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TECNOLOGIAS Y SERVICIOS S.A.

ESTUDIO DE CONTAMINACIÓN DE CENIZAS Y SUELOS EN LA CIUDAD DE CHAITÉN Y PROPUESTA

DE MEDIDAS DE MITIGACIÓN Y RESTAURACIÓN

Informe Final Modificación 1

Preparado por CIMM T&S para SEREMI de Salud Región de Los Lagos

Noviembre de 2010


CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................... 1

2 ANTECEDENTES ................................................................................................................................... 1

3 CAMPAÑA DE MUESTREO ................................................................................................................... 5

3.1 IDENTIFICACIÓN DE LAS MUESTRAS ............................................................................................................ 5

4 RESULTADOS ANÁLISIS QUÍMICOS .................................................................................................... 11

4.1 ANÁLISIS DE CENIZAS VOLCÁNICAS .......................................................................................................... 11

4.2 ANÁLISIS DE SUELOS DE CHAITÉN ............................................................................................................ 13

4.3 ANÁLISIS DE SUELOS DE SANTA BÁRBARA ................................................................................................. 15

4.4 DISCUSIÓN DE RESULTADOS ................................................................................................................... 18

5 RESULTADOS ANÁLISIS SÍLICE CRISTALINA......................................................................................... 23

5.1 ANÁLISIS DRX EN CENIZAS VOLCÁNICAS................................................................................................... 23

5.2 ANÁLISIS DRX EN SUELOS DE CHAITÉN..................................................................................................... 25

5.3 ANÁLISIS DRX EN SUELOS DE SANTA BÁRBARA .......................................................................................... 26

5.4 DISCUSIÓN DE RESULTADOS ................................................................................................................... 30

6 RESULTADOS ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO....................................................................................... 31

7 MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN CHAITÉN ........................................................................ 33

7.1 DESCRIPCIÓN DEL MODELO DE DISPERSIÓN ATMOSFÉRICA........................................................................... 33

7.2 INVENTARIO DE FUENTES EMISORAS ........................................................................................................ 34

7.3 MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN EL CASO BASE .............................................................................. 37

7.4 MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE CON MEDIDAS DE MITIGACIÓN ............................................................ 44

8 CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 48

8.1 ANÁLISIS DE METALES PESADOS............................................................................................................... 48

8.2 ANÁLISIS DE SÍLICE CRISTALINA ............................................................................................................... 48

8.3 ANÁLISIS DE MATERIAL PARTICULADO RESPIRABLE ..................................................................................... 49

8.4 MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE ..................................................................................................... 49

9 PROPUESTA DE MEDIDAS DE MITIGACIÓN, RESTAURACIÓN Y VIGILANCIA AMBIENTAL.................... 51

10 ANEXOS......................................................................................................................................... 58

“Servicio de Estudio de Contaminación de Cenizas y Suelos en la Ciudad de Chaitén

y Propuestas de Medidas de Mitigación y Restauración”

Estudio de Contaminación Chaitén


i

RESUMEN EJECUTIVO Se presenta en este informe final los resultados de las caracterizaciones químicas realizadas a muestras de ceniza volcánica y suelos recolectadas en la campaña de muestreo realizada en Chaitén en el mes de agosto de 2010. El objetivo fue determinar los contenidos de metales pesados presentes, principalmente arsénico, plomo, cadmio, cromo y mercurio; y conocer las concentraciones de sílice cristalina en sus tres polimorfos, cuarzo, cristobalita y tridimita. También se incluyen los resultados de las simulaciones computacionales con modelo US EPA Calmet – Calpuff, realizadas para estimar el nivel de impacto ambiental sobre la calidad del aire en Chaitén producto de las potenciales emisiones atmosféricas de material particulado procedente de los depósitos de ceniza que quedaron esparcidos en la ciudad y sus alrededores luego de los aluviones ocurridos en los días posteriores al 2 de mayo de 2008 cuando se inició el ciclo eruptivo del Volcán Chaitén. RESULTADOS DE ANÁLISIS QUÍMICO DE METALES PESADOS

Para la determinación de metales pesados se utilizó la técnica de análisis denominada Inductively Coupled Plasma (ICP-OES) que permite analizar de manera simultánea hasta 38 elementos. Previo al análisis las muestras fueron pulverizadas bajo 100 mallas Tyler (100% bajo 149 micrones). En total se analizaron 44 muestras de ceniza y 44 muestras de suelo de Chaitén. Con fines de referencia se analizaron 12 muestras de suelo recolectadas en Santa Bárbara, localidad que no fue afectada por los aluviones de ceniza volcánica.

Los resultados de los análisis químicos para ceniza volcánica y suelos, se presentan en el siguiente cuadro, donde se observa concentraciones variables para los elementos arsénico, cromo y plomo presentan. Para el cadmio y mercurio sus contenidos se encuentran bajo los límites de detección del método de análisis.

SECTOR Arsénico ppm

Cromo ppm

Plomo ppm

Cadmio ppm

Mercurio ppm

Promedio 4 31 5 <0,5 <2 Mínimo 2 21 2 - -

Ceniza volcánica

Máximo 9 47 35 - - Promedio 10 68 10 <0,5 <2 Mínimo 4 23 2 - -

Suelos de Chaitén

Máximo 36 170 23 - - Promedio 3 49 18 <0,5 <2 Mínimo 2 21 12 - -

Suelos de Santa Bárbara Máximo 4 128 25 - - 1 ppm = 1 gramo / tonelada





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RESULTADOS DE ANÁLISIS DE SILICE CRISTALINA

Los análisis fueron efectuados en los laboratorios de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) mediante técnica de Difracción de Rayos X. En total se analizaron 94 muestras de ceniza y suelos. Todos los análisis fueron realizados en la fracción fina del material recolectado (100 % bajo 44 micrones). El tratamiento para remover silicatos, material que interfiere con la determinación de sílice cristalina por DRX, se realizó en los laboratorios de CIMM T&S.

De acuerdo a los resultados obtenidos, en general se identificaron dos polimorfos de la sílice cristalina, cuarzo y cristobalita. La tridimita solo se detectó en algunas muestras de cenizas en cantidades menores (0,1%). Los resultados de la determinación de sílice cristalina se presentan resumidos en el siguiente cuadro:

SECTOR Cuarzo

% en peso Cristobalita % en peso

Promedio 2,0 2,6 Mínimo 0,7 1,0 Ceniza volcánica Máximo 3,7 6,4

Promedio 3,4 3,0 Mínimo 0,7 1,1

Suelos de Chaitén

Máximo 6,1 4,9 Promedio 0,8 1,1 Mínimo 0,3 0,5

Suelos de Santa Bárbara

Máximo 1,1 2,4

RESULTADOS DE ANÁLISIS DE TAMAÑO DE PARTÍCULAS Las muestras de ceniza volcánica fueron sometidas a análisis granulométrico mediante la técnica de ciclosizer. Los resultados indican que los contenidos de material bajo la fracción 10 micrones están entre 0,05 – 3,2% en peso, con un promedio de 1%. RESULTADOS DE LA MODELACIÓN DE LA DISPERSIÓN ATMOSFERICA Se procedió a simular el efecto de las emisiones fugitivas de ceniza volcánica sobre la calidad del aire por MP10 en Chaitén. Como herramienta de modelación se utilizó el modelo de dispersión CALPUFF, modelo recomendado por la USEPA y utilizado en Chile en el Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA). Las principales fuentes emisoras de material particulado corresponden a la erosión eólica y al tránsito vehicular. Para estudiar el riesgo que representan el material particulado respirable, el arsénico y la sílice cristalina en la calidad del aire, se ha modelado en el escenario más desfavorable, es decir sin medidas de mitigación de emisiones, considerando los valores máximos analizados para arsénico (9 ppm) cuarzo (3,7% en peso) y cristobalita (6,4 %).





iii

Una vez conocidos los resultados de la modelación, se procedió a modelar nuevamente en un escenario con medidas de mitigación. Los datos de concentraciones ambientales diarias entregadas por el modelo corresponden al día de máximo impacto. En el siguiente cuadro se presentan los resultados de las modelaciones en los dos escenarios.

CASO RECEPTOR MP10 As Cuarzo Cristobalita Diario

(+) Anual Diario

(++) Anual Diario

(++) Diario (++)

R1 130 53 0,0016 0,00047 6,7 11,6 R2 138 69 0,0015 0,00062 6,3 11,0 R3 224 46 0,0024 0,0013 9,8 16,9 R4 241 52 0,0028 0,0013 11,5 19,9

Caso base sin medidas de mitigación R5 280 191 0,0029 0,0017 12,0 20,7

R1 23 10 0,00028 0,00009 1,2 2,0 R2 24 12 0,00026 0,00011 1,0 1,7 R3 40 27 0,00042 0,00024 1,7 3,0 R4 44 27 0,00050 0,00024 2,0 3,5

Con medidas de mitigación

R5 47 32 0,00048 0,00029 2,0 3,4 R: puntos receptores; (+) Percentil 98; (++) Valor máximo en 24 horas

CONCLUSIONES DEL ESTUDIO Análisis de metales pesados Chile no posee normas de calidad de suelos, por lo que los resultados de análisis químicos se compararon con normativas internacionales y con los suelos cercanos de Santa Bárbara. De acuerdo a los resultados obtenidos tanto la ceniza volcánica como los suelos de Chaitén, contienen metales pesados como arsénico, cadmio, mercurio y plomo en concentraciones que están bajo los límites establecidos en la normativa internacional para protección de suelos. Los suelos de Santa Bárbara, una localidad que no fue afectada por la ceniza volcánica, también contienen metales pesados en el mismo orden de magnitud que los encontrados en los suelos de Chaitén, en arsénico se observan concentraciones menores. Análisis de Sílice Cristalina Los principales polimorfos de sílice cristalina identificados corresponden a cuarzo y cristobalita, tanto en muestras de ceniza volcánica como en suelos. La tridimita sólo se ha identificado en algunas muestras y en cantidades marginales (0,1%). Los suelos de Chaitén, al igual que la ceniza volcánica contienen sílice cristalina, incluso en concentraciones mayores. Los suelos de Santa Bárbara también presentan concentraciones de sílice cristalina pero menores.





iv

De acuerdo a los resultados obtenidos, la población local siempre ha vivido en un territorio con suelos que presentan contenidos de sílice cristalina. Los depósitos de ceniza volcánica existente en Chaitén pueden aportar material fracción respirable alterando la calidad del aire local, con el consiguiente riesgo a la salud humana de la población local por exposición de largo plazo. Modelación de la Calidad del Aire a) Modelación sin medidas de mitigación de emisiones La modelación realizada para un escenario base más desfavorable, indica que en esas condiciones se superan las normas diarias y anuales de MP10 en Chaitén. Las concentraciones diarias de As están por debajo de la norma de Ontario Canadá. Las concentraciones anuales de As son inferiores a la norma de Nueva Zelanda. En algunos receptores se superan los criterios de calidad del aire de la OMS y la USEPA. Las concentraciones de arsénico de largo plazo modeladas indican que en Chaitén el riesgo atribuible a contraer cáncer por respirar durante toda la vida aire con arsénico en las concentraciones obtenidas a raíz de la modelación es inferior a 1 en 100.000 habitantes en el caso que una persona tenga esta exposición a lo largo de su vida. La OMS y la USEPA no establecen límites de sílice cristalina para la calidad del aire en ambientes no laborales. Solo la provincia de Ontario en Canadá tiene una normativa que fija un límite para concentraciones diarias de cuarzo y cristobalita (5 µg/m3). Las concentraciones modeladas de sílice cristalina superan este valor. b) Modelación con medidas de mitigación de emisiones Con la aplicación de medidas de mitigación que permiten abatir entre 50 - 85% de las emisiones fugitivas de ceniza volcánica fracción respirable, se logran concentraciones modeladas que permiten mejorar la calidad del aire de Chaitén, cumpliendo las normas de calidad primarias por MP10 y las normativas internacionales sobre arsénico y sílice cristalina. PROPUESTA DE MEDIDAS DE MITIGACIÓN, RESTAURACIÓN Y VIGILANCIA AMBIENTAL Se presenta a continuación una propuesta con medidas de mitigación y restauración que tienen por propósito controlar los impactos ambientales, referidos principalmente a las emisiones atmosféricas de material particulado fracción respirable que se pueden originar en los depósitos de ceniza volcánica existentes en Chaitén. Se incluyen la vigilancia y monitoreo de las medidas de control. La implementación de estas medidas permitirá controlar el riesgo a la salud de la población local. En la siguiente Tabla se resumen las medidas propuestas, su justificación, el monto de la inversión y el plazo de implementación.





v

Propuesta de medidas de mitigación, restauración y seguimiento ambiental

MEDIDAS JUSTIFICACIÓN VALORIZACIÓN DE MEDIDAS (1)

PLAZO

Cierre perimetral de zonas de depósitos de ceniza volcánica y prohibición de acceso: aeródromo, cauce antiguo y borde río.

Medida de prevención para protección de la salud de la población local

170.000 USD (2) Corto plazo

Retiro de ceniza volcánica de la zona urbana y traslado a zona del aeródromo

Eliminar las fuentes de resuspensión de material particulado fino de ceniza volcánica.

450.000 USD (3) Mediano plazo

Revegetación de depósitos de ceniza volcánica en aeródromo, cauce antiguo y borde río.

Proveer de una capa vegetal que actúe como una efectiva barrera impidiendo la erosión de la ceniza por efecto del viento.

3,2 millones USD (4)

Mediano plazo

Monitoreo de calidad del aire por MP10.

Seguimiento y evaluación de la efectividad de medidas de mitigación a ser implementadas en las fuentes emisoras de material particulado de ceniza volcánica.


Monitoreo de calidad del aire por MP2,5.

En caso que se promulgue la norma de MP2,5.


Estudio de fitoestabilización de los depósitos de ceniza volcánica.

Acelerar el proceso de formación de una cobertura vegetal autosustentable en el largo plazo.


(1) Valores estimados a nivel de perfil. Tipo de cambio 480 $/USD (2) Corresponde a 13 kilómetros de cierre (3) 30.000 m3 de ceniza a retirar de una superficie de 12 hectáreas aproximadamente en la

zona urbana norte (4) La superficie a revegetar es de 77 hectáreas. El espesor de la capa de tierra vegetal es de

20 cm (5) Precios de inversión de los equipos puestos en Santiago. No incluye costos de mantención

y operación (6) Parcela de 6.000 plantas





1

1 INTRODUCCIÓN

Se presentan en este informe final los resultados de las caracterizaciones químicas y físicas realizadas a las muestras de ceniza volcánica y suelos recolectadas en la campaña de muestreo realizada en Chaitén en el mes de agosto. El objetivo es determinar los contenidos de metales pesados presentes, principalmente arsénico, plomo, cadmio, cromo y mercurio; y conocer las concentraciones de sílice cristalina en sus tres polimorfos, cuarzo, cristobalita y tridimita. Se presentan también los resultados de las simulaciones computacionales con modelo US EPA Calmet – Calpuff, realizadas para estimar el nivel de impacto ambiental sobre la calidad del aire en Chaitén producto de las potenciales emisiones atmosféricas de material particulado procedente de los depósitos de ceniza que quedaron en la ciudad y sus alrededores luego del evento eruptivo y los aluviones ocurridos en los días posteriores al 2 de mayo de 2008. El equipo profesional principal que participó en el desarrollo del presente estudio es el siguiente: Juan Carlos Yáñez C. Ingeniero civil metalúrgico, especialista ambiental,

CIMM T&S (jefe del estudio) Tomás Moder F. Ingeniero civil industrial, especialista ambiental, CIMM T&S Marcos Villouta V. Geógrafo, especialista ambiental, CIMM T&S Patricio Galaz O. Químico, CIMM T&S Ricardo Ávila Doctor en Física (asesor análisis DRX, CCHEN) Claudio Seguel Ingeniero matemático (asesor en modelación) Juan Carlos Fernández L. Ingeniero forestal (asesor en cartografía digital)

2 ANTECEDENTES

El Volcán Chaitén corresponde a un estratovolcán de tamaño pequeño de un volumen de al menos 1,5 km3 y que presenta una pequeña caldera circular de unos 3 km de diámetro en cuyo interior alberga un domo post glaciar de composición riolítica (Evolución del ciclo eruptivo 2008 en el volcán Chaitén, Jorge Romero febrero 2010). El volcán Chaitén inició un ciclo eruptivo el 2 de mayo de 2008 con una columna eruptiva de piroclastos y gases cuya altura varió entre unos pocos km hasta más de 20 km. Hasta este evento no habían registros de actividad histórica de este volcán (Revista geológica de Chile, diciembre 2004). Durante la primera semana las emisiones del penacho volcánico se orientaron en dirección Este y Sureste en altura por efecto de los vientos troposféricos y su posterior sedimentación en localidades de Futaleufú y Palena en Chile y Esquel en Argentina, donde se reportaron acumulaciones de varios centímetros de espesor de ceniza. Las erupciones volcánicas explosivas son un tipo de perturbación del paisaje que puede alterar profundamente los sistemas hidrológicos de ríos y transporte de sedimentos. Las





2

erupciones explosivas pueden dañar, destruir, enterrar o quemar vegetación y cubrir vastos sectores del paisaje con centímetros a decenas de centímetros de grava hasta sedimentos limosos conocidos como tephra o ceniza volcánica. Ellos pueden también llenar valles de ríos con gran cantidad de arena de grava, lo que puede alterar las divisorias de agua de cuencas y alterar los patrones de drenaje (Water Resources Impact, may 2003). La caldera del volcán Chaitén ubicado en la cota 940 msnm descarga directamente en la cuenca del río Blanco. Con una superficie de 12.000 hectáreas (Figura 2-1) la cuenca recibió en sus laderas desde el inicio del ciclo eruptivo grandes cantidades de material expulsado por el volcán, hasta que la mañana del 12 de mayo de 2008 producto de la continua precipitación de ceniza, sumada a la pluviosidad (3.300 mm por año) y la estabilidad de los depósitos de ceniza y rocas formados en las cabeceras del río Blanco, se produjo una crecida de grandes dimensiones del río Blanco, el cual se desbordó en su paso por los límites de la ciudad anegando varias cuadras hacia ambos costados del cauce, depositando enormes cantidades de material en la ciudad. El nivel del agua ascendió hasta 1,5 metros sobre su cauce que quedó lleno de ceniza en sus últimos kilómetros antes de llegar al mar y creando un nuevo delta de descarga del río que partió la ciudad en dos (Evolución del ciclo eruptivo 2008 en el volcán Chaitén, febrero 2008). Un lahar se define como el flujo rápido de una mezcla de agua y fragmentos de roca volcánica de todos los tamaños, particularmente con ceniza fina la cual se combina con el agua para formar un lodo capaz de transportar fragmentos de rocas grandes (Volcanic Risk Mitigation Plan, Environment Waikato, New Zealand, may 1999). Los flujos laharicos del volcán Chaitén no solo afectaron la cuenca del río Blanco y especialmente la ciudad de Chaitén, sino que también otras áreas geográficas ubicadas al norte del cráter en la cuenca del río Rayas, donde grandes extensiones de bosque nativo fueron arrasadas; el área afectada por las explosiones en el flanco noroeste del volcán quedó con una frontera nítida con vegetación del bosque verde; al este del volcán el follaje del bosque fue quemado especialmente en las laderas superiores (The Ecological Impacto of the Chaitén eruption, october 2009). Ver Figura 2-2.





3

Figura 2-1: Cuenca del río Blanco que acumuló el material expulsado por el Volcán Chaitén y que posteriormente dio origen a los flujos laharicos que arrasaron con la ciudad de Chaitén.





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Figura 2-2: Zonas afectadas por la actividad del volcán Chaitén en 2008. Adaptado del Mapa de Riesgo elaborado por

Jorge Romero M. (Evolución del ciclo eruptivo 2008 en el Volcán Chaitén).





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3 CAMPAÑA DE MUESTREO

La campaña de terreno para realizar el muestreo de cenizas y suelos en Chaitén se llevó a cabo los días 22 al 26 de agosto de 2010. El programa de muestreo, en cuanto a zonas cubiertas y metodología de muestreo, se ajustó a lo señalado en el informe de Avance N°1 aprobado por la SEREMI de Salud de la Región de Los Lagos. 3.1 Identificación de las muestras En total se recolectaron 44 muestras de ceniza volcánica. Los sectores de muestreo se indican en la Figura 3-1. La identificación de las muestras de ceniza recolectadas en Chaitén se presenta en la Tabla N°3-1. La identificación de las muestras de suelos se presenta en las Tablas N°3-2 y 3-3. En total se recolectaron 56 muestras de suelos, 44 en Chaitén y 12 en Santa Bárbara. Los sectores de muestreo en Santa Bárbara se indican en la Figura 3-2. El propósito del muestreo en Santa Bárbara fue recolectar material de suelo con fines de comparación ya que esta localidad no fue afectada por los eventos eruptivos del volcán Chaitén. Con la información de terreno se procedió a preparar fichas de muestreo con un registro del material recogido, donde se hace una descripción de sus características físicas, las condiciones de las áreas de muestreo y sus coordenadas de ubicación. Se adjuntan fotografías. Las fichas de muestreo se presentan en el Anexo N°1.





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Tabla 3-1: Identificación de muestras de ceniza recolectadas en Chaitén Corr Área Codificación muestras Referencia

1 1 Chai 1 D Sup Sector sur-este de Chaitén y cauce antiguo 2 1 Chai 1 D Prof Sector sur-este de Chaitén y cauce antiguo 3 1 Chai1 E Sup Cauce antiguo del río Blanco 4 1 Chai1 E Prof Cauce antiguo del río Blanco 5 1 Chai 1 F Sup Aeródromo 6 1 Chai 1 F Prof Aeródromo 7 2 Chai 2 C Sup Cauce antiguo del río Blanco 8 2 Chai 2 C Sup Cauce antiguo del río Blanco 9 2 Chai 2 D Sup Cauce antiguo del río Blanco 10 2 Chai 2 D Prof Cauce antiguo del río Blanco 11 2 Chai 2 E Sup Cauce antiguo del río Blanco 12 2 Chai 2 E Prof Cauce antiguo del río Blanco 13 3 Chai 3 D Sup Borde río sector nor-este de Chaitén 14 3 Chai 3 D Prof Borde río sector nor-este de Chaitén 15 3 Chai 3 E Sup Borde río sector nor-este de Chaitén 16 3 Chai 3 E Prof Borde río sector nor-este de Chaitén 17 3 Chai 3 F Sup Borde río sector nor-este de Chaitén 18 3 Chai 3 F Prof Borde río sector nor-este de Chaitén 19 4 Chai 4 A Sup Sector centro de Chaitén 20 4 Chai 4 A Prof Sector centro de Chaitén 21 4 Chai 4 B Sup Sector centro de Chaitén 22 4 Chai 4 B Prof Sector centro de Chaitén 23 4 Chai 4 C Sup Sector centro de Chaitén 24 4 Chai 4 C Prof Sector centro de Chaitén 25 4 Chai 4 H Sup Sector centro de Chaitén 26 4 Chai 4 H Prof Sector centro de Chaitén 27 5 Chai 5 A Sup Playa frente a costanera Chaitén 28 5 Chai 5 A Prof Playa frente a costanera Chaitén 29 5 Chai 5 D Sup Playa frente a costanera Chaitén 30 5 Chai 5 D Prof Playa frente a costanera Chaitén 31 5 Chai 5 E Sup Playa frente a costanera Chaitén 32 5 Chai 5 E Prof Playa frente a costanera Chaitén 33 6 Chai 6 C Sup Nuevo borde río aguas abajo del puente 34 6 Chai 6 C Sup Nuevo borde río aguas abajo del puente 35 6 Chai 6 E Sup Nuevo borde río aguas abajo del puente 36 6 Chai 6 E Prof Nuevo borde río aguas abajo del puente 37 6 Chai 6 F Sup Nuevo borde río + borde río lado cementerio 38 6 Chai 6 F Sup Nuevo borde río + borde río lado cementerio 39 7 Chai 7 B Sup Sector alto río Blanco 40 7 Chai 7 B Prof Sector alto río Blanco 41 7 Chai 7 D Sup Sector alto río Blanco 42 7 Chai 7 D Sup Sector alto río Blanco 43 7 Chai 7 F Sup Sector alto río Blanco 44 7 Chai 7 F Prof Sector alto río Blanco

Chai = Chaitén; Sup= muestra superficial; Prof= muestra en profundidad





7

Tabla 3-2: Identificación de muestras de suelos recolectadas en Chaitén

Corr Área Codificación muestras Referencia 1 1 Chai 1 A Sup Sector sur-oeste de Chaitén 2 1 Chai 1 A Prof Sector sur-oeste de Chaitén 3 1 Chai1 B Sup Sector sur-oeste de Chaitén 4 1 Chai1 B Prof Sector sur-oeste de Chaitén 5 1 Chai 1 C Sup Sector sur-oeste de Chaitén 6 1 Chai 1 C Prof Sector sur-oeste de Chaitén 7 2 Chai 2 A Sup La puntilla 8 2 Chai 2 A Sup La puntilla 9 2 Chai 2 B Sup La puntilla 10 2 Chai 2 B Prof La puntilla 11 2 Chai 2 F Sup Sector de matorrales en recodo del antiguo cauce 12 2 Chai 2 F Prof Sector de matorrales en recodo del antiguo cauce 13 3 Chai 3 A Sup Sector norte de Chaitén 14 3 Chai 3 A Prof Sector norte de Chaitén 15 3 Chai 3 B Sup Sector norte de Chaitén, lado cárcel 16 3 Chai 3 B Prof Sector norte de Chaitén, lado cárcel 17 3 Chai 3 C Sup Sector norte de Chaitén 18 3 Chai 3 C Prof Sector norte de Chaitén 19 4 Chai 4 D Sup Sector centro de Chaitén 20 4 Chai 4 D Prof Sector centro de Chaitén 21 4 Chai 4 E Sup Sector centro de Chaitén 22 4 Chai 4 E Prof Sector centro de Chaitén 23 4 Chai 4 F Sup Sector centro de Chaitén 24 4 Chai 4 F Prof Sector centro de Chaitén 25 4 Chai 4 G Sup Sector centro de Chaitén 26 4 Chai 4 G Prof Sector centro de Chaitén 27 5 Chai 5 B Sup Costanera de Chaitén 28 5 Chai 5 B Prof Costanera de Chaitén 29 5 Chai 5 C Sup Costanera de Chaitén 30 5 Chai 5 C Prof Costanera de Chaitén 31 5 Chai 5 F Sup Costanera de Chaitén 32 5 Chai 5 F Prof Costanera de Chaitén 33 6 Chai 6 A Sup Nuevo borde río aguas abajo del puente 34 6 Chai 6 A Sup Nuevo borde río aguas abajo del puente 35 6 Chai 6 B Sup Nuevo borde río aguas abajo del puente 36 6 Chai 6 B Prof Nuevo borde río aguas abajo del puente 37 6 Chai 6 D Sup Nuevo borde río aguas abajo del puente 38 6 Chai 6 D Sup Nuevo borde río aguas abajo del puente 39 7 Chai 7 A Sup Sector alto río Blanco 40 7 Chai 7 A Prof Sector alto río Blanco 41 7 Chai 7 C Sup Sector alto río Blanco 42 7 Chai 7 C Sup Sector alto río Blanco 43 7 Chai 7 E Sup Sector alto río Blanco 44 7 Chai 7 E Prof Sector alto río Blanco

Chai = Chaitén; Sup = muestra superficial; Prof = muestra en profundidad





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Tabla 3-3: Identificación de muestras de suelos recolectadas en Santa Bárbara

Corr Área Codificación muestras Referencia 1 Blanco Barb A Sup Pradera antes de acceso a Santa Bárbara 2 Blanco Barb A Prof Pradera antes de acceso a Santa Bárbara 3 Blanco Barb B Sup Pradera antes de acceso a Santa Bárbara 4 Blanco Barb B Prof Pradera antes de acceso a Santa Bárbara 5 Blanco Barb C Sup Pradera antes de acceso a Santa Bárbara 6 Blanco Barb C Prof Pradera antes de acceso a Santa Bárbara 7 Blanco Barb D Sup Pradera antes de acceso a Santa Bárbara 8 Blanco Barb D Prof Pradera antes de acceso a Santa Bárbara 9 Blanco Barb E Sup Oficinas de gobierno regional Nueva Chaitén 10 Blanco Barb E Prof Oficinas de gobierno regional Nueva Chaitén 11 Blanco Barb F Sup Camino costero Santa Bárbara 12 Blanco Barb F Prof Camino costero Santa Bárbara

Barb= Santa Bárbara; Sup = muestra superficial; Prof = Muestra en profundidad


Figura 3-1: Ubicación de los polígonos de muestreo en Chaitén y sus alrededores


Figura 3-2: Ubicación del polígono de los sectores de muestreo en Santa Bárbara





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4 RESULTADOS ANÁLISIS QUÍMICOS

Se presentan los resultados obtenidos de los análisis químicos de las muestras de ceniza volcánica y suelos para determinación de metales pesados (arsénico, plomo, cadmio, cromo y mercurio, entre otros metales). La técnica de análisis utilizada corresponde a Inductively Coupled Plasma (ICP-OES) que permite analizar de manera simultánea 38 elementos. Previo al análisis, las muestras fueron pulverizadas bajo 100 mallas (149 micrones).

Se analizaron las siguientes cantidades de muestras:

Localidad Tipo Muestras en Superficie

Muestras en Profundidad

(15 cm)

Chaitén Ceniza volcánica 22 22

Chaitén Suelo 22 22

Santa Bárbara Suelo 6 6

4.1 Análisis de Cenizas Volcánicas

Los resultados de análisis de ceniza volcánica por arsénico, cadmio, plomo y mercurio se presentan en las Tablas 4-1a y 4-1b, valores que se grafican en la Figura 4-1. Un resumen de los resultados se presentan en el siguiente cuadro, donde se observa que el arsénico, cromo y plomo presentan valores detectables, a diferencia del cadmio y el mercurio que se encuentran bajo el límite de detección del método de análisis.

En el Anexo N°2 se presentan los certificados de análisis.

Metal Promedio (ppm) Mínimo (ppm) Máximo (ppm) Arsénico 3,9 2 9 Cromo 31 21 47 Plomo 5,4 2 35 Cadmio No detectable (<0,5) Mercurio No detectable (<2)





12

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

CHAI1 DSup

CHAI1 E

Prof

CHAI2 CSup

CHAI2 DProf

CHAI3 DSup

CHAI3 E

Prof

CHAI4 ASup

CHAI4 BProf

CHAI4 HSup

CHAI5 AProf

CHAI5 ESup

CHAI6 CProf

CHAI6 FSup

CHAI7 BProf

CHAI7 FSup

pp

m

As

Cr

Pb

Figura 4-1: Contenidos de As, Pb y Cr en muestras de ceniza volcánica de Chaitén Tabla 4-1a: Contenidos de metales en muestras de ceniza volcánica, Chaitén (ppm)

Muestra As Cd Cr Pb Hg CHAI 1 D Sup 4 < 0,5 36,1 < 2 < 2 CHAI 1 D Prof 3 < 0,5 36,3 < 2 < 2 CHAI 1 E Sup 3 < 0,5 44,4 < 2 < 2 CHAI 1 E Prof 2 < 0,5 35,2 < 2 < 2 CHAI 1 F Sup 3 < 0,5 28,7 < 2 < 2 CHAI 1 F Prof 3 < 0,5 29,5 < 2 < 2 CHAI 2 C Sup 3 < 0,5 31,4 < 2 < 2 CHAI 2 C Prof 3 < 0,5 37,6 < 2 < 2 CHAI 2 D Sup 3 < 0,5 25,2 < 2 < 2 CHAI 2 D Prof 3 < 0,5 21,8 < 2 < 2 CHAI 2 E Sup 4 < 0,5 27,6 < 2 < 2 CHAI 2 E Prof 3 < 0,5 31,3 < 2 < 2 CHAI 3 D Sup 4 < 0,5 31,7 4 < 2 CHAI 3 D Prof 3 < 0,5 29,0 < 2 < 2 CHAI 3 E Sup 4 < 0,5 31,8 < 2 < 2 CHAI 3 E Prof 4 < 0,5 27,8 < 2 < 2 CHAI 3 F Sup 4 < 0,5 26,5 < 2 < 2 CHAI 3 F Prof 3 < 0,5 34,0 4 < 2 CHAI 4 A Sup 4 < 0,5 28,0 3 < 2 CHAI 4 A Prof 3 < 0,5 27,8 < 2 < 2 CHAI 4 B Sup 8 < 0,5 39,1 35 < 2 CHAI 4 B Prof 9 < 0,5 25,8 17 < 2





13

Tabla 4-1b: Contenidos de metales en muestras de ceniza volcánica, Chaitén (ppm)

Muestra As Cd Cr Pb Hg CHAI 4 C Sup 3 < 0,5 23,3 2 < 2 CHAI 4 C Prof 2 < 0,5 23,9 2 < 2 CHAI 4 H Sup 4 < 0,5 27,5 4 < 2 CHAI 4 H Prof 2 < 0,5 26,2 4 < 2 CHAI 5 A Sup 4 < 0,5 40,1 3 < 2 CHAI 5 A Prof 4 < 0,5 38,3 3 < 2 CHAI 5 D Sup 4 < 0,5 29,3 6 < 2 CHAI 5 D Prof 4 < 0,5 32,3 2 < 2 CHAI 5 E Sup 4 < 0,5 34,6 < 2 < 2 CHAI 5 E Prof 6 < 0,5 38,0 2 < 2 CHAI 6 C Sup 5 < 0,5 21,3 < 2 < 2 CHAI 6 C Prof 4 < 0,5 26,9 7 < 2 CHAI 6 E Sup 3 < 0,5 27,2 2 < 2 CHAI 6 E Prof 4 < 0,5 26,2 4 < 2 CHAI 6 F Sup 4 < 0,5 47,2 3 < 2 CHAI 6 F Prof 4 < 0,5 25,3 2 < 2 CHAI 7 B Sup 6 < 0,5 34,4 < 2 < 2 CHAI 7 B Prof 7 < 0,5 35,1 3 < 2 CHAI 7 D Sup 4 < 0,5 32,6 3 < 2 CHAI 7 D Prof 3 < 0,5 32,6 < 2 < 2 CHAI 7 F Sup 3 < 0,5 30,9 4 < 2 CHAI 7 F Prof 3 < 0,5 25,1 < 2 < 2

4.2 Análisis de Suelos de Chaitén Los resultados de análisis de suelos por arsénico, cadmio, plomo y mercurio se presentan en las Tablas 4-2a y 4-2b, valores que se grafican en la Figura 4-2. Un resumen de los resultados se presenta en el siguiente cuadro, donde se observa que el arsénico, cromo y plomo presentan valores detectables, a diferencia del cadmio y el mercurio que se encuentran bajo el límite de detección del método de análisis. Metal Promedio (ppm) Mínimo (ppm) Máximo (ppm) Arsénico 10 4 36 Cromo 68 23 170 Plomo 10 2 23 Cadmio No detectable (<0,5) Mercurio No detectable (<2)





14

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

CHAI1 ASup

CHAI1 BProf

CHAI2 ASup

CHAI2 BProf

CHAI3 ASup

CHAI3 BProf

CHAI4 DSup

CHAI4 E

Prof

CHAI4 GSup

CHAI5 BProf

CHAI5 FSup

CHAI6 AProf

CHAI6 DSup

CHAI7 AProf

CHAI7 ESup

As,

Pb

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Cr

As

Pb

Cr

Figura 4-2: Contenidos de As, Pb y Cr en muestras de suelo de Chaitén (ppm) Tabla 4-2a: Contenidos de metales en muestras de suelo, Chaitén (ppm)

Muestra As Cd Cr Hg Pb CHAI 1 A Sup 6 < 0,5 53,9 < 2 10 CHAI 1 A Prof 6 < 0,5 54,8 < 2 13 CHAI 1 B Sup 4 < 0,5 48,3 < 2 5 CHAI 1 B Prof 6 < 0,5 49,4 < 2 11 CHAI 1 C Sup 7 < 0,5 69,4 < 2 10 CHAI 1 C Prof 6 < 0,5 66,7 < 2 7 CHAI 2 A Sup 28 < 0,5 67,2 < 2 10 CHAI 2 A Prof 36 < 0,5 76,3 < 2 8 CHAI 2 B Sup 30 < 0,5 70,6 < 2 11 CHAI 2 B Prof 36 < 0,5 82,6 < 2 8 CHAI 2 F Sup 12 < 0,5 34,6 < 2 7 CHAI 2 F Prof 13 < 0,5 30,1 < 2 6 CHAI 3 A Sup 8 < 0,5 103 < 2 16 CHAI 3 A Prof 8 < 0,5 23,2 < 2 12 CHAI 3 B Sup 8 < 0,5 43,6 < 2 23 CHAI 3 B Prof 9 < 0,5 42,1 < 2 13 CHAI 3 C Sup 8 < 0,5 105 < 2 20 CHAI 3 C Prof 7 < 0,5 78,0 < 2 7 CHAI 4 D Sup 7 < 0,5 37,9 < 2 10 CHAI 4 D Prof 8 < 0,5 43,4 < 2 10 CHAI 4 E Sup 7 < 0,5 66,6 < 2 18





15

Tabla 4-2b: Contenidos de metales en muestras de suelo, Chaitén (ppm)

Muestra As Cd Cr Hg Pb CHAI 4 E Prof 9 < 0,5 59,1 < 2 12 CHAI 4 F Sup 4 < 0,5 43,3 < 2 4 CHAI 4 F Prof 4 < 0,5 82,2 < 2 < 2 CHAI 4 G Sup 8 < 0,5 45,7 < 2 11 CHAI 4 G Prof 7 < 0,5 51,9 < 2 10 CHAI 5 B Sup 8 < 0,5 164 < 2 19 CHAI 5 B Prof 9 < 0,5 46,6 < 2 10 CHAI 5 C Sup 9 < 0,5 95,3 < 2 13 CHAI 5 C Prof 9 < 0,5 59,0 < 2 19 CHAI 5 F Sup 6 < 0,5 136 < 2 13 CHAI 5 F Prof 9 < 0,5 64,4 < 2 18 CHAI 6 A Sup 8 < 0,5 114 < 2 12 CHAI 6 A Prof 9 < 0,5 58,5 < 2 6 CHAI 6 B Sup 5 < 0,5 51,4 < 2 12 CHAI 6 B Prof 7 < 0,5 107 < 2 12 CHAI 6 D Sup 9 < 0,5 37,7 < 2 16 CHAI 6 D Prof 12 < 0,5 85,3 < 2 10 CHAI 7 A Sup 12 < 0,5 55,6 < 2 4 CHAI 7 A Prof 11 < 0,5 170 < 2 4 CHAI 7 C Sup 10 < 0,5 43,4 < 2 3 CHAI 7 C Prof 10 < 0,5 99,4 < 2 4 CHAI 7 E Sup 10 < 0,5 27,5 < 2 4 CHAI 7 E Prof 10 < 0,5 33,9 < 2 2

4.3 Análisis de Suelos de Santa Bárbara Los resultados de análisis de suelos por arsénico, cadmio, plomo y mercurio se presentan en la Tabla 4-3, valores que se grafican en la Figura 4-3. Un resumen de los resultados se presenta en el siguiente cuadro, donde se observa que el arsénico, cromo y plomo presentan valores detectables, a diferencia del cadmio y el mercurio que se encuentran bajo el límite de detección del método de análisis.

Metal Promedio (ppm) Mínimo (ppm) Máximo (ppm) Arsénico 3 2 4 Cromo 49 21 128 Plomo 18 12 25 Cadmio No detectable (<0,5) Mercurio No detectable (<2)





16

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

S.BárbaraA Sup

S.BárbaraB Sup

S.BárbaraC Sup

S.BárbaraD Sup

S.BárbaraE Sup

S.BárbaraF Sup

As,

Pb

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Cr

As

Pb

Cr

Figura 4-3: Contenidos de As, Pb y Cr en muestras de suelo de Santa Bárbara (ppm) Tabla 4-3: Contenidos de metales en muestras de suelo, Santa Bárbara (ppm)

Muestra As Cd Cr Hg Pb S.Bárbara A Sup 3 < 0,5 23,5 < 2 19 S.Bárbara A Prof 3 < 0,5 47,4 < 2 21 S.Bárbara B Sup 3 < 0,5 28,5 < 2 20 S.Bárbara B Prof 4 < 0,5 25,2 < 2 22 S.Bárbara C Sup 3 < 0,5 32,3 < 2 16 S.Bárbara C Prof 4 < 0,5 20,8 < 2 21 S.Bárbara D Sup 4 < 0,5 26,6 < 2 17 S.Bárbara D Prof 4 < 0,5 41,7 < 2 25 S.Bárbara E Sup 2 < 0,5 79,3 < 2 15 S.Bárbara E Prof 3 < 0,5 44,0 < 2 15 S.Bárbara F Sup 2 < 0,5 34,2 < 2 13 S.Bárbara F Prof 2 < 0,5 127 < 2 12

En la Figura 4-4 se presenta el mapa de los sectores de muestreo de cenizas y suelos en Chaitén con colores por rango de concentración de arsénico.





17

Figura 4-4: Mapa con colores por rango de concentración de arsénico





18

4.4 Discusión de Resultados Chile no posee normas de calidad de suelos, por lo tanto los resultados de análisis químicos se compararán con normativas internacionales y con los suelos cercanos de Santa Bárbara que no fueron afectados por los flujos laharicos de ceniza volcánica. En la Tabla 4-4 se presentan una comparación de los análisis efectuados en muestras de suelo y de ceniza en Chaitén con criterios internacionales, así como también con los suelos de Santa Bárbara.

Tabla 4-4: Comparación de contenidos de metales con normativa internacional

Normativa Internacional, ppm Suelos S. Bárbara

ppm Cenizas Chaitén

ppm Suelos Chaitén

ppm

Holand US EPA Swedish Canada Prom Mín Máx Prom Mín Máx Prom Mín Máx

(*) (**) (***) (+) (++) (+++)

As 76 0,4 750 10 25 12 3 2 4 4 2 9 10 4 36

Pb 530 400 - 50 400 140 18 12 25 5 2 35 11 2 23

Cd 13 78 1.800 0,5 15 10 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 Cr Cr (III) Cr (VI)

- 180 78

390 78.000

390

270 -

270

80 - 2

150 -

10

64 -

0,4

44 - -

21 - -

128 - -

31 - -

21 - -

47 - -

68 - -

23 - -

170 - -

Hg 36 - - 0,25 2,5 6,6 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2

(*) Intervention Values, Soil Remediation Circular 2009, Table 1 Annex 1 (**) Ingestion, norma EPA SSLs (Soil Screening Levels for human health protection) (***) Inhalation fugitive particulate, norma EPA SSLs (+) Guidelines values, sensitive land use. Table of generic guideline values, Swedish Environmental

Protection Agency (++) Guidelines values, less sensitive land use (+++) Agricultural, residencial and parkland land use, Canadian Soil Quality Guidelines, Update 7.0

September 2007

Una discusión comparativa de los resultados, elemento por elemento, se da a continuación:

4.4.1 Arsénico Comparación con muestras de ceniza tomadas los primeros días de la erupción Los niveles de arsénico encontrados en las muestras de ceniza volcánica en Chaitén entre 2 y 9 ppm son menores a los niveles detectados por el ISP en análisis realizados a muestras de ceniza depositadas en los alrededores cercanos al volcán (24 y 42 ppm) (Informe de Ensayo N° 478/2008, ISP 06/05/2008), las que presentan entre 5 a 6 veces mayores concentraciones del elemento. Un estudio efectuado por la Universidad de Chile en muestras de ceniza volcánica recolectadas en Futaleufú, indica niveles de <5 ppm de arsénico (Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y matemáticas, mayo 2008).





19

El agua lluvia puede actuar como un agente lixiviante que va movilizando el arsénico presente en los depósitos de ceniza volcánica. Chaitén presenta una pluviometría de más de 3.300 mm de agua caída al año (Estación meteorológica Chaitén 2004-2007). Se necesitan estudios específicos para verificar o descartar esta hipótesis. Comparación con muestras de suelos El contenido de arsénico de suelos superficiales en diferentes países, en promedio varía entre 2 y 25 ppm (TOXIMIN Vol. I, pag. 119. 1992). En zonas donde hay fundiciones, como en la provincia de Quebec, Canadá los suelos, a 3 km de la chimenea, contienen hasta 600 ppm de As (TOXIMIN Vol. I, pag. 101. 1992). En promedio, los suelos de Chaitén contienen 3 veces más arsénico que los suelos de Santa Bárbara (10 ppm versus 3 ppm). La ceniza volcánica presenta valores de arsénico comparables con los suelos de Santa Bárbara pero que equivalen a menos de la mitad del arsénico de los suelos de Chaitén. Parte del arsénico que podría estar movilizándose de los depósitos de ceniza volcánica podría quedar retenido en los suelos cercanos. Se necesitan estudios específicos para verificar o descartar esta hipótesis. Comparación con criterios y normas internacionales de suelos En general las muestras de suelo en Santa Bárbara y de ceniza volcánica contienen niveles de arsénico menores a los límites establecidos por la normativa internacional con fines de protección de la salud pública y el medioambiente. Los suelos muestreados en Chaitén presentan valores promedio de arsénico que están en el límite recomendado por la norma sueca para suelos sensibles (10 ppm). Se entiende por suelos sensibles aquellos lugares urbanos donde hay residencias, escuelas, guarderías, parques infantiles y hospitales (Air Quality and Land Use Handbook: A Community Health Perspective, April 2005). De un total de 44 muestras analizadas sólo 9 están sobre 10 pmm, siendo 4 las muestras con valores mayores entre 28 y 36 ppm en el sector denominado La Puntilla (Chai 2 A y B) en la ribera norte de la antigua desembocadura del río Chaitén, pero que no corresponde a un suelo sensible. Se desconoce si esta zona presentaba estos niveles de arsénico antes de la erupción volcánica o sólo después del evento. En la zona urbana de Chaitén todas las muestras de suelo están bajo 10 ppm, con la excepción de la muestra Chai 6 D Prof con 12 ppm que está en el borde río del nuevo cauce. En relación a la norma USEPA que fija un valor de 0,4 ppm de arsénico como límite por ingestión, se destaca que todas las muestras de suelos y cenizas están sobre dicho valor, por lo que se deberá poner atención a esa vía de ingreso de contaminantes al organismo (ingestión). En caso de contacto directo con el suelo o las cenizas volcánicas se deberá proceder al lavado frecuente de manos, especialmente al ingerir alimentos.





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4.4.2 Cadmio En el presente estudio no se detectó cadmio en las muestras de ceniza volcánica ni en las muestras de suelo en Chaitén y Santa Bárbara. Todos los análisis quedaron bajo el límite de detección del método (<0,5 ppm). Estos resultados son consistentes con los análisis efectuados por el ISP en 4 muestras de ceniza que no detectaron presencia de cadmio, <0,02 ppm (Informe de Ensayo N° 478/2008, ISP 06/05/2008). Los análisis efectuados en Argentina a muestras de ceniza recolectadas en distintas localidades y distintos días posteriores al comienzo de la erupción entregaron valores de cadmio <5 ppm (Comisión Nacional de Energía Atómica- regional Cuyo). El estudio efectuado por la Universidad de Chile en muestras de ceniza volcánica recolectadas en Futaleufú, indica niveles de <5 ppm de cadmio (Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y matemáticas, mayo 2008). Las normas suecas establecen para suelos sensibles un límite de 0,5 ppm de cadmio y 15 ppm para suelos no sensibles. Canadá fija un límite de 10 ppm para suelos con usos agrícolas, residenciales y recreacionales.

4.4.3 Cromo Comparación con muestras de ceniza tomadas los primeros días de la erupción Los niveles de cromo total en las muestras de ceniza volcánica depositada en Chaitén varían entre 21 y 47 ppm, muy superiores a los valores informados por el estudio del ISP entre 0,5 ppm a 3,5 ppm (Informe de Ensayo N° 478/2008, ISP 06/05/2008). Los análisis efectuados en Argentina a muestras de ceniza recolectadas en distintas localidades y distintos días posteriores al comienzo de la erupción entregaron valores de cromo total <10 ppm (Comisión Nacional de Energía Atómica- regional Cuyo). El estudio efectuado por la Universidad de Chile en muestras de ceniza volcánica recolectadas en Futaleufú, indica niveles de 2 ppm de cromo total (Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y matemáticas, mayo 2008). Comparación con muestras de suelos Los suelos de Chaitén en promedio presentan el doble de cromo que la ceniza volcánica (68 ppm versus 31 ppm). A su vez los suelos de Chaitén contienen 1,5 veces los niveles de cromo de los suelos de Santa Bárbara, pero con una dispersión de valores similares. Comparación con criterios y normas internacionales de suelos Los contenidos promedio de cromo total en muestras de ceniza volcánica y en suelos de Santa Bárbara se encuentran bajo los límites establecidos en normativas internacionales que varían entre 64 ppm y 390 ppm.





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Los suelos de Chaitén presentan las mayores concentraciones de cromo total, con valores promedio levemente superiores al límite de 64 ppm que fijan las directrices canadienses. De 44 muestras analizadas, 20 presentan valores sobre dicho límite (hasta 170 ppm). En Santa Bárbara sólo 2 muestras de un total de 12 están sobre el límite (hasta 128 ppm). Debido a la mayor toxicidad del cromo (VI) sobre el cromo (III) la normativa internacional fija límites de concentración más restrictivos para el primero. Las directrices canadienses fijan un límite de 0,4 ppm de cromo (VI) para suelos con usos agrícolas, residenciales y áreas recreativas. El cromo hexavalente (Cr VI) es producido normalmente en procesos industriales de cromado, fabricación de colorantes y pigmentos, curtido de cueros y conservación de la madera. En el presente estudio los análisis de cromo efectuados corresponden a cromo total.

4.4.4 Mercurio En el presente estudio no se detectó mercurio en las muestras de ceniza volcánica ni en las muestras de suelo en Chaitén y Santa Bárbara. Todos los análisis quedaron bajo el límite de detección del método (<2 ppm). En los análisis del ISP el mercurio se encuentra en bajos niveles, 0,2 a 0,7 ppm en 4 muestras analizadas (Informe de Ensayo N° 478/2008, ISP 06/05/2008). Las normas suecas establecen para suelos sensibles un límite de 0,25 ppm de mercurio y 2,5 ppm para suelos no sensibles. Canadá fija un límite de 6,6 ppm para suelos sensibles.

4.4.5 Plomo

Comparación con muestras de ceniza tomadas los primeros días de la erupción Del total de 44 muestras analizadas, la mitad presenta niveles de plomo bajo el límite de detección del método (2 ppm), la otra mitad tiene valores en promedio de 5 ppm. De los análisis efectuados por el ISP en muestras de ceniza volcánica a los pocos días de la erupción, de 4 muestras analizadas 3 presentaban valores no detectables (<0,02 ppm) y sólo una muestra arrojó un valor medible de 119 ppm. (Informe de Ensayo N° 478/2008, ISP 06/05/2008). Los análisis efectuados en Argentina a muestras de ceniza recolectadas en distintas localidades y distintos días posteriores al comienzo de la erupción entregaron valores de cromo total <10 ppm (Comisión Nacional de Energía Atómica- regional Cuyo). El estudio efectuado por la Universidad de Chile en muestras de ceniza volcánica recolectadas en Futaleufú, indica niveles de <5 ppm de plomo (Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y matemáticas, mayo 2008). Comparación con muestras de suelos En suelos no contaminados, las concentraciones promedio de plomo son de 5 a 25 ppm (TOXIMIN Vol. III, pág. 1456. 1992).





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En promedio las muestras de ceniza contienen cerca de la mitad del plomo que las muestras de suelo de Chaitén (5 ppm versus 11 ppm) pero con una dispersión de valores similares. Los suelos de Santa Bárbara presentan mayores niveles de plomo que los suelos de Chaitén tanto en valores promedio (1,7 veces) como valores mínimos (6 veces más altos). En Santa Bárbara se tomaron 12 muestras de suelo contra las 44 de Chaitén. Comparación con criterios y normas internacionales de suelos Todas las muestras de suelos y cenizas presentan concentraciones de plomo inferiores a los límites establecidos en la normativa internacional consultada. Por ejemplo, Suecia para suelos sensibles establece un valor seguro de 50 ppm de plomo; en cambio los suelos de Chaitén presentan valores de 2 a 23 ppm.





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5 RESULTADOS ANÁLISIS SÍLICE CRISTALINA

Se presentan los resultados obtenidos de los análisis de sílice cristalina en muestras de ceniza volcánica y suelos. Estos análisis fueron efectuados en los laboratorios de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) mediante técnica de Difracción de Rayos X. La técnica DRX permite distinguir los tres polimorfos de la sílice cristalina (cuarzo, cristobaita y tridimita); los minerales interferentes pueden ser eliminados mediante tratamiento con ácido fosfórico. Esta misma técnica es utilizada en EEUU para determinar cuarzo y cristobalita en atmósferas de lugares de trabajo (Method 7500 NIOSH; Method ID142 OSHA).

El riesgo a la salud de la población por exposición a sílice cristalina ocurre cuando se respira una atmósfera contaminada con este mineral presente en la ceniza volcánica. Por esta razón los análisis se efectuaron sólo a la fracción fina del material recolectado, bajo 325 mallas Tyler que equivale a partículas de tamaños inferiores a 44 micrones.

Se analizaron las siguientes cantidades de muestras:

Localidad Tipo Muestras en Superficie

Muestras en Profundidad (15 cm)

Chaitén Ceniza volcánica 19 20

Chaitén Suelo 22 22

Santa Bárbara Suelo 6 5

Hay muestras recolectadas en el borde costero de Chaitén y en Santa Bárbara que no contienen fracción fina y por lo tanto no fueron analizadas. En el Anexo N°3 se presentan los certificados de análisis por DRX. 5.1 Análisis DRX en Cenizas Volcánicas De acuerdo a los resultados obtenidos, en general se identificaron dos polimorfos de la sílice cristalina, cuarzo y cristobalita. La tridimita solo se ha detectado en algunas muestras de cenizas. Los resultados de la determinación de sílice cristalina se presentan en la Tabla 5-1 y en la Figura 5-1. De acuerdo a estos resultados, las concentraciones de cuarzo y cristobalita en muestras de ceniza, varían en los rangos indicados en el siguiente cuadro: Cuarzo, % en

peso Cristobalita, % en

peso Sílice cristalina (+), % en peso

Promedio 2,0 2,6 4,6 Valor mínimo 0,7 1,0 1,9 Valor máximo 3,7 6,4 8,1 (+) Sílice cristalina = Cuarzo + Cristobalita





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La tridimita se ha detectado solo en dos muestras con valores menores a 0,1%. Tabla 5-1: Contenidos de sílice cristalina en muestras de ceniza volcánica, %

Muestra Cuarzo Cristobalita Muestra Cuarzo Cristobalita CHAI 1 D Sup 1,3 1,5 CHAI 4 A Prof 2,4 2,2 CHAI 1 D Prof 2,2 2,0 CHAI 4 B Sup 3,7 2,9 CHAI 1 E Sup 2,2 3,1 CHAI 4 B Prof 3,6 2,9 CHAI 1 E Prof 2,5 2,1 CHAI 4 C Sup 2,2 3,4 CHAI 1 F Sup 1,4 2,3 CHAI 4 C Prof 1,2 1,0 CHAI 1 F Prof 2,0 2,5 CHAI 4 H Sup 1,8 1,7 CHAI 2 C Sup 1,9 2,7 CHAI 4 H Prof 2,5 2,6 CHAI 2 C Prof 2,0 2,2 CHAI 5 A Prof 2,4 2,5 CHAI 2 D Sup 1,8 2,8 CHAI 6 C Sup 2,2 2,2 CHAI 2 D Prof 0,9 1,2 CHAI 6 C Prof 1,1 1,1 CHAI 2 E Sup 3,5 4,0 CHAI 6 E Sup 2,1 2,4 CHAI 2 E Prof 1,5 1,5 CHAI 6 E Prof 1,8 2,1 CHAI 3 D Sup 2,2 3,5 CHAI 6 F Sup 2,6 3,0 CHAI 3 D Prof 1,6 2,0 CHAI 6 F Prof 2,0 2,6 CHAI 3 E Sup 1,2 2,7 CHAI 7 B Sup 0,7 1,2 CHAI 3 E Prof 2,0 2,2 CHAI 7 B Prof 3,5 3,0 CHAI 3 F Sup 1,7 6,4 CHAI 7 D Sup 1,6 4,6 CHAI 3 F Prof 2,1 4,0 CHAI 7 D Prof 2,0 2,2 CHAI 4 A Sup 2,1 2,6 CHAI 7 F Sup 1,7 4,4

CHAI 7 F Prof 2,1 2,2

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

CHAI 1D

SUP

CHAI 1E

PROF

CHAI2 CSUP

CHAI2 D

PROF

CHAI3 DSUP

CHAI3 E

PROF

CHAI4 ASUP

CHAI4 B

PROF

CHAI4 HSUP

CHAI6 CSUP

CHAI6 EProf

CHAI7 BSUP

CHAI7 F

PROF

Síli

ce c

rist

alin

a %

Cristobalita

Tridimita

Cuarzo

Figura 5-1: Composición sílice cristalina en ceniza de Chaitén





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5.2 Análisis DRX en Suelos de Chaitén De acuerdo a los resultados obtenidos, en general se identificaron dos polimorfos de la sílice cristalina, cuarzo y cristobalita. Los resultados de la determinación de sílice cristalina se presentan en la Tabla 5-2 y en la Figura 5-2. La tridimita se ha detectado sólo en una muestra de suelo y con un valor inferior a 0,1%. De acuerdo a estos resultados, las concentraciones de cuarzo y cristobalita en muestras de suelo, varían en los rangos indicados en el siguiente cuadro: Cuarzo, % en

peso Cristobalita, %

en peso Sílice cristalina (+), % en peso

Promedio 3,4 3,0 6,4 Valor mínimo 0,7 1,1 1,8 Valor máximo 6,1 4,9 8,7 (+) Sílice cristalina = Cuarzo + Cristobalita Tabla 5-2: Contenidos de sílice cristalina en muestras de suelo Chaitén, %

Muestra Cuarzo Cristobalita Muestra Cuarzo Cristobalita CHAI 1 A Sup 3,7 2,3 CHAI 4 F Sup 3,0 4,1 CHAI 1 A Prof 2,0 2,4 CHAI 4 F Prof 0,7 1,1 CHAI 1 B Sup 0,7 1,0 CHAI 4 G Sup 2,3 2,2 CHAI 1 B Prof 3,7 6,4 CHAI 4 G Prof 2,5 3,7 CHAI 1 C Sup 2,0 2,4 CHAI 5 B Sup 2,9 3,8 CHAI 1 C Prof 5,7 2,9 CHAI 5 B Prof 3,4 2,2 CHAI 2 A Sup 5,1 1,4 CHAI 5 C Sup 2,5 3,0 CHAI 2 A Prof 4,8 1,6 CHAI 5 C Prof 3,6 2,8 CHAI 2 B Sup 4,4 1,8 CHAI 5 F Sup 2,8 2,6 CHAI 2 B Prof 4,7 1,6 CHAI 5 F Prof 1,9 3,7 CHAI 2 F Sup 6,1 2,6 CHAI 6 A Sup 3,2 4,4 CHAI 2 F Prof 5,4 2,8 CHAI 6 A Prof 3,1 4,6 CHAI 3 A Sup 3,2 2,7 CHAI 6 B Sup 2,3 3,5 CHAI 3 A Prof 3,8 2,8 CHAI 6 B Prof 2,7 4,4 CHAI 3 B Sup 3,7 2,8 CHAI 6 D Sup 2,0 3,7 CHAI 3 B Prof 3,6 3,1 CHAI 6 D Prof 3,7 4,9 CHAI 3 C Sup 3,2 2,1 CHAI 7 A Sup 3,5 4,1 CHAI 3 C Prof 4,1 2,6 CHAI 7 A Prof 3,7 3,3 CHAI 4 D Sup 2,9 3,2 CHAI 7 C Sup 3,2 3,9 CHAI 4 D Prof 4,3 3,0 CHAI 7 C Prof 3,5 3,6 CHAI 4 E Sup 3,7 2,5 CHAI 7 E Sup 2,9 3,3 CHAI 4 E Prof 4,0 3,2 CHAI 7 E Prof 2,6 3,0

P: Pendiente





26

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

CHAI1 ASUP

CHAI1 BSUP

CHAI1 CSUP

CHAI2 ASUP

CHAI2 BSUP

CHAI2 FSUP

CHAI3 ASUP

CHAI3 BSUP

CHAI3 CSUP

CHAI4 DSUP

CHAI4 ESUP

CHAI4 FSUP

CHAI4 GSUP

CHAI5 BSUP

CHAI5 CSUP

CHAI5 FSUP

CHAI6 ASUP

CHAI6 BSUP

CHAI6 DSUP

CHAI7 ASUP

CHAI7 CSUP

CHAI7 ESUP

Síli

ce c

rist

alin

a %

Cristobalita

Tridimita

Cuarzo

Figura 5-2: Composición sílice cristalina en suelos de Chaitén

5.3 Análisis DRX en Suelos de Santa Bárbara De acuerdo a los resultados obtenidos, en general se identificaron dos polimorfos de la sílice cristalina, cuarzo y cristobalita. Los resultados de la determinación de sílice cristalina se presentan en la Tabla 5-3 y en la Figura 5-3. La tridimita se ha detectado sólo en dos muestras y con valores menores a 0,1%. De acuerdo a estos resultados, las concentraciones de cuarzo y cristobalita en muestras de suelo, varían en los rangos indicados en el siguiente cuadro: Cristobalita,

% en peso Cuarzo, % en

peso Sílice cristalina (+),

% en peso Promedio 0,8 1,1 1,9 Valor mínimo 0,3 0,5 0,8 Valor máximo 1,1 2,4 3,5 (+) Sílice cristalina = Cristobalita + Cuarzo Tabla 5-3: Contenidos de sílice cristalina en muestras de suelo Santa Bárbara

Muestra Cuarzo Cristobalita Muestra Cuarzo Cristobalita SB A Sup 0,6 1,3 SB D Sup 0,7 1,2 SB A Prof 0,9 0,9 SB D Prof 0,8 0,6 SB B Sup 0,8 1,1 SB E Sup 1,1 1,9 SB B Prof 0,7 0,6 SB F Sup 0,8 1,1 SB C Sup 1,1 2,4 SB F Prof 0,3 0,5 SB C Prof 0,9 0,7





27

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

STABARB A

SUP

STABARB A

PROF

STABARB B

SUP

STABARB B

PROF

STABARB C

SUP

STABARB C

PROF

STABARB D

SUP

STABARB D

PROF

STABARB E

SUP

STABARB E

PROF

STABARB F

SUP

STABARB F

PROF

Síli

ce c

rist

alin

a %

Cristobalita

Tridimita

Cuarzo

Figura 5-3: Composición sílice cristalina en suelos de Santa Bárbara

En las Figuras 5-4 y 5-5 se presentan mapas de los sectores de muestreo de cenizas y suelos en Chaitén con colores por rango de concentración de cuarzo y cristobalita respectivamente.





28

Figura 5-4: Mapa de colores por rango de concentración de cuarzo





29

Figura 5-5: Mapa de colores por rango de concentración de cristobalita





30

5.4 Discusión de Resultados Los principales polimorfos de sílice cristalina identificados corresponden a cuarzo y cristobalita, tanto en muestras de ceniza volcánica como en suelos. La tridimita sólo se ha identificado en unas pocas muestras y en cantidades marginales (<0,1%). Los suelos de Chaitén al igual que la ceniza volcánica contienen sílice cristalina, incluso en niveles un poco superiores. Los suelos de Santa Bárbara también presentan contenidos de sílice cristalina pero menores que en Chaitén. Estos resultados denotan el origen de los suelos de la región, ya que la gran mayoría de los suelos de la provincia de Palena se han derivado de depósitos volcánicos que descansan sobre los macizos rocosos (Guía Descriptiva de Praderas y Suelos de la Provincia de Palena, SAG Región de Los Lagos, 2004). Los depósitos de tephra expuestos en cortes de caminos en Chile y Argentina, en el segmento 42°30´ a 45°S, son la evidencia de antiguas erupciones volcánicas explosivas que incluyen al Volcán Chaitén, Michimahuida, Corcovado, entre otros (Revista de Geología de Chile, diciembre de 2004). Las determinaciones de sílice cristalina del presente estudio se comparan parcialmente con los resultados obtenidos en un estudio internacional de ceniza del volcán Chaitén (Critobalite in a rhyolitic lava dome: evolution of ash Hazard; Bull Volcanol 2010). Los resultados son consistentes con muestras recolectadas los días 6, 8 y 10 de mayo de 2008 en las localidades argentinas de Trevelin, Jacobani y Esquel; cuarzo: 0,7 – 2,3 %; cristobalita: 2,2 – 7,4%. Sin embargo muestras obtenidas cerca de Chaitén difieren ostensiblemente en cuanto a niveles de cristobalita (13,9 – 19%). Los análisis DRX del mencionado estudio se efectuaron en fracciones de tamaño respirable; en el presente estudio los análisis corresponden a fracciones más gruesas, bajo los 44 µm (325 mallas Ty). Por otra parte, los contenidos totales de sílice cristalina (cristobalita + cuarzo) en ceniza volcánica son similares a los niveles detectados en las cenizas del volcán Santa Elena en EE.UU., con valores de 3 a 7 % en peso con la misma técnica de DRX (Am J Public Health, 1986 March, 76).





31

6 RESULTADOS ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

Las muestras de ceniza volcánica fueron sometidas a análisis granulométrico mediante la técnica de ciclosizer. El análisis se efectuó a la fracción bajo 270 mallas Ty (50 um) que corresponde al 5% en peso del material en promedio. La importancia de realizar este análisis radica en que permite estimar aquella fracción respirable (10 micrones) del material particulado con capacidad de entrar en suspensión en la atmósfera como emisión fugitiva. La normativa vigente sobre calidad del aire (DS N°59/98 Minsegpres) establece el monitoreo de la concentración ambiental de MP10 ya que esta fracción es la que puede ingresar al organismo vía respiración y causar problemas a la salud de las personas. En la Tabla 6-1 se presenta un resumen con los valores bajo 10 micrones por muestra de ceniza, con valores entre 0,05 – 3,2 % en peso, con un promedio de 1%. En la Figura 6-1 se muestra una gráfica de los contenidos bajo 10 micrones. Este resultado indica que la ceniza volcánica depositada en Chaitén presenta una granulometría más gruesa que la ceniza sedimentada en Futaleufú que contiene un 23% de partículas fracción respirable (Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y matemáticas, Universidad de Chile, mayo 2008). La diferencia de contenidos de material <10 micrones está en la génesis de los depósitos de ceniza en ambas localidades. Mientras que en Futaleufú la ceniza volcánica corresponde a la fumigación de la pluma de emisiones de material de fina granulometría a una distancia de 75 km del volcán, en cambio en Chaitén los depósitos de ceniza se formaron producto de aluviones o lahares que arrastraron material más grueso sedimentado en las inmediaciones del cráter y/o a unos pocos kilómetros del volcán Chaitén. Se estima que la dispersión en los contenidos de fracción bajo 10 µm tiene que ver principalmente con: (a) las condiciones hidrodinámicas en que se formaron los depósitos de ceniza durante los flujos laharicos, (b) la posterior intervención del material con maquinaria en algunos sectores y (c) la erosión eólica e hídrica a que han estado expuestos los depósitos de ceniza en dos años producto del agua lluvia caída en la región (3.300 mm por año).

En el Anexo N°4 se presentan los análisis granulométricos.





32

Tabla 6-1: Porcentaje bajo 10 micrones en ceniza volcánica

Muestra % bajo 10 micrones Muestra % bajo 10 micrones CHAI 1 D Sup 0,36 CHAI 4 A Prof 1,84 CHAI 1 D Prof 0,35 CHAI 4 B Sup 1,25 CHAI 1 E Sup 0,24 CHAI 4 B Prof 1,36 CHAI 1 E Prof 0,33 CHAI 4 C Sup 1,11 CHAI 1 F Sup 0,52 CHAI 4 C Prof 0,40 CHAI 1 F Prof 0,53 CHAI 4 H Sup 0,96 CHAI 2 C Sup 1,25 CHAI 4 H Prof 0,71 CHAI 2 C Prof 1,26 CHAI 6 C Sup 2,28 CHAI 2 D Sup 0,87 CHAI 6 C Prof 2,36 CHAI 2 D Prof 0,21 CHAI 6 E Sup 0,72 CHAI 2 E Sup 0,52 CHAI 6 E Prof 1,02 CHAI 2 E Prof 0,64 CHAI 6 F Sup 0,05 CHAI 3 D Sup 1,40 CHAI 6 F Prof 0,10 CHAI 3 D Prof 0,54 CHAI 7 B Sup 2,03 CHAI 3 E Sup 0,98 CHAI 7 B Prof 3,23 CHAI 3 E Prof 0,78 CHAI 7 D Sup 1,34 CHAI 3 F Sup 1,32 CHAI 7 D Prof 0,63 CHAI 3 F Prof 0,48 CHAI 7 F Sup 1,85 CHAI 4 A Sup 1,80 CHAI 7 F Prof 0,75

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

CHAI

1D

SUP

CHAI

1 E

SUP

CHAI

1 F

SUP

CHAI

2 C

SUP

CHAI

2 D

SUP

CHAI

2 E

SUP

CHAI

3 D

SUP

CHAI

3 E

SUP

CHAI

3 F

SUP

CHAI

4 A

SUP

CHAI

4 B

SUP

CHAI

4 C

SUP

CHAI

4 H

SUP

CHAI

6 C

SUP

CHAI

6 E

SUP

CHAI

6 F

SUP

CHAI

7 B

SUP

CHAI

7 D

SUP

CHAI

7 F

SUP

Fra

cció

n ac

umul

ada

bajo

10

mic

rone

s (%

)

Figura 6-1: Contenido porcentual de material bajo 10 micrones en ceniza volcánica





33

7 MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN CHAITÉN

Desde los años 50 en el mundo se ha reunido una gran cantidad de evidencia que muestra que los contaminantes del aire causan un efecto perjudicial en la salud por la exposición de largo plazo (OMS, 2004). Respecto de los riesgos del arsénico, los estudios disponibles en ambientes laborales indican efectos respiratorios, efectos neurológicos, efectos cardiovasculares y efectos cancerígenos sobre las personas en el largo plazo sometidas a exposiciones de baja concentración (Alberta Environment 2004). La exposición a sílice cristalina es común en muchos países en una variedad de ocupaciones e industrias. En Chile es conocida la prevalencia de silicosis en la minería (Departamento de Salud Ocupacional ISP, 2010). La exposición ocupacional a sílice cristalina respirable está asociada con el desarrollo de silicosis, cáncer pulmonar, tuberculosis y enfermedades de las vías aéreas, entre otros efectos adversos a la salud (NIOSH, 2010). La exposición no ocupacional ocurre naturalmente debido a polvo del desierto, tormentas de arena y en zonas montañosas (Environ Monit Assess, 2008). El polvo emitido de fábricas como molienda de cuarzo, molienda de ágata y plantas mineras, entre otras actividades, también pueden llegar al ambiente y las personas que viven en la vecindad pueden ser afectadas. 7.1 Descripción del Modelo de Dispersión Atmosférica Con el propósito de evaluar el riesgo sobre la salud humana, se procedió a simular el efecto de las emisiones fugitivas de ceniza volcánica sobre la calidad del aire en Chaitén. Como herramienta se utilizó el sistema de modelación CALMET- CALPUFF. El Modelo CALPUFF es un modelo de dispersión que simula los contaminantes dispersos en el aire, es desarrollado por técnicos de Lakes Environmental. Debido a su grado de sofisticación, la Agencia Americana de Protección Ambiental (EPA U.S.) lo considera como un modelo oficial, mientras que en Europa se considera como un modelo de referencia. En Chile es aplicado y aceptado por el Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA) en la evaluación de impactos sobre la calidad del aire de proyectos futuros y/o sus modificaciones. Es importante señalar que el modelo CALPUFF se caracteriza por el seguimiento de los paquetes de emisión o puffs provenientes de fuentes puntuales, areales y lineales. El modelo es aplicable y recomendado para terrenos complejos, situación que caracteriza a la zona de Chaitén por encontrarse en una zona costera y rodeada de montañas. Otro punto importante son las condiciones meteorológicas complejas de la zona en estudio, donde el modelo genera un campo meteorológico tridimensional basado en información meteorológica tanto de superficie como de altura. Como base teórica, cabe destacar que este modelo corresponde a los denominados modelos lagrangianos - gaussianos que se caracterizan por hacer uso de un sistema de referencia que se ajusta al movimiento atmosférico. Es decir, las emisiones, reacciones, deposición y mezclado de los contaminantes se analizan para un volumen de aire que va





34

cambiando su posición de acuerdo con la velocidad y dirección del viento; y la simulación se hace para una pluma de emisión, continua o discreta (como paquetes comúnmente llamados “puffs”). Los modelos gaussianos describen el transporte y mezcla de los contaminantes asumiendo que las emisiones presentan en las direcciones horizontal y vertical, una distribución normal o de curva gaussiana con una concentración máxima en el centro de la pluma. El sistema de modelación CALPUFF incluye tres componentes principales: CALMET, CALPUFF y CALPOST, además de un conjunto de preprocesadores diseñados para incluir en el modelo datos meteorológicos y geofísicos. CALMET es un modelo meteorológico que simula campos de viento y temperatura en un dominio de modelación engrillado y tridimensional. CALMET también produce campos en dos dimensiones como son: Altura de la capa mezcla, características de superficie y propiedades de dispersión. Finalmente CALPOST procesa las salidas de CALPUFF creando los archivos con las tabulaciones necesarias para la evaluación de los resultados. 7.2 Inventario de Fuentes Emisoras Las posibles fuentes emisoras de material particulado atmosférico de ceniza volcánica, corresponden a dos tipos: (1) Erosión eólica debido a la acción natural del viento sobre la superficie de los depósitos de ceniza existentes en Chaitén, y (2) Resuspensión de material particulado producto del paso de los vehículos en calles pavimentadas y no pavimentadas. Para estimar las tasas de emisión de material particulado se utilizó la metodología de factores de emisión descrita en la Guía para la Estimación de Emisiones Atmosféricas de Proyectos Inmobiliarios (Área de Descontaminación Atmosférica, CONAMA RM). Dicha guía se basa principalmente en los factores de emisión desarrollados por la USEPA para diversas actividades y procesos industriales (Compilation of Air Pollutant Emission Factor, AP42 Chapter 13). Las emisiones calculadas corresponden a la situación más adversa que se pudiera presentar en Chaitén en cuanto a emisiones de material particulado. En el Anexo N°5 se presenta una memoria de cálculo.

7.2.1 Emisiones por erosión eólica de depósitos de ceniza volcánica En la Tabla 7-1 se resumen las tasas de emisión calculadas de material particulado respirable (MP10) procedentes de los depósitos de ceniza volcánica en Chaitén. Ver Figura 7-1.





35

Tabla 7-1: Emisiones fugitivas de MP10 desde los depósitos de ceniza en Chaitén

ÁREA NOMBRE SUPERFICIE (*), m2 Emisión MP10, g/s

1 AERÓDROMO 225.927 3,2 2 RADIO URBANO NORTE (+) 118.978 1,7 3 RADIO URBANO SUR (+) 204.595 2,9 4 CAUCE ANTIGUO 322.613 4,5 5 BORDE RIO PONIENTE 162.033 2,3 6 SECTOR ALTO RIO 60.349 0,8

Total 1.094.495 15,4 (*) Las superficies de los depósitos de ceniza fueron estimadas mediante elaboración cartográfica

utilizando como herramienta digital el software Arcgis 9.2 (+) Se estimó como área efectiva de emisión una fracción del total de área urbana

7.2.2 Emisiones por resuspensión de material particulado por tránsito vehicular En la Tabla 7-2 se resumen las tasas de emisión calculadas de MP10 por resuspensión de material particulado de ceniza volcánica depositada en calles del área urbana de Chaitén. Tabla 7-2: Emisiones fugitivas de MP10 por resuspensión por tránsito vehicular (+)

Emisión, g/s

Calles pavimentadas sector céntrico 0,31 Calles de tierra vehículos livianos 5,08 Calles de tierra vehículos pesados 0,58 Total 5,97

(+) Se ha considerado un flujo vehicular en condición de verano, cuando es mayor.





36

Figura 7-1: Áreas de depósitos de ceniza volcánica





37

7.3 Modelación de la calidad del aire en el caso base Se entiende por caso base a la situación de emisiones atmosféricas que puede darse en Chaitén por la existencia de grandes extensiones de terreno con depósitos de ceniza volcánica expuesta a la acción del viento. Esta modelación permite estimar un nivel de impacto potencial sobre la calidad del aire, sin considerar medidas de mitigación. En el Anexo N°6 se presenta el informe de modelación en detalle. El escenario base en el cual se evaluaron los efectos que tiene la dispersión de ceniza volcánica sobre la calidad del aire de la ciudad de Chaitén, presenta la situación más desfavorable por las siguientes razones:

• Erosión eólica de la ceniza. No se consideran en este escenario ningún tipo de medidas de mitigación de emisiones. Emisiones uniformes de ceniza en toda el área de modelación, sin considerar el efecto amortiguador sobre el viento de las construcciones urbanas y la vegetación cercana. No se ha considerado algún efecto del ambiente que pudiera estar eventualmente aglomerando y consolidando las partículas finas de la capa superficial de cenizas depositadas hace más de 2 años.

• Efecto de la lluvia. En el cálculo de las emisiones no se ha considerado el efecto real de las precipitaciones diarias sobre las emisiones de ceniza fracción respirable, solo a nivel de promedio anual. Para el Modelo Calmet que procesa la información meteorológica, no se contó con datos de precipitaciones en forma horaria.

• Emisiones por tráfico vehicular. Para el parque automotriz local se ha considerado la estadística del verano que es mayor que el resto del año.

• Composición química de la fracción respirable de ceniza volcánica. Para el arsénico se proyectaron los datos de análisis total, tomando el valor más alto analizado (9 ppm). Para cuarzo y cristobalita se utilizó el valor más alto obtenido, igual a 3,7% y 6,4% en peso.

• Concentraciones ambientales modeladas. Las concentraciones diarias consideradas de MP10, cuarzo y cristobalita corresponden al día de máximo impacto.

7.3.1 Resultados modelación de MP10 caso base En la Tabla 7-3 se presentan los resultados de MP10 obtenidos para el caso base en un conjunto de 6 puntos receptores ubicados arbitrariamente en el área urbana y sus alrededores. La ubicación de los puntos receptores se presenta en la Figura 7-2.





38

Tabla 7-3: Resultados de la modelación MP10, caso base

Receptores UTM Norte

m UTM Este

m

Promedio diario (+)

µg/m3

Anual (++) µg/m3

R-1 686.793 5.246.192 130 53 R-2 687.361 5.246.230 138 69 R-3 686.925 5.245.836 224 46 R-4 686.794 5.244.869 241 52 R-5 687.237 5.245.706 280 191

Pto. Máximo impacto 687.665 5.244.250 544 349 (+) Percentil 98; (++) Promedio 1 año

682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692

UTM-E [km]

5240

5241

5242

5243

5244

5245

5246

5247

5248

5249

5250

UTM-N

[km]

R1 R2

R3

R4

R5

PMI

R1: Sector noroeste de la ciudadR2: Sector noreste de la ciudadR3: Sector centro de la ciudadR4: Sector sur de la ciudadR5: Estación de Monitoreo de Calidad del Aire

Punto de Máximo Impacto

Figura 7-2: Ubicación de los puntos receptores en Chaitén y punto de máximo impacto





39

7.3.2 Resultados modelación de arsénico, cuarzo y cristobalita caso base Para la modelación del caso base se consideró que las emisiones de material particulado respirable tienen la siguiente composición, determinada en muestras de ceniza volcánica mediante análisis químicos por ICP y DRX: - Arsénico en MP10 = 9 ppm - Cuarzo en MP10 = 3,7 % (peor escenario) - Cristobalita en MP10 = 6,4 % (peor escenario) - Tridimita en MP10 = No detectado En la Tabla 7-4 se presentan los resultados obtenidos en la modelación caso base en cuanto a concentraciones ambientales de arsénico, cuarzo y cristobalita en los puntos receptores. Cabe destacar que el punto de máximo impacto se encuentra fuera del área urbana. Tabla 7-4: Resultados de valores máximos de arsénico, cuarzo y cristobalita en la

modelación MP10, caso base (más desfavorable)

Receptores As

µg/m3 As

µg/m3 Cuarzo µg/m3

Cristobalita µg/m3

(+) (++) (+) (+) R-1 0,0016 0,00047 6,7 11,6

R-2 0,0015 0,00062 6,3 11,0

R-3 0,0024 0,0013 9,8 16,9

R-4 0,0028 0,0013 11,5 19,9

R-5 0,0029 0,0017 12,0 20,7

Punto Máximo impacto 0,0056 0,0031 23,1 40,0 (+) Valor máximo 24 horas (++) Promedio del período

De manera adicional al caso base más desfavorable, se define un escenario base con valores promedio para arsénico, cuarzo y cristobalita, ver Tabla 7-5.

Tabla 7-5: Resultados de valores máximos de arsénico, cuarzo y cristobalita en la modelación MP10, caso base (escenario promedio)

Receptores As

µg/m3 As

µg/m3 Cuarzo µg/m3

Cristobalita µg/m3

(+) (++) (+) (+) R-1 0,00071 0,00020 3,6 4,7

R-2 0,00067 0,00027 3,4 4,5

R-3 0,0010 0,00056 5,3 6,9

R-4 0,0012 0,00056 6,2 8,1

R-5 0,0013 0,00075 6,5 8,4

Punto Máximo impacto 0,0024 0,0014 12,5 16,3 (+) Valor máximo 24 horas; (++) Promedio del período





40

7.3.3 Consistencia de los resultados con la línea de base de MP10 Para ver la consistencia de los datos se comparan los resultados con los monitoreos efectuados por la SEREMI de Salud Región de Los Lagos en Chaitén entre el 29 de septiembre de 2008 y 27 de febrero de 2009 (Informe de Resultados MP10 Chaitén). El percentil 98 del promedio diario de dicho monitoreo de MP10 es de 264 ug/m3 con un promedio del período de 64 ug/m3. En la Figura 7-3 se presenta una gráfica de los datos. En Anexo 7 se presentan los resultados del monitoreo de MP10 realizado por el sector Salud. Guardando las diferencias obvias que hay entre una simulación computacional de calidad del aire y una medición real de 5 meses en un solo receptor, se puede señalar que los resultados de la modelación presentados en la Tabla 7-3 se comparan bien con esta línea de base, ya que son consistentes tanto en los promedios diarios como en los anuales.

Monitoreo MP10 Chaitén Sept 2008 - Feb 2009

Norma diaria

Norma anual

050

100150200250300350400450500550600

30-0

9-08

14-1

0-08

28-1

0-08

11-1

1-08

25-1

1-08

09-1

2-08

23-1

2-08

06-0

1-09

20-0

1-09

03-0

2-09

17-0

2-09

ug/m

3N

Figura 7-3: Monitoreo de MP10 en Chaitén Octubre 2008 a Febrero 2009

7.3.4 Comparación de resultados de MP10 con normativa de calidad del aire Las normas de calidad del aire por MP10 en Chile están indicadas en el DS N°59/98 Ministerio Secretaría General de la Presidencia. Dicha normativa establece un límite de 150 ug/Nm3 como norma diaria, y 50 ug/Nm3 como norma anual. De 5 receptores considerados en el estudio de modelación se supera la norma diaria de MP10 en 3 receptores, en tanto que la norma anual se supera en los 5 receptores. Ver Figura 7-4. Estos niveles de MP10, al no cumplir las normas de calidad del aire, representan una amenaza a la salud de la población que reside en Chaitén.





41

280

191

224

138

130

241

5369

144 145

0

50

100

150

200

250

300

R-1 R-2 R-3 R-4 R-5

Receptores

MP

10 u

g/m

3 Diario

Anual

Norma diaria 150 ug/m3

Norma anual 50 ug/m3

Figura 7-4: Concentraciones MP10 caso base y normas de calidad del aire

7.3.5 Comparación Monitoreo de MP10 Realizado en Valdivia, Osorno y Coyhaique Se realizó un análisis comparativo entre el material particulado respirable (MP10) monitoreado en las Estaciones de Calidad del Aire en la ciudad de Valdivia, Osorno y Coyhaique con los resultados obtenidos en la Modelación Atmosférica de Chaitén específicamente con el Receptor 5 que corresponde al punto de monitoreo de Calidad del Aire ubicado en la 4ta Comisaría de Carabineros de la ciudad.

El periodo de monitoreo de MP10 en las Estaciones de Valdivia y Osorno correspondió desde el 1 de Enero al 31 de Diciembre del 2009, mientras que para la Estación Coyhaique el periodo considerado fue desde 1 Enero al 7 Noviembre del 2010.

Cabe mencionar que los datos de MP10 monitoreados en las Estaciones de Valdivia, Osorno y Coyhaique fueron extraídos en línea del Sistema de Vigilancia de la Calidad del Aire (SIVICA) del Gobierno de Chile.

A continuación se presentan la comparación de monitoreo de MP10 en Valdivia, Osorno y Coyhaique respecto de los resultados obtenidos en la modelación atmosférica de Chaitén específicamente con el receptor N°5.

Tabla 7-6: Comparación de resultados de modelación de MP10 en Chaitén en escenario base con estaciones de monitoreo MP10 Valdivia, Osorno y Coyhaique (µg/m3)

Estaciones de monitoreo (+) Modelación Chaitén Estadístico

Valdivia Osorno Coyhaique Receptor 5 Percentil 98 promedio diario 178 298 354 280 Promedio anual 49 61 75 191 (+) Fuente: www.sivica.cl





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En la Tabla 7-6 se observa que los resultados de la Modelación Chaitén Escenario Base, correspondiente al promedio diario se encuentra en el rango de los valores monitoreados, especialmente con Osorno. Para el promedio anual el modelo entrega valores más altos.

Se debe considerar que las fuentes emisoras que generan los registros de MP10 en Valdivia, Osorno y Coyahique son distintas al igual que los considerados en la Modelación Atmosférica. Otro punto importante que marca la diferencia entre lo monitoreado y los resultados de la modelación, es el sitio donde se ubica cada estación, donde la topografía y la meteorología predominante son factores que influyen en los valores mostrados en la Tabla 7-6.

7.3.6 Comparación de resultados de arsénico, cuarzo y cristobalita con normativa internacional

La normativa nacional no considera el arsénico, cuarzo ni cristobalita en sus normas primarias y secundarias de calidad del aire (DS N°59/98; DS N°45/02 Minsegpres); sólo en áreas laborales se establecen límites máximos para estos parámetros (DS N°594/98 Minsal). En consecuencia se utilizará la normativa internacional disponible para comparar los niveles modelados en el caso base. Se realizó una revisión de la normativa internacional de calidad del aire disponible en la Web por arsénico y sílice. Se revisaron estándares y criterios de la Organización Mundial para la Salud, Europa, Reino Unido, Nueva Zelandia, Canadá y de varios países de América. Para la sílice cristalina no hay límites ambientales, sólo para exposición ocupacional. A pesar de que en las décadas pasadas no hay documentados casos de silicosis atribuible a sílice cristalina en ceniza volcánica de erupciones, no hay estudios detallados para largos periodos de tiempo necesarios para determinar el potencial efecto de largo plazo de la ceniza (volcanoes.usgs/ash. Volcanic Ash effects on Health). Concentraciones ambientales de sílice cristalina de 1 - 10 µg/m3 son comunes en áreas urbanas y rurales de EEUU, con un valor promedio de 6 µg/m3.; estos valores corresponden a efectos combinados antropogénicos, agrícolas y naturales. En 1988 la Agencia Internacional para Investigación del Cáncer (IARC) incluyó a la sílice cristalina en una lista de probables agentes carcinógenos humanos; sin embargo, los estudios epidemiológicos desarrollados no son concluyentes sobre el riesgo de cáncer pulmonar por exposición a sílice cristalina (Environmental Health Perspectives Volume 103, Number 2, February 1995). Probablemente por la falta de estudios científicos definitivos muchos países desarrollados y organismos internacionales de salud no han establecido criterios ni estándares de calidad del aire para la sílice cristalina. La única excepción encontrada corresponde a la provincia de Ontario en Canadá (Ontario´s Ambient Air Quality Criteria, 2008) que fija criterios para los tres polimorfos de la sílice cristalina: cuarzo, cristobalita y tridimita, basados en la protección de la salud de la población. Los resultados de la revisión de normativa internacional se resumen en la Tabla 7-7.





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Tabla 7-7: Criterios internacionales de calidad del aire, fracción respirable

Arsénico µg/m3

Cuarzo µg/m3

Cristobalita µg/m3

Tridimita µg/m3

World Health Organization 0,001 -0,03 (+) 0,0066 (++)

- - -

US EPA (+++) 0,002 - - - New Zealand (*) 0,0055 - - - Ontario (**) 0,3 5 5 5 (+) Anual, Guías para la Calidad del Aire, OMS, 2004 (++) Carcinogenic risk annual concentration. Air Quality Guidelines Second Edition, Chapter 6.1

Arsenic. WHO, Regional Office for Europe, Copenhagen, Denmark, 2000 (+++) Carcinogenic risk annual concentration, Table 9 Summary of Air Quality Guidelines for

Arsenic, Assessment report on arsenic for developing an ambient air quality objetives, Alberta Environmental 2004.

(*) Annual, Table 1 Guideline values and key health effects, Ministry of the Environmental New Zealand

(**) 24 horas, Ontario´s Ambiental Air Quality Criteria, Feb 2008 En relación al arsénico Sobre la base de los criterios internacionales disponibles, es posible señalar lo siguiente:

• Los niveles de arsénico período anual modelados para el caso base más desfavorable, se sitúan por debajo de los límites establecidos por Nueva Zelanda, supera en un receptor el límite de US EPA y exceden los límites de la OMS en cuatro receptores.

• Los niveles de arsénico en 24 horas modelados para el caso base más desfavorable, se sitúan muy por debajo del límite en la Provincia de Ontario Canadá.

• El arsénico es un agente cancerígeno humano. Hay suficiente evidencia que indica que los compuestos de arsénico inorgánico son cancerígenos a la piel y al pulmón (International Agency for Research on Cancer, IARC Volume 23, april 1998). Las estimaciones de riesgo disponibles actualmente han sido derivadas de estudios en poblaciones humanas expuestas en EEUU y en Suecia (Air Quality Guidelines Second Edition, WHO 2000). Las concentraciones de largo plazo (anual) de Chaitén (Tabla 7-4) están por debajo de las concentraciones límites definidas por la USEPA y la OMS para tener un riesgo aceptable de contraer cáncer durante toda la vida (10-5) (Tabla 7-6). Es decir, en Chaitén el riesgo atribuible a contraer cáncer pulmonar por respirar durante toda la vida aire con arsénico en las concentraciones obtenidas a raíz de la modelación es inferior a 1 en 100.000 habitantes. En el caso de que una persona tenga esta exposición a lo largo de toda su vida.





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En relación a la sílice cristalina Sobre la base de la información internacional consultada es posible señalar que los niveles de sílice cristalina modelados para el área urbana de Chaitén en caso base más desfavorable, superan hasta en dos veces las concentraciones monitoreadas en ciudades y áreas rurales de EEUU (para cristobalita). Las concentraciones modeladas para cuarzo y cristobalita, son superiores al límite establecido en la provincia de Ontario Canadá. El número de excedencias en cada receptor para el escenario base se presenta en la Tabla 7-8. Tabla 7-8: Número de excedencias por receptores en el escenario caso base

Parámetro R1 R2 R3 R4 R5

Cuarzo 4 10 219 210 332

Cristobalita 82 124 347 342 363

7.4 Modelación de la calidad del aire con medidas de mitigación Para mitigar las emisiones de ceniza volcánica y de esta manera disminuir el impacto sobre la calidad del aire por MP10 se plantean las siguientes medidas:

• Limpieza de calles, patios y áreas abiertas. Esta medida es aplicable en las áreas urbanas. El material recuperado debe ser trasladado a un depósito apropiado y cubierto con tierra vegetal compactada. Dependiendo de la acuciosidad de la limpieza, se estima una efectividad del 70% de control de emisiones.

• Revegetación de depósitos de ceniza volcánica. De a cuerdo a la literatura revisada y lo evidenciado en terreno, los suelos afectados con capas de ceniza volcánica superiores a 15 cm quedan totalmente estériles por la falta de oxigenación y la incomunicación del suelo con la nueva superficie; la formación natural de un nuevo suelo fértil requiere de cientos a unos pocos miles de años (Volcano Risk Mitigation Plan, Environment Waikato, New Zealand, 1999). El proceso de revegetación se puede acelerar con medidas como la aplicación de una cubierta vegetal que puede actuar como una barrera impidiendo la acción del viento sobre la ceniza. Esta medida es factible de implementar donde se encuentran los grandes depósitos de ceniza: en los sectores del aeródromo, cauce antiguo, borde río, sector alto río Blanco. Se estima que una cubierta vegetal que abarque el 80% de la superficie equivale a una medida de control de 80% de efectividad.





45

7.4.1 Resultados modelación de MP10 con medidas de mitigación En la Tabla 7-9 se presentan los resultados de MP10 obtenidos con medidas de mitigación en los 5 puntos receptores predefinidos según Figura 7-2 y punto de máximo impacto. Tabla 7-9: Resultados de la modelación MP10, con medidas de mitigación

Receptores

Promedio diario (+)

MP10 µg/m3

Promedio anual MP10

µg/m3

Valor máximo (++)

As µg/m3

Promedio anual As

µg/m3

Valor máximo

(++) Cuarzo, µg/m3

Valor máximo (++)

Cristobalita µg/m3

R-1 33 14 0,00040 0,00013 1,7 2,9

R-2 32 16 0,00035 0,00015 1,5 2,5

R-3 59 40 0,00061 0,00036 2,5 4,3

R-4 64 39 0,00072 0,00035 3,0 5,1 (+++)

R-5 65 45 0,00066 0,00041 2,7 4,7

Punto máx. impacto 116 74 0,00121 0,00066 5,0 8,6 (+) Percentil 98; (++) Valor máximo en 24 horas; (+++) El número de excedencia es igual a 1

7.4.2 Comparación de resultados de MP10 con normativa de calidad del aire En la Figura 7-5 se observa la efectividad de las medidas de mitigación aplicadas, las que permiten el cumplimiento de la normativa vigente. Sólo en el punto R-5 ubicado fuera del área urbana se supera en 1,5 veces la norma anual de MP10. Compárese esta figura con la Figura 7-3.

116

6574

45

64

3332

59

3940

1614

0

20

40

60

80

100

120

140

160

R-1 R-2 R-3 R-4 R-5 R-6

Receptores

MP

10 u

g/m

3 Diario

Anual



Figura 7-5: Concentraciones MP10 con medidas de mitigación





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7.4.3 Comparación de resultados de arsénico y sílice cristalina MP10 con normativa de calidad del aire

Las concentraciones anuales de arsénico con medidas de mitigación están bajo los límites establecidos en la normativa internacional. Las concentraciones de cuarzo en el escenario con medida de mitigación cumplen con la normativa de Ontario, con la sola excepción del receptor R-5 donde se alcanza el mismo valor de la normativa (5 µg/m3). Para la cristobalita se supera dicha normativa en los receptores R-4 y R-5. Cabe señalar que el receptor R-5 se encuentra fuera del área urbana.

7.4.4 Resultados de modelación mejorando el control de las medidas de mitigación Debido a que no se alcanza un cumplimiento de la norma anual de MP10 en todos los receptores, se plantea un nuevo escenario de modelación, que es similar al escenario anterior, con las mismas medidas de mitigación, pero con un incremento en su capacidad de control de las emisiones de MP10. Para la cubierta vegetal se ha incrementado el control a un 85% de efectividad; y la limpieza de ceniza en el área urbana se ha incrementado a un 80% de efectividad. En la Tabla 7-10 se presentan los resultados de la nueva modelación y en la Figura 7-6 se compara con las normas de calidad. Tabla 7-10: Resultados de la modelación MP10, con un mejor control de emisiones

Receptores

Promedio diario (+)

MP10 µg/m3

Promedio anual MP10 µg/m3

Valor máximo As (++) µg/m3

Promedio anual As

µg/m3

Valor máximo (++)

Cuarzo, µg/m3

Valor máximo (++) Cristobalita

µg/m3 R-1 23 10 0,00028 0,00009 1,2 2,0

R-2 24 12 0,00026 0,00011 1,0 1,7

R-3 40 27 0,00042 0,00024 1,7 3,0

R-4 44 27 0,00050 0,00024 2,0 3,5

R-5 47 32 0,00048 0,00029 2,0 3,4

Pto. Máx. impacto 86 55 0,00089 0,00049 3,6 6,2 (+) Percentil 98; (++) Valor máximo en 24 horas Con el control adicional se da cumplimiento a la normativa de calidad del aire por MP10, arsénico, cuarzo y cristobalita.





47

0

20

40

60

80

100

120

140

160

R-1 R-2 R-3 R-4 R-5 R-6

Receptores

MP

10 u

g/m

3 Diario

Anual



Figura 7-6: Concentraciones MP10 con medidas de mitigación adicionales





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8 CONCLUSIONES

Se presentan en este capítulo las principales conclusiones derivadas de los análisis físicos y químicos efectuados en material de suelos y ceniza volcánica, así como la contrastación de los resultados con normativa nacional y/o criterios internacionales. También se presentan las conclusiones de la modelación de la calidad del aire y las medidas de mitigación propuestas para disminuir el impacto de las emisiones fugitivas de ceniza volcánica en Chaitén. 8.1 Análisis de metales pesados

Para la determinación de metales pesados (arsénico, plomo, cadmio, cromo y mercurio, entre otros metales) se utilizó la técnica de análisis denominada Inductively Coupled Plasma (ICP-OES) que permite analizar de manera simultánea 38 elementos. Previo al análisis, las muestras fueron pulverizadas bajo 100 mallas (149 micrones). En total se analizaron 44 muestras de ceniza volcánica y 44 muestras de suelo de Chaitén. Con fines de referencia se analizaron 12 muestras de suelo recolectadas en la localidad de Santa Bárbara que no fue afectada por los aluviones de ceniza volcánica.

Como Chile no posee normas de calidad de suelos, los resultados de análisis químicos se compararon con normativas internacionales y con los suelos cercanos de Santa Bárbara. De acuerdo a los resultados obtenidos tanto la ceniza volcánica como los suelos de Chaitén, contienen metales pesados como arsénico, cadmio, mercurio y plomo en concentraciones que están bajo los límites establecidos en la normativa internacional para protección de suelos. Los suelos de Santa Bárbara, una localidad que no fue afectada por la ceniza volcánica, también contienen metales pesados en el mismo orden de magnitud que los encontrados en los suelos de Chaitén, sólo en arsénico se observan concentraciones menores. Considerando que los suelos de la región son de origen volcánico, lo que sumado a los resultados de análisis químicos obtenidos, se concluye que la ciudad de Chaitén está emplazada en suelos que contienen metales pesados en forma natural, a lo menos en parte, desde antes de la erupción del volcán Chaitén. Lo que sí podría constituirse en un nuevo riesgo a la salud de la población, es la presencia de grandes extensiones con depósitos de material volcánico no consolidado que podría ser resuspendido y respirado por personas y animales. También puede haber ingestión involuntaria de este material por contacto directo con la ceniza volcánica. 8.2 Análisis de Sílice Cristalina

Los análisis fueron efectuados en los laboratorios de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) mediante técnica de Difracción de Rayos X. En total se analizaron 94 muestras de ceniza y suelos. Todos los análisis fueron realizados en la fracción fina del





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material recolectado, bajo 44 micrones. El tratamiento preliminar de digestión con ácido fosfórico de las muestras para remover silicatos de plagioclasa, material que interfiere con la determinación por DRX, se realizó en los laboratorios de CIMM T&S.

Los principales polimorfos de sílice cristalina identificados corresponden a cuarzo y cristobalita, tanto en muestras de ceniza volcánica como en suelos. La tridimita sólo se ha identificado en unas pocas muestras y en cantidades marginales (<0,2%). Los suelos de Chaitén, al igual que la ceniza volcánica contienen sílice cristalina, incluso en concentraciones mayores. Los suelos de Santa Bárbara también presentan concentraciones de sílice cristalina pero menores. De acuerdo a los resultados obtenidos, la población local siempre ha vivido en un territorio con suelos que presentan contenidos de sílice cristalina, con el consiguiente riesgo a respirar aire contaminado con este mineral. Sin embargo, los depósitos de ceniza volcánica existente en Chaitén pueden aportar material fracción respirable alterando la calidad del aire local, con el consiguiente riesgo a la salud humana de la población local por exposición de largo plazo. 8.3 Análisis de Material Particulado Respirable La importancia de determinar la fracción <10 µm del material existente en los depósitos de ceniza volcánica radica en que esta fracción de tamaño de partícula al entrar en suspensión puede ingresar al organismo vía respiración. Las normas primarias de calidad del aire vigentes en todo Chile exigen el monitoreo de la fracción respirable del material particulado (MP10). Las muestras de ceniza volcánica fueron sometidas a análisis granulométrico mediante la técnica de ciclosizer. Los resultados indican que los contenidos de material bajo la fracción 10 micrones están entre 0,05 – 3,2% en peso, con un promedio de 1%; valor bajo si se lo compara con la ceniza depositada, por ejemplo en Futaleufú que contiene un 23% de partículas <10 µm. 8.4 Modelación de la calidad del aire Se procedió a simular el efecto de las emisiones fugitivas de ceniza volcánica sobre la calidad del aire por MP10 en Chaitén. Como herramienta de modelación se utilizó el modelo de dispersión CALPUFF, modelo recomendado por la USEPA para la estimación de impactos ambientales para diferentes tipos de fuentes de emisión. Las principales fuentes emisoras de material particulado corresponden a la erosión eólica y al tránsito vehicular. Para estudiar el riesgo que representan el arsénico y la sílice cristalina en la calidad del aire, se ha considerado una composición química de la fracción respirable de la ceniza volcánica de 9 ppm de arsénico, un 3,7% de cristobalita y un 3,7% de cuarzo (situación más adversa).





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Modelación sin medidas de mitigación de emisiones La modelación realizada para un escenario base que no considere medidas de mitigación de emisiones, indica que en esas condiciones se superan las normas diarias y anuales de MP10 en Chaitén. No se cumplen normativas internacionales de arsénico ni tampoco de sílice cristalina. Esta situación representa un riesgo de largo plazo para la salud de las personas que permanezcan en Chaitén. Modelación con medidas de mitigación de emisiones Con medidas de mitigación que permiten abatir entre 50 - 85% de las emisiones fugitivas de ceniza volcánica fracción respirable se logra mejorar la calidad del aire de Chaitén, cumpliendo las normas de calidad primarias por MP10 y las normativas internacionales sobre arsénico y sílice cristalina en ambientes no laborales. La mitigación del impacto sobre la calidad del aire por MP10 contempla las siguientes medidas:

• Limpieza de calles, patios y áreas abiertas. Esta medida es aplicable en las áreas urbanas. El material recuperado debe ser trasladado a un depósito apropiado y cubierto con tierra vegetal compactada. Dependiendo de la acuciosidad de la limpieza, se estima una efectividad del 80% de control de emisiones.

• Revegetación de depósitos de ceniza volcánica. Una cubierta vegetal puede actuar perfectamente como una barrera física, impidiendo la acción del viento sobre la ceniza. Esta medida es factible de implementar donde se encuentran los grandes depósitos de ceniza: en los sectores del aeródromo, cauce antiguo, borde río y sector alto río Blanco. Se estima que una cubierta de algún tipo de césped que cubra el 85% de la superficie equivale a una medida de control de emisiones de 85% de efectividad.





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9 PROPUESTA DE MEDIDAS DE MITIGACIÓN, RESTAURACIÓN Y

VIGILANCIA AMBIENTAL

Se presenta a continuación una propuesta con medidas de mitigación y restauración que tienen por propósito controlar los impactos ambientales, referidos principalmente a las emisiones atmosféricas de material particulado fracción respirable que se pueden originar en los depósitos de ceniza volcánica existentes en Chaitén. Se incluyen la vigilancia y monitoreo de las medidas de control. La implementación de estas medidas permitirá controlar el riesgo a la salud de la población local. En la Tabla 9-1 se resumen las medidas propuestas, su justificación, el monto de la inversión y el plazo de implementación. A continuación se describen las medidas propuestas: Cierre perimetral y señalética. Para evitar el acceso de personas, se propone cerrar los sectores con depósitos de ceniza volcánica como son el aeródromo, cauce antiguo y borde río. Se debe incluir una señalética advirtiendo el riesgo a la salud de las personas por el contacto directo con la ceniza. Como elementos de cierre se puede emplear cercos de alambre púa. En la Figura 9-1 se indica en color verde la zona donde se debe ejecutar esta medida. La longitud del perímetro a cercar es de 13 kilómetros aproximadamente. El tiempo necesario para implementar la medida se estima en 3,5 meses, considerando 5 cuadrillas de 2 trabajadores para la instalación de la cerca. Retiro y limpieza de ceniza volcánica. Esta medida está dirigida a aquellos depósitos de ceniza volcánica remanentes en el área urbana de Chaitén en plazas, canchas, sitios y calles, que luego de 2 años todavía no han sido colonizadas en forma natural por la hierba autóctona y por lo tanto son una fuente potencial de emisiones fugitivas de material particulado respirable. Este material deberá ser retirado y trasladado al sector del aeródromo, donde será esparcido en capas sobre los depósitos de ceniza existente, siempre y cuando en este sector existan medidas de control que considere la disposición segura de ceniza. Durante la carga y descarga del material se deben implementar medidas tendientes a evitar la resuspensión de ceniza. En la Figura 9-2 se indica en color verde el sector donde se debe ejecutar esta medida. La superficie involucrada en el retiro y limpieza de ceniza abarca 12 hectáreas aproximadamente de la zona urbana norte de Chaitén. La efectividad de la medida se ha estimado en un 80% de control de emisiones. El tiempo necesario para implementar la medida se estima en 1,5 meses considerando una flota de 10 camiones de 10 m3. Revegetación de depósitos de ceniza volcánica. Esta medida está dirigida a los grandes depósitos de ceniza volcánica existentes en los sectores del aeródromo, cauce antiguo y borde río. Una cubierta vegetal con especies herbáceas puede actuar como una eficaz barrera, evitando las emisiones fugitivas de material particulado. Esta medida contempla primero poner una capa de tierra con materia orgánica que actuará como sustrato,





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aportando los nutrientes necesarios a las especies herbáceas que se plantarán y otras que posteriormente colonizarán el sector de manera natural. En la Figura 9-3 se indica en color verde la zona donde se debe ejecutar esta medida. La superficie involucrada es de 77 hectáreas aproximadamente. La efectividad de la medida se ha estimado en un 85% de control de emisiones. El tiempo necesario para implementar la medida se estima en 10 meses (incluido el crecimiento del pasto para que se forme la cubierta vegetal), esto considerando una flota de 10 camiones para el movimiento de tierra. Monitoreo de calidad del aire por material particulado. Se deberá monitorear de calidad del aire por material particulado respirable, MP10. El monitoreo permitirá efectuar el seguimiento a las medidas de mitigación y restauración anteriormente señaladas, verificando su efectividad en el largo plazo. En caso que entre en vigencia la norma de MP2,5 también se deberá implementar el monitoreo de dicho parámetro. Se debe efectuar la caracterización de algunas muestras colectadas durante el monitoreo de material particulado, ya sea para determinar la presencia de arsénico en la fracción respirable o sílice cristalina. Se propone una frecuencia mensual (1 filtro al mes), escogiendo el filtro de mayor concentración; para el análisis de sílice libre se debe usar un filtro de celulosa durante la medición de MP10 en reemplazo del filtro de fibra de vidrio o cuarzo que se utiliza normalmente. En la Figura 9-4 se indica la ubicación general de la estación de monitoreo. La superficie involucrada es de 4x3 m2 aproximadamente. El tiempo necesario para instalar la estación de monitoreo una vez adquiridos los equipos y dejarla operativa, se estima en 1 semana. Estudio de fitoestabilización. En caso de considerarse necesario por parte de la autoridad local, se propone evaluar efectuar un estudio de fitoestabilización de ceniza volcánica para acelerar o promover el proceso de formación de una cobertura vegetal. El estudio se debe efectuar en un vivero donde se evalúen y seleccionen especies herbáceas y arbustivas autóctonas, de manera que en el largo plazo los sectores con depósitos de ceniza cuenten con una vegetación autosustentable que se mantenga por si sola, sin necesidad de cuidados posteriores.





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Tabla 9-1: Propuesta de medidas de mitigación, restauración y seguimiento ambiental

MEDIDAS JUSTIFICACIÓN VALORIZACIÓN DE MEDIDAS (1)

PLAZO DE IMPLEMENTACIÓN

Cierre perimetral de zonas de depósitos de ceniza volcánica y prohibición de acceso: aeródromo, cauce antiguo y borde río.

Medida de prevención para protección de la salud de la población local


Retiro de ceniza volcánica de la zona urbana y traslado a zona del aeródromo

Eliminar las fuentes de resuspensión de material particulado fino de ceniza volcánica. 450.000 USD (3) Mediano plazo

Revegetación de depósitos de ceniza volcánica en aeródromo, cauce antiguo y borde río.

Proveer de una capa vegetal que actúe como una efectiva barrera impidiendo la erosión de la ceniza por efecto del viento. 3,2 millones USD (4) Mediano plazo

Monitoreo de calidad del aire por MP10.

Seguimiento y evaluación de la efectividad de medidas de mitigación a ser implementadas en las fuentes emisoras de material particulado de ceniza volcánica.


Monitoreo de calidad del aire por MP2,5.

En caso que se promulgue la norma de MP2,5. 12.000 USD (5) Mediano plazo

Estudio de fitoestabilización de los depósitos de ceniza volcánica.

Acelerar el proceso de formación de una cobertura vegetal autosustentable en el largo plazo.


(1) Valores estimados a nivel de perfil. Tipo de cambio 480 $/USD (2) Corresponde a 13 kilómetros de cierre (3) 30.000 m3 de ceniza a retirar de una superficie de 12 hectáreas aproximadamente en la zona urbana norte (4) La superficie a revegetar es de 77 hectáreas. El espesor de la capa de tierra vegetal es de 20 cm (5) Precios de inversión de los equipos puestos en Santiago. No incluye costos de mantención y operación (6) Parcela de 6.000 plantas





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Figura 9-1: Cierre perimetral y señalización de depósitos de ceniza volcánica





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Figura 9-2: Retiro y limpieza de ceniza volcánica en área urbana norte de Chaitén





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Figura 9-3: Revegetación de zonas con depósitos de ceniza volcánica





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Figura 9-4: Estación de monitoreo de calidad del aire por material particulado MP10





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10 ANEXOS

Anexo N° 1: Fichas de Muestreo Anexo N° 2: Certificado de Análisis Químico por ICP Anexo N° 3: Certificados de Análisis de Sílice Cristalina Anexo N° 4: Ensayos Granulométricos de Ceniza Volcánica Anexo N° 5: Memoria de Cálculo de Emisiones Fugitivas Anexo N° 6: Modelación de Dispersión Atmosférica de Material Particulado Respirable Anexo N°7: Monitoreo MP10 Chaitén Anexo N°8: Fe de Erratas

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