Heavy metal

Como todos sabemos --o al menos eso dice la wikipedia--

el heavy metal (literalmente en español metal pesado o metal duro) es un género musical evolucionado a partir del rock and roll y el hard rock caracterizado por ritmos potentes logrados mediante la utilización de guitarras distorsionadas, baterías con doble bombo o doble pedal, y bajos pronunciados.

Resulta que el término "heavy metals" o "metales pesados" tiene en el vocabulario semicientífico popular un significado más ominoso, aunque químicamente carece de toda precisión. En efecto, el término metal pesado incluye en general a un conjunto de elementos que incluyen en general a los metales de transición (como el hierro, Fe, cobre, Cu, o Manganeso, Mn), un metal muy liviano como el Berilio (Be), un semimetal como el Arsénico (As) y deja sin embargo fuera a un metal realmente pesado (en términos de peso atómico) como el Bismuto, porque no es tóxico. En términos generales, se estudia la concentración aquellos metales que son tóxicos para el ser humano como Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cromo (Cr), Cobre (Cu), Mercurio (Hg), Manganeso (Mn), Níquel (Ni), Plomo (Pb) y Zinc (Zn).

Los metales pesados, al igual que otros contaminantes, como los hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAH) o las dioxinas, tienden a entrar en los cursos de agua a través de procesos complejos que incluyen fuentes puntuales (descargas industriales, aguas servidas) y difusas (erosión, descargas atmosféricas). Esas sustancias químicas, potenciales contaminantes, pueden permanecer disueltas en el agua del curso de agua investigado o depositarse en los sedimentos del lecho. Estos sedimentos pueden ser de distintos tipos, pero usualmente los más finos presentan una estructura microscópica como la que se muestra a la derecha. En las múltiples cavidades de una partícula como la que se observa en la microfotografía o adheridas a la materia orgánica sobre la misma (las estructuras filamentosas en la foto), los posibles contaminantes quedan acumulados en el sedimento del curso de agua y se liberarán lenta o abruptamente con la posibilidad de afectar adversamente la biota de ese ambiente. Modernamente se es muy consciente de este fenómeno y existen estudios muy completos de algunos sistemas con contaminación media a extrema. Un ejemplo es el del río Rhin en Europa, donde se han estudiado multitud de puntos críticos, afectados por diversos procesos potencialmente contaminantes, y se han elaborado mapas como el que se muestra a la izquierda, identificando la gravedad de cada situación.

La consideración de los posibles contaminantes en los sedimentos del río Uruguay saltó a la fama recientemente gracias a los estudios publicados por el INTI, pero por supuesto que fueron una consideración importante desde el planteamiento mismo del proyecto de construcción de las pasteras. Esto no es gratuito sino que refleja simplemente el estado del conocimiento en Europa sobre el comportamiento de los sedimentos de los ríos. De hecho, existe una Red Europea de Sedimentos que se ocupa de incorporar el conocimiento y los temas relativos a los sedimentos en las estrategias europeas de desarrollo ambiental. En ese sitio web se encuentran numerosos trabajos (como el antedicho respecto al río Rhin) que sirven de valioso antecedente para lo que se procura hacer en el río Uruguay. Tan sólo hay que ser lo suficientemente modestos como para no intentar reinventar lo que ya está más que desarrollado en países ambientalmente más conscientes que los nuestros.

Ya mencionamos en un artículo anterior (Dioxinas 101) que el LATU ha realizado monitoreos trimestrales de la calidad del sedimento en los alrededores de la planta de Botnia desde Agosto de 2007. Las medidas se realizaron en 27 puntos agrupados en tres clusters de 9 puntos cada uno. Cada cluster está situado frente a sitios adecuados que representen la situación del río previo a la fábrica (Nuevo Berlin), mismo frente a ella (Fray Bentos) y río abajo (Las Cañas). En el esquema adjunto se ve como se disponen los puntos de medida. Para cada punto hay tres rectas, llamadas transectas, que se disponen en forma perpendicular al canal en la zona de jurisdicción uruguaya. Sobre cada transecta hay tres puntos de medida, uno más cercano a la orilla, otro más cercano al canal, y otro intermedio. Sobre ellos se hacen varios tipos de medidas y algunos resultados (tales como composición de la muestra, fósforo o nitrógeno total) se dan en los informes punto a punto, mientras que para otros (como dioxinas, por ejemplo) los resultados se promedian para los nueve puntos de medida de cada sitio.

En los informes realizados por el LATU (disponibles en el sitio web de Botnia) puede observarse uno de los temas clave respecto al estudio de sedimentos. A diferencia del agua del río que puede asumirse que tiene una composición similar para distintos puntos suficientemente alejados de una fuente puntual, el tema con los sedimentos es mucho más complejo. En distintos puntos del río los sedimentos tienen distinta composición. Aún en puntos cercanos, la composición puede ser radicalmente diferente.

En la figura a la derecha se muestra la tabla de composición de las muestras de sedimentos extraidas de los 27 puntos diferentes en los que el LATU tomó muestras en Agosto de 2008. Los puntos están identificados como AA x.y donde AA es NB (Nuevo Berlín), FB (Fray Bentos) y LC (Las Cañas), x indica la transecta 1, 2 o 3, y finalmente y indica el punto sobre la transecta, 1 es en el litoral, 3 en el canal y 2 un punto intermedio entre los anteriores. Los datos específicos sobre las estaciones de muestreo, la fecha en que se tomaron las muestras, latitud, longitud y profundidad están disponibles públicamente en cada uno de estos informes, en forma de tabla como la que se muestra a la izquierda.

Nótese que el INTI debe disponer de planillas similares a las que se presentan acá, pero no han sido difundidas públicamente, por lo cual sólo podemos hacer suposiciones sobre cuales fueron efectivamente los puntos en los que se tomaron las muestras. Para darse cuenta de la magnitud del problema de la falta de esta información, cabe detenerse en la infomación descriptiva que se da en el informe del INTI sobre la zona de muestreo caratulada como Ñandubayzal. Si miramos el informe del INTI vemos que ellos realizaron un estudio similar al del LATU (lo que no es de sorprender dado las tareas de coordinación previa que realizaron entre ambas instituciones). En lugar de 3 transectas en cada punto, como muestreó el LATU, el INTI consideró sólo 2, aguas arriba y aguas abajo del punto teórico de medida. Para cada transecta tomó tres puntos, situados respectivamente en el litoral, un punto medio y en el canal, en forma similar a lo realizado por el LATU.

Respecto a la zona caratulada Ñandubayzal, el informe no da coordenadas precisas, pero por su propia etiqueta y por intercambio de mails con personal del INTI se deduce que se encuentra directamente frente al balneario de dicho nombre. Si miramos un mapa de la zona, e intentamos comprender la disposición posible de las transectas, tenemos un área que se muestra esquemáticamente en la figura a la izquierda. En ella se han marcado tres flechas rojas. La primera y más larga de ellas indica la dirección en que deberían encontrarse las transectas se se quisiera tener un punto de mustreo directamente frente a la fábrica, lo que evidentemente no es posible desde Ñandubayzal mismo, porque se interponen las islas. El área más probable donde se pueden encontrar las transectas de medida del INTI está comprendida por las otras dos flechas rojas. Claramente se ve que esa área incluye probablemente el sedimento acumulado aluvionalmente por el río Gualeguaychú, que vierte sus aguas en la dirección general indicada por la línea negra en la figura. Por lo tanto, más que recoger cualquier indicación de vertidos de Botnia, lo que este punto recoge es lo vertido por las fuentes difusas y puntuales en torno al río Gualeguaychú. De cualquier manera, sería importante tener tanto la posición precisa de las transectas INTI como la composición del sedimento analizado.

Volviendo entonces al tema de la composición, lo que se observa en la Tabla dada más arriba es una gran variabilidad. Por ejemplo, comparemos la situación en el litoral de Nuevo Berlin para las tres transectas. En la primera, el contenido de limo es 10%, en la segunda 12% y en la tercera sólo 0,4%, lo que indica que en lugares muy próximos puede haber una variación de más o menos 10% en la composición. Lo mismo pasa en la zona del canal, donde el contenido de arena mediana en las tres transectas de Las Cañas varía de 88% a 51% a 60%, o el canal en Fray Bentos, donde la cantidad de limo está en el intervalo 18%-33% dependiendo de la transecta. Lo que es aún peor, la composiciòn de los sedimentos depende del momento en que se haga la medición. Hay muchísimos números con los cuales entretenerse, pero una comparación rápida puede establecerse comparando los meses de Agosto en 2007 y 2008, ambos medidos por el LATU. A la derecha se muestra la Tabla correspondiente para los datos de 2007. Se ve que la composición medida para los mismos puntos dan valores distintos. El caso del contenido de limo en los puntos medidos de Fray Bentos es un ejemplo notable.

Comprendido lo anterior, se entiende que los resultados que se obtienen para una determinada área, promediados sobre todos los puntos en todas las transectas, tienen un considerable error cuya estimación precisa es difícilmente medible, que la comparación de una área con otra no es trivial en absoluto y que ni siquiera su variabilidad en el corto plazo asegura que estemos viendo un fenómeno real y no estacional. Asumidas todas estas precauciones, veamos que nos dicen las medidas del LATU y de INTI respecto a los metales pesados. El resumen se muestra en la siguiente tabla



Como se ve en esta tabla, los estudios de metales pesados en sedimentos hechos por el INTI son más extensos y precisos que los realizados por el LATU (la situaciòn contraria ocurre con los metales en agua, que no fueron determinados por el INTI pero si por el LATU). Son más extensos porque se han investigado todos los metales de importancia que el LATU investiga corrientemente en agua pero no en sedimentos, y son más precisos porque aplican límites de detección más bajos, lo que permite cuantificar menores cantidades. Ninguno de los dos conjuntos de análisis explicita el error estadístico de las medidas, por lo que no es posible saber el grado de exactitud de estas medidas y deben tomarse con mucha cautela. En función de consideracions circunstanciales, voy a asumir un error del 50% para los metales menos frecuentes (Fe y Mn), lo que quiere decir que un valor medido de 2.0 implica que el valor real estará en el intervalo 1.0-3.0, y para juzgar la toxicidad nos convendrá tomar el extremo superior del intervalo.

En primer lugar, nótese que en la tabla se muestra claramente que más del 99% de los metales presentes en el sedimento son hierro y manganeso, que no son tóxicos. El restante 1% o menos son metales que en concentraciòn elevada pueden ser tóxicos.

En segundo lugar, nótese que las concentraciones de Cr y Hg, determinadas independientemente por el LATU y el INTI muestran apreciable concordancia (teniendo en cuenta lo que sabemos sobre el error intrínseco en esas medidas). El caso del mercurio no podemos analizarlo demasiado porque las determinaciones dan por lo general por debajo del límite de determinación, y como son diferentes para el LATU y para el INTI, no es posible realizar un análisis significativo. Eso no es así, sin embargo para el cromo, donde sí se pueden graficar las concentraciones en función del punto en que se realizó el muestreo en el río. Eso se muestra en la imagen adjunta a la izquierda. Incluyendo los errores estimados en las concentraciones medidas, se ve que en general las determinaciones son coherentes con una concentración media constante de cromo en los sedimentos, con dos excepciones. En el caso de Ñandubayzal determinado por el INTI, hay una concentración de cromo significativamente mayor de lo esperable, mientras que lo opuesto es cierto en Las Cañas. Una posible explicación --pero no necesariamente la única-- es que en Ñandubayzal se siente la influencia de los desechos arrastrados por el río Gualeguaychú, mientras que Las Cañas se encuentra en una zona donde los posibles contaminantes procedentes del norte, debido a la curvatura del río en esa zona, migrarán preferentemente hacia el canal y no hacia la orilla.

En tercer lugar, es interesante señalar la falacia implícita en el argumento de la ACAG de que cómo se observa una mayor concentración de metales pesados en el punto Ñandubayzal respecto al punto Concepción, esto significa que esos metales depositados en los sedimentos, proceden de Botnia. Por ejemplo, dicen, en la campaña de Agosto se observa que la concentración de As es mayor en un 576%, la de Cd 450%, la de Cr 211%, la de Cu 291%, etc. La realidad es, por supuesto, un poco más compleja. Si uno siguiera ese argumento para el cromo, en Agosto se ve que la concentración en Ñandubayzal es 169% la concentración en Fray Bentos y la del Km81 es idéntica a la de Fray Bentos. Por lo tanto, todo el argumento se cae por su base. Pero no sólo eso, sino que si en lugar de Agosto se mira Octubre, resulta que las concentraciones de As, Hg, Ni y Pb sn mayores en el Km81 que en Ñandubayzal y lo mismo pasa en Diciembre con Cd y Cr. Otro dato que muestra la falacia de la visión interesada de la ACAG, que sólo busca tener razón y no descubrir la verdad.



En cuarto lugar, finalmente, conviene enfatizar lo que dijo el Ing. Martínez respecto a la toxicidad de esas concentraciones metálicas. En la tabla que se da sobre estas líneas se muestra la relación entre el máximo valor medido para cada metal pesado y los distintos límites establecidos a nivel mundial para concentraciones en sedimentos. Los límites guía de calidad establecidos corresponden, yendo de menos exigente a más exigente, a Argentina (se considera el Nivel Guía de Calidad de suelo más estricto --en este caso uso residencial-- establecido según distintos usos en la Tabla 9 del Anexo II- del Dto 831/93 reglamentario de la Ley Nacional 24.051 de Residuos Peligrosos), a Canadá (Canadian Sediment Guidelines for the Protection of Aquatic Life”), a Holanda (Chemistry Toxicity Tests, CTT), a la Comisión Internacional para la Protección del Rin (ICPR) y finalmente las normas propuestas para Noruega).

El caso de Noruega es quizá el más interesante porque constituye el esfuerzo más reciente para la clasificación de sedimentos en función de la calidad de las aguas. En particular, basándose en una presentación de Torgeir Blakke del NIVA (Instituto Noruego de Investigación sobre Aguas) podemos emplear los documentos SFT TA-1467/1997 y SFT TA-2229/2007 que incluye la siguiente clasificación de sedimentos en función de su toxicidad


Estas normas son las que se emplean para la conservación de la salud ambiental en la zona de los fiordos noruegos, donde se encuentran las aguas más puras. Lo que se define como Categoría I (o Background) son los sedimentos en regiones costeras lejos de toda fuente puntual o en el core profundo, lo que asegura que esos son realmente los niveles de fondo preindustriales y naturales. Las guías de calidad impuestas se ven en esta tabla


donde se muestra la clasificación más antigua (1997) y la nueva modificación (2007). Esta modificación no afecta al background, es la misma. Lo que asegura estar por debajo del límite es que realmente se trata de sedimentos que están prácticamente no afectados por fuentes puntuales o difusas y que reflejan más que nada los procesos naturales de acumulación de metales presentes en el ambiente por procesos geoquímicos o biogénicos.

Lo que se observa en la Tabla comparativa que mostráramos es que en ningún caso se sobrepasan los límites más exigentes del mundo (Canadá y Noruega). Ni siquiera agregando el 50% de error que hemos considerado como adecuado para discutir estos resultados, se sobrepasa el límite para proteger a la vida acuática más sensible.

Las conclusiones de estas comparaciones son entonces las siguientes

1. La mayor parte de los metales presentes en el sedimento (99%+) son Fe y Mn, que no son tóxicos para la biota o el ser humano.
2. Ninguno de los metales pesados tóxicos se encuentran en el sedimento en concentración mayor que los niveles guía de calidad más exigentes a nivel mundial, lo que asegura que ni siquiera la vida marítima más sensible serán afectados por ellos.
3. En los casos en que los datos son comparables, los resultados obtenidos por el INTI y por el LATU son consistentes
4. Dentro de su falta de significación estadística, lo que implica que en ninguno de los sitios relevados se constata presencia tóxica o contaminación, parece que en la zona de Ñandubayzal, afectada por los vertidos del río Gualeguaychú, existe una concentración de cromo superior que en la zona de Fray Bentos, afectada por los anteriores vertidos del frigorífico Fray Bentos y las actuales de Botnia.
5. Las medidas tienen una elevada incertidumbre que hacen problemático extraer conclusiones de valores que pueden no ser estadísticamente diferentes.
6. En ningún caso es justificado pensar que la diferencia entre los valores en Ñandubayzal y Concepción implican nada respecto a la liberaciòn de efluentes de Botnia, ya que en algún caso se observa que los valores directamente frente a la fábrica son menores que los observados en Ñandubayzal.