Estudio e identificación de los procesos bioquímicos asociados a los nutrientes N y P en interacción con el ciclo del carbono: Caso de estudio: Laguna Carén, Chile

Abstract

Los fenómenos de eutrofización como respuesta biológica de los sistemas acuáticos ante la carga antropogénica de nutrientes, se han extendido en lagos, ríos y sistemas costeros. Los sistemas someros son un foco particular de estudio debido a la respuesta que ofrecen ante los efectos de la eutrofización. En este contexto, la laguna Carén, ubicada en la comuna de Pudahuel (Región Metropolitana, Chile), surge como un ecosistema acuático somero, cuyo interés de estudio recae en su condición de hipereutrofización que supera los índices señalados por \citet{Smith1999}. El principal objetivo de este estudio es caracterizar y cuantificar los procesos que vinculan al dióxido de carbono con los ciclos de nutrientes en cuerpos de agua someros y en estado eutrófico. En base a las mediciones realizadas en la laguna y la revisión de antecedentes de cuerpos de agua someros, se buscó elaborar un modelo numérico que reprodujera el comportamiento de las variables de oxígeno disuelto, dióxido de carbono, nitrógeno y fósforo en el tiempo. Entre las fechas del 22-12-17 y el 28-11-18 se realizó un monitoreo continuo de las forzantes del sistema, las variables hidrodinámicas y del intercambio de dióxido de carbono con la atmósfera. Se complementó la información anterior con muestreos puntuales para un análisis de calidad del agua de la laguna. A partir de estas mediciones se efectuó la calibración del modelo numérico de la laguna. Las mediciones en terreno mostraron una evolución estacional de la laguna, a la vez que una evolución intradiaria. Las concentraciones medidas de nutrientes corroboraron el estado de hipereutrofización de la laguna y mostraron el efecto que tiene la descarga de la planta de aguas servidas Izarra de lo Aguirre. Los resultados del modelo numérico lograron simular una variación estacional de las variables estudiadas ($NH_4$,$NO_3$,$PO_4$), sin embargo no se logró reproducir la fuerte dinámica intradiaria para las variables de OD y $CO_2$. Los resultados del estudio identifican como principales procesos la fotosíntesis, la mineralización y la respiración, cuya evolución es aún más significativa a nivel diario. Para reproducir la dinámica intradiaria de la laguna, es necesario profundizar en las variaciones verticales de la concentración de las variables OD y $CO_2$. En la misma línea, se requiere profundizar en la caracterización de los sedimentos y los procesos que ocurren en ellos, como también en la resuspensión y sedimentación. Por último, se recomienda estudiar las cargas externas de nutrientes que recibe la laguna, ya que pueden explicar las altas concentraciones observadas en terreno.