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Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Rev. Cubana Quím.
Vol. 29, no
.
3, sept-dic, 2017, págs. 456-465, e-ISSN: 2224-5421
Algunos parámetros químico-físicos de las aguas del “Lago Azul”
del poblado “El Cobre”
Some chemical-physical parameters of the waters of the "Lago Azul"
of the town “El Cobre”
Lic. Javier E. Vilasó-Cadre; MSc. Sandra Crombet-Grillet;
MSc. Norma Pérez-Pompa
javiere@uo.edu.cu; scrombet@uo.edu.cu
Departamento de Química. Facultad de Ciencias Naturales y Exactas.
Universidad de Oriente. Cuba.
Recibido:
13 de febrero de 2017
Aprobado:
6 de julio de 2017
Resumen
En este trabajo se realizó el estudio de algunos parámetros químico-físicos de las aguas del
“Lago Azul” formado en la antigua mina del poblado “El Cobre”, de Santiago de Cuba. Se
ubicaron tres puntos de estudio y se realiza la determinación del pH, conductividad,
concentración de sulfatos, cloruros, sólidos, oxígeno disuelto y cobre. Las determinaciones se
hicieron a nivel superficial y a un metro de la columna de agua. Los resultados mostraron que
estas aguas son ácidas, con alta mineralización, una elevada concentración de sulfatos, cloruros,
oxígeno disuelto y cobre; siendo clasificadas como aguas minerales sulfatadas. No son aptas
para el baño, pudiendo tener aplicaciones como aguas minerales medicinales.
Palabras clave:
mina, agua mineral, cobre.
Abstract
In this work, a study of some chemical-physical parameters of the waters of the “Lago Azul” in
the ancient mine of the town “El Cobre” of Santiago de Cuba was made. Three sampling points
were fixed and the parameters: pH, conductivity, concentrations of chloride, sulfate, solids,
dissolved oxygen and copper were determined. Determinations were done at the levels:
superficial and 1 meter in-depth. The results showed acid waters, with a high mineralization,
high concentrations of sulfate, chloride, dissolved oxygen and copper. These waters can be
classified like mineral sulfated. They cannot be used for bath and could have application like
mineral medicinal waters.
Keywords:
mine, mineral water, copper.
Algunos parámetros químico-físicos de las aguas del “Lago Azul”
del poblado “El Cobre”
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Introducción
La “Mina Grande de El Cobre” se encuentra a unos 200 m del poblado “El Cobre”,
situado a 21 km al oeste de la ciudad de Santiago de Cuba y cerró en el año 2001.
Los 400 años de explotación a cielo abierto dejaron una enorme oquedad, convertida
hoy en un lago de cerca de cuatro millones de metros cúbicos de agua, con unos 60 m
de profundidad, un kilómetro de largo en su parte más extensa, y unos 800 m en su parte
más ancha [1]. Muchas personas le llaman el “Lago Azul” debido a su particular color.
El lago se ha convertido en un atractivo, debido a la creencia de que sus aguas tienen
propiedades medicinales, por lo que en ocasiones es usado como lugar de baño. Un agua
mineral medicinal, es aquella agua mineral que por su composición y características
propias puede ser utilizada con fines terapéuticos, dadas sus propiedades curativas [2].
En Cuba existen normativas que establecen la composición y propiedades que debe
cumplir un agua mineral medicinal, por otro lado, el uso de un cuerpo hídrico como
lugar de baño está regulado también por normas cubanas [2, 3].
El cobre es conocido por sus propiedades antimicrobianas. Muchos compuestos de este
metal son utilizados como alguicidas, bactericidas y fungicidas [4]. Dado el origen del
lago, es posible que el contenido de cobre en sus aguas sea elevado, sin embargo, es
necesario un reporte cuantitativo para arrojar conclusiones sobre sus posibles usos.
En este trabajo se realizó un estudio de las aguas del “Lago Azul” mediante la
determinación de algunos parámetros químico-físicos para su valoración preliminar
como aguas de baño y aguas minerales medicinales.
Materiales y métodos
Toma y conservación de muestras
La localización de los puntos de estudio se realizó según la metodología establecida en
las Normas ISO 5667 [5-7]. Se fijaron los tres puntos sobre la base de facilidad de
acceso a los mismos y la representatividad.
Se tomaron muestras por duplicado a nivel superficial y a un metro de la superficie de la
columna de agua en cada punto de estudio, los análisis se realizaron por triplicado.
La conservación de muestras se realizó mediante la metodología establecida en
APHA (2005) [8]. Para el caso del oxígeno disuelto se utilizaron frascos de 250 mL de
boca esmerilada con tapa. Se fijó el oxígeno en el campo empleando las soluciones de
sulfato de manganeso (II) y solución álcalis-yoduro-azida [8].
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Puntos de estudio
La figura 1 muestra los puntos de muestreo para el estudio químico-físico de las aguas
del “Lago Azul”.
Fig. 1. Localización de los puntos de muestreo para el estudio químico-físico
de las aguas del “Lago Azul” del poblado “El Cobre”
Punto 1
Es la zona más utilizada para fines recreativos (baño) por su accesibilidad, posee aguas
cristalinas, fondo con presencia de lodo de color amarillo, no se observa la presencia de
vida acuática y no hay vegetación en el fondo.
Punto 2
Esta zona es utilizada también con fines recreativos. No se observa la presencia de vida
acuática y no es posible observar el fondo por la profundidad existente.
Punto 3
Es una zona que no se utiliza con fines recreativos por la poca accesibilidad, no se
observa la presencia de vida acuática, posee un fondo con presencia de lodo de color
amarillo.
Parámetros analizados
La tabla 1 muestra los parámetros químico-físicos determinados
y los métodos
empleados. Algunos parámetros fueron comparados con la Norma Cubana para aguas
minerales naturales (NC 716: 2009) [2] y la Norma Cubana para aguas de baño
(NC XX: 1999) [3].
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TABLA 1. PARÁMETROS QUÍMICO-FÍSICOS DETERMINADOS EN LA
CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS DEL “LAGO AZUL”
Parámetro
Método
pH
Potenciometría
Conductividad eléctrica
Conductimetría
Cu
2+
Iodometría
SO
4
2-
Gravimetría
Cl
-
Método volumétricos de Volhard
Oxígeno disuelto (OD)
Método volumétrico de Winkler-Azida
Sólidos totales (STD)
Gravimetría
Sólidos totales fijos (STF)
Gravimetría
Sólidos totales volátiles (STV)
Gravimetría
Resultados y discusión
Todas las muestras presentaron color azul tenue observable en grandes volúmenes,
fueron inodoras, y con sabor amargo metálico persistente, lo que indica una elevada
concentración de metales.
En todos los puntos y profundidades el pH medio fue 4,4 U (tabla 2). Según la NC 716:
2009, estas aguas se clasifican como ácidas, pues su pH es inferior a 6,8 U. Por otro
lado, este valor de pH medio es menor que el límite inferior establecido por la NC XX:
1999 para aguas de baño, el cual es de 6,1 U. Las aguas ácidas pueden tener efectos
sobre la salud por exposición prolongada. Han sido descritos los efectos dermatológicos
de
disoluciones
moderadamente
ácidas
de
origen
inorgánico,
las
dermatitis
se
manifiestan en estos casos en periodos largos de exposición, tal y como ocurre durante
los tiempos de baño recreativo [9].
TABLA 2. VALORES MEDIO DE PH Y CONDUCTIVIDAD EN LOS PUNTOS
DE ESTUDIO A NIVEL SUPERFICIAL Y A UN METRO DE LA
SUPERFICIE DE LA COLUMNA DE AGUA
Parámetro
Profundidad
Punto 1
Punto 2
Punto 3
pH (U)
Superficial
4,4 ± 0,01
4,4 ± 0,01
4,4 ± 0,02
1 m
4,4 ± 0,05
4,4 ± 0,01
4,4 ± 0,03
Conductividad
(mS/cm)
Superficial
2,91 ± 0,04
2,98 ± 0,01
2,96 ± 0,01
1 m
2,94 ± 0,01
2,95 ± 0,01
2,96 ± 0,04
Se
observan
valores
similares
de
conductividad
eléctrica
entre
cada
punto
a
ambas profundidades. La conductividad eléctrica en agua está relacionada con la
salinidad [8]. En este caso la conductividad es elevada, lo que indica que existe una
importante cantidad de iones en el medio, lo que está en correspondencia con el origen
mineral del lago.
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Los sólidos totales en disolución (STD) (figura 2) se encuentran en una concentración
mayor que 1 g/L, lo que permite afirmar que estas aguas son de alta mineralización [2].
Los STD se encuentran divididos en sólidos totales fijos (STF) y sólidos totales
volátiles (STV). Los STF indican la presencia de sales inorgánicas y a ambos niveles de
profundidad su concentración es elevada. Los STV indican la presencia de sustancias
de origen orgánico, siendo mucho menos que los STF. La distribución de sólidos está en
correspondencia con el origen mineral de estas aguas, donde el contenido de materia
inorgánica debe ser elevado.
Fig. 2. Sólidos en disolución en los puntos de estudio a nivel superficial
y a un metro de la superficie de la columna de agua
La concentración común de iones sulfatos en la hidrosfera en ríos y lagos oscila entre
250 y 1 000 mg/L [10], por lo que es posible afirmar que la concentración de sulfatos en
estas aguas es elevada (figura 3).
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Fig. 3. Concentración de sulfatos en los puntos de estudio a nivel superficial
y a un metro de la superficie de la columna de agua
Estas aguas son sulfatadas, pues en todos los casos la concentración de sulfatos es
mayor que 20 mEq/L, valor mínimo establecido por la NC 716: 2009 para clasificar un
agua mineral como sulfatada.
Las aguas minerales sulfatadas presentan características físicas generales que están en
correspondencia con las observadas en este caso: son aguas superficiales frías, sin olor
característico y con sabor amargo. Han sido ampliamente demostradas las propiedades
medicinales de las aguas sulfatadas, entre estas propiedades destacan su acción en
dermopatías y pruritos [11].
Los iones cloruros en los puntos de estudio (figura 4), se encuentran en cantidades
significativamente inferiores a los iones sulfatos. Aun así, su concentración es elevada
con respecto a otras aguas terrestres superficiales [12, 13]. Las concentraciones
elevadas de ambos iones se asocian al origen mineral de estas aguas.
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Fig. 4. Concentración de cloruros en los puntos de estudio a nivel superficial
y a un metro de la superficie de la columna de agua
Las aguas superficiales poco contaminadas con materia orgánica muestran buena
oxigenación, pues el oxígeno disuelto está relacionado con la oxidación de materia
fundamentalmente orgánica [14]. Para el desarrollo de la vida acuática es necesaria la
oxigenación del cuerpo hídrico. A nivel superficial el oxígeno disuelto no fue detectado
por el método de cuantificación empleado, lo que indica que existe muy poco oxígeno a
este nivel de profundidad. Sin embargo, a un metro de profundidad en los tres puntos de
estudio la concentración de oxigeno fue similar (figura 5), en un rango de 10 a 12 mg/L.
Un cuerpo de agua se considera bien oxigenado cuando sus niveles de oxígeno disuelto
se encuentran en el rango de 8 a 12 mg/L, aunque en la mayoría de las aguas donde se
desarrolla vida acuática muestran niveles entre 5 y 10 mg/L [14]. Los valores de
oxígeno disuelto en este caso pueden estar en correspondencia con la poca vida acuática
que se observa en el lago.
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Fig. 5. Concentración de oxígeno disuelto a un metro de la superficie
de la columna de agua en los puntos de estudio
El contenido de cobre (figura 6) en los puntos 1 y 2 es similar en cada uno de los niveles
de profundidad. El tercer punto de estudio muestra mayor concentración de cobre.
Fig. 6. Concentración de cobre en los puntos de estudio a nivel superficial
y a un metro de la superficie de la columna de agua
La comparación de las concentraciones mediante una Prueba para la Comparación de
Muestras Múltiples, arrojó diferencias estadísticamente significativas entre los valores
de concentración (valor p=0, α=0,05). El contraste múltiple de rangos mediante la
Prueba LSD de Fisher mostró que las concentraciones de cobre a cada nivel de
profundidad en el punto 1, no difieren estadísticamente con los correspondientes valores
en el punto 2. Sin embargo, en el punto 3, la concentración de cobre a ambos niveles es
diferente con respecto a los demás puntos.
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En todos los casos, la concentración de cobre es elevada, tal y como es de esperar para
estas aguas que tienen su origen en una mina de cobre. El río “Cobre”, un cuerpo
hídrico cercano, se considera contaminado por cobre, con concentraciones máximas
desde 0,5 hasta 0,1 mg/L desde el año 1999 hasta el 2005 respectivamente, y es notable
la diferencia con las concentraciones de cobre en las aguas del “Lago Azul” [15], por
tanto, el uso de estas aguas para el baño constituye una fuente de exposición
significativa a cobre, lo que puede significar un riesgo para la salud humana.
La exposición aguda a compuestos de cobre provoca vómitos y diarreas, irritación de
los ojos, la nariz, faringe y gusto metálico. Por otra parte, la exposición a largo plazo
puede traer peores consecuencias pues el cobre se absorbe a través de la piel y mucosas,
causando daños renales y hepáticos, incluso anemia [4].
El alto contenido de cobre no elimina la posibilidad de usar estas aguas con
fines medicinales. Al ser sulfatadas, se podrían utilizar fundamentalmente para el
tratamiento
de
padecimientos
gastrointestinales
y
dermatológicos
[11],
además
el mismo contenido de cobre le puede conferir propiedades antimicrobianas, sin
embargo, esto podría restringir las formas de uso y vías de administración.
Conclusiones
Las
aguas
del
“Lago
Azul”
del
poblado
“El
Cobre”
son
ácidas,
con
alta
mineralización y una elevada concentración de cloruros, sulfatos, oxígeno disuelto y
cobre; clasificándose como aguas minerales sulfatadas. Los parámetros químico-
físicos indicaron que estas aguas no son aptas para su uso como aguas de baño,
pudiendo tener aplicaciones como aguas minerales medicinales.
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