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La zona de estudio ocupa una superficie de 5.521 km², comprendiendo al sector meridional de la cuenca de la laguna Mar Chiquita. Si bien en este ambiente resulta destacable la alta densidad de cuerpos de agua en un ámbito de drenaje impedido, la dinámica del agua subterránea adquiere un rol destacado. Ésta determina la disponibilidad de agua para los procesos geológicos externos. La laguna Mar Chiquita es un elemento de interesante dinámica costera y, a la vez, un humedal de alto valor ambiental para la sostenibilidad de la biodiversidad y conservación de sus regiones ecológicas. En abril de 1996, la UNESCO, a través de su programa “Man and the Biosphere (MAB)”, declara a la misma, junto con sus alrededores, como una de sus Reservas MAB mundiales, denominada “Parque Atlántico Mar Chiquito”. Además de las implicancias del agua subterránea como agente geológico, su conocimiento en el área alcanza un importante interés aplicado. El predominio de aguas salobres y la distribución aparentemente errática de aguas de mejor calidad constituyen una fuerte limitante al desarrollo agropecuario en la mayor parte de la región. La evolución hidrogeoquímica desde la zona de piedemonte, en donde las aguas son de buena calidad, hacia la zona de llanura, en donde se hacen progresivamente más salinas, requiere también una profundización de su caracterización y el reconocimiento de sistemas de flujo locales y regionales. El objetivo general de esta tesis es: determinar la existencia y extensión de flujos regionales y locales de agua subterránea en el sector meridional de la cuenca de la laguna Mar Chiquita, mediante técnicas hidrogeoquímicas, isotópicas y de datación de aguas. Para lograrlo, se realizaron las siguientes tareas: 1) recopilación bibliográfica de características climáticas, geológicas, geomorfológicas, edáficas, hidrológicas e hidrogeológicas; 2) utilización de la herramienta de Sistemas de Información Geográfica ArcGis 10.1. para la delimitación del área de estudio, la construcción del Modelo Digital del Terreno y la confección de la totalidad de los mapas; 3) muestreo hidrogeoquímico y de isótopos estables sobre muestras de agua de lluvia, agua subterránea y superficial, y determinaciones analíticas de iones mayoritarios, minoritarios e isótopos estables; 4) elaboración de modelos hidrogeoquímicos mediante el software PHREEQC para la evolución hidrogeoquímica de las aguas subterráneas y el balance de carbono en la zona de estudio; y 5) toma de muestras para la estimación de los tiempos de residencia del agua subterránea mediante la determinación de clorofluorocarbones (CFCs) y tritio (3H). Las aguas subterráneas y de arroyos son principalmente de tipo bicarbonatadas sódicas, mientras que la composición química de la laguna Mar Chiquita evidencia una evolución hacia la composición del agua de mar, desde su zona norte hacia su canal de entrada, situado al sur. El modelo de evolución hidrogeoquímica planteado para el sector meridional de la cuenca de la laguna Mar Chiquita, el cual toma al agua de lluvia como punto de partida, permite explicar la evolución en el contenido iónico del agua subterránea, teniendo como procesos determinantes al equilibrio con calcita en un sistema abierto y al intercambio catiónico. Asimismo, existe una relación entre las facies hidrogeoquímicas presentes en la zona de estudio y los ambientes geomorfológicos que la caracterizan. El ambiente de Franja Eólica Periserrana, al O y SO, constituye la zona de recarga, determinando la huella isotópica y el origen en la evolución hidrogeoquímica. En cuanto a la caracterización en isótopos estables del área de estudio, las composiciones promedio del agua subterránea (-24,9‰ para δ2H y -4,65‰ para δ18O) y de la precipitación de la región (-29,7‰ para δ2H y -5,49‰ para δ18O) son similares, confirmando el origen de la recarga al acuífero a partir de la infiltración del agua de lluvia. La composición isotópica del agua de los arroyos es cercana a la del agua subterránea, lo que demuestra un importante dominio del flujo base en su caudal, como lo confirman las isopiezas del sector estudiado. Por otro lado, las muestras de la laguna Mar Chiquita evidencian un progresivo enriquecimiento en δ2H y δ18O, desde su sector N hacia el canal de que lo comunica con el mar, al S, y como consecuencia del incremento en las proporciones de agua marina. El balance local de carbono para el área estudiada fue realizado a partir del análisis de los modelos hidrogeoquímicos inversos. Se pudo concluir que del 100% del carbono que ingresa anualmente en el ciclo hidrológico a través del ambiente terrestre de la zona en estudio, alrededor del 8,6% es liberado a la atmósfera como CO2 y el 4,9% es almacenado en los sedimentos. El 86,5% de carbono restante es retenido en equilibrio dentro del sistema o descargado dentro de la laguna y/o directamente al océano por medio de flujos profundos de agua subterránea. El paisaje extremadamente plano del sector bajo estudio minimiza el escurrimiento superficial a aproximadamente un valor promedio de sólo el 6,7% de la precipitación total, incrementando la importancia de los flujos de agua subterránea. Esto reduce la descarga de agua de los arroyos en la laguna y, en consecuencia, la transferencia de masa a la atmósfera y el almacenamiento en los sedimentos. En referencia al balance hidrológico llevado a cabo en la laguna costera Mar Chiquita, tres componentes principales fueron reconocidos como miembros extremos probables en un diagrama de dispersión de conductividad eléctrica (CE) vs. δ18O: 1) El agua de mar, de tipo clorurada sódica, caracterizada por una alta salinidad (CE de aproximadamente 50.000 µS/cm) y una composición isotópica definida (0,0); 2) Los arroyos, cuya composición química se debe a la descarga del agua subterránea principalmente en las áreas de recarga y tránsito, presentando una baja salinidad (CE por debajo de los 2.600 µS/cm) y una composición en isótopos estables más enriquecida; y 3) El agua subterránea en la zona de descarga, la cual posee contenidos de δ2H y δ18O similares a los del agua de lluvia que recarga al acuífero, pero siendo un poco más salina como consecuencia de la evolución geoquímica normal (valor promedio de CE de 4.113 µS/cm). Los estudios realizados con la finalidad de estimar los tiempos de residencia en el agua subterránea se han basado en la interpretación conjunta de las concentraciones de los trazadores ambientales CFCs y 3H. Las edades aparentes obtenidas para el agua subterránea del sector estudiado varían entre los 35 y 49 años. Estos tiempos de residencia se pueden interpretar, en general, como mezclas binarias de aguas submodernas (más de 50 años) y aguas recargadas en los últimos 30 años. Lo expuesto indica el muy lento desplazamiento del agua subterránea en función de los bajos gradientes. En consecuencia, los valores de CE medidos en la zona de descarga para el agua subterránea permiten minimizar su contribución directa, considerando entonces sólo dos miembros extremos dominantes: el agua de mar y el agua de los arroyos. La mezcla de edades diferentes indica que en el sector estudiado existen diferentes sistemas de flujo. Los locales descargan en los arroyos y en baja proporción en la laguna, como consecuencia de la baja velocidad de flujo, expresada en los altos tiempos de residencia y en la clara existencia de aguas de alrededor de 50 años aún a profundidades no mayores a 30 m. Estas edades ratifican los modelos conceptuales que sustentan una baja movilidad de las aguas, pero a la vez cuestionan a aquellos que asumen una recarga uniformemente distribuida. En principio, hacia las zonas de descarga los potenciales hidráulicos impiden la recarga del acuífero, por lo que las aguas de infiltración se expresan en ascensos de niveles freáticos sin incorporarse a los sistemas de flujo. La gran cantidad de información hidrogeoquímica y de isótopos estables generada e interpretada conjuntamente, y la consideración de la datación de aguas subterráneas con trazadores ambientales, ha permitido generar un modelo de funcionamiento del sistema hidrológico y de aporte de aguas a la laguna Mar Chiquita, estableciendo las bases para el estudio integral de la dinámica de la misma. Las conclusiones alcanzadas se han extendido a la mayoría de las geósferas, incluyendo el balance de carbono del sector meridional de la cuenca de la laguna Mar Chiquita.

Tesis presentada para optar al Grado de Doctor en Ciencias Naturales

En las últimas décadas, la superficie agrícola de la región pampeana aumentó, ocupando en algunos casos tierras frágiles. En una cuenca característica de la Pampa Ondulada, se analizó el efecto del avance de la agricultura en tierras con características hidro-halomórficas ubicadas en sectores deprimidos. Mediante SIG, teledetección y la USLE se clasificó la superficie agrícola y su avance dentro de la cuenca entre los años 1987 y 2015, estimando los cambios ocurridos en la tasa de erosión hídrica y la producción de sedimentos. Se trabajó en un área piloto ubicada en el plano aluvial de la cuenca, sobre sitios ganaderos (pastizal) y recientemente convertidos a la agricultura. Se evaluaron cambios en las propiedades físicas, químicas y biológicas edáficas ocurridas debido al reemplazo del pastizal por cultivos, y se realizaron simulaciones de lluvia para contrastar el volumen y la calidad del escurrimiento entre ambos usos, haciendo hincapié en la salida de contaminantes físicos (sedimentos) y químicos (fósforo, glifosato y AMPA). Como consecuencia del trabajo en el área piloto, se seleccionaron algunas variables sensibles al cambio de uso de la tierra, las que fueron utilizadas como indicadores del estado de degradación en otras situaciones similares correspondientes al plano aluvial de la cuenca. Durante el periodo 1987-2015, la agricultura avanzó sobre el 26% del área total de la cuenca. Como consecuencia, la erosión hídrica estimada aumentó de 3,6 a 4,4 t ha-1año-1, mientras que la producción de sedimentos se incrementó en casi 22.000 t año-1. Con el avance de la agricultura sobre el plano aluvial de la cuenca, el carbono orgánico total y la estabilidad estructural disminuyeron significativamente, al igual que la biodiverisdad microbiana. La densidad aparente aumentó. Las simulaciones de lluvia mostraron mayores contribuciones de sedimentos y glifosato al agua del escurrimiento, debido al cambio de uso de la tierra. Sin embargo, no se detectó AMPA en el agua de escurrimiento ni mayores niveles de fósforo en el agua de escurrimiento proveniente de lotes agrícolas. No se verificaron cambios en el volumen de escurrimiento, pero sí en su calidad, con un aumento significativo en el aporte potencial de sedimentos y glifosato al agua del Arroyo.

El incremento en el vertido de efluentes cloacales hacia los cuerpos de agua, como producto de la expansión de las áreas urbanas, representa una amenaza tanto a nivel ecosistémico como sanitario. En particular, la cuenca del río Pocahullo, en la ciudad de San Martín de los Andes, se encuentra afectada por descargas de efluentes cloacales con y sin tratamiento, los cuales son transportados y vertidos finalmente en la margen este del lago Lacar. La búsqueda de biomarcadores que reflejen la calidad del agua y el desarrollo de estrategias de bioremediación, constituyen herramientas útiles para su implementación en programas de biomonitoreo y en políticas de restauración de ambientes contaminados. En este trabajo de tesis se evalúa el potencial de la almeja nativa Diplodon chilensis como especie centinela y bioremediadora en ambientes acuáticos contaminados por efluentes cloacales. Con este objetivo, se estudiaron sus respuestas fisiológicas concernientes al balance oxidativo, la respuesta inmune y la condición metabólica, como biomarcadores de exposición. Además, se evaluó la capacidad filtradora de la almeja sobre agua y sedimentos contaminados por este tipo de efluentes. Por otro lado y con fines de implementación en estrategias de bioremediación, se evaluó el potencial inmunoestimulante y antioxidante de la alimentación previa con Euglena gracilis en almejas expuestas a Escherichia coli en laboratorio y a contaminación por efluentes cloacales en la cuenca del río Pocahullo. Se utilizaron técnicas fisicoquímicas, bioquímicas, citológicas e histológicas. En el Capítulo I, se evalúa la capacidad de respuesta de biomarcadores en branquia y glándula digestiva de D. chilensis expuesto a contaminación por efluentes cloacales, a corto y largo plazo. Almejas recolectadas en una zona no contaminada en el Lago Lacar fueron trasplantadas en cajas a un sitio de referencia no contaminado y a otros dos sitios con contaminación cloacal creciente en la cuenca del río Pocahullo. Se evaluaron respuestas antioxidantes y/o detoxificantes, daño oxidativo y condición metabólica al primer y tercer mes de la exposición a campo. Luego, almejas aclimatadas a largo plazo (siete meses) en el sitio de mayor contaminación fueron expuestas de forma aguda (8 h) en el laboratorio a agua contaminada con aproximadamente el doble de concentración bacteriana que la medida en ese sitio al momento de la recolección. Las respuestas enzimáticas se evaluaron antes y después de la exposición aguda. Los resultados más relevantes de estos experimentos sugieren que las actividades enzimáticas glutatión S- transferasa y catalasa en branquia de D. chilensis son biomarcadores aplicables para la detección de contaminación por efluentes cloacales con altas concentraciones de coliformes fecales, independientemente de que los individuos sean previamente aclimatados o no. Además, la actividad catalasa en glándula digestiva es sensible al aumento agudo en la carga bacteriana, tanto en almejas previamente expuestas a contaminación como en almejas extraídas de sitios no contaminados, mientras que la enzima glutatión S- transferasa en glándula digestiva se torna sensible luego de la exposición a largo plazo. Complementariamente, se sugiere que los efectos de trasplante sobre las respuestas fisiológicas deberían ser correctamente monitoreados para evitar interpretaciones erróneas en estudios de campo. En el Capítulo II, se evalúa el estado fisiológico de almejas expuestas crónicamente a contaminación por efluentes cloacales en el lago Lacar. Con este fin, se recolectaron individuos de poblaciones naturales de D. chilensis en un sitio no contaminado y en el área del lago contaminada por efluentes cloacales en la desembocadura del río Pocahullo. Se estudiaron y compararon biomarcadores de respuesta inmune, balance oxidativo, daño a ADN, reservas energéticas, factores morfométricos y capacidad filtradora, junto con el potencial biorremediador, en ambos grupos. Los resultados de este estudio sugieren que D. chilensis modula sus respuestas fisiológicas ante la exposición crónica a contaminación por efluentes cloacales, favoreciendo respuestas inmunes celulares, como el número de hemocitos y la actividad fagocítica, y evitando efectos deletéreos en estas células. Sin embargo, en branquia se observa sensibilidad a estas condiciones, la cual se evidencia en cambios morfométricos y en daño a ADN. Por otro lado, la capacidad filtradora de D. chilensis no es afectada por la exposición crónica a contaminación por efluentes cloacales, destacándose su actividad bioremediadora en agua y sedimentos contaminados con bacterias entéricas. Finalmente, en el Capítulo III se evalúan y comparan los efectos de modulación ejercidos por la alimentación previa con E. gracilis sobre la respuesta inmune, el balance oxidativo y la condición metabólica de D. chilensis expuesto a E. coli en laboratorio, por 5 días y a contaminación por efluentes cloacales en la cuenca del río Pocahullo, por 10 días. Los resultados sugieren que E. gracilis constituye un potencial complemento dietario con propiedades protectoras y nutricionales para ser utilizado en estrategias de biorremediación con bivalvos filtradores. En general, en ambos casos se observa que la alimentación con E. gracilis favorece la respuesta inmune celular (fagocitosis, producción de especies reactivas de oxígeno) y la resistencia al daño en hemocitos (viabilidad, estabilidad de la membrana lisosomal), como así también la condición metabólica (síntesis de proteínas, crecimiento somático, masa de glándula digestiva) en esta almeja. Sin embargo, la dosis y el tiempo de administración requieren un mayor estudio, ya que la alimentación con E. gracilis por sí misma y bajo condiciones de ayuno o trasplante, puede comprometer el balance oxidativo en branquia y glándula digestiva.

El Parque Atlántico Mar Chiquito, ubicado en el Partido de Gral. Mar Chiquita de la Provincia de Buenos Aires, fue declarado Reserva de Biosfera en 1996. Las Reservas son concebidas, en el programa MAB de la UNESCO, para contribuir a la conservación de la biodiversidad, el desarrollo sustentable y el suministro de conocimientos. Estos sitios deben convertirse en lugares de experimentación de cómo las personas pueden convivir con la naturaleza en equilibrio. Su declaración admite a la población, pero supone redefinir los modelos tradicionales de uso de los recursos, en pos de la sustentabilidad. Por lo cual, es esencial contar con personas comprometidas a transformar los patrones de apropiación de la naturaleza. Los objetivos del trabajo son conocer las actitudes ambientales de los residentes de la localidad de Mar Chiquita a partir de las valoraciones, creencias, intereses y disposición para realizar comportamientos sustentables y determinar el capital social cognitivo potencial para asumir compromisos y actitudes que favorezcan la sustentabilidad del desarrollo turístico. El resultado es un diagnóstico sociocultural que permite determinar el capital social cognitivo potencial para el desarrollo sustentable, el alcance de la sustentabilidad del desarrollo turístico y las actitudes ambientales a reforzar o desalentar en la población.