análisis comparativo de indicadores de la calidad de agua superficial

7/18/2019 Análisis Comparativo de Indicadores de La Calidad de Agua Superficial

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Avances en Recursos Hidráulicos

ISSN: 0121-5701

[email protected]

Universidad Nacional de Colombia

Colombia

Jiménez J., Mario Alberto; Vélez O., Maria Victoria

ANÁLISIS COMPARATIVO DE INDICADORES DE LA CALIDAD DE AGUA SUPERFICIAL

Avances en Recursos Hidráulicos, núm. 14, octubre, 2006, pp. 53-69Universidad Nacional de Colombia

Medellín, Colombia

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AVANCES EN RECURSOS HIDRÁULICOS - Número 14, Octubre de 2006- Medellín - ISSN 0121 - 5701

Mar io Alberto J iménez J . Mar ia Victoria Vélez O.

Escuela de Geociencias y Medio Ambiente ,

Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín

[email protected] ,[email protected]

Recibido para evaluación: 11 de Septiembre de 2005 / Aceptación: 30 de Septiembre de 2006 / Versión final: 17 de Octubre de 2006

RESUMEN

En este trabajo se hace un análisis comparativo de indicadores de calidad de agua como un acercamiencaracterización general de la calidad de las aguas superficiales de la cuenca de la quebrada Doña María locali

jurisdicción del Área Metropolitana del Valle de Aburrá (AMVA) y de la Corporación Autónoma Regional dede Antioquia (CORANTIOQUIA). Para ello se ha empleado el índice de calidad de agua, WQI

NSF, propuest

National Sanitation Foundation (NSF) e índices de contaminación, ICO, ambos estimados a partir de info primaria recolectada en 110 puntos de medición distribuidos espacialmente en la cuenca. Se resalta la pertinseguir empleando índices de contaminación como los usados en este trabajo para caracterizar las aguas super

ya que permiten diferenciar los procesos físicos y antrópicos que ejercen mayor presión sobre la calidad del explican con menor número de variables, lo que índices de calidad general del agua como el WQI

NSFno pueden e

dado que la técnica de agregación en la que se fundamentan genera pérdida de información.

PALABRAS CLAVES: Calidad del Agua, Aguas Superficiales, Cuenca de la Quebrada Doña María, Indde Contaminación.

ABSTRACT

A comparative analysis of water quality indices is developed as a first appoach to characterize surface water qthe Doña María basin, located inside the control area of AMVA and CORANTIOQUIA, environmental control a

A water quality index (WQI NSF) developed by the National Sanitation Foundation and water pollution indicewere applied. Both indices were estimated from measurements at 110 sampling points defined along the basnetwork. Water pollution indices are suggested to evaluate surface water quality and to identify what type of pr(physical and anthropogenic), have a larger characteristics influence on the system. Furthermore, it is posexplain similar water quality with less information using the WPIs index, compared to general water quality indiWQI

NSF, which obscures information by aggregating all water quality variables in a single value.

KEY WORDS: Water Quality, Surface Waters, Doña Maria Basin, Pollution Indicators.

ANÁLISIS COMPARATIVO DE INDICADORES DE LA CALIDAD DE AGU

SUPERFICIAL



AVANCES EN RECURSOS HIDRÁULICOS - Número 14, Octubre de 2006

54

1. INTRODUCCIÓN

Como parte del Plan de Ordenamiento del RecursoHídrico de una cuenca (Decreto 1729 de 2002 –Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial,MAVDT) en su fase de diagnóstico, las corporacionesambientales deben realizar una caracterización de lavariabilidad espacial y temporal de la calidad del aguade las fuentes superficiales, que permita establecer losusos del recurso más adecuados de acuerdo con el Decreto1594 de 1984 del Ministerio de Agricultura, así como lacapacidad asimilativa de los cuerpos de agua paramantener variables de calidad del agua por debajo deintervalos de concentración preestablecidos. Por otrolado, los mecanismos de recuperación y/o protección dela calidad que permitan alcanzar los objetivos de calidaddel agua de las fuentes (Resolución 2145 de 2005 delMAVDT) de la cuenca deben ser aplicados previoconocimiento de los procesos naturales y antrópicos queejercen mayor presión sobre las mismas.

En este trabajo se presenta una aproximación a lacaracterización de las aguas superficiales de la cuencade la quebrada Doña María localizada en jurisdiccióndel Área Metropolitana del Valle de Aburrá (AMVA) yde la Corporación Autónoma Regional del Centro deAntioquia (CORANTIOQUIA) en los municipios de

Medellín, La Estrella e Itagüi (Antioquia - Colombia),orientada a la identificación de las variables físicas yquímicas más relevantes en términos de su magnitud(respecto a estándares de calidad) y variabilidad espacial

para un plan de monitoreo de acuerdo con el Decreto1594 de 1984. Para evaluar el grado de contaminaciónen las fuentes monitoreadas en la cuenca se han empleadodos indicadores de calidad de agua; el primero es el índicede calidad de agua WQI

NSF propuesto por la National

Sanitation Foundation (NSF) de los Estados Unidos deAmérica en 1970 (Krenkel y Novotny, 1980) y aúnempleado en la caracterización de fuentes superficiales

(UNALMED, 2004; UNALMED, 2003). Sudeterminación requiere la medición de oxígeno disuelto(OD), coliformes fecales (CF), pH, demanda bioquímicade oxígeno (DBO), nitratos (NH

3), fosfatos (P), cambio

de temperatura (DT) (del punto muestreado respecto aotro localizado aguas arriba), turbiedad (T) y sólidos

totales (ST), las cuales son llevadas a una misma esmediante diagramas y posteriormente agreg

aritméticamente mediante la asignación de pesos.

La segunda vía adoptada corresponde a índicecontaminación (ICO) propuestos por Ramírez e(1997) que también se basan en técnicas de agrega(aritmética) de variables que explican diferemecanismos de contaminación y su escalamiento se a partir de ecuaciones que contemplan un amplio rde variación de las variables en las que se fundame

2. METODOLOGÍA

2.1. Generalidades de la zona de estudio

La quebrada Doña María con un área aproximad75,82 km2, es uno de los principales tributarios aAburrá (también llamado río Medellín) y se encuelocalizada en la ladera occidental del Valle de Abentre los municipios de Medellín, Itagüí y La Est(Antioquia – Colombia).

La jurisdicción ambiental en la cuenca está dividida dos corporaciones, el área rural corresponde

jurisdicción de CORANTIOQUIA y el área urban

AMVA. En la Figura 1 se muestra la localización cuenca de la quebrada Doña María dentro del metropolitana, junto con su red hídrica y las estacide medición disponibles en la misma.

La cuenca posee un ciclo anual bimodal de precipitaes decir, con dos épocas secas y dos de lluvias altassequías se presentan, la primera y más intensa, e

período diciembre - febrero, y la segunda y menos inten el período julio - agosto. La temporada de lluvias tiene sus dos puntos más altos en los meses de maoctubre. En la Figura 2 se muestra el ciclo anual destaciones de precipitación disponibles dentro dcuenca (Astillero_2701115, San AntonioPrado_2701038, Astilleros_2701111 y Chuscas_2701077) y pertenecientes al IDEAM (Instde Hidrología, Meteorología y Estudios AmbientaleColombia).



Análisis comparativo de indicadores de la calidad de agua superficial - Jiménez & Vélez.

Figura 1. Localización general de la cuenca de la quebrada Doña María. Fuen te: Tomada de AMVA y UNALMED, 2006

CICLO ANUAL DE LA PRECIPITACIÓN

2

4

6

8

10

12

14

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL A GO SEP OCT NOV DIC

MES

P

c

a

e

d

P

e

p

a

ó

ASTILLERO SAN ANTONIO DE PRADO ASTILLEROS EL CHUSCAL

Figura 2. Ciclo anual de la precipitación media en la estaciones al interior de la cuenca de la quebrada Doña MaríaToma da de AMVA y UNALMED, 20 06




56

2.2. Estaciones de medición y var iables físico químicas

La información primaria empleada en el análisis de lacalidad del agua de las fuentes superficiales de la cuencacorresponde a muestreos puntuales llevados a cabo enaquellos sitios donde por los usos actuales del suelo quelos circundan, facilidades de acceso y ubicación respectoa efluentes y afluentes comprometidos en los procesosde mezcla, permiten explicar la variabilidad espacial decalidad del recurso hídrico. Se definieron 110 puntos demuestreo distribuidos espacialmente como se muestra enla Figura 1, en los cuales fue tomada sólo una muestra

puntual en los meses de Agosto y Febrero, con el fin de

capturar las condiciones más críticas en la calidadagua.

De acuerdo con lo establecido en el Artículo 24Decreto 1594 de 1984, las entidades encargadasmanejo y administración del recurso hídrico dobtener, como mínimo, información de las siguievariables: DBO, DQO (demanda química de oxígSST (sólidos suspendidos totales), pH, T (temperatOD, Q (caudal líquido) y coliformes totales y fecTambién fueron monitoreadas las variables qu

presentan en la Tabla 1, junto con el caudal líquidomomento del muestreo.

Tabla 1. Parámetros de calidad de agua muestreados

PARÁMETROS

Coliformes fecales Sólidos totales

Coliformes totales Nitritos

Oxigeno disuelto campo DQO

Demanda bioquímica de oxígeno - DBO5 Color v erdadero

Nitratos Grasas y aceites

Fosfatos Nitrógeno total

Turbiedad Fósforo total

Conductividad

En la Tabla 2 se presenta la magnitud de las diferentesvariables medidas en los diferentes puntos de medición o

puntos de control (PC) definidos, cuya codificacióncorresponde con la secuencia de medición.

2.3. Estimación de índices

Para estimar el índice de calidad, WQI NSF

, se asignanfactores de ponderación a cada una de las variables enlas que se fundamenta, de tal forma que éste puede

determinarse como (Krenkel y Novotny, 1980):

i

i

i QWWQI ´=å=

9

1(1)

Wi

denota el factor de importancia o ponderación variable i respecto a las restantes variables que conforel índice, y Q

i corresponde al factor de escala de la mi

Este último depende de la magnitud de la variable independiente de las restantes, y se estima de acucon diagramas construidos para cada variable

permiten llevarlas a una misma escala antes deagregadas en un sólo valor. En la Tabla 3 se preselos pesos asignados a cada variable, y en la Figura diagramas propuestos para cada variable.




T

a

2

R e s u m e n

d e v a r i a

b l e s




58

T

a

2

R e s u m

e n

d e v a r i a

b l e s

( c o n t i n u a c

i ó n

)




T

a

2

R e s u m

e n

d e v a r i a

b l e s

( c o n t i n u a c

i ó n

)




60

Tabla 3. Factores de ponderación NSF Fuente; Tomada de ht tp://www.nsf.org/consumer/just_for_kids/wqi.asp

Teniendo en cuenta el número de puntos de medicióndefinidos en la cuenca y lo complejo que resulta obtenerlos factores de escala Q

i directamente de los diagramas,

se han elaborado ajustes polinómicos a las curvas de

estandarización asociadas a cada variable. En la Tase muestran los ajustes propuestos, que a su vemuestran superpuestos en los diagramas originales

NSF en (Figura 3).

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40

DBO (ppm)

Q

D

O

DBO_NSF Polinómic a (DBO_NSF)

(a)

3

23

43

63

83

103

123

0 50 100 150

OD (ppm)

Q

O

D

%OD_NSF Polinómica (%OD_NSF)

(b)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00

ln (Coli )

l

n

Q

C

o

COLI Polinómic a (COLI)

(c)

3

23

43

63

83

103

123

0 20 40 6 0 80 100 120

N (ppm)

Q

N

NITRATOS Polinómic a (NITRATOS)

(d)

Figura 3. Factores de escala, Q para los parámetros involucrados en el WQI NSF

. (a) demanda bioquímica de oxígeno; ( porcentaje de saturación de oxígeno; (c) coliformes fecales; (d) nitratos;

Parámetro Factor W

i

% Saturación de oxígeno 0,17

Coliformes fecales 0,16

PH 0,11

Deman da bioquímica de oxígeno 0,11

Nitratos 0,10

Fosfatos 0,10

Temperatura DT 0,10

Turbiedad 0,08

Sólidos totales 0,07




Figura 3. (Continuación) Factores de escala Q para los parámetros involucrados en el WQI NSF

. (e) pH; (f) cambitemperatura; g) sólidos totales; (h) fósfatos.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

Q

p

H

pH_NSF Polinómi ca (pH_NSF)

(e)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

T (°C)

Q

T

Cambio T_NSF Polinómic a (Cambio T_NS

(f)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 100 200 300 400 500

ST (ppm)

Q

S

ST_NSF Polinómic a (ST_NSF)

(g)

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8

P (ppm)

Q

P

P_NSF Polinómic a (P_NSF)

(h)

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

T (ppm)

Q

T

T_NSF Polinómica (T_NSF)

(i)




62

PARÁMETRO AJUSTE

% Saturación de oxígeno

QOD = 3,1615E-08(OD%)5 – 1,0304E-05(OD%)4 + 1,0076E-03(OD%)3 – 2,7883E-02(OD%)2 +8,4068E-01(OD%) – 1,6120E-01R

2= 0,9995

dondeQOD: Factor de escala Oxígeno disuelto - OD%: Oxígeno disuelto expresado como porcentaje desaturación

Demanda bioquímicade oxígeno óDemanda química de

oxígeno

QDBO = 1,8677E-04(DBO)4

– 1,6615E-02(DBO)3

+ 5,9636E-01(DBO)2

- 1,1152E+01(DBO) +

1,0019E+02R

2= 0,9989

dondeQDBO: Factor de escala demanda bioquímica de oxígeno - DBO: demanda bioquímica de oxígeno emg/l

Coliformes fecales

ln(QColi) = -0,0152(lnC)2

– 0, 1063(lnC) + 4,5922R

2= 0,999

dondeQColi: Factor de escala coliformes fecales - C: Coliformes fecales como NMP

Nitratos

QNitra = 3,5603E-09N

6

– 1,2183E-06N

5

+ 1,6238E-04N

4

– 1,0693E-02N

3

+ 3,7304E-01N

2

– 7,5210N1,0095E+02R

2= 0,9972

donde:QNitra: Factor de escala Nitratos - N: Concentración de Nitratos en mg/l

pH

Para pH ? 7,5QpH = -0,1789pH

5+ 3,7932pH

4 – 30,517pH

3+ 119,75pH

2 – 224,58pH + 159,46

R2

= 0,9981Para pH > 7.5

QpH = -1.11429pH4

+ 44.50952pH3

- 656.60000pH2

+ 4215.34762pH - 9840.14286R

2= 1.0000

donde

QpH: Factor de escala pH - pH: Nivel de pH

Cambio de temperatura

QDT = 1,9619E-06DT6

– 1, 3964E-04DT5

+ 2,5908E-03DT4

+ 1,5398E-02DT3

– 6,7952E-01DT2

–

6,7204E-01DT + 9,0392E+01R

2= 0,9972

donde:

QDT: Factor de escala Cambio de Temperatura - DT: Cambio de temperatura en °C

Sólidos totales

QST = -4,4289E-09ST4

+ 4,650E-06 ST3

– 1,9591E-03 ST2

+ 1,8973E-01 ST + 8,0608E+01

R2

=0,9977donde:QST: Factor de escala Sólidos Totales - ST: Sólidos totales en mg/l

Fosfatos

QP = 4,67320E-03P6

– 1,61670E-01P5

+ 2,20595P4

– 1,50504E+01P3

+ 5,38893E+01P2

–9,98933E+01P + 9,98311E+01R

2= 0,9994

donde:QP: Factor de escala Fostafos - P: Fosfatos en mg/l

Turbiedad

QT = 1,8939E-06T4

– 4,9942E-04T3

+ 4,9181E-02T2

– 2,6284T + 9,8098E+01R

2= 0,9990

donde:QT: Factor de escala Turbiedad - T: Turbiedad en mg/l

Tabla 4. Ajuste de curvas para determinación de factores de escala Qi.

Para la estimación de los factores presentados en la Tabla4 se hicieron las siguientes consideraciones:

• Teniendo en cuenta que la variabilidad de latemperatura del agua se encuentra influenciada porla hora a la cual fue tomada la muestra y no hubosimultaneidad en las mediciones, se asumió un cambioDT nulo en cualquier parte de la cuenca al cualcorresponde un factor de escala QD

T

= 90.

• El aporte del oxígeno disuelto en el índice WQviene dado en términos del porcentaje de saturaque depende de parámetros como la temperasalinidad y presión atmosférica en el cuerpo de aSólo el efecto de la temperatura del agua ha sido teen cuenta para estimar el nivel de oxígensaturación, O

sf(mg/l), de acuerdo (Chapra, 199




4

11

3

10

2

75

1062194981024381

106423610575713441139

aguaagua

aguaagua

sf

T

,

T

,T

,

T

, , )Oln(

´-

´

+´

-´

+-=

(2)

donde:

15273 , )C(TTagua +°= (3)

Temperatura absoluta en grados Kelvin

• El índice de calidad de aguas de la NSF fue desarrolladoincluyendo como uno de sus parámetros la DBO porser un indicador del contenido de materia orgánica

presente en la fuente de agua, sin embargo, en

Tabla 5. Clasificación de calidad de agua en función del índice WQI NSF

alrededor del 61 % de los puntos de muestrcuenca los niveles de la DBO no sobrepasaro

para el escenario de muestreo, valor típico dcon bajos niveles de contaminación por orgánica biodegradable (Chapman, 1992)

pa rte, la DQ O sí ref leja concent raconsiderables. Por esta razón, se consideró nmaterial biodegradable sino también el biológiresistente en la estimación del índice de caagua WQI

NSF. La obtención del factor de esc

la DQO se hizo empleando la misma curva a para la DBO (Tabla 4).

Una vez determinado el índice WQI NSF

en cualquie puede clasificarse la fuente de acuerdo con los inseñalados en la Tabla 5.

VALOR DEL ÍNDICE CLASIFICACIÓN LEYENDA

0 - 25 Calidad muy mala (MM)

26 - 50 Calidad mala(M)

51 - 70 Calidad media (R)

71 - 90 Calidad buena (B)

91 - 100 Calidad excelente (E)

Una de las limitaciones del índice WQI NSF

es que ha sidodesarrollado como una herramienta para caracterizar enforma general la calidad de las aguas, de tal forma que

procesos físicos, químicos o biológicos que indican altadegradación de las aguas pueden ser enmascarados porotros que no sugieren contaminación alguna (o mínima).Buscando superar dichas limitaciones. Ramírez et al.(1997) han propuesto cuatro índices de contaminación(ICO) construidos mediante análisis de componentes

principales, el cual tiene como propósito redespacio multivariado de numerosas variables a sócomponentes que explican un alto porcentajvarianza total (Ramirez et al., 1997). A difereíndice WQI

NSF, los ICO tienen un rango de variaci

0 y 1, donde 0 denota baja contaminación ycontaminación. En la Tabla 6 se describe la aside dichos valores.

Tabla 6. Clasificación de calidad de agua en función de índices de contaminación

Valor de los índices Clasificación LEYENDA

0.8 – 1.0 Contaminación muy alta

0.6 – 0.8 Contaminación alta

0.4 – 0.6 Contaminación media

0.2 – 0.4 Contaminación baja

0.0 – 0.2 Contaminación muy baja




64

A continuación se describen los índices de contaminaciónempleados:

• ICOMI: Índice de contaminación por mineralización;incluye variables como conductividad, dureza,alcalinidad entre otros. Es el valor promedio de losíndices de cada una de las 3 variables elegidas, lascuales se definen en un rango de 0 – 1.

)III(ICOMIdAlcalinidaDurezadadConductivi

++= 3

1(4)

donde:

)]cm /S(dadConductivi[Ln.. )I(Ln dadConductivi m 341263 +-= (5)

)]m / g(Dureza[Ln.. )I(Ln Dureza 3

404099 +-= (6)

)m / g(dAlcalinida..I dAlcalinida 30050250 +-= (7)

• ICOMO: Índice de Contaminación por MateriaOrgánica; incluye variables como Oxígeno, DBO

5, y

Coliformes Totales y Fecales. Al igual que el ICOMI,este índice es el promedio de cada una de las variableselegidas.

)III(ICOMO %OxígenototalesColiformesDBO ++= 3

1(8)

donde:

)]m / g(DBO[Log..IDBO

310700050 +-= (9)

)]NMP(TotCol[Log..I TOT.COL 10560441 +-= (10)

(%)Oxígeno.I%Oxigeno 0101-= (11)

• ICOSUS: Índice de Contaminación por SólidosSuspendidos.

)m / g(ssuspendidosólidos..ICOSUS 30030020 +-= (12)

Sólidos suspendidos por encima de 340 g/m3 tienenICOSUS =1

Sólidos suspendidos por debajo de 10 g/m3 tienenICOSUS =0

• ICOTRO: Índice de Contaminación Trófico; Sefundamenta en la concentración del fósforo total, elcual define por si mismo una categoría discreta asaber:

)m / g(ficoHipereutró

)m / g(.Eutrófico )m / g(..oMesotrófic

)m / g(.coOligotrófi

3

3

3

3

1

1020020010

010

>

-

-

<

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Después de aplicar el método propuesto por la NSha estimado el valor del índice WQI

NSFen los difer

puntos de muestro sobre la cuenca. En la Figura 4muestra esquemáticamente dicho valor de acuerdola clasificación indicada en la Tabla 5, donde p

observarse que las condiciones más favorables de cadel agua (Calidad Buena) aparecen en mayor proporen la parte alta de la cuenca, aunque se aprecondiciones similares en algunos puntos de la parte my baja de la misma donde resaltan condiciones de CaMedia. Este comportamiento no se aprecia claramsi se emplea la DBO en la agregación del índice (Fi4a), de ahí la relevancia de sustituir dicha variablela DQO registrada en cada punto de muestreo.

Es importante resaltar que los altos niveles de oxídisuelto encontrados en la cuenca, que alcanza vade hasta 8 mg/l aún en la parte baja de la cuenca dse hacen importantes aportes de aguas residudomésticas e industriales, se convierten en una d

principales falencias del índice WQI NSF

, si se qimplementar en cuencas de alta pendiente ya que tiea sobrevalorarlo en los distintos puntos de muesCasos similares se han encontrado en el río Medellcual confluye la quebrada Doña María, en el cual a pde recibir todas las aguas servidas (con y sin tratam

previ o) del área metro po li tana , se encu enconcentraciones de oxígeno apreciables inducidas pgeomorfología del cauce y las numerosas obradisipación de energía construidas en su recor

(UNALMED et al., 2004). Así mismo, en la quebLa Rosa, localizada en el municipio de Medellínencontraron concentraciones extremadamente altooxígeno, incluso superiores al 90% del porcentajsaturación; dicho comportamiento fue constante en cumonitoreos realizados sobre la corriente lo cuaatribuyó a la oxigenación que el agua tiene en la palta de la cuenca, ocasionada por pendientes incsuperiores al 40% (AMVA et al., 2004).




(a) WQINSF empleando DBO en la agregación de variables

(b) WQINSF empleando DQO en la agregación de variables

Figura 4. Clasificación de la calidad del agua según WQI en la cuenca de la quebrada Doña María.

En la Figura 5 a la Figura 8 se muestra la variabilidadespacial de los distintos índices de contaminaciónsugeridos por Ramírez et al. (1997), clasificada en cincointervalos entre 0 y 1; como ya se mencionó 0 denota

bajos niveles de contaminación desde el punto de vistade las variables involucradas en el índice y 1 altos nivelesde contaminación. Cabe anotar que la clasificación de

estos índices fue concebida teniendo en cuenta u propuestos tanto a nivel nacional como internac

El índice ICOTRO (Figura 5) refleja niveles eude fósforo en el 88% (92 puntos) de los pumuestreo, característica que puede generalizarse ade toda la cuenca. Por su parte, la variación esp




66

ICOMI (Figura 6) es un reflejo directo de los niveles deconductividad eléctrica encontrados, ya que no fueron

tenidos en cuenta otros parámetros como alcalinidad ydureza en su estimación. En la parte alta de la cuenca,donde las conductividades eléctricas registradas seencuentran por debajo de 125 mS/cm, se observanmayores niveles de mineralización en las corrientestributarias localizadas en la margen derecha de laquebrada Doña María, en tanto que en las veredas ElAstillero y el Salado (margen izquierda) se tienen losmenores niveles de mineralización. Hacia la parte baja

de la cuenca dicho patrón se conserva con mayores nivde mineralización en las veredas El Salado (ma

derecha), La Montañita, Potrerito y San AntoniPrado. Sin embargo, cabe anotar que en la mayor pde los sitios de muestreo los niveles de mineralizacióencuentran por debajo límites establecidos como aincluso para consumo humano cuando otros parámtambién lo son, y que la mayor parte de los puntomuestreo poseen índices ICOMI próximos a cero.

Figura 5. Índice de contaminación trófico.

Figura 6. Índice de contaminación por mineralización.




La contaminación por materia orgánica cuantificada entérminos del índice ICOMO (Figura 7) tiende a reflejar

los mayores niveles de contaminación en la parte mediay baja del cauce principal de la quebrada Doña María yen la parte más baja de las subcuencas tributarias endonde ya se han recogido todos los vertimientos puntualeso difusos. Además, en la parte alta de la cuenca en lavereda Yarumalito también se observan valoresintermedios de este índice, producto de los altos nivelesde Coliformes Totales encontrados. Los sólidos

suspendidos, necesarios en la estimación del íncontaminación ICOSUS, fueron est

indirectamente a partir de los valores de conduregistrados. La variabilidad de este índice (Figuigual que la del ICOMI, es sólo el reflejo de lossuspendidos estimados en cada uno de los pumuestreo, y su magnitud muestra que las mconcentraciones de sólidos se encontraron en media y baja de la cuenca para el período de me

Figura 7. Índice de contaminación por materia orgánica.

Figura 8. Índice de contaminación por materia sólidos suspendidos.




68

4. CONCLUSIONES

Los resultados presentados en este trabajo fueronobtenidos a partir de un único muestreo en los sitios demedición definidos en la cuenca, lo cual induce erroresen la interpretación de los resultados dada la nosimultaneidad de la información recopilada y a que dichovalor no representa las condiciones medias de lasvariables medidas de calidad de agua . Sin embargo, todala información fue tomada en períodos de bajos regímenesde lluvia en la cuenca, permitiendo capturar en algunamedida la variabilidad espacial de dichas variables.

El índice de calidad de agua WQI NSF

no hace referenciaal mecanismo de contaminación que sufren las fuentes

de la cuenca lo cual sí hacen los índices de contaminación,ICO, a partir de los cuales pudo observarse que lacontaminación por materia orgánica (ICOMO) es la másimportante bajo el escenario de muestreo en el que setrabajó. A pesar de ello, nunca debe caracterizarse lacalidad de las fuentes sin evaluar individualmente

parámetros como DBO5, Nitrógeno Total, DQO, Sólidos

y Nitratos, que corresponden a las variables mássignificativas en el escenario de muestreo de este trabajo.

Los niveles de mineralización (índice ICOMI) y decontaminación por materia orgánica (ICOMO) reflejaronlas condiciones más críticas de la cuenca en la parte baja.

Los índices ICOTRO e ICOSUS por su parte se hallanen intervalos medios a bajos en los niveles decontaminación (por debajo de 0,5) pero se espera que encondiciones de lluvia el transporte de sedimentos aumentey que mayor cantidad de nutrientes provenientes de

prácticas agrícolas sea transportada por escorrentía comocargas difusas.

La caracterización de la calidad de las fuentes de laquebrada Doña María no debe involucrar el oxígenodisuelto como parámetro evaluador cuando se useníndices de calidad general como el WQI

NSFo índices de

contaminación (ICO) como los propuestos por Ramirez

et al. (1997) para materia orgánica (ambos desarrollados bajo diferentes condiciones), ya que las característicashidráulicas de la quebrada (pendiente de los canales deflujo, saltos, pozos, etc.) inducen altas tasas dereaireación; sin embargo, la utilización de DQO en vezde DBO

5 puede compensar en alguna medida los

favorables niveles de oxígeno encontrados, aunque alhacerlo se está manipulando la técnica de agregación

propuestas para cada uno de los indicadores.

Aunque el escalamiento de los índices implementaddiferente, es decir, que la categorización del grad

contaminación es diferente, cabe resaltar las vendel ICOMO sobre el WQI NSF

ya que el primero, contres parámetros involucrados en la técnica de agregaexplica lo que el WQI

NSFhace con los nueve parám

en los que se fundamenta y, además, refleja la degradade las aguas en la parte baja de la cuenca que resvariables como la DBO

5.

5. BIBLIOGRAFIA

Área Metropolitana del Valle de Aburrá (AMVA), Cede Ciencia y Tecnología de Antioquia (CTA

Secretaría del Medio Ambiente del MunicipiMedellín, 2004. Formulación del plan de manejlas microcuencas de las quebradas La Rosa yBermejala ubicadas en la zona nororientalmunicipio de Medellín. Medellín. Colombia.

Área Metropolitana del Valle de Aburrá (AMVUniversidad Nacional de Colombia sede Med(UNALMED), 2006. Estudio para la reglamentadel aprovechamiento y uso de las aguas de la quebDoña María y sus afluentes. Medellín. Colombi

Bartram J. y Balance, R., 1996. Water quality monitoPublished on behalf of United Nations Environm

Programme World Health Organization. Gran Bre383 P.

Chapman, D., 1992. Water quality assessmeChapman & Hall. Gran Bretaña. 585 P.

Chapra, S., 1997. Surface water-quality modeMcGraw-Hill. New York. 844 P.

Fernández, N. Ramírez, A. Y Solano, F., 1994. Phy- Chemical Water Quality Indices - A ComparReview -. BISTUA, pp. 19 - 30.

Krenkel, P. y Novotny, V., 1980. Water quality managemAcademic Press. 671 P.

Ministerio de Agricultura, 1984. Decreto 1594 de 1El cual establece los criterios de calidad de agua la destinación del recurso hídrico y exige el desarde los planes de ordenamiento del recurso por pde las autoridades ambientales. Bogotá. Colomb

Ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territo2002. Decreto 1729 de 2002. Por el cual se reglamla ordenación del recurso hídrico. Bogotá. Colom

Ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territo2005. Resolución 2145 de 2005. A través de la




se definen los objetivos de calidad de agua de lacorriente, tramo o cuerpo de agua receptora de

vertimientos. Bogotá. Colombia. National Sanitation Foundation, 2006. URL: http://

www.nsf.org/consumer/just_for_kids/wqi.asp.

Ramírez, A., Restrepo, R. y Viña, G., 1997. Cuatroíndices de contaminación para caracterización deaguas continentales – Fórmulas y aplicación. Ciencia,Tecnología y Futuro, Vol. 1, Num. 3, pp. 135 – 153.

Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín), 2004.Oferta y demanda hídrica en la subregión No. 1 deldepartamento de Risaralda con los municipios deCartago y La Virginia. Facultad de Minas, Escuelade Geociencias y Medio Ambiente. Medellín.

Colombia.Universidad Nacional de Colombia sede Medellín (UN),

Universidad de Antioquia (UdeA), UniversidadPontificia Bolivariana (UPB), Universidad de Medellín(UdeM) y Área Metropolitana del Valle de Aburrá(AMVA), 2004. Diseño y Puesta en Marcha de la Redde Monitoreo Ambiental en la Cuenca Hidrográficadel Río Medellín en Jurisdicción del ÁreaMetropolitana. Medellín. Medellín. Colombia.

Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín (UN),Instituto Mi Río y CORANTIOQUIA, 2003.Aplicación de la Metodología de Formulación de

Planes Integrales de Ordenamiento y Manejo deMicrocuencas en la Parte Baja de la Cuenca de laQuebrada la Iguana, PIOM. Facultad de Minas,Escuela de Geociencias y Medio Ambiente. Medellín.Colombia.

análisis comparativo de indicadores de la calidad de agua superficial

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