Ensayos con Trazadores: Conceptos, Ejecución y Por Qué son Fundamentales para la Modelación Hídrica

¿Qué es un ensayo con trazadores y para qué sirve?

Un ensayo con trazadores consiste en inyectar en el río una sustancia que pueda ser rastreada (el trazador) y medir su evolución de concentración en puntos aguas abajo. La curva de concentración vs. tiempo que se obtiene en cada punto (curva de elución o Breakthrough Curve, BTZ) contiene información hidráulica fundamental: velocidad de transporte, dispersión longitudinal, y presencia de zonas de almacenamiento transitorio.

Este tipo de ensayo es el método de campo más confiable para calibrar los parámetros de transporte de un modelo de calidad del agua. Sin datos de trazadores, los parámetros de dispersión y tiempo de viaje son estimaciones con alta incertidumbre.

Tipos de trazadores

Trazadores fluorescentes

La Rodamina WT (RWT) y la Uranina son los más usados. Se detectan con fluorómetro a concentraciones extremadamente bajas (µg/L), lo que permite usar dosis pequeñas. Son biodegradables y tienen baja toxicidad a las concentraciones de ensayo. La RWT puede adsorberse levemente al sedimento en algunos ríos (efecto que puede cuantificarse).

Trazadores salinos

Cloruro de sodio (NaCl) o bromuro de litio. Se detectan midiendo conductividad eléctrica o analizando iones específicos en laboratorio. Son baratos y seguros, pero requieren dosis mayores para ser detectables, lo que puede afectar la biota en ríos pequeños de agua muy suave.

Trazadores radioactivos

Solo se usan en contextos científicos especializados con permisos especiales. No son prácticos para estudios de consultoría ambiental estándar.

Diseño de un ensayo con trazadores

Definir el objetivo: ¿tiempo de viaje? ¿dispersión longitudinal? ¿identificar zonas muertas?

Calcular la dosis necesaria para que el pico de concentración sea detectable a la distancia más larga (típicamente 5-20 veces el límite de detección del fluorómetro).

Definir el modo de inyección: pulso instantáneo (más informativo sobre dispersión) o inyección continua (para alcanzar estado estacionario).

Ubicar las estaciones de monitoreo: al menos 3-5 puntos a diferentes distancias del punto de inyección.

Programar el muestreo: estimar el tiempo de llegada del pico en cada estación (velocidad × distancia) y muestrear con suficiente frecuencia para capturar bien la curva BTZ (al menos 10-15 puntos por curva).

Interpretación de la curva BTZ

La forma de la curva BTZ revela la hidráulica del tramo:

Curva simétrica, tipo campana de Gauss: el flujo es relativamente uniforme, el modelo ADE es adecuado.

Curva asimétrica con cola larga: presencia de zonas de almacenamiento transitorio (pozas, remansos). El modelo TS (Transient Storage) de la Guía Minambiente 2018 es necesario. Esto es muy común en ríos andinos colombianos.

Doble pico o curva multimodal: el flujo sigue múltiples caminos (ej. río con brazos secundarios o flujo hiporreico significativo).

Referencias

• Fischer, H.B. et al. (1979). Mixing in Inland and Coastal Waters. Academic Press.
• Rutherford, J.C. (1994). River Mixing. Wiley.
• Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (2018). Guía Nacional de Modelación del Recurso Hídrico (Anexo 15). Bogotá: MADS.
• ISO 748 (2021). Hydrometry - Measurement of liquid flow in open channels using current-meters or floats. ISO.