambiosen la salinidad. Por esta cuestión, es importante el manejo de este sistema ypara ello se requiere un claro conocimiento de los procesos hidrológicos quealteran el volumen, el área y la salinidad de este cuerpo de agua. En este trabajo,se formulan balances de masa, en estado no estacionario, de sal y global. Losdatos meteorológicos han sido suministrados por estaciones del INTA, cercanasal lago. El cálculo de área y volumen del lago, se ha realizado basado enimágenes satelitales y sendas batimetrías realizadas en 2008 y 2016. Los datosde entrada al modelo, que incluyen radiación, temperatura media del aire,humedad relativa, velocidad media del viento, heliofanía relativa,precipitaciones y caudal del rio Chasicó, se han correlacionado mediante seriesde Fourier. La evaporación del lago se calcula en cada intervalo de tiempo, mediantela fórmula de Penman (1948) para una superficie de agua libre, que tiene encuenta el balance energético y las ecuaciones de transporte de masa y decantidad de movimiento en el aire. Para ello se han incluido ecuacionesadicionales para el cálculo de la radiación neta, la constante psicrométrica, el calor de vaporización delagua, la presión de vapor del agua, el factor de ponderación de los efectos dela radiación y el factor de ponderación de los efectos del viento y la humedad.Se considera como unidad de tiempo un día. En una primera etapa,se simula la evolución del lago durante el período 2008-2016. Los resultadosobtenidos muestran una tendencia a la disminución del volumen del lago con unaumento notorio de la salinidad. En el período estudiado, el volumen del lagodesciende desde 475 hm3 a 273 hm3 (disminución de un 57%) y la salinidadaumenta de 23 g/l a 40 g/l (aumento del 39%) desde el año 2008 al 2013. Luego lasalinidad disminuye hasta 32 g/l en el año 2016 y el volumen final es de 342hm3. Estos valores de salinidad reproducen datos experimentales tomados en dichoperíodo. En una segunda etapa,se formula un problema de manejo del lago como un problema de control óptimosujeto al modelo diferencial algebraico del lago. Un primer caso de estudio consiste en extender elhorizonte de tiempo por nueve años (2008-2025), considerando una repetición deaños lluviosos, de manera tal que la salinidad final es de 17 g/l. Con el finde obtener condiciones óptimas para el desarrollo del pejerrey, se considera unvalor deseado de salinidad de 23 g/l (salinidad óptima de reproducción) y seformula una función objetivo integral, donde se minimiza la integral delcuadrado de la diferencia entre el valor deseado y el valor actual desalinidad. La variable de control es el caudal de río que se desvía hacia otro destino,para evitar la disminución de la salinidad en el lago por debajo del valordeseado. Asimismo, y con el fin de controlar inundaciones, se impone una cotasuperior al volumen del lago, en el problema de optimización. El modelo constituyeuna importante herramienta para tomar decisiones para el manejo del cuerpo deagua, en cuanto a volumen y salinidad para prevenir inundaciones y pérdidas de losrecursos económicos, entre ellos, el más importante que hoy tiene el lago, lapesca deportiva del pejerrey.