utilizaciÓn del Índice bmwp´-cr para anÁlisis de la ... · estudiantes que participan en el...
TRANSCRIPT
1
INSTITUCIÓN
COLEGIO GREGORIO JOSÉ RAMÍREZ CASTRO
NOMBRE DEL PROYECTO
UTILIZACIÓN DEL ÍNDICE BMWP´-CR PARA ANÁLISIS DE LA
CALIDAD DEL AGUA EN QUEBRADA BARRO, MONTECILLOS
DURANTE EL AÑO 2013
NOMBRE DE LOS ESTUDIANTES
1 Acevedo Méndez Conny Daniela 2 Acevedo Méndez Oscar Daniel 3 Acevedo Méndez Jennifer 4 Arroyo Osorno Estefanía 5 Carballo Ótarola Kendell 6 Masís Castillo Kevin Antonio 7 Matamoros Vargas Luis Carlos 8 Mattus Marco 9 Ramírez Osorno Elliot 10 Ramírez Osorno Silvio Alberto 11 Rodríguez Carvajal Daniela 12 Salazar García Angie 13 Salazar García Katherine 14 Salazar Osorno Silena Auxiliadora
NOMBRE DE LOS TUTORES
MARÍA AUXILIADORA PORTUGUEZ CAMPOS
KARINA RODRÍGUEZ
FECHA DE ENTREGA NOVIEMBRE DEL 2013
2
Tabla de contenido
Título ................................................................................................................................................... 4
Introducción ........................................................................................................................................ 5
Agradecimiento ................................................................................................................................... 6
Planteamiento del Problema .............................................................................................................. 7
Pregunta de Investigación ................................................................................................................... 8
Objetivos ............................................................................................................................................. 8
OBJETIVO GENERAL .............................................................................................................................. 8
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................................................ 8
Formulación de las hipótesis y definición de variables ....................................................................... 9
DEFINICIÓN DE VARIABLES ................................................................................................................. 9
Marco Teórico ..................................................................................................................................... 9
Índice BMWP-CR: ............................................................................................................................ 9
Macroinvertebrados Bentónicos:.................................................................................................. 10
Biomonitoreo: ............................................................................................................................... 12
Kit La Motte: .................................................................................................................................. 12
Glx Xplorer: .................................................................................................................................... 12
Calidad del agua: ........................................................................................................................... 13
PARÁMETROS BÁSICOS DE LA CALIDAD DEL AGUA ................................................................................ 13
1. Oxígeno Disuelto: .................................................................................................................. 13
2. Temperatura: ........................................................................................................................ 13
3. pH: ......................................................................................................................................... 14
4. Turbidez: ................................................................................................................................ 14
5. Nitratos: ................................................................................................................................. 14
Materiales, Procedimientos y Resultados ......................................................................................... 15
1. Ubicación del sitio de estudio: .............................................................................................. 15
2. Recolección del agua: ............................................................................................................ 15
3. El agua se destapa y se hacen las muestras en un lapso no mayor a una hora: ................... 16
a) Toma de Turbidez: ................................................................................................................. 16
3
b) Temperatura: ........................................................................................................................ 16
c) pH: ......................................................................................................................................... 16
d) Oxígeno disuelto: .................................................................................................................. 16
e) Nitratos: ................................................................................................................................. 16
f) Coliformes: ............................................................................................................................ 16
g) Glx Xplorer: ............................................................................................................................ 17
h) Índice BMWP´-CR para análisis de calidad de agua: ............................................................... 17
a) Paseo del agua: ................................................................................................................. 17
b) Instrumentos de recolección:............................................................................................ 18
c) Preservación en alcohol: ................................................................................................... 18
d) Observación y comparación en microscopio: ................................................................... 18
e) Clasificación: ...................................................................................................................... 18
f) Calculo de puntuación: ...................................................................................................... 18
g) Suma de puntajes: ............................................................................................................. 19
Análisis de Resultados ....................................................................................................................... 25
Conclusiones ..................................................................................................................................... 26
Recomendaciones .............................................................................................................................. 27
Referencias Bibliográficas ................................................................................................................. 27
4
Título
UTILIZACIÓN DEL ÍNDICE BMWP´-CR PARA ANÁLISIS DE LA
CALIDAD DEL AGUA EN QUEBRADA BARRO, MONTECILLOS
DURANTE EL AÑO 2013
5
Introducción
El monitoreo de la calidad del agua es fundamental para garantizar la seguridad de la
misma para el consumo humano y vigilar los depósitos de agua en los ecosistemas, evitando así,
su contaminación. El presente informe es un estudio del monitoreo de la calidad del agua de la
Quebrada Barro, ubicada en la comunidad de Montecillos, Alajuela a 200 metros sur del Colegio
Gregorio José Ramírez Castro y 25 al este. Para ello se analizaron 9 parámetros básicos de la
calidad del agua: la temperatura, el oxígeno disuelto, la conductividad, el nivel de pH, la alcalinidad
con pastilla y titulación, los nitratos, la turbidez, la presencia de bacterias coliformes y el índice
BMWP-CR de macroinvertebrados.
El monitoreo se efectuó cuatro veces tomando 3 muestras en cada ocasión durante los
meses de Marzo, Junio, Setiembre y Octubre, determinando que efectivamente la Quebrada Barro
presenta un alto índice de contaminación.
Nuestro estudio sirvió para generar conciencia a nivel institucional y comunal sobre los
cuidados que debemos tener con el manejo y aprovechamiento del recurso hídrico, la campaña
generalizada sobre prevención de enfermedades que se debe mantener de forma constante y
posteriormente crear campañas de prevención contra el mal uso de los desechos sólidos a
estudiantes que participan en el Proyecto Globe y a la comunidad estudiantil en general.
Este trabajo de investigación está delimitado dentro de un enfoque ambientalista
que busca indagar la forma en que la sociedad afecta el entorno y el recurso hídrico. Como
pregunta de investigación nos planteamos cuál será el índice de contaminación en
Quebrada Barro según los tipos de especies que lo habitan utilizando el índice BMWP´-CR.
El objetivo general es determinar el nivel de contaminación en el río Ojo de Agua
utilizando el protocolo BMWP – CR con Macroinvertebrados como bioindicadores,
mientras los objetivos específicos son cada uno de los pasos que debemos seguir para
lograr realizar el análisis comparativo de la calidad del agua.
El procedimiento que se empleo es basado en el protocolo BMWP-CR aprobado
por el gobierno de Costa Rica que reglamenta la Evaluación y clasificación de la calidad de
cuerpos de agua superficiales, es el protocolo de invertebrados o bioindicadores para
hacer un análisis biológico de las condiciones de las aguas.
Los resultados obtenidos hasta el momento nos indican que son aguas de calidad
mala y contaminada, esto por los tipos de macroinverterbrados recolectados y el puntaje
que adquiere cada uno de ellos.
6
Algunas de las conclusiones a las que se llegaron están:
Del estudio realizado se concluye que el agua que lleva el río en su escorrentía superficial
no es apta para consumo humano.
En el cauce del río se observa basura, además de lugares aledaños para agricultura y
ganadería, la cual perjudica la pureza del agua por los desechos de agroquímicos y fertilizantes.
Las personas en los alrededores del río no tienen una cultura del recurso hídrico y
deberían estar vigilantes para mantener el río limpio y libre de contaminante, además de
controlar los camiones que llegan a las márgenes del río, lo que en un futuro puedan perjudicar
aún más este sector.
Es importante investigar sobre la protección de sectores y márgenes de ríos y sobre todo
las leyes que existen sobre el daño a estos por contaminación de químicos y basura.
Agradecimiento
Agradecemos a Dios la oportunidad que nos brinda de educarnos y de poder participar en este
tipo de proyectos. A nuestras familias por su esfuerzo y apoyo incondicional.
A nuestra tutora del proyecto Auxiliadora Portuguez y a la Prof. Karina Rodríguez por su
orientación y ayuda en la realización de este proyecto.
7
Planteamiento del Problema
El agua es uno de los recursos fundamentales para la vida. El agua no solo es parte integrante de la
estructura orgánico-molecular de todo ser vivo, sino que además participa en innumerables
procesos y reacciones químicas, físicas y biológicas que condicionan su propia existencia. Para los
seres humanos, en particular, el agua no sólo cumple ese rol orgánico-fisiológico, sino que además
sus propiedades físicas y químicas han determinado que se utilice en numerosas instancias de
índole social, productiva e industrial (Megasitio, 2009).
En muchos países del mundo esté bien se ha vuelto cada vez más escaso, llegando a convertirse en
un tema polémico e inclusive de enfrentamiento y problema entre diversos usuarios (Sepúlveda,
2002). Si bien es cierto Costa Rica se ha distinguido por gozar de altas coberturas en los servicios
de agua potable y saneamiento, también se han encontrado deficiencias en la calidad de la
prestación de los servicios, organización, ausencia de planificación e insuficiente inversión que
puedan garantizar en el mediano y largo plazo el sostenimiento de las coberturas (OPS, 2003). De
hecho, hay zonas en Costa Rica en donde el agua durante ciertas épocas escasea y en algunos
lugares, como en Guanacaste, han surgido conflictos por el abastecimiento del agua potable entre
comunidades y grandes empresas.
La abundante precipitación ha hecho que durante siglos, en este país no se haya sentido ninguna
necesidad de planificar las actividades relacionadas con el manejo de los recursos hídricos.
Además, no toda el agua disponible para el consumo humano en Costa Rica se puede categorizar
como agua potable. Por lo tanto, un monitoreo periódico y la existencia de un programa de
planificación en la utilización de los recursos hídricos son urgentes en las diferentes comunidades
de nuestro país. Por ejemplo, la Universidad para la Paz (Naciones Unidas, 2002) anota que “se
estima que el 80% de todas las enfermedades y más de un 33% de los fallecimientos en los países
en desarrollo se deben al consumo de agua contaminada y que, en promedio, hasta un 10% del
tiempo productivo de cada persona se pierde a causa de enfermedades relacionadas con el agua”.
Estas cifras son alarmantes y llevan a la conclusión de que es primordial asegurar el consumo de
agua potable en las diversas localidades.
En la práctica, las acciones de control en los sistemas de abastecimiento son de monitoreo ya que
no se ejecutan programas intensivos de vigilancia sanitaria, aún cuando se conoce la alta
vulnerabilidad de las fuentes, especialmente de las superficiales (OPS, 2003). Por otro lado, una de
las mayores preocupaciones en nuestro país es la explotación de las aguas subterráneas. Entre
1970 y 1999, el numero de pozos se incremento en 642.3%, para un total de 7554 pozos
registrados en 1999; estos pozos se concentran en la Gran Área Metropolitana y la Península de
Nicoya, además, existen muchos pozos ilegales (Gamez, 2003)
8
Este trabajo consiste en la realización de un monitoreo de la calidad del agua en a Quebrada Barro
que recorre la comunidad de Montecillos cerca de la institución. Se ha realizado para determinar
los focos contaminantes en la zona bajo el índice BMWP-CR de macroinvertebrados bentónicos.
Pregunta de Investigación
¿Cuál es el nivel de contaminación de la Quebrada Barro en Montecillos
Mediante el uso del índice BMWP-CR para el análisis de la calidad del agua?
Objetivos
OBJETIVO GENERAL
- Determinar el grado de contaminación y de la calidad del agua en la Quebrada Barro utilizando
protocolos de Biomonitoreo y el índice BMWP – CR con macroinvertebrados bentónicos como
bioindicadores.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Analizar química y biológicamente el agua utilizando el Kit La Motte y el GLX Xplorer con
procedimientos que nos permitan identificar el grado de contaminación en los mismos.
- Utilizar la cartilla de Índice de BMWP-CR que nos permita determinar la calidad del agua
mediante la identificación de Macroinvertebrados Bentónicos presentes en la Quebrada Barro.
- Identificar focos de contaminación y modificaciones hidrometeorológicas que se han
edificado en el cauce de la Quebrada Barro y como lo han modificado.
9
Formulación de las hipótesis y definición de variables
Para la formulación de hipótesis sobre la contaminación de la cuenca de Quebrada Barros es
necesario analizar las principales causas de dicha contaminación. Durante millones de años el agua
permaneció limpia. Sin embargo, en los últimos cien años, los seres humanos la hemos
contaminado en todos los lugares del planeta.
Esta contaminación se ha formado por muchas razones, aquí se enumeran algunas de esta región.
Agricultura. Actividades como la producción agrícola o ganadera que utiliza productos
químicos como fertilizantes, plaguicidas, herbicidas, entre otros.
Deforestación. Destrucción de las cuencas por cortar los árboles y debido a la construcción
de carreteras que producen exceso de escorrentía y sedimentación.
Descargas urbanas (basureros cerca de los ríos) cuyo contenido incluye los desechos de
nuestra vida, productos de aseo, medicinas, etc. que se juntan con bacterias y metales
pesados como el mercurio y el plomo.
De todas éstas, hay que prestar mucha atención a la contaminación industrial. Las fábricas
utilizan muchos ingredientes para hacer sus productos. Estas sustancias químicas se
arrojan a los ríos o se filtran hasta las aguas subterráneas.
DEFINICIÓN DE VARIABLES
De acuerdo a la metodología empleada en el análisis de las aguas los parámetros a medir
son: Turbidez, temperatura, conductividad, pH, oxígeno disuelto y presencia de coliformes.
Por otra parte se realiza el protocolo de macroinvertebrados en el cual se identifican las
larvas de diferentes insectos de acuerdo a orden y familia y a su tolerancia a la contaminación.
Marco Teórico
Índice BMWP-CR: es un índice modificado para Costa Rica que se calcula sumando las
puntuaciones asignadas a las distintas familias de macroinvertebrados encontradas, según su
grado de sensibilidad a la contaminación. El puntaje se asigna una sola vez por familia,
independientemente de la cantidad de individuos o géneros encontrados. La suma de los puntajes
de todas las familias encontradas en el sitio de estudio brinda el valor final del índice. Este valor
permite determinar la calidad del agua según las categorías listadas en el siguiente cuadro:
10
Cuadro 1. Niveles de calidad de agua según BMWP’-CR
BMWP´-CR Nivel de Calidad del Agua
>120 Aguas de calidad excelente
101-120 Aguas de calidad buena, no contaminadas o no alteradas de manera sensible
61-100 Aguas de calidad regular, contaminación moderada
36-60 Aguas de calidad mala, contaminadas
16-35 Aguas de calidad mala, muy contaminadas
<15 Aguas de calidad muy mala extremadamente contaminada
(Reglamento No. 33903 MINAE-S, La Gaceta No. 178)
Macroinvertebrados Bentónicos: son aquellos macroorganismos que según su habitad y
presencia son utilizados como bioindicadores de la calidad del agua. Son larvas de insectos que se
pueden ver a simple vista. Se llaman macro porque son grandes (miden entre 2 milímetros y 30
centímetros), invertebrados porque no tienen huesos, y acuáticos porque viven en los lugares con
agua dulce: esteros, ríos, lagos y lagunas.
Estos animales proporcionan excelentes señales sobre la calidad del agua, y, al usarlos en
el monitoreo, puede entender claramente el estado en que ésta se encuentra: algunos de ellos
requieren agua de buena calidad para sobrevivir; otros, en cambio, resisten, crecen y abundan
cuando hay contaminación. Por ejemplo, las moscas de piedra sólo viven en agua muy limpia y
desaparecen cuando el agua está contaminada. No sucede así con algunas larvas o gusanos de
otras moscas que resisten la contaminación y abundan en agua sucia. Estos insectos, al crecer, se
transforman en moscas que provocan enfermedades como la malaria, el paludismo o el mal de
chagas.
Los macroinvertebrados incluyen larvas de insectos como mosquitos, mulas del diablo,
libélulas o helicópteros, chinches, perros de agua o moscas de aliso. Inician su vida en el agua y
luego se convierten en insectos de vida terrestre. Además de los insectos, otros
macroinvertebrados son: caracoles, conchas, cangrejos azules, camarones de río, planarias,
lombrices de agua, ácaros de agua y sanguijuelas o chupa-sangres. (Carrera Reyes & Fierro
Peralbo, 2001)
Los macroinvertebrados se multiplican en grandes cantidades, se pueden encontrar miles
en un metro cuadrado. Son parte importante en la alimentación de los peces. Los
macroinvertebrados pueden alimentarse de:
plantas acuáticas,
restos de otras plantas y algas, otros invertebrados y peces,
11
pequeños restos de comida en descomposición y elementos nutritivos del suelo,
animales en descomposición,
elementos nutritivos del agua
y sangre de otros animales
Los macroinvertebrados tienen muchas formas; así, las conchas son redondeadas, los escarabajos son ovalados, las lombrices son alargadas y los caracoles tienen forma de espiral.
Algunos tienen muchas patas, por ejemplo, los camarones tienen 10, los ácaros 8 y las mulas del diablo. Otros no tienen patas, como las larvas de mosca.
Casi todos los macroinvertebrados tienen colores parecidos al sitio donde viven. Por ejemplo, las conchas tienen colores oscuros, como el lodo que las rodea; lasmoscas de piedra son café amarillento, como las piedras cercanas. (Carrera Reyes & Fierro Peralbo, 2001) Las partes de un macroinvertebrado (en estado larval) se pueden divisar en la siguiente figura. Es recomendable conocer las partes de estos animales para identificar su familia y género.
12
Biomonitoreo: El biomonitoreo es un conjunto de técnicas basadas en la reacción y sensibilidad
de distintos organismos vivos a diversas sustancias contaminantes presentes en el ambiente. En
otras palabras, es la evaluación de los efectos deletéreos de una sustancia tóxica sobre ciertos
organismos. Así, la toxicidad de un compuesto se mide a través de diferentes parámetros
biológicos, como las alteraciones en el desarrollo y en funciones vitales, entre otros parámetros.
La evaluación de contaminación por biomonitoreo puede realizarse de dos modos:
Mediante el estudio de los efectos sobre los organismos indicadores preexistentes en el
ecosistema de interés,
Mediante la toma de muestras del ambiente de interés y el análisis en el laboratorio de la
presencia de contaminantes sobre organismos indicadores modelo.
Estos índices biológicos pueden dar información no sólo de las condiciones momentáneas, sino
también de lo sucedido en momentos previos a la toma de las muestras. Junto con la medición de
parámetros físicos y químicos, el biomonitoreo permite evaluar el impacto que la actividad
humana tiene en el medio ambiente, ya sea en ecosistemas abiertos como en efluentes
industriales o cloacales.
Kit La Motte: equipo manual utilizado para realizar el monitoreo con pastillas y monitorear la
calidad del agua, fue diseñado para ofrecer un método sencillo, de bajo costo, y seguro de
efectuar pruebas en aguas de ríos, lagos, embalses, pozos o cualquier otra fuente de agua dulce.
Las pruebas miden ocho parámetros básicos de la calidad del agua. Estos son las bacterias
coliformes, el oxígeno disuelto, la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), los nitratos, el pH, los
fosfatos, la temperatura, y la turbidez (LaMotte, 2010).
Glx Xplorer: Es un equipo de adquisición de datos, gráficos y análisis diseñada para estudiantes
y educadores de ciencias. Admite hasta cuatro sensores PASPORT simultáneamente, además de
dos sensores de temperatura y un sensor de tensión y el sensor de GPS que brinda el
posicionamiento global y la detección de satélites que rodean la Tierra.
13
Calidad del agua: es un término usado para describir las características químicas, físicas y
biológicas del agua. Además, depende principalmente del uso que se le va a dar a este recurso tan
importante. La calidad del agua ciertamente es un tema prioritario en la actualidad (EPA, 2010). El
ciclo natural del agua tiene una gran capacidad de purificación. Pero esta misma facilidad de
regeneración del agua, y su aparente abundancia, hace que sea el vertedero habitual en el que se
depositan los residuos producidos por las actividades humanas. Pesticidas, desechos químicos,
metales pesados, residuos radiactivos, etc., se encuentran, en cantidades mayores o menores, al
analizar las aguas, inclusive, de los más remotos lugares del mundo.
Es importante distinguir que el agua de consumo humano, no es agua potable. Las calidades
difieren, en que la categoría agua potable cumple con normas y criterios físico - químicos y
bacteriológicos, mientras que la categoría agua de consumo humano, carece formalmente de ello.
El agua de consumo humano no está garantizada y sus condiciones son variables (Gámez, 2003)
PARÁMETROS BÁSICOS DE LA CALIDAD DEL AGUA
1. Oxígeno Disuelto: El oxígeno disuelto (OD) determina la cantidad de oxígeno gaseoso
disuelto (O2) en una solución acuosa. Esta cantidad es importante para la salud de los
ecosistemas acuáticos y determinar la calidad del agua. La medición se genera con dos
simbologías ppt (partes por miles) o bien ppm (partes por millón). En el aire, 20 de cada 100
moléculas son oxígeno, mientras que en el agua, sólo hay de 1-5 moléculas de oxígeno por
cada millón de moléculas (LaMotte, 2010).
El oxigeno se introduce en el agua mediante difusión desde el aire que rodea la mezcla, por
aeración (movimiento rápido) y como un producto de desecho de la fotosíntesis. El oxígeno es un
elemento necesario para todas las formas de vida (Milacron, 2004). Las aguas naturales que
poseen la mayor parte del tiempo altos niveles de oxígeno disuelto son probablemente los
ambientes más estables y pueden abrigar una diversidad de organismos acuáticos.
El principal factor que contribuye a los cambios en los niveles de oxígeno disuelto es el crecimiento
de residuos orgánicos. Las lecturas mayores de OD suportan más diversidad de especies y un
ecosistema más saludable. Niveles bajos de OD puede debilitar o matar a los peces u otra vida
acuática (LaMotte, 2010).
El porcentaje de saturación de oxígeno disuelto es una medida importante de la calidad del agua.
A menor temperatura del agua, se disuelve más cantidad de oxígeno. Por lo tanto, la saturación de
oxígeno depende de la temperatura del agua.
2. Temperatura: El agua fría tiene mayor oxígeno que el agua caliente, y todos los
organismos necesitan de oxígeno para sobrevivir. La temperatura afecta el grado de
fotosíntesis de las plantas acuáticas, así como a la habilidad del agua para retener oxígeno y la
habilidad de los organismos para resistir ciertos tipos de contaminantes (EPA, 2010). Las altas
14
temperaturas pueden causar daños a la flora y fauna acuática al interferir con la reproducción
de las especies, incrementar el crecimiento de bacterias y otros organismos, acelerar las
reacciones químicas, reducir los niveles de oxígeno y acelerar la eutrofización (Protocolo,
2010).
Los animales acuáticos son sensibles a las variaciones y requieren de cierto rango de temperatura
para sobrevivir y crecer, si la temperatura se mantiene fuera de este rango por un largo periodo de
tiempo, los organismos pueden estresarse y morir (LaMotte, sin año).
3. pH: El pH es una medida de la concentración de iones de hidrógeno en el agua. Las escalas de
pH tienen rangos que varían de 0 (muy ácido) a 14 (muy básico) siendo el 7 neutral. El pH se
reporta en "unidades logarítmicas," como la escala de Richter, usada para medir la intensidad
de los terremotos. Cada número representa un cambio de 10 veces su valor en la acidez/rango
normal del agua. (EPA, 2010)
Los valores de tolerancia de las especies acuáticas corresponden a pH entre 5 y 9 (EPA, 2010).
Aguas fuera del rango normal pueden ser dañinas para la vida acuática. Estos niveles de pH
pueden causar perturbaciones celulares y la eventual destrucción de la flora y fauna acuática
(Protocolo, 2010)
4. Turbidez: Es la dificultad del agua para transmitir la luz debido a materiales insolubles en
suspensión, coloidales o muy finos e incluso microorganismos, que se presentan
principalmente en aguas superficiales.
La turbidez disminuye la transparencia, impidiendo la penetración de la luz; además, reduce la
incorporación del oxígeno disuelto por la fotosíntesis, perjudicando la calidad y productividad de
los ecosistemas (Corantioquia, 2010). La turbidez indica la cantidad de materia sólida suspendida
en el agua y se mide por la luz que se refleja a través de esta materia. A mayor intensidad de luz
dispersa, mayor nivel de turbidez (EPA, 2010). La materia que causa turbidez en el agua incluye:
arcilla, fango, materia orgánica e inorgánica pequeña, componentes de colores orgánicos solubles,
plancton y organismos microscópicos.
La turbidez se reporta en unidades nefelométricas (NTU por sus siglas en Inglés). Según la
Organización Mundial para la Salud la turbidez del agua para consumo humano no debe superar
en ningún caso las 5 NTU, y estará idealmente por debajo de 1 NTU (EPA, 2010). Sin embargo el
equipo utilizado reporta la medición en UTJ que significa Unidad de Turbidez de Jackson (LaMotte,
2010).
5. Nitratos: El nitrato es un nutriente requerido por todas las plantas y animales acuáticos para
crear proteína. La descomposición de las plantas y animales muertos y el excremento de los
animales vivos descarga nitrato en los ecosistemas acuáticos (LaMotte, 2010).
15
El aumento en la concentración de nitratos limita el uso del agua para consumo humano, dado
que altas concentraciones de esta sustancia puede afectar la capacidad que tiene nuestra sangre
de llevar oxígeno. Además, aumenta el crecimiento y la descomposición de las plantas, fomenta la
descomposición bacterial y por ende, disminuye la cantidad de oxígeno disponible en el agua.
Desde el punto de vista de potabilidad las normas actuales admiten hasta 50 mg/l de nitratos,
concentraciones superiores son perjudiciales para la salud (Corantioquia, 2010).
Materiales, Procedimientos y Resultados
1. Ubicación del sitio de estudio: en un mapa hidrometeorológico se muestra la ubicación de
la cuenca de Quebrada Barro en Montecillos, Alajuela. La misma se encuentra ubicada a 200
metros sur y 25 este del Colegio Gregorio José Ramírez Castro, contigua a la Calle Eribela
López.
2. Recolección del agua: en cada uno de los cuatro biomonitoreos, se tomó
agua de las dos muestras anteriormente descritas en un recipiente de un litro
(aproximadamente) lleno hasta el borde, previamente esterilizado con agua
destilada, y se tapa inmediatamente para evitar que se contamine la muestra o
16
que se perdiera uno de los gases disueltos, se debe evitar tocar la muestra o el frasco sin
guantes debido a que esto daña las muestras.
3. El agua se destapa y se hacen las muestras en un lapso no mayor a una hora:
a) Toma de Turbidez: Se sostiene la tarjeta de turbidez sobre el frasco, se
compara la apariencia de los dos iconos y se anotan los resultados en UTJ que
significa Unidad de Turbidez de Jackson. La calcomanía del disco de Secchi debe
haberse pegado por lo menos veinticuatro horas antes, lejos del centro pero sin
pegar al borde del contenedor.
b) Temperatura: se toma con un termómetro previamente calibrado con hielo. El termómetro
se agarra de la argolla para evitar des calibrarlo con el calor de la mano, se introduce en el
agua y se deja por un minuto sumergido, luego se saca y se anotan los datos inmediatamente.
c) pH: Para medir el pH se debe extraer una porción del agua en una probeta, hasta la línea de 10 ml, se vierte en el frasco una tableta de pH. Se tapa la muestra y se bate hasta que se haya desintegrado completamente (puede que queden pequeñas partículas en la muestra). Se compara el color de la muestra de pH con la de la cartilla de pH.
d) Oxígeno disuelto: Se sumerge un tubo pequeño en la muestra de agua y se llena hasta el tope, se introducen dos tabletas de “oxigeno disuelto” en el frasco, esto derrama un poco de agua, se cierra la muestra, esto derrama más agua. No deben quedar burbujas dentro del frasco. Se revuelve la muestra por cuatro minutos aproximadamente hasta que se hayan disuelto las tabletas, y se deja en reposo por cinco minutos para que le salga el color. Se compara con la cartilla y anotan los resultados en ppm (partes por millón).
e) Nitratos: Se llena la probeta hasta la línea de 5 ml con el agua de la muestra, se le
agrega una tableta de Gama Amplia de Nitrato CTA (Nitrate Wilde Range Test Tab ),
se tapa la probeta y se agita hasta que la tableta se haya disuelto, luego se espera 5
minutos hasta que haya un color rojizo. Se comparar el color de la muestra con la
gráfica de color de nitrato y se anotan los resultados en ppm de nitrato.
f) Coliformes: Se verte la muestra de agua dentro de la probeta mediana que contiene una
tableta y se llena hasta la línea de 10 ml, se tapa la probeta, se sujeta la probeta boca arriba,
con la tableta en la parte de abajo, se incuba la muestra guardándola con la tapa hacia arriba,
manteniéndola a temperatura ambiente (21°c a 27 °C) y fuera de la luz solar, por un periodo
de 48 horas. No se debe tocar ni sacudir la probeta durante la incubación. Después de que
hayan pasado 48 horas, se compara la probeta con el dibujo en la gráfica de color para
identificar coliformes y se anotan los resultados como negativos o positivos.
17
Negativa: • La gelatina permanece en el fondo de la probeta. • El indicador permanece rojo o cambia a amarillo, sin burbujas de
gas. • Hay menos de 20 colonias de coliformes totales por cada 100 ml de
agua. Positiva:
• La gelatina flota hacia la superficie. • El líquido debajo de la gelatina es turbio. • El indicador cambia a amarillo. Hay muchas burbujas de gas. • Hay más de 20 colonias de coliformes totales por cada 100 ml de
agua.
g) Glx Xplorer: el dispositivo y sus sensores de GPS y de calidad de agua se utilizaron con
los sensores de latitud, longitud, altitud, y satélites, temperatura, conductividad, pH y
oxígeno disuelto para reforzar las mediciones que se realizan con el kit de monitoreo
manual La Motte. Luego se hace una comparación entre los datos generados entre cada
instrumento y se saca un rango de mediciones.
h) Índice BMWP´-CR para análisis de calidad de agua:
a) Paseo del agua: revisamos todos los distintos microambientes del río en Quebrada Barro
haciendo el paseo del agua de Globe, tales como: sustratos (hojarasca, raíces, piedras y
fondo) y tipos de corriente (pozas, rápidos, agua estancada) en los cuatro biomonitoreos
realizados en el año, recolectando macroinvertebrados utilizando coladores, pinzas y
bandejas.
Los organismos que viven en el río pueden ser utilizados como indicadores de la calidad del agua
gracias a que presentan diferentes rangos de tolerancia a los tipos de contaminación en su
habitad. Los grupos de macroinvertebrados más generalizados son los que presentan insectos
acuáticos como larvas y adultos pertenecientes a los siguientes órdenes:
18
Cuadro 2. Tipos de Macroinvertebrados según BMWP’-CR
Orden Nombre Común Simbología Ephemeroptera Efímeras E
Plecoptera Moscas de Piedra P
Odonata Libélulas O
Hemiptera Chinches H
Blattodea Cucarachas B
Coleoptera Escarabajos C
Megaloptera Megalópteros M
Trichoptera Tricópteros T
Lepidoptera Mariposas y Polillas L
Diptera Moscas y Mosquitos D
Mollusca Caracoles y Almejas Mo
Crustacea Camarones y Cangrejos Cr
Hidracarina Ácaros Hi
Annelida Sanguijuelas, Lombrices y otros gusanos A
(Reglamento No. 33903 MINAE-S, La Gaceta No. 178)
b) Instrumentos de recolección: Utilizamos las bandejas (de color blanco o claro) para
colocar el sustrato con un poco de agua y distinguir mejor los macroinvertebrados. También
se utiliza una lupa para identificación in situ.
c) Preservación en alcohol: Se recolectan los macroinvertebrados en tubos de ensayo
con tapa a los cuales se les coloca alcohol al 70 % para preservarlos y luego ser analizados a
profundidad. Ya en el laboratorio procedemos a colocarlos de nuevo en las bandejas y con las
pinzas vamos sacándolos para analizarlos en el Microscopio Digital.
d) Observación y comparación en microscopio: Usando el Microscopio Digital
marca Carson y el software Digital Viewer instalado en el computador, podemos observar y
tomar una fotografía de cada uno de los macroinvertebrados y realizar un análisis comparativo
con las fotografías y datos de la cartilla de BMWP´-CR.
e) Clasificación: Cuando ya hemos encontrado el macroinvertebrado en la cartilla
procedemos a anotar su nombre, el género, el número de índice BMWP´CR al que pertenece,
el tipo de calidad de agua donde habita o sobrevive, e investigamos más a fondo
características del espécimen utilizando la cartilla BMWP´CR.
f) Calculo de puntuación: El índice BMWP´-CR (Biological Monitoring Working Party modificado para Costa Rica por Astorga, Martínez, Springer y Flowers) se calcula sumando las puntuaciones asignadas a los distintos taxones encontrados en las muestras de macro
19
invertebrados. La puntuación se asigna en función del grado de sensibilidad a la contaminación (Reglamento No. 33903 MINAE-S; La Gaceta N. 178). El puntaje se asigna una sola vez por familia; independientemente de la cantidad de individuos o géneros encontrados.
g) Suma de puntajes: La suma de los puntajes de todas las familias encontradas en el sitio
brinda el valor final del índice, el cual, permite determinar la calidad del agua según las
categorías listadas en el siguiente cuadro:
Cuadro 3. Niveles de calidad de agua según BMWP’-CR
BMWP´-CR Nivel de Calidad del Agua
>120 Aguas de calidad excelente
101-120 Aguas de calidad buena, no contaminadas o no alteradas de manera sensible
61-100 Aguas de calidad regular, contaminación moderada
36-60 Aguas de calidad mala, contaminadas
16-35 Aguas de calidad mala, muy contaminadas
<15 Aguas de calidad muy mala extremadamente contaminada
(Reglamento No. 33903 MINAE-S, La Gaceta No. 178)
h) Después de los cuatro biomonitoreos el resultado final de nuestro estudio según la utilización
del Índice BMWP-CR es que la Quebrado Barro ubicada en Montecillos, con un puntaje total
de 34 con los tipos de familias encontradas, lo cual se encuentra dentro del rango (16-35), con
un tipo de calidad de agua Mala y Muy contaminada, ya que el resultado de
macroinvertebrados se detalla a continuación en el siguiente cuadro:
20
Cuadro 4. Datos de macroinvertebrados obtenidos durante la investigación según Índice BMWP-CR
Filo / Clase / Orden Familia / Género / Especie
Nombre común Hábitat Características Calidad de Agua
Índice
Díptera
Moscas o
mosquitos
Chironomidae
Huecos en troncos de árboles, bromelias, material vegetal en descomposición, suelo, aguas cloacales y recipientes
artificiales.
De 2 a 10 mm, sin escamas en las alas. Antenas son plumosas y llamativas en adultos y pilosas en hembras. Cabeza pequeña, escondida por el tórax y carece de ocelos.
Muy mala
2
Hemíptera
Chinches
Notonectidae
Agua dulce, por ejemplo, ríos, lagos, piscinas, pantanos, y se encuentran a veces en los estanques de jardín.
Forma hidrodinámica, cuerpo robusto, de 16 mm de largo, color verde, marrón o amarillento. Nadan sobre sus espaldas, remando con sus largas y peludas patas traseras.
Regular a
mala
4
Molusco
Caracol o arveja
Physidae
Cuerpos de agua temporales generalmente con fondo lodoso y con plantas; con poca o nada de corriente.
Su concha tiene una gran parte plana y media alargada.
Regular a mala
3
Hemíptera
Chinches
Corexidae
Estanques, corrientes y a veces encontrados a la orilla del mar sobre las marcas de la marea.
Cuerpo ovalado, superficie dorsal aplanada, 6 patas y alas.
Regular a mala
4
21
Filo / Clase / Orden Familia / Género / Especie
Nombre común Hábitat Características Calidad de Agua
Índice
Díptera
Moscas o Mosquitos
Tipulidae
Charcos de roca y arrecifes coralinos. Ríos, lagos, lagunas, asentamientos, en sedimentos, arena fina y grava.
Tienen una cápsula cefálica segmentos abdominales con prolongaciones carnosas, casi como tentáculos, que rodean los espiráculos u orificios respiratorios
Mala a muy mala
4
Hemíptera
Chinches
Naucoridae
Estanques y otras aguas tranquilas. Son lóticos, es decir, se producen en arroyos, ríos, cascadas.
Se arrastran en el agua, similares en apariencia y comportamiento de los insectos de agua gigantes (Belostomatidae)
Regular a mala
3
Plecóptera
Moscas de piedra
Perlidae (Larva)
Ríos turbulentos de montaña con lechos de cantos rodados o de grava, corrientes que discurren por terrenos calizos.
Tienen un abdomen dividido en 11 segmentos y dos ojos compuestos y tres ocelos.
Excelente a muy buena
9
Crustácea
Camarones o cangrejos
Se desarrollan en cuevas dentro de las cavidades de las piedras y en las partes con poca corriente y que se encuentran lejos de la luz del sol. La sombra debajo de las rocas, la hojarasca y ramas ayudan a que se desarrolle.
El cuerpo de este es aplanado de lado a lado. Cuenta con siete pares de patas y dos pares de antenas. El primer par de antenas es más corto que el segundo par de miembros de esta familia.
Buena a regular
5
Puntaje Total 34
Resultado de la Calidad del Agua Mala y muy contaminada
Hyallelidae
22
i) Los otros resultados de la investigación que se detallan a continuación son brindados por la metodología anteriormente usando el kit manual
La Motte y el GLX Xplorer:
Cuadro 5. Datos de temperatura obtenidos durante la investigación
23 de marzo de 2013 15 de junio de 2013 21 de setiembre de 2013 26 de octubre de 2013
Muestra Temperatura
(C)
Incertidumbre
(C)
Temperatura
(C)
Incertidumbre
(C)
Temperatura
(C)
Incertidumbre
(C)
Temperatura
(C)
Incertidumbre
(C)
1 24,82 0,02 24,57 0,02 23,87 0,02 23,95 0,02
2 24,87 0,02 24,50 0,02 23,90 0,02 23,95 0,02
3 24,80 0,02 24,50 0,02 23,88 0,02 23,96 0,02
Cuadro 6. Datos de oxígeno disuelto obtenidos durante la investigación
23 de marzo de 2013 15 de junio de 2013 21 de setiembre de 2013 26 de octubre de 2013
Muestra
Ox.
disuelto
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
Ox.
disuelto
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
Ox.
disuelto
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
Ox.
disuelto
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
1 0,81 0,02 1,.00 0,02 1,85 0,02 1,80 0,02
2 0,80 0,02 1,01 0,02 1,85 0,02 1,82 0,02
3 0,80 0,02 1,01 0,02 1,82 0,02 1,82 0,02
Cuadro 7. Datos de conductividad obtenidos durante la investigación
23 de marzo de 2013 15 de junio de 2013 21 de setiembre de 2013 26 de octubre de 2013
Muestra Conductividad
(µS/cm)
Incertidumbre
(µS/cm)
Conductividad
(µS/cm)
Incertidumbre
(µS/cm)
Conductividad
(µS/cm)
Incertidumbre
(µS/cm)
Conductividad
(µS/cm)
Incertidumbre
(µS/cm)
1 526 0,02 482 0,02 436 0,02 442 0,02
2 537 0,02 478 0,02 435 0,02 447 0,02
3 535 0,02 481 0,02 437 0,02 445 0,02
23
Cuadro 8. Datos de pH obtenidos durante la investigación
23 de marzo de 2013 15 de junio de 2013 21 de setiembre de 2013 26 de octubre de 2013
Muestra pH Incertidumbre pH Incertidumbre pH Incertidumbre pH Incertidumbre
1 6,47 0,02 6,55 0,02 6,60 0,02 6,48 0,02
2 6,49 0,02 6,52 0,02 6,60 0,02 6,48 0,02
3 6,48 0,02 6,55 0,02 6,61 0,02 6,48 0,02
Cuadro 9. Datos de alcalinidad obtenidos durante la investigación usando el protocolo de pastillas
23 de marzo de 2013 15 de junio de 2013 21 de setiembre de 2013 26 de octubre de 2013
Muestra Alcalinidad
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
Alcalinidad
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
Alcalinidad
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
Alcalinidad
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
1 5 1 5 1 5 1 5 1
2 5 1 5 1 5 1 5 1
3 5 1 5 1 5 1 5 1
Cuadro 10. Datos de alcalinidad obtenidos durante la investigación utilizando la titulación opcional
23 de marzo de 2013 15 de junio de 2013 21 de setiembre de 2013 26 de octubre de 2013
Muestra Alcalinidad
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
Alcalinidad
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
Alcalinidad
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
Alcalinidad
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
1 4,8 0,2 4,9 0,2 5,1 0,2 5,0 0,2
2 4,8 0,2 5,1 0,2 5,1 0,2 4,9 0,2
3 4,7 0,2 5,0 0,2 5,2 0,2 5,1 0,2
24
Cuadro 11. Datos de nitratos obtenidos durante la investigación
23 de marzo de 2013 15 de junio de 2013 21 de setiembre de 2013 26 de octubre de 2013
Muestra Nitratos
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
Nitratos
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
Nitratos
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
Nitratos
(mg/L)
Incertidumbre
(mg/L)
1 1 1 1 1 2 1 2 1
2 1 1 1 1 2 1 2 1
3 2 1 1 1 1 1 2 1
Cuadro 12. Datos de turbidez obtenidos durante la investigación
23 de marzo de 2013 15 de junio de 2013 21 de setiembre de 2013 26 de octubre de 2013
Muestra Turbidez(UTJ) Turbidez(UTJ) Turbidez(UTJ) Turbidez(UTJ)
1 80 80 80 80
2 80 80 80 80
3 80 80 80 80
Cuadro 13. Datos de coliformes obtenidos durante la investigación
Muestra 23 de marzo de 2013 15 de junio de 2013 21 de setiembre de 2013 26 de octubre de 2013
1 Positivo Positivo Positivo Positivo
2 Positivo Positivo Positivo Positivo
3 Positivo Positivo Positivo Positivo
25
Análisis de Resultados
Cuadro 14. Promedios obtenidos para los datos de la investigación
Parámetro 23 de marzo de 2013
15 de junio de 2013
21 de setiembre de 2013
26 de octubre de 2013
Conductividad (µS/cm) 532.67 480.33 436.00 444.67
pH 6.48 6.54 6.60 6,48 Alcalinidad titulación (mg/L)
5 5 5 5
Nitratos (mg/L) 1 1 2 2
Temperatura (C) 24.83 24.52 23.88 23.95
Oxigeno disuelto (mg/L) 0.80 1.01 1.84 1.81 Alcalinidad Pastilla
(mg/L) 5 5 5 5
Coliformes fecales Positivo Positivo Positivo Positivo
Macroinvertebrados Mala y muy contaminada Mala y muy contaminada Mala y muy contaminada Mala y muy contaminada
Después de los cuatro biomonitoreos el resultado final de nuestro estudio según la utilización del
Índice BMWP-CR es que la Quebrado Barro ubicada en Montecillos, con un puntaje total de 34 con
los tipos de familias encontradas, lo cual se encuentra dentro del rango (16-35), con un tipo de
calidad de agua Mala y Muy contaminada.
Los datos obtenidos demuestran que existen pequeñas variaciones en los datos obtenidos durante
la investigación, estas variaciones son completamente normales, ya que, según el Instituto
Meteorológico Nacional, los meses de junio, setiembre y octubre son los más lluviosos del año,
figura 1. Es por eso que la tendencia de los datos obtenidos en la investigación disminuye durante
los meses ya mencionados, estos datos no son significativamente diferentes entre sí.
Figura 1. Milímetros de lluvia por mes del año en Alajuela, para el año 2010
26
Sin embargo, aunque la concentración de los contaminantes disminuye en ciertos meses del año,
no se logra compensar los efectos sociales y salubres ocasionados por la fuerte contaminación de
la Quebrada Barro.
Como se sabe, con la presencia de ciertos microrganismos en las aguas cercanas a los
asentamientos humanos, se acarrean una serie de enfermedades de alto riesgo como tuberculosis,
dengue, fiebre tifoidea y cólera. Otro de los problemas que también se presenta en la Quebrada es
la emisión de olores desagradables que pueden causar severas infecciones respiratorias, debido a
la composición química del olor, la concentración de estos en el agua y su inminente presencia en
el aire, y el periodo de exposición a los que se someten las personas que viven en los alrededores
de la zona.
En cuanto a la presencia de coliformes fecales, se puede asegurar que la contaminación de la
Quebrada Barro se debe, en gran parte, a la frecuente descarga de aguas negras, residuales y
jabonosas por parte de los vecinos en diferentes puntos de la Quebrada, sin tomar en cuenta el
impacto ambiental que se produce por la descarga de aguas con alto índice de contaminación en
los cuerpos de agua.
Una de las principales consecuencias de esta contaminación es la pérdida de suelos cultivables y
terrenos para recreación, así como el uso agrícola de riego que se le podría dar al agua de la
Quebrada Barro de no estar contaminada.
Los bajos niveles de contaminación por nitratos no permiten que se presenten procesos de
eutrofización en la cuenca, sin embargo, la alta conductividad y los niveles de pH propician un
ambiente ideal para el cultivo de bacterias que, como se mencionó anteriormente, pueden
ocasionar severos problemas de salud y un alto índice de mortalidad debido a las precarias
condiciones en las que viven las personas alrededor de la zona de estudio.
Conclusiones
- Llegamos a la conclusión de que las aguas de la Quebrada Barro es de calidad mala
contaminada y muy contaminada de acuerdo a los resultados generados por el índice BMWP-
CR.
- En la zona de la cuenca y en la comunidad no hay una cultura del recurso hídrico en las
comunidades de Montecillos de Alajuela, y muchas personas de casas de habitación, dueños
de sembradíos y quienes habitan empresas y fábricas aledañas a la Quebrada Barro lanzan
muchos desechos sólidos y no reforestan alrededor de la cuenca.
- Las construcciones urbanas como casas de habitación, de mejoramiento de carreteras y
entubado y la edificación de nuevos puentes que atraviesan la carretera encima o cerca de la
27
Quebrada Barro ha producido que en los últimos dos años ésta fuente de agua se contamine
más, etc.
Recomendaciones
- A futuros estudiantes de Globe deben preocuparse por realizar una mayor concientización
hacia las generaciones venideras de estudiantes sobre la preservación del recurso hídrico.
- Orientar campañas de reciclaje para generar una mayor reutilización de los desechos sólidos
y así ayudar a prevenir la contaminación de la Quebrada Barro.
- Continuar haciendo estudios de investigación con monitoreos periódicos en diversos sitios de
muestreo para hacer comparaciones de los datos.
- Congresos de Globe para Estudiantes para compartir información, convivencia y experiencias
entre alumnos de diversas instituciones y principalmente que se cuenta con la presencia de
estudiantes veteranos o Globe Alumni con experiencia para compartir sus vivencias dentro
del proyecto.
Referencias Bibliográficas
Castro, Kohlmann, Springer y Vásquez. Cartilla de Bioindicadores de la calidad del agua Cuenca
del Río Tempisque. Editorial: UCR-Earth. 2010.
Carrera Reyes, C., & Fierro Peralbo, K. Manual de monitoreo. Macroinvertebrados acuáticos.
Ecociencia , 28-29. (2001).
La Motte Company. Manual Kit La Motte. Equipo de bajo costo para Monitoreo de la Calidad del
Agua. Editorial: Earth Force Green. 2010.
MINAE-S. Reglamento Reglamento para la Evaluación y Clasificación de la Calidad de Cuerpos de
Agua Superficiales No. 33903. La Gaceta No. 178. 2007.
Springer, Mónica. Revista de Biología Tropical. Macroinvertebrados de agua dulce de Costa Rica
I. Volumen 58. Supl. 4. Editorial: UCR. 2010.