CD-7000.pdf

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
“ANÁLISIS DEL ESTADO DE CONSERVACIÓN AMBIENTAL DE
LA MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN EN LA PARROQUIA
MARIANO ACOSTA, PROVINCIA DE IMBABURA, A TRAVÉS DE
INDICADORES FÍSICOS, BIÓTICOS Y SOCIOECONÓMICOS”
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO
AMBIENTAL
CLAVIJO MORENO ANDREA ALEJANDRA
[email protected]
GRANJA ESCOLA KARLA ISABEL
[email protected]
DIRECTOR: DRA. NELLY PATRICIA CARRERA BURNEO
[email protected]
CO-DIRECTOR: ING. ANA LUCÍA BALAREZO AGUILAR Ph.D.
[email protected]
Quito, Abril 2016
II
DECLARACIÓN
Nosotras, Andrea Alejandra Clavijo Moreno, Karla Isabel Granja Escola,
declaramos bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que
no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y,
que hemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este
documento.
La
Escuela
Politécnica
Nacional,
puede
hacer
uso
de
los
derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad
Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.
_____________________________
_____________________________
CLAVIJO
GRANJA ESCOLA KARLA ISABEL
MORENO
ALEJANDRA
ANDREA
III
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Andrea Alejandra Clavijo
Moreno y Karla Isabel Granja Escola, bajo mi supervisión.
____________________________________
DRA. PATRICIA CARRERA BURNEO
DIRECTOR DEL PROYECTO
IV
AGRADECIMIENTOS
Gracias infinitas a mis padres Marco y Alejandra, por todo el amor, entrega y
paciencia con que han sabido guiarme por el camino de la vida. Sus enseñanzas
y amor me acompañan en cada uno de mis pasos. Los amo.
A mi hermana Sam, por pintar mi vida siempre de colores con su risa, sus locuras
y esa energía hermosa que emana su ser. Compartir contigo ha sido una
bendición y la alegría de mi vida. Mi motor para ser mejor has sido tú. Te amo.
A mi Abuelita Nene, por ese amor maravilloso que ha sabido entregarme siempre.
Su valentía, fortaleza y el tiempo compartido dejan una huella indeleble en mi
vida. La amo mucho.
A mi ñaño y mis primas, por su amor y las experiencias compartidas que han
enriquecido mi vida.
A Karlita, todo lo que hemos aprendido y compartido a lo largo de este camino me
ha hecho sentir afortunada y bendecida por esta amistad verdadera. Un reto más
compartido y culminado con éxito. Nuevos retos y vivencias nos esperan.
A mis amigos Mishell, Suco, Paco, Mery, Luchito, Wilsin, Vale, Giuly, Darío; por
los momentos compartidos. Yo sé que serán muchos más.
A Belén, Diego, Andre por colaboración y apoyo en la realización de este
proyecto.
A la Dra. Patricia Carrera, directora del proyecto, por su guía y asesoramiento.
Andrea.
V
AGRADECIMIENTOS
A mis padres Juan y Cecilia por tanto amor, paciencia y dedicación durante este
camino universitario, los amo tanto, gracias por ser mi pilar y confiar en cada una
de mis decisiones.
A mis hermanos Juan y Joe y mis primos Kevin y José, quienes con cada una de
sus ocurrencias me mostraron el lado dulce de la vida y son mi motivo para ser
mejor cada día, siempre los llevo en mi mente y corazón.
A mis abuelitos Carmen y Benedicto, tíos, primos y primas por su amor,
preocupación y por ser parte de mi formación integral.
Para Diego por su amor incondicional y compartir conmigo alegrías y fracasos y
sobre todo por su ayuda en este proyecto.
A Andreita porque entre risas, bromas y enojos hemos cultivado esta valiosa
amistad y concluimos este proyecto con éxito.
A mis amigas Mallu, Tami y Bere por su amistad y porque a pesar del tiempo y
distancia son incondicionales.
A Mishell, López, Luchito, Vale y Belén por cada buen momento compartido
dentro y fuera de las aulas.
A mis compañeros Giuly, Andre, Diego y Darío por su apoyo en este proyecto.
A la Dra. Patricia Carrera, directora del proyecto, por su guía y asesoramiento.
Karlita
VI
DEDICATORIA
Este pequeño logro y todo el esfuerzo en el camino para alcanzarlo es para mis
Padres Marco y Alejandra, y para mi hermana Samantha. Cada esfuerzo para ser
mejor cada día es por ustedes. El amor nos une
VII
DEDICATORIA
Este esfuerzo y largo camino es para mis padres Juan y Cecilia, mis hermanos
Juan y Joe y mis primos Kevin y José.
Karlita
VIII
CONTENIDO
1
GENERALIDADES .......................................................................................... 1
1.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................1
1.2 OBJETIVOS ....................................................................................................2
1.2.1
General.................................................................................................. 2
1.2.2
Específicos ............................................................................................ 2
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .............................................................2
1.4 JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO ....................................................................3
2
MARCO TEÓRICO .......................................................................................... 6
2.1 DIAGNÓSTICO AMBIENTAL..........................................................................6
2.2 EL AGUA ........................................................................................................7
2.2.1
Indicadores de calidad del agua ............................................................ 8
2.2.1.1
Parámetros físicos ....................................................................... 10
2.2.1.2
Parámetros químicos ................................................................... 12
2.2.1.3
Parámetros biológicos.................................................................. 19
2.2.1.4
Bioindicadores ............................................................................. 20
2.2.2
Índices generales de calidad del agua ................................................ 25
2.2.2.1
Índices fisicoquímicos .................................................................. 26
2.2.2.2
Índices biológicos ......................................................................... 28
2.3 EL SUELO .................................................................................................... 30
2.3.1
Clasificación del suelo ......................................................................... 31
2.4 CUENCA HIDROGRÁFICA .......................................................................... 32
2.4.1
Microcuenca ........................................................................................ 34
2.4.2
Parámetros morfométricos de una cuenca hidrográfica ...................... 34
2.4.2.1
Área de drenaje (A) ...................................................................... 34
2.4.2.2
Longitud, ancho y perímetro ........................................................ 35
IX
2.4.2.3
Forma de la cuenca ..................................................................... 35
2.4.2.4
Sistema de drenaje ...................................................................... 36
2.4.3
Características del relieve de una cuenca hidrográfica ....................... 38
2.4.3.1
Pendiente de la cuenca................................................................ 38
2.4.3.2
Curva hipsométrica ...................................................................... 39
2.4.4
Gestión integral de cuencas ................................................................ 39
2.5 ANÁLISIS FODA ........................................................................................... 40
3
MATERIALES Y METODOLOGÍA ................................................................. 42
3.1 METODOLOGÍA DE LA CARACTERIZACIÓN DE LA MICROCUENCA
DEL RÍO CHAMACHÁN ............................................................................... 42
3.1.1
Utilización de Software de Sistemas de información geográfica ......... 42
3.1.2
Metodología para la caracterización hidrobiológica ............................. 43
3.1.2.1
Selección de los puntos de muestreo .......................................... 43
3.1.2.2
Medición de caudal ...................................................................... 45
3.1.2.3
Toma de muestras de agua ......................................................... 46
3.1.2.4
Identificación de muestras ........................................................... 47
3.1.2.5
Manejo y conservación de muestras ............................................ 47
3.1.2.6
Cálculo del ICA ............................................................................ 48
3.1.2.7
Muestreo de macroinvertebrados acuáticos ................................ 49
3.1.2.8
Identificación de macroinvertebrados acuáticos .......................... 49
3.1.2.9
Cálculo del índice BMWP............................................................. 50
3.1.2.10
Cálculo del índice de Shannon–Weaver (H´) ............................... 52
3.2 METODOLOGÍA PARA EL DIAGNÓSTICO SOCIO-ECONÓMICO DE LA
PARROQUIA MARIANO ACOSTA ............................................................... 52
3.2.1
Definición del objetivo y diseño de la encuesta ................................... 53
3.2.2
Determinación de la muestra ............................................................... 53
3.2.3
Ejecución de la encuesta ..................................................................... 54
X
3.2.4
4
Procesamiento de los datos ................................................................ 54
ANÁLISIS DE RESULTADOS ....................................................................... 55
4.1 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO ................................................... 55
4.1.1
Localización ......................................................................................... 55
4.1.2
Medio físico ......................................................................................... 56
4.1.2.1
Clima ............................................................................................ 56
4.1.2.2
Suelo ............................................................................................ 57
4.1.3
Medio biótico ....................................................................................... 58
4.1.3.1
4.1.4
Formaciones vegetales ................................................................ 58
Medio socioeconómico ........................................................................ 62
4.2 DATOS DESCRIPTIVOS DE LA MICROCUENCA DEL RÍO
CHAMACHÁN ............................................................................................... 65
4.2.1
Curva hipsométrica.............................................................................. 66
4.2.2
Caracterización climática ..................................................................... 67
4.2.3
Cálculo de caudales ............................................................................ 68
4.3 RESULTADOS DEL ANÁLISIS FÍSICO, QUÍMICO Y BIOLÓGICO.............. 68
4.3.1
Análisis de las muestras de agua ........................................................ 68
4.3.1.1
Parámetros físicos ....................................................................... 69
4.3.1.2
Parámetros químicos ................................................................... 73
4.3.1.3
Parámetros biológicos.................................................................. 78
4.3.1.4
Índice de calidad del agua (ICA) .................................................. 79
4.3.2
Análisis de macroinvertebrados........................................................... 81
4.3.2.1
Macroinvertebrados del punto 1 ................................................... 85
4.3.2.2
Macroinvertebrados del punto 2 ................................................... 87
4.3.2.3
Macroinvertebrados del punto 3 ................................................... 88
4.3.2.4
Macroinvertebrados del punto 4 ................................................... 89
XI
4.3.2.5
Índice BMWP ............................................................................... 91
4.3.2.6
Índice de Shannon- Weaver......................................................... 94
4.4 RESULTADOS DEL ANÁLISIS MULTITEMPORAL DEL USO DEL
SUELO .......................................................................................................... 95
4.5 RESULTADOS DEL ANÁLISIS SOCIOECONÓMICO ................................ 104
4.5.1
Población ........................................................................................... 104
4.5.2
Actividades productivas ..................................................................... 104
4.5.3
Situación ambiental ........................................................................... 105
4.6 ANÁLISIS FODA ......................................................................................... 107
5
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................... 109
5.1 CONCLUSIONES ....................................................................................... 109
5.2 RECOMENDACIONES ............................................................................... 111
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 114
ANEXOS ............................................................................................................ 123
XII
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 2.1 DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN EL PLANETA.................................. 8
FIGURA 2.2 RANGOS DE pH TOLERADOS POR ORGANISMOS
ACUÁTICOS ................................................................................... 14
FIGURA 2.3 PRINCIPALES GRUPOS DE MACROINVERTEBRADOS DEL
FILO ARTHROPODA PRESENTES EN ECOSISTEMAS
ACUÁTICOS ................................................................................... 22
FIGURA 2.4 ETAPAS DEL ICA ............................................................................ 27
FIGURA 2.5 CLASIFICACIÓN DE LOS ÍNDICES BIOLÓGICOS ........................ 28
FIGURA 2.6 CLASIFICACIÓN AGRÍCOLA DEL SUELO ..................................... 31
FIGURA 2.7 LA CUENCA HIDROGRÁFICA COMO SISTEMA ........................... 33
FIGURA 2.8 TAMAÑOS DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA ............................ 33
FIGURA 2.9 SISTEMA DE DRENAJE DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA....... 36
FIGURA 3.1 SECCIÓN LONGITUDINAL DEL RÍO .............................................. 45
FIGURA 3.2 SECCIÓN TRANSVERSAL PARA LA MEDICIÓN DE LA
PROFUNDIDAD DEL RÍO............................................................... 45
FIGURA 4.1 UBICACIÓN DE LA MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN ...... 56
FIGURA 4.2 CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS DE LA MICROCUENCA DEL
RÍO CHAMACHÁN SEGÚN POURRUT (1995) .............................. 57
FIGURA 4.3 BOSQUE SIEMPREVERDE MONTANO ALTO EN LA
MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN ...................................... 60
FIGURA 4.4 BOSQUE DE NEBLINA MONTANO EN LA MICROCUENCA DEL
RÍO CHAMACHÁN .......................................................................... 61
FIGURA 4.5 HERBAZAL Y ARBUSTAL MONTANO ALTO Y MONTANO ALTO
SUPERIOR DE PÁRAMO EN LA MICROCUENCA DEL RÍO
CHAMACHÁN ................................................................................. 62
FIGURA 4.6 VISTA DE LA COMUNIDAD MARIANO ACOSTA, UBICADA
DENTRO DE LA MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN .......... 63
FIGURA 4.7 CATEGORÍA OCUPACIONAL DE LA PARROQUIA MARIANO
ACOSTA (2010) .............................................................................. 64
FIGURA 4.8 PEA DE LA PARROQUIA MARIANO ACOSTA, SEGÚN
ACTIVIDAD PRODUCTIVA (2010) ................................................. 64
XIII
FIGURA 4.9 CURVA HIPSOMÉTRICA DE LA MICROCUENCA DEL RÍO
CHAMACHÁN ................................................................................. 67
FIGURA 4.10 VARIACIÓN DE LA PRECIPITACIÓN MENSUAL EN MARIANO
ACOSTA (2004 – 2014) ................................................................ 67
FIGURA 4.11 VARIACIÓN DE TURBIDEZ EN LOS PUNTOS DE MUESTREO . 71
FIGURA 4.12 VARIACIÓN DE SÓLIDOS DISUELTOS EN LOS PUNTOS DE
MUESTREO .................................................................................. 71
FIGURA 4.13 VARIACIÓN DE LOS SÓLIDOS SUSPENDIDOS EN LOS
PUNTOS DE MUESTREO ............................................................ 72
FIGURA 4.14 VARIACIÓN DE LA ALCALINIDAD EN LOS PUNTOS DE
MUESTREO .................................................................................. 74
FIGURA 4.15 VARIACIÓN DE LA DBO5 EN LOS PUNTOS DE MUESTREO .... 76
FIGURA 4.16 VARIACIÓN DE LA DQO EN LOS PUNTOS DE MUESTREO...... 77
FIGURA 4.17 VARIACIÓN DEL CONTENIDO DE FOSFATOS EN LOS
PUNTOS DE MUESTREO ............................................................ 78
FIGURA 4.18 VARIACIÓN DEL CONTENIDO DE COLIFORMES FECALES EN
LOS PUNTOS DE MUESTREO .................................................... 79
FIGURA 4.19 ÓRDENES DE MACROINVERTEBRADOS ENCONTRADOS EN
EL RÍO CHAMACHÁN (2015) ....................................................... 84
FIGURA 4.20 MACROINVERTEBRADOS IDENTIFICADOS POR FAMILIAS EN
EL PUNTO 1 (2015) ...................................................................... 86
FIGURA 4.21 VISTA DORSAL DE UNA LARVA DE BAETODES Sp. ................. 86
FIGURA 4.22 VISTA SUPERIOR DE UNA DUGESIA Sp. ................................... 86
FIGURA 4.23 MACROINVERTEBRADOS IDENTIFICADOS POR FAMILIAS EN
EL PUNTO 2 (2015) ...................................................................... 87
FIGURA 4.24 VISTA LATERAL DE SIMULIUM Sp. ............................................. 88
FIGURA 4.25 MACROINVERTEBRADOS IDENTIFICADOS POR FAMILIAS EN
EL PUNTO 3 (2015) ...................................................................... 89
FIGURA 4.26 VISTA LATERAL DE UNA LARVA DE WORMALDIA Sp. ............. 89
FIGURA 4.27 MACROINVERTEBRADOS IDENTIFICADOS POR FAMILIAS EN
EL PUNTO 4 (2015) ...................................................................... 90
FIGURA 4.28 VISTA DORSAL DE THRAULODES Sp. ....................................... 90
XIV
FIGURA 4.29 ANÁLISIS COMPARATIVO DEL ÍNDICE BMWP EN CADA
PUNTO DE MUESTREO .............................................................. 94
FIGURA 4.30 CAMBIO EN EL USO DEL SUELO DE LA MICROCUENCA DEL
RÍO CHAMACHÁN (1982 - 2013) ............................................... 102
FIGURA 4.31 ANÁLISIS FODA DE LA MICROCUENCA DEL RÍO
CHAMACHÁN ............................................................................. 107
XV
LISTA DE TABLAS
TABLA 2.1 CONCENTRACIÓN DE SATURACIÓN DE OXÍGENO EN AGUA (S)
EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA ............................................. 15
TABLA 2.2 RANGOS DE CONCENTRACIÓN DE OXÍGENO DISUELTO Y
CONSECUENCIAS ECOSISTÉMICAS FRECUENTES ................... 16
TABLA 2.3 PARÁMETROS UTILIZADOS PARA EL CÁLCULO DEL ICA ........... 27
TABLA 2.4 CLASIFICACIÓN DEL ICA SEGÚN BROWN .................................... 28
TABLA 2.5 VALORES DE COEFICIENTE DE COMPACIDAD ............................ 35
TABLA 2.6 VALORES DE DENSIDAD DE DRENAJE ......................................... 37
TABLA 2.7 CLASES DE GRADIENTE DE LA PENDIENTE DE UNA CUENCA .. 38
TABLA 3.1 COORDENADAS GEOGRÁFICAS DE LOS PUNTOS DE
MUESTREO DEL RÍO CHAMACHÁN ............................................... 43
TABLA 3.2 PARÁMETROS MEDIDOS EN LOS PUNTOS DE MUESTREO DEL
RÍO CHAMACHÁN ............................................................................ 44
TABLA 3.3 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES EN CAMPO .............................. 44
TABLA 3.4 TÉCNICAS PARA LA CONSERVACIÓN DE MUESTRAS PARA EL
ANÁLISIS FISICOQUÍMICO.............................................................. 48
TABLA 3.5 PARÁMETROS DETERMINADOS IN SITU ...................................... 48
TABLA 3.6 PUNTAJE DE LAS FAMILIAS DE MACROINVERTEBRADOS
ACUÁTICOS PARA EL ÍNDICE BMWP ............................................ 50
TABLA 3.7 CLASES DE CALIDAD DE AGUA ASOCIADO AL ÍNDICE BMWP ... 51
TABLA 3.8 CLASES DE CALIDAD DEL AGUA SEGÚN EL ÍNDICE DE
SHANNON - WEAVER ..................................................................... 52
TABLA 4.1 FORMACIONES VEGETALES DE LA MICROCUENCA DEL RÍO
CHAMACHÁN ................................................................................... 59
TABLA 4.2 PRINCIPALES DATOS SOCIOECONÓMICOS DE LA PARROQUIA
MARIANO ACOSTA .......................................................................... 62
TABLA 4.3 PARÁMETROS MORFOMÉTRICOS DE LA MICROCUENCA DEL
RÍO CHAMACHÁN (2015)................................................................. 65
TABLA 4.4 CAUDALES POR PUNTO DE MUESTREO ...................................... 68
XVI
TABLA 4.5 RESULTADOS DE LOS PARÁMETROS FÍSICOS, QUÍMICOS Y
BIOLÓGICOS DEL RÍO CHAMACHÁN ............................................ 69
TABLA 4.6 VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA EN LOS PUNTOS DE
MUESTREO ...................................................................................... 70
TABLA 4.7 VARIACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN LOS
PUNTOS DE MUESTREO ................................................................ 73
TABLA 4.8 VARIACIÓN DEL PH EN LOS PUNTOS DE MUESTREO ................ 73
TABLA 4.9 VARIACIÓN DEL OXÍGENO DISUELTO EN LOS PUNTOS DE
MUESTREO ........................................................................................ 75
TABLA 4.10 ICA POR PUNTO DE MUESTRO .................................................... 80
TABLA 4.11 MACROINVERTEBRADOS RECOLECTADOS EN EL RÍO
CHAMACHÁN EN LA ÉPOCA SECA (2015) .................................. 81
TABLA 4.12 MACROINVERTEBRADOS RECOLECTADOS EN EL RÍO
CHAMACHÁN EN LA ÉPOCA LLUVIOSA (2015) .......................... 82
TABLA 4.13 TABLA DE COMPARACIÓN DEL NÚMERO TOTAL DE FAMILIAS
DE MACROINVERTEBRADOS IDENTIFICADOS .......................... 91
TABLA 4.14 PUNTAJE DE LAS FAMILIAS DE MACROINVERTEBRADOS
ACUÁTICOS PARA EL ÍNDICE BMWP EN LA ÉPOCA SECA
(2015) ................................................................................................ 92
TABLA 4.15 PUNTAJE DE LAS FAMILIAS DE MACROINVERTEBRADOS
ACUÁTICOS PARA EL ÍNDICE BMWP EN LA ÉPOCA LLUVIOSA
(2015) .............................................................................................. 93
TABLA 4.16 ÍNDICE DE SHANNON- WEAVER EN CADA PUNTO DE
MUESTREO .................................................................................... 95
TABLA 4.17 APTITUD DEL SUELO DE LA MICROCUENCA DEL RÍO
CHAMACHÁN (2003) ...................................................................... 95
TABLA 4.18 ANÁLISIS MULTITEMPORAL DEL SUELO DE LA
MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN SEGÚN LA
PENDIENTE (1982 – 2013) ............................................................ 97
TABLA 4.19 COBERTURA VEGETAL DE LA MICROCUENCA PARA EL AÑO
2013 .............................................................................................. 102
XVII
TABLA 4.20 ACTIVIDADES ECONÓMICAS DE LOS ENCUESTADOS DE LA
MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN .................................... 105
TABLA 4.21 PERCEPCIÓN DE LA POBLACIÓN ANTE LOS PROBLEMAS
AMBIENTALES ............................................................................. 106
XVIII
RESUMEN
El presente proyecto de titulación comprende del desarrollo de un diagnóstico
ambiental a través de la recopilación de bibliografía pertinente acerca de los
diferentes factores que influyen en la microcuenca del río Chamachán para
determinar el estado de conservación de la misma.
Para este fin se realizó una caracterización temporal del río mediante el análisis
de macroinvertebrados en la época seca (octubre) y lluviosa (mayo) en 4 puntos
de muestreo a lo largo del cauce. Además se realizó la medición de parámetros
físicos, químicos y biológicos en la época seca. A partir del análisis y
procesamiento de estos resultados se obtiene el índice ICA y BMWP para
determinar la calidad del agua del río. Así, el agua del río Chamachán se
encuentra moderadamente contaminada pero cerca de la cabecera parroquial se
encuentra muy contaminada debido a la descarga de aguas residuales y las
diferentes actividades productivas (agricultura y ganadería) de la comunidad
Mariano Acosta; sin embargo este posee una buena capacidad de autodepuración
que permite el desarrollo de la vida acuática.
A través del estudio de la cobertura del tipo de suelo mediante los mapas digitales
de los años 1982, 1992, 2002 y 2013 se determinó que las zonas pobladas y sus
alrededores presentan conflictos debido al inadecuado uso del suelo que vulnera
la calidad de este recurso, sin embargo, el páramo se encuentra en buen estado
de conservación y las zonas de bosque están en proceso de recuperación.
Mediante un análisis FODA se estableció que la microcuenca tiene potencial
turístico y de conservación de recursos hídricos y faunísticos por lo que las
estrategias para la gestión integral deben ser enfocadas a optimizar los servicios
ambientales que esta ofrece.
XIX
ABSTRACT
The current project includes the development of an environmental assessment
through the collection of relevant literature about the different factors influencing
the watershed of Chamachán river to determine its conservation condition. For this
purpose a temporary characterization of the river was conducted by analyzing
macroinvertebrates in the dry (October) and rainy season (May) in 4 sampling
points along the runway. Physical, chemical and biological parameters were
measured during the dry season. From the analysis and processing of these
results the ICA and BMWP index was obtained to determine the quality of the
water. From the data obtained it is possible to conclude that the Chamachán river
is moderately polluted but near the parish seat is heavily polluted due to the
discharge of wastewater and the different productive activities (agriculture) of the
Mariano Acosta community; however this has a good self-purification capacity that
allows the development of aquatic life. The study of coverage soil type was made
by digital maps of the years 1982, 1992, 2002 and 2013, this analysis determined
that populated areas and their surroundings have conflicts due to inadequate land
use that disturbs the quality of this resource, however, the moor is in good
condition and forest areas are being recovered. Through a SWOT analysis, it was
established that the watershed has tourism potential and water and wildlife
resources conservation, so that integrated management strategies should be
focused on optimizing the environmental services that it offers.
XX
PRESENTACIÓN
En el presente trabajo se realiza un diagnóstico tanto ambiental como
socioeconómico de la situación actual de la microcuenca del río Chamachán, a
partir del análisis de bibliografía actualizada y la recolección de datos en campo.
Se realiza el cálculo del Índice de calidad del agua (ICA), el índice BMWP y
Shannon –Weaver para macroinvertebrados acuáticos, el análisis multitemporal
del uso de suelo y el análisis de los resultados de las encuestas a los pobladores
de la microcuenca con el fin de identificar los diferentes conflictos que se generan
en la zona de estudio y establecer una plataforma en base a la cual se puedan
tomar decisiones para la conservación y manejo eficaz de los recursos naturales
en pro del desarrollo sustentable de la zona.
En el capítulo 1: “Generalidades”, se presenta una introducción a la temática que
aborda el presente proyecto, los objetivos, el problema y la justificación de la
realización de este estudio.
El capítulo 2: “Marco teórico”, muestra la información bibliográfica pertinente
referente a los conceptos utilizados en este estudio.
El capítulo 3: “Materiales y metodología”, contiene la instrumentación y los
métodos seguidos para la obtención de los datos y el procesamiento de la
información que se requiere para la realización de este estudio.
El capítulo 4: “Análisis de Resultados”, presenta una descripción y caracterización
física del área de estudio y la línea base sobre la cual se trabajó. Además
contiene el análisis de los resultados obtenidos para conocer la calidad del agua,
el cambio del uso del suelo y el papel que tiene la población en la microcuenca.
El capítulo 5: “Conclusiones y Recomendaciones”, se presentan las conclusiones
y recomendaciones obtenidas en base a los objetivos planteados en el capítulo 1.
1
1 GENERALIDADES
1.1 INTRODUCCIÓN
El diagnóstico ambiental de una cuenca y/o microcuenca ofrece la posibilidad de
conocer el estado actual de los factores que integran este sistema hidrográfico.
De acuerdo a este análisis se pueden definir estrategias de conservación que
engloben medidas sociales, económicas y productivas, dirigidas a mantener los
servicios ambientales que brindan los ecosistemas característicos de las cuencas
andinas.
Según la Organización de las Naciones Unidas (ONU, 2014) la población mundial
entre 2010 y 2014 ha aumentado, provocando mayor demanda de recursos para
satisfacer sus necesidades. En la búsqueda de obtener estos recursos se ha
desequilibrado ecosistemas de importancia ecológica como páramos y bosques,
alterando el régimen hídrico con la consecuente pérdida de flora y fauna por
actividades de deforestación y cambio en el uso del suelo.
De acuerdo al Gobierno Provincial de Imbabura (GPI, 2010) los páramos y
bosques de la microcuenca del río Chamachán son áreas estratégicas donde se
localizan las principales fuentes de abastecimiento de agua para la población de
Pimampiro, por lo que forma parte de un programa de pago por servicios
ambientales. Sin embargo, no se conoce el estado de conservación actual de la
microcuenca debido a la ausencia de estudios integrales sobre el tema.
Efectuar el diagnóstico ambiental de la microcuenca del río Chamachán permite
conocer el estado de conservación de los ecosistemas que la integran y además,
sirve como base para la toma de decisiones en cuanto al manejo sustentable de
sus recursos.
2
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 General
Analizar los indicadores ambientales para determinar el estado de conservación
actual de la microcuenca del río Chamachán, en la parroquia Mariano Acosta,
Provincia de Imbabura.
1.2.2 Específicos
·
Determinar las condiciones físicas, bióticas y socio-económicas de la
microcuenca del río Chamachán, a
partir de información bibliográfica
actualizada y de los datos levantados in situ.
·
Determinar la calidad del agua del río Chamachán a través de indicadores
físicos, químicos y biológicos.
·
Proponer recomendaciones para la conservación de la microcuenca del río
Chamachán.
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La microcuenca se define como una pequeña unidad geográfica donde vive una
cantidad de familias que utiliza y maneja los recursos disponibles, principalmente
suelo, agua y vegetación. En la microcuenca ocurren interacciones indivisibles
entre los aspectos económicos (relacionados a los bienes y servicios producidos
en su área), sociales (asociados a los patrones de comportamiento de las
poblaciones usuarias directas e indirectas de los recursos de la cuenca) y
ambientales (vinculados al comportamiento o reacción de los recursos naturales
frente a los dos aspectos anteriores). Por ello, la planificación del uso y manejo de
los distintos recursos en la microcuenca debe considerar todas estas
3
interacciones (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la
Alimentación [FAO, por sus siglas en inglés], 2013)
La microcuenca del río Chamachán, a pesar de ser una cuenca importante para la
conservación del páramo, fuente de recursos hídricos y faunísticos, se encuentra
afectada por problemas ambientales, principalmente de orden antrópico, entre las
que se destacan las siguientes: deterioro de la calidad y cantidad de las fuentes
de agua, contaminación de ríos por aguas servidas en la cabecera parroquial,
contaminación por el uso de agroquímicos, avance de la frontera agrícola,
deforestación, incendios en las áreas de páramo, débil conciencia ambiental en la
población y conflictos socio-ambientales hacia el Parque Nacional Cayambe Coca
(PDOT Mariano Acosta 2011-2031). Las autoridades competentes de la gestión y
manejo de los recursos de esta zona no cuentan con información actualizada del
estado ambiental de la microcuenca, lo que imposibilita una óptima gestión de los
mismos.
El contexto de esta investigación se enfocó en el diagnóstico ambiental de la
microcuenca del río Chamachán. Este diagnóstico ambiental es un instrumento
que proporciona una visión amplia y clara a cerca del estado actual de
microcuenca a través de información técnica del uso del suelo, hidrología, vida
silvestre y social que servirá como base para que las autoridades competentes
tomen decisiones para el aprovechamiento integral de los recursos naturales en
pro del bienestar de la población y de la conservación de los mismos.
1.4 JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO
Los páramos del Ecuador son ecosistemas (semi) húmedos y fríos que forman un
corredor a lo largo de la Cordillera de los Andes. Su importancia ante la sociedad
ecuatoriana y el mundo radica en sus atributos biológicos, geográficos, sociales y
económicos (Hofstede, 2004). El equilibrio dinámico de estos ecosistemas se ve
afectado por el avance de la frontera agrícola y ganadera, y la creciente demanda
4
de recursos naturales poniendo en peligro el desarrollo y conservación de los
mismos.
Mariano Acosta es una parroquia rica en fuentes hídricas por su localización en la
cordillera cercana a los páramos del volcán Cayambe e Imbabura; sin embargo se
encuentra afectada por la agricultura y ganadería extensiva que han cambiado el
uso del suelo
(Avellaneda & Villafuerte, 2008). Además, el territorio de la
parroquia Mariano Acosta es amenazado por procesos de contaminación con
plaguicidas y fertilizantes, deforestación y salinización del suelo debido al
incremento de las actividades agropecuarias (PDOT Mariano Acosta, 2011).
La microcuenca del río Chamachán ha sido objeto de un proceso de pago por
protección y conservación de los bosques nativos y páramos, los cuales se
encuentran en la parte alta de la misma. Los propietarios de las áreas
agroecológicas
previamente
calificadas
para
este
fin
son
retribuidos
económicamente por la protección y conservación de sus tierras y de esta
manera, asegurar la protección del páramo y de las fuentes de agua utilizadas por
la población de Pimampiro e Ibarra. Este fondo es obtenido gracias a la creación
de la Ordenanza “Fondo para el Pago por Servicios Ambientales, Fines de
Regulación del Agua”, la cual establece en uno de sus artículos el cobro de una
tasa del 20% al consumo de agua potable en todas las categorías (GPI, 2010).
303,22 ha. de bosque nativo primario han sido utilizadas para el sistema de
retribución por protección y conservación a partir del año 2009 (GPI, 2010). Sin
embargo y a pesar de los esfuerzos por la conservación de estos ecosistemas, no
se cuenta con un estudio técnico para conocer el estado actual de conservación
de la microcuenca, siendo este la base fundamental para definir posteriormente
un plan de manejo para la protección y conservación integral de la microcuenca
del río Chamachán (Zury, 2008).
Por lo expuesto, el proyecto determinará el estado de conservación actual de la
microcuenca del río Chamachán para que las autoridades competentes tomen
decisiones en función de los resultados de este estudio. Si no se identifica y se
5
establece medidas para la de conservación y protección de la microcuenca existe
el riesgo de perder los recursos hídricos, debido a la presión de los pobladores
sobre el uso del suelo y poniendo en peligro el abastecimiento de agua a las
poblaciones que se benefician de la misma. Además, áreas de interés ecológico
se verán afectadas por el deterioro del ecosistema.
6
2 MARCO TEÓRICO
2.1 DIAGNÓSTICO AMBIENTAL
Un diagnóstico ambiental está constituido por un conjunto de estudios y análisis
de los componentes ambientales (agua, aire, suelo, fauna, flora, factores
culturales, entre otros) con el fin de proporcionar propuestas útiles y realistas de
acción y un sistema de parámetros que permitan su medición, control y
seguimiento que abarcan el estado ambiental del territorio en estudio. (Secretaria
de Medio Ambiente y Recursos Naturales [SEMARNAT], 1999; Osorio & Zahiro,
2010). La información generada referente a los recursos naturales, la legislación
pertinente y la situación socio-económica y cultural puede ser muy amplia y
difusa, por lo que es necesario definir previamente un criterio muy estricto de
selección que permita tamizar la información útil para la toma de decisiones
concernientes a la gestión ambiental (Gallo y Sejenovich, 2009).
Para la elaboración de un diagnóstico ambiental primero se debe definir el estado
de desarrollo al cual se aspira llegar y sobre el cual se supone, por un primer nivel
de conocimiento, que la realidad vigente impide alcanzar debido a la existencia de
problemas, generalmente de carácter antrópico. Estas dificultades deben ser
identificadas, así como también las diferentes variables que proporcionan
información acerca de su estado y los indicadores requeridos para el seguimiento
de su evolución (Gallo y Sejenovich, 2009).
La caracterización de los problemas ambientales y sociales, así como el estudio
de sus interrelaciones permite analizar las vías para la solución de problemas y
los elementos que deben ser movilizados en la estructura natural y social para
que ello pueda concretarse (Gallo y Sejenovich, 2009).
El estado de desarrollo de la situación ambiental al que se desea llegar debe ser
en base a la aplicación de los principios de desarrollo sustentable, es decir, a un
estilo de desarrollo que permite la satisfacción de las necesidades actuales sin
7
comprometer la capacidad de futuras generaciones de satisfacer sus propias
necesidades (Gallo y Sejenovich, 2009; Osorio & Zahiro, 2010).
2.2 EL AGUA
El agua es una sustancia formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de
oxígeno; es incolora, inodora, insípida y es capaz de disolver la mayoría de
sustancias con las que tiene contacto, por lo que se la considera como un
solvente universal. Es la única sustancia que se encuentra en la atmósfera en sus
tres estados: sólido, líquido y gaseoso; aunque generalmente, el término agua
está asociado a la sustancia en su estado líquido, en estado sólido se denomina
hielo y en gaseoso, vapor (Henry y Heinke, 1999).
El agua es fundamental para la vida, no solo es el componente más importante
del cuerpo humano sino que constituye del 50% al 90% de la masa de todos los
organismos vivos y es esencial en los procesos bioquímicos de la naturaleza
(Roldán y Ramírez, 2008).
El agua es la sustancia más abundante en el planeta, cubre el 71% de la
superficie terrestre, su volumen se aproxima a 1,36 × 1018 m3, de los cuales cerca
del 98% corresponde a los océanos (Wilson, 1983 y Lencastre y Franco, 1984). El
resto se encuentra formando parte de los casquetes polares, ríos, lagos, aguas
subterráneas y mares interiores. “Es una paradoja que el agua disponible para el
hombre de manera inmediata (lagos y ríos principalmente, y de forma parcial el
agua subterránea) represente solo cerca del 0,014% del total del agua en el
planeta” (Roldán y Ramírez, 2008, p.21). La Figura 2.1 muestra la distribución del
agua en el planeta.
A pesar de que el agua es un recurso abundante en nuestro planeta, la
problemática asociada a este recurso radica en la falta de agua adecuada para el
consumo humano debido a la contaminación y mala distribución de la misma.
8
FIGURA 2.1 DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN EL PLANETA
[NOMBRE DE
CATEGORÍA]
[VALOR]%
[NOMBRE DE
CATEGORÍA]
21,4%
Agua dulce
2,4%
[NOMBRE DE
CATEGORÍA]
0,00072%
[NOMBRE DE
CATEGORÍA]
77,8%
[NOMBRE DE
CATEGORÍA]
0,6%
Fuente: Romero (2009)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2015), actualmente al menos
1.800 millones de personas se abastecen de una fuente de agua potable que está
contaminada. El agua contaminada puede transmitir enfermedades como diarrea,
cólera, tifoidea y poliomielitis. Se calcula que anualmente alrededor de 502.000
personas mueren por diarrea asociada a la contaminación del agua y que para el
2025, la mitad de la población mundial vivirá en zonas con escasez de agua. De
aquí radica la importancia de la conservación de los recursos hídricos.
2.2.1 Indicadores de calidad del agua
En primera instancia, un indicador se define como la capacidad que tiene un
elemento para informar acerca de las condiciones y/o características del sistema
al que pertenecen mediante medidas simples de factores o especies biológicas,
bajo la hipótesis de que estas medidas son indicativas del sistema (Canter, 2002).
La calidad de cualquier cuerpo de agua, superficial o subterránea depende tanto
de factores naturales como de la acción humana. Sin la acción humana, la calidad
del agua vendría determinada por la erosión del sustrato mineral, los procesos
atmosféricos, la sedimentación de lodos y sales, la lixiviación natural de la materia
9
orgánica y los nutrientes del suelo, y los procesos biológicos en el medio acuático
que pueden alterar la composición física y química del agua (Departamento de
asuntos económicos y sociales de las Naciones Unidas [ONU-DAES], 2014). Sin
embargo, el desarrollo del ser humano ha intervenido en la composición natural
del agua por lo que la calidad del agua se ve envuelta en una serie de factores
que dependen del entorno al que pertenece el cuerpo de agua.
La importancia de la calidad del agua radica en el uso que se le quiera dar y el
propósito de dicho uso (consumo humano, riego, industria, ganadería, recreación,
vida acuática, como recurso receptor de descargas contaminantes, etc.). En base
a esta premisa, se considera que el agua está contaminada, o no posee la calidad
suficiente para un determinado fin si sufre cambios que afectan su uso real o
potencial. Para determinar si la calidad del agua es suficiente para un propósito
en particular, esta debe cumplir con una serie de condiciones específicas
entendidas como aceptables en función del uso que se le va a dar (World Water
Assessment Program [WWAP], 2009; Romero, 2009).
Los criterios de calidad de agua, en general, se definen en base a la medición y
análisis de los componentes físicos, químicos y biológicos; mismos que reflejan la
dinámica de los procesos y elementos que inciden en el recurso o ecosistema.
Para dicho propósito, se debe especificar los métodos usados para determinar
dichos componentes; considerando además el uso actual del agua (Romero,
2009).
Además de las metodologías de estudio de la calidad de agua basadas en el
análisis
de
parámetros
fisicoquímicos,
existen
técnicas
que
utilizan
macroinvertebrados acuáticos como indicadores de calidad, ya que también
proporcionan información acerca de las características fisicoquímicas del agua y
del tipo de flora y fauna a ella asociadas, para así conocer el estado de
eutrofización o contaminación de un cuerpo de agua (Roldán, 1996).
10
2.2.1.1 Parámetros físicos
Las características físicas del agua, son aquellas que, en general, pueden ser
percibidas por los sentidos (vista, olfato, tacto, etc.) por lo que tienen directa
incidencia en las condiciones estéticas del agua, mas por sí solos no son
indicadores de contaminación.
Los parámetros físicos son los siguientes: temperatura, turbidez, color, olor,
sabor, sólidos, y conductividad eléctrica.
En el estudio de la microcuenca del río Chamachán se consideró los siguientes
parámetros:
2.2.1.1.1 Temperatura
La temperatura es un factor físico influenciado básicamente por la radiación solar
incidente en el agua. A lo largo del cauce de un río la temperatura puede variar
además por varios factores climáticos como hora del día, circulación del aire,
nubosidad; topográficas como profundidad del cuerpo de agua y geográficos
como la latitud y altitud (León, 2014). La temperatura determina la solubilidad de
gases y minerales, la concentración de oxígeno disuelto (OD) y de carbonato de
calcio. Influye directamente en el grado de fotosíntesis y crecimiento de las
plantas y organismos, acelera los procesos de descomposición de materia
orgánica y putrefacción (Osorio & Zahiro, 2010; Romero, 2009).
La temperatura se determina mediante termometría realizada “in situ” y se
expresa generalmente en °C.
2.2.1.1.2 Turbidez
La turbidez o turbiedad se define como el grado de opacidad producido en el agua
por la presencia de partículas sólidas que se encuentran en suspensión y cuyos
11
tamaños varían entre 10 nm y 0.1 mm de diámetro (León, 2014). Es el efecto
óptico causado por la dispersión de los rayos de luz que atraviesan la muestra de
agua, lo que determina la transparencia de la misma.
En un medio natural la turbidez puede ser orgánica, producida por algas y materia
orgánica, e inorgánica en forma de partículas de diferente tamaño en suspensión,
mismas que generan una barrera para la penetración de la luz natural
modificando la flora subacuática, la temperatura y concentración de oxígeno
disuelto; así como, la capacidad del agua de acoger organismos acuáticos (Osorio
& Zahiro, 2010).
La turbidez se expresa en unidades nefelométricas NTU o en mg·l-1 como SiO2.
Según la OMS (2006), la turbidez del agua para consumo humano no debe
superar las 5 NTU e idealmente debe encontrarse por debajo de 1 NTU.
2.2.1.1.3 Sólidos
El término sólido se refiere a la materia disuelta y suspendida en un medio
acuoso.
2.2.1.1.3.1 Sólidos totales
Los sólidos totales son las partículas en suspensión y compuestos solubilizados
presentes en el agua, es decir, incluye la materia en suspensión, sedimentable y
disuelta. Es toda la materia que permanece como residuo después de
evaporación y secado a 105°C. Su determinación permite además, conocer el
contenido total de sustancias no volátiles presentes en el agua (Jiménez, 2000).
Se expresan en mg·l-1.
12
2.2.1.1.3.2 Sólidos disueltos
Solidos disueltos o residuos sólidos filtrables son todas aquellas sustancias que
se encuentran disueltas en el agua y su tamaño es de hasta un milimicrómetro.
Físicamente, no afecta a la turbidez pero sí podría influir en el color y olor de la
muestra de agua. Su valor resulta de la diferencia entre los sólidos totales y los
sólidos suspendidos. Se expresan en mg·l-1.
2.2.1.1.3.3 Sólidos sedimentables
Son aquellos sólidos en suspensión que, en condiciones de quietud, se
sedimentarán por acción de la gravedad. Se expresan en ml·l-1.
2.2.1.1.4 Conductividad eléctrica
La conductividad eléctrica mide la cantidad total de iones (sales disueltas o de
minerales) presentes en el agua, ya que son ellas las que le proporcionan al agua
la habilidad para transportar corriente eléctrica. Depende de la concentración total
y movilidad de sustancias disueltas ionizadas, y de la temperatura a la cual se
haga la medición. Se expresa en micro-siemens por centímetro (µS·cm-1) y es una
medida indirecta de la cantidad de sólidos disueltos y de la salinidad del agua
(Romero, 2009).
2.2.1.2 Parámetros químicos
Los parámetros químicos son los parámetros más importantes para definir la
calidad del agua ya que esta, como solvente universal, puede contener cualquier
elemento de la tabla periódica. Sin embargo, pocos son los elementos
significativos para la determinación de la calidad del agua (Barrenechea, 2004).
13
Debido a que las características químicas son más específicas en su naturaleza
que algunas de las definidas por los parámetros físicos, son más útiles para
evaluar las propiedades de una muestra.
Los parámetros químicos más relevantes son los siguientes: pH, alcalinidad,
dureza, oxígeno disuelto (OD), demanda bioquímica de oxígeno (DBO), demanda
química de oxígeno (DQO), grasas y aceites, grupo del nitrógeno, grupo del
azufre, cloruros, fluoruros, fósforo y detergentes.
En este estudio se consideró los siguientes parámetros:
2.2.1.2.1 Potencial hidrógeno
El potencial hidrógeno mide la concentración de iones hidronio (H3O+) o hidrógeno
(H+) presentes en una muestra de agua y de esta manera determinar la acidez o
alcalinidad del agua. La escala de pH es logarítmica y varía entre 0 y 14. Un
aumento de una unidad en el pH equivale a una disminución 10 veces mayor en
la concentraciones de iones hidrógeno. Aguas con pH menor a 7 son aguas
ácidas mientras que aquellas con pH mayor a 7 son básicas o alcalinas, pH igual
a 7 es neutro (California Environmental Protection Agency [CEPA], 2010).
Por lo general, aguas naturales (no contaminadas) presentan un pH de entre 5 a
9, rango que además de permitir la vida acuática, permite controlar sus efectos en
el comportamiento de otros constituyentes del agua. Sin embargo, la mayoría de
los organismos acuáticos se adaptan a un nivel de pH específico y son muy
sensibles a cambios en el mismo, de hecho, se requiere un pH próximo a la
neutralidad para la actividad biológica (6.5 – 8.5) (Barrenechea, 2004).
La Figura 2.2 muestra los rangos de pH tolerados por diferentes organismos
acuáticos.
14
Según la OMS (2006), el pH se encuentra dentro de las sustancias químicas
presentes en la naturaleza para los cuales el valor guía no ha sido establecido ya
que su concentración está muy por debajo de presentar efectos tóxicos, sin
embargo, es uno de los parámetros operativos más importantes de la calidad del
agua ya que su adecuado control garantiza la eficiencia de los procesos de
clarificación y desinfección. Se considera como rango aceptable en el sistema de
distribución a valores de pH entre 6.5 y 8.
FIGURA 2.2 RANGOS DE pH TOLERADOS POR ORGANISMOS ACUÁTICOS
Fuente: CEPA (2010)
2.2.1.2.2 Alcalinidad
La alcalinidad del agua es la capacidad que tiene la misma para neutralizar
ácidos, para reaccionar con iones hidrógeno, para aceptar protones o a su vez, es
la medida del contenido total de sustancias alcalinas (OH-). Está influenciada por
el pH, la composición general del agua, la temperatura y la fuerza iónica. Además,
la alcalinidad incide sobre el carácter corrosivo o incrustante que pueda tener el
agua y, cuando alcanza niveles altos, puede tener efectos sobre el sabor
(Barrenechea, 2004).
En aguas naturales, la alcalinidad se debe generalmente a la presencia de tres
clases de compuestos: bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos, aunque está
también influenciada por el contenido de otros compuestos como boratos,
15
fosfatos, silicatos y oxidrilos, aunque en la práctica estos son insignificantes y
suelen ignorarse. Se expresa en mg·l-1 como CaCO3.
2.2.1.2.3 Oxígeno disuelto
Como su nombre lo indica, es la cantidad de oxígeno que está disuelto en el
agua. Su presencia proviene principalmente de la aireación y la fotosíntesis y es
indispensable para la vida acuática. El contenido de OD depende de varios
factores como la concentración y la estabilidad de la materia orgánica, la
presencia de plantas acuáticas, la presión, la hora del día y hasta de la estación
del año, pero guarda una estrecha relación con la temperatura. La Tabla 2.1
muestra la variación de la concentración de saturación del oxígeno disuelto en el
agua en función de la temperatura.
TABLA 2.1 CONCENTRACIÓN DE SATURACIÓN DE OXÍGENO EN AGUA (S)
EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA
Temperatura Concentración de
Temperatura Concentración de
(°C)
OD (mg·l-1)
(°C)
OD (mg·l-1)
10
11,3
20
9,0
11
11,1
21
8,8
12
10,8
22
8,7
13
10,6
23
8,5
14
10,4
24
8,4
15
10,2
25
8,2
16
10,0
26
8,1
17
9,7
27
7,9
18
9,5
28
7,8
19
9,2
29
7,6
30
7,4
Fuente: Jiménez (2000)
La concentración máxima de OD en el intervalo normal de temperaturas es de
aproximadamente 9 mg·l-1 y se considera que para garantizar la vida acuática es
16
necesario al menos 5 mg·l-1 (Jiménez, 2000). En la Tabla 2.2 se muestran los
rangos de concentración de oxígeno disuelto y sus consecuencias ecosistémicas.
La determinación de OD sirve como base para la cuantificación de DBO, el grado
de contaminación de los ríos y está relacionada con su capacidad de
autodepuración. El OD es considerado como un indicador de contaminación.
Aguas superficiales no contaminadas, corrientes, suelen estar saturadas de
oxígeno, a veces incluso sobresaturadas por lo que, niveles bajos o ausencia de
oxígeno en el agua puede indicar contaminación elevada, condiciones sépticas de
materia orgánica o actividad bacteriana intensa, así como niveles altos de oxígeno
disuelto generalmente indican agua de mejor calidad (Goyenola, 2007).
TABLA 2.2 RANGOS DE CONCENTRACIÓN DE OXÍGENO DISUELTO Y
CONSECUENCIAS ECOSISTÉMICAS FRECUENTES
OD (mg·l-1)
Condición
Consecuencias
0
Anoxia
Muerte masiva de organismos aerobios.
0-5
Hipoxia
Desaparición
de
organismos
y
especies
sensibles.
5-8
Aceptable
OD adecuadas para la vida de la gran mayoría de
8-12
Buena
especies de peces y otros organismos acuáticos.
>12
Sobresaturada Sistema en plena producción fotosintética.
Fuente: Goyenola (2007)
2.2.1.2.4 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)
La DBO determina la cantidad de oxígeno utilizado por los microorganismos
heterotróficos
en
la
estabilización
(oxidación)
de
la
materia
orgánica
biodegradable, en condiciones aeróbicas. Esta demanda de oxígeno es ejercida
por las sustancias carbonadas, las nitrogenadas y ciertos compuestos químicos
reductores. Se expresa en mg·l-1.
Para el cálculo de la DBO se determina primero el contenido inicial de oxígeno de
una muestra de agua y después de cinco días se mide nuevamente el contenido
17
de oxígeno en otra muestra semejante, conservada en un frasco ámbar cerrado a
20°C, en ausencia de luz. La diferencia entre los dos contenidos corresponde a la
DBO5 (Romero, 2009).
La DBO5 proporciona la cantidad de carbono orgánico biodegradable existente en
la muestra. La DBO última indica la variación de oxígeno al cabo de más de 20
días en las condiciones estándar (Jiménez, 2000).
2.2.1.2.5 Demanda Química de Oxígeno (DQO)
La DQO es un parámetro analítico de contaminación que mide el material
orgánico contenido en una muestra de agua mediante oxidación química. La
determinación de DQO es una medida de la cantidad de oxígeno consumido por
los cuerpos reductores presentes en el agua sin la intervención de los organismos
vivos, es decir, por la porción de materia orgánica existente en la muestra y
oxidable por un agente químico oxidante fuerte (Romero, 2009).
Siempre el valor de DQO ha de ser mayor que el de DBO 5, pues no toda la
materia
oxidable
químicamente
(condiciones
enérgicas)
es
biooxidable
(condiciones suaves). Se expresa en mg·l-1.
2.2.1.2.6 Grupo del nitrógeno
Los compuestos del nitrógeno son de gran interés para los ingenieros ambientales
debido a su importancia en los procesos vitales de todas las plantas y animales.
La química del nitrógeno es compleja a causa de sus diversos estados de
valencia, mismos que pueden sufrir cambios debido a la acción de organismos
vivos en función de las condiciones aerobias o anaerobias del medio (Romero,
2009).
18
2.2.1.2.6.1 Nitrógeno total
Como su nombre lo indica, es la cantidad total de nitrógeno en el agua. Es la
suma del nitrógeno orgánico en sus diversas formas y el nitrógeno amoniacal (ion
amonio NH4+). Se expresa en mg·l-1.
2.2.1.2.6.2 Nitrógeno amoniacal
El amoniaco es uno de los compuestos intermedios formados durante la
biodegradación de los compuestos orgánicos nitrogenados (aminoácidos,
proteínas, ácidos nucleicos, etc.) que forman parte de los seres vivos y, junto con
el nitrógeno orgánico es un indicador de que un curso de agua ha sufrido
contaminación reciente. La oxidación aeróbica de los compuestos amoniacales y
organonitrogenados conduce a la formación de nitritos y posteriormente de estos
en nitratos, por lo que un elevado contenido en nitratos y simultáneamente bajo
en amonio, indica que se trata de un agua contaminada hace tiempo. (Jiménez,
2000, p.9).
2.2.1.2.6.3 Nitrógeno de nitritos
Los nitritos o sales de ácido nitroso (HNO2) son solubles en agua y se transforman
naturalmente a partir de los nitratos, ya sea por oxidación o reducción bacteriana
del nitrógeno, además es indicativo de contaminación de carácter fecal reciente.
El ion nitrito es muy reactivo y puede actuar como agente oxidante y reductor, por
lo que solo se lo encuentra en cantidades apreciables en condiciones de baja
oxigenación. En general, la concentración de nitritos en aguas superficiales suele
ser muy baja (menor a 0,1 mg·l-1) producto de la degradación biológica de
proteínas
pero
puede
aparecer
ocasionalmente
en
concentraciones
inesperadamente altas debido a la descarga de aguas residuales industriales y
domésticas (Instituto de investigaciones marinas y costeras José Benito Vives De
Andréis [INVEMAR], 2006; Barrenechea, 2004).
19
Los nitritos tienen mayor efecto nocivo que los nitratos, en concentraciones
elevadas reaccionan dentro del organismo formando nitrosaminas de alto poder
cancerígeno y tóxico. Según Erikson (1985) valores entre 0.1 y 0.9 mg·l-1 pueden
presentar problemas de toxicidad dependiendo del pH, asimismo valores por
encima de 1 mg·l-1 son totalmente tóxicos y representan un impedimento para el
desarrollo de la vida piscícola y el establecimiento de un ecosistema fluvial en
buenas condiciones; pero como generalmente en las aguas naturales no se
presentan niveles mayores de 1 mg·l-1 y la oxidación con cloro los convierte en
nitratos y así el problema queda prácticamente queda solucionado.
2.2.1.2.7 Fosfatos
Los fosfatos son compuestos químicos formados por fósforo y oxígeno. Se
encuentran en fertilizantes y detergentes y llegan a los cuerpos de agua por
escurrimiento o descarga de aguas que los contengan. Las especies químicas de
fósforo más comunes en el agua son los ortofosfatos, los fosfatos condensados
(piro-, meta- y polifosfatos) y los fosfatos orgánicos (Jiménez, 2000).
Los fosfatos son nutrientes necesarios para la vida acuática y limitantes del
crecimiento de las plantas, sin embargo, al exceder las concentraciones naturales
provoca un aumento en el crecimiento anormal de organismos dependientes del
fósforo, como las algas, mismo está asociada con la eutrofización1 de las aguas
(León, 2014).
2.2.1.3 Parámetros biológicos
Se refiere a la presencia de microorganismos patógenos (bacterias, virus,
protozoos, entre otros), es decir, aquellos que son capaces de producir
enfermedades y causar infección o algún daño a la biología de un huésped vivo,
1
Enriquecimiento de las aguas con nutrientes a un ritmo tal que no puede ser compensado por
eliminación o mineralización total. Una de sus principales manifestaciones es la proliferación de
algas y macrofitas en función de la carga de nutrientes.
20
sea humano, animal o vegetal (Henry y Heinke, 1999), e incluye todos los bacilos
gram-negativos aerobios o anaerobios. Estos microorganismos llegan al agua a
través de las heces y los restos orgánicos que produce el ser humano y los
animales. La presencia de coliformes es el parámetro de calidad de agua más
sensible para el consumo humano.
Los parámetros biológicos más relevantes son los siguientes: coliformes totales,
coliformes fecales y estreptococos fecales.
En el presente proyecto se consideró los siguientes parámetros:
2.2.1.3.1 Coliformes fecales
El coliforme fecal es un subgrupo de la población total coliforme, capaz de
fermentar la lactosa a 44,5 - 45,5 °C y tiene correlación directa con la
contaminación
fecal
producida
por
animales
de
sangre
caliente.
Aproximadamente el 95% del grupo de coliformes fecales están formados por
Escherichia coli y bacterias de los géneros Klebsiella y Citrobacter (Cabral, 2010).
2.2.1.4 Bioindicadores
Los organismos utilizados como “bioindicadores” en el análisis de la calidad del
agua, constituyen una gran variedad, como bacterias, protozoos, algas,
macrófitos,
peces y macroinvertebrados
acuáticos
pero
la mayoría
de
metodologías están basadas en el estudio de estos últimos (Roldán, 1999).
Macroinvertebrados acuáticos hace referencia a animales invertebrados que, por
su tamaño, relativamente grande, son retenidos por redes de malla de entre 250300µm. La mayoría de estos corresponden a grupos de artrópodos (AlbaTercedor, 1996).
21
Los organismos vivos que habitan en los cursos de agua presentan adaptaciones
evolutivas a determinadas condiciones ambientales y presentan límites de
tolerancia a las diferentes alteraciones de las mismas. Estos límites de tolerancia
varían, y así, frente a una determinada alteración se encuentran organismos
“sensibles”, que no soportan las nuevas condiciones impuestas comportándose
como “ intolerantes”, mientras que otros, que son “tolerantes” no se ven
afectados. Si la perturbación llega a un nivel letal para los intolerantes, estos
mueren y su lugar es ocupado por comunidades de organismos tolerantes. Del
mismo modo, aun cuando la perturbación no sobrepase el lumbral letal, los
organismos intolerantes abandonan la zona alterada, con lo cual dejan espacio
libre que puede ser colonizado por organismos tolerantes. De modo que,
variaciones inesperadas en la composición y estructura de las comunidades de
organismos vivos de los ríos pueden interpretarse como signos evidentes de
algún tipo de contaminación (Alba-Tercedor, 1996, p.204).
Se considera que un medio acuático presenta una buena calidad biológica cuando
tiene unas características naturales que permiten que en su seno se desarrollen
las comunidades de organismos que le son propias (Alba-Tercedor, 1996).
El estudio de los macroinvertebrados acuáticos del neotrópico ha sido escaso, la
información proporcionada como menciona Roldán y Ramírez (2008) “se
encuentra esparcida y fraccionada”.
2.2.1.4.1 Descripción de los órdenes de los macroinvertebrados acuáticos pertenecientes
al Phylum Arthropoda
El grupo de macroinvertebrados acuáticos del Phylum Arthropoda que se
encuentra con mayor frecuencia en ríos y lagos del neotrópico se puede observar
en la Figura 2.3.
22
FIGURA 2.3 PRINCIPALES GRUPOS DE MACROINVERTEBRADOS DEL FILO
ARTHROPODA PRESENTES EN ECOSISTEMAS ACUÁTICOS
Phylum
Clase
Orden
Ephemeroptera
Odonata
Insecta
Plecoptera
Coleoptera
Trichoptera
Arthropoda
Diptera
Crustacea
Amphipoda
Fuente: Roldán (1996), STROUD (2013)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
2.2.1.4.1.1 Clase insecta
En los ecosistemas acuáticos del neotrópico se encuentra organismos acuáticos
que pertenecen a la clase Insecta, entre los órdenes más relevantes desde el
punto de vista de macroinvertebrados se destacan Ephemeroptera, Plecoptera y
Trichoptera (Roldán y Ramírez, 2008).
·
Orden Ephemeroptera
La mayoría de familias presentes en este orden se consideran indicadores de
buena calidad del agua, las ninfas se las encuentra adheridas a rocas, troncos,
hojas o vegetación sumergida, los adultos tienen una vida muy breve, de tres a
cuatro días; viven generalmente en aguas corrientes, limpias y bien oxigenadas
(Roldán, 1996; Oscoz, 2009).
23
·
Orden Odonata
Los odonatos son insectos hemimetábolos2, conocidos como libélulas o caballitos
de mar en su etapa adulta, se encuentran en corrientes lentas y rodeadas de
vegetación, generalmente en pozos, pantanos y márgenes de lagos, existen
especies adaptadas a vivir en ríos (Roldán, 1996; Oscoz, 2009).
·
Orden Plecoptera
Conocidos como “moscas de piedra”, las ninfas de este orden encuentran su
hábitat en piedras, ramas y hojas de aguas bien oxigenadas y limpias (Roldán,
1996).
Resh et al. 1988, Metcalfe 1989, Brittain 1991, Landa et al. 1997, Scarsbrook &
Halliday 1999, Harding et al. 2000, Vera & Camousseight 2006 (como se cita en
Gutiérrez, 2009) consideran que los plecópteros son indicadores de buena calidad
de los ríos ya que tienen poca tolerancia a la alteración de su hábitat.
·
Orden Coleoptera
Los coleópteros son semiacuáticos y presentan una metamorfosis completa
pasando por las etapas de huevo - larva - pupa3 y adulto, siendo las larvas
morfológicamente distintas a los adultos. Las larvas se las encuentra en troncos y
hojas en descomposición, donde la velocidad de la corriente no es fuerte pero con
alta concentración de oxígeno.
2
Hace referencia a los insectos cuya metamorfosis es incompleta y no pasa por una etapa de
inactividad, los estados juveniles de estos son semejantes al estado adulto.
3
Es un estado de la metamorfosis de los insectos y representan una etapa de descanso entre la
larva y el adulto
24
·
Orden Trichoptera
Son insectos holometábolos4, en su estado larvario construyen casas o refugios
fijos o portables, lo cual facilita su identificación. La mayoría de los tricópteros
viven en aguas limpias y oxigenadas y son indicadores de aguas oligotróficas5 y
son sensibles a cambios que alteran su ecosistema (Roldán, 1996; Oscoz, 2009).
·
Orden Diptera
Este orden se encuentra representado por familias que pueden vivir tanto en
medios contaminados como en hábitats de aguas muy limpias (como los que
pertenecen a la familia Simuliidae) de ríos, arroyos y lagos.
2.2.1.4.1.2 Clase crustácea
Además de la clase Insecta en los ecosistemas acuáticos del neotrópico se
encuentra organismos acuáticos que pertenecen a la clase Crustácea, a esta
pertenecen
dos
órdenes
relevantes
desde
el
punto
de
vista
de
macroinvertebrados, Decapoda y Amphipoda (Roldán y Ramírez, 2008).
·
Orden Amphipoda
Los macroinvertebrados que pertenecen a este orden habitan a orillas de lagos,
lagunas y quebradas que están enriquecidos con abundante materia orgánica.
Dentro de este orden se encuentra el suborden Gammaridea, al que pertenece la
familia Hyalellidae, género Hyalella. Este organismo es exclusivo de agua dulce y
se caracteriza por la ausencia de un caparazón, posee además un abdomen
formado por seis segmentos, una cabeza con dos pares de antenas y un par de
mandíbulas (César, Armendáriz, Becerra y Liberto, 2004).
4
Hace referencia a los insectos cuya metamorfosis es completa, y la larva es muy diferente al
adulto.
5
Sistemas acuáticos de bajo contenido de nutrientes y producción vegetal mínima
25
2.2.1.4.2 Descripción de los órdenes de los macroinvertebrados acuáticos pertenecientes
al Phylum Platyhelminthes
Dentro del Phylum Platyhelminthes el orden Tricladida es el mayor representante
por su amplia distribución en ecosistemas acuáticos (Roldán, 1996).
·
Orden Tricladida
Los organismos que pertenecen a este orden se encuentran distribuidos de
manera libre en aguas lénticas y lóticas. En los ríos de montaña se encuentra
generalmente planarias, que necesitan de aguas oxigenadas para su desarrollo
(Roldán y Ramírez, 2008).
2.2.2 Índices generales de calidad del agua
Un índice es una expresión numérica o una clasificación descriptiva obtenida de la
jerarquización de una serie de datos o indicadores, con el objetivo de simplificar la
información y cuantificar un conjunto de características del sistema en estudio, de
manera que los resultados obtenidos sean de fácil comprensión para el público y
útil para la toma de decisiones.
Así, un índice de calidad es una herramienta que permite medir la calidad del
medio, en función de su grado de contaminación, determinado a partir del análisis
de diferentes parámetros. El índice puede ser un número o rango, una descripción
verbal, un símbolo o un color que representa el estado ecológico del medio en
estudio.
A partir de esta premisa, para conocer el grado de calidad de las aguas, en
primera instancia se realiza la toma de muestras para la obtención de una serie
de parámetros e indicadores. Estos datos son analizados y procesados para ser
transformados en un valor numérico, el cual representa el grado de contaminación
26
y el estado general del agua en función de unos rangos de calidades
establecidos.
Estos índices pueden ser clasificados en dos tipos: fisicoquímicos y biológicos.
2.2.2.1 Índices fisicoquímicos
Los índices fisicoquímicos permiten evaluar la calidad del agua desde su
naturaleza física y química mediante la combinación de diferentes parámetros. Se
expresan mediante un valor numérico que proporciona una visión global de la
calidad del agua. Los parámetros comúnmente utilizados en los diferentes índices
fisicoquímicos son: oxígeno disuelto, temperatura, turbidez, sólidos totales, pH,
coliformes fecales, DBO, fosfatos y nitratos.
2.2.2.1.1 Índice de calidad del agua (ICA)
El ICA indica el grado de contaminación del agua a la fecha del muestreo y está
expresado como porcentaje del agua pura. Aguas muy contaminadas tendrán un
ICA cercano o igual a 0%, mientras que aguas en excelentes condiciones tendrán
un valor cercano a 100% (SEMARNAT, 1999).
El ICA fue propuesto por Brown et al. (1970) utilizando como base el WQI (Water
Quality Index), desarrollado por la Fundación de Sanidad Nacional (NSF) de
EE.UU y el método Delphi para definir los parámetros, pesos ponderados,
subíndices Ii y clasificación a ser empleados en el cálculo (Torres, Cruz, Patiño,
2009). La Figura 2.4 muestra las etapas en las que fue desarrollado el ICA.
Son 18 los parámetros que se consideran al momento de calcular el ICA y que se
especifican en la Tabla 2.3 junto con su respectivo factor de ponderación.
De acuerdo al valor obtenido en el cálculo del ICA, existen diferentes categorías
respecto a la calidad del agua, las cuales se muestran en la Tabla 2.4.
27
FIGURA 2.4 ETAPAS DEL ICA
Escala
de
calificación
Modelos
matemáticos
Factor
de
ponderación
Creación de una
escala
de
calificación para
cada
parámetro
según
su
influencia sobre el
grado
de
contaminación (i)
Formulación
de
modelos
matemáticos para
convertir los datos
físicos en índices
de
calidad
por
parámetro (Ii)
Determinación de
un
factor
de
ponderación para
cada parámetro
según
su
importancia (Wi)
ICA
Promediar los
indices
por
parámetro para
obtener el ICA
de la muestra.
Fuente: SEMARNAT (1999)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
TABLA 2.3 PARÁMETROS UTILIZADOS PARA EL CÁLCULO DEL ICA
Factor de
Parámetro (i)
ponderación (Wi)
Material iónico
pH*
1,0
Sólidos disueltos*
0,5
Conductividad eléctrica*
2,0
Alcalinidad*
1,0
Dureza total
1,0
Cloruros
0,5
Material suspendido
Color
1,0
Turbidez*
0,5
Grasas y aceites
2,0
Sólidos suspendidos*
1,0
Nutrientes
Nitrógeno de nitratos
2,0
Nitrógeno amoniacal*
2,0
Fosfatos totales*
2,0
Sustancias activas al azul de metileno "SAAM"
3,0
(Detergentes)
Materia orgánica
Oxígeno disuelto*
5,0
DBO*
5,0
Bacteriológico
Coliformes totales
3,0
Coliformes fecales*
4,0
Los parámetros marcados con (*) son los tomados en cuenta para el presente proyecto.
Los modelos matemáticos para el cálculo de los índices individuales se describen en el
Anexo 1.
Fuente: SEMARNAT (1999)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
28
TABLA 2.4 CLASIFICACIÓN DEL ICA SEGÚN BROWN
Calidad del agua Color
Valor
Excelente
91 a 100
Buena
71 a 90
Regular
51 a 70
Mala
26 a 50
Pésima
0 a 25
Fuente: SEMARNAT (1999)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
2.2.2.2 Índices biológicos
Los índices biológicos son un instrumento que permite reflejar las condiciones de
un ecosistema mediante la identificación de organismos indicadores que habitan
dicho medio. Generalmente se expresan con un valor numérico que asocia
características relevantes de los organismos, entre las cuales se puede enunciar
la ausencia o presencia de los mismos, tolerancia e intolerancia de estos a la
contaminación, su abundancia, entre otros (Vázquez, Castro, González, Pérez y
Castro, 2006). Estos índices complementan a los parámetros fisicoquímicos
(Saldaña, Sandoval, López y Salcedo, 2001). La Figura 2.5 muestra la
clasificación de los índices biológicos de mayor uso.
FIGURA 2.5 CLASIFICACIÓN DE LOS ÍNDICES BIOLÓGICOS
BiologicalMonitoring
Working Party (BMWP)
Índices bióticos
Ephemeroptera, Plecoptera
y Trichptera (EPT)
Índice Bióticos de Familias
(IBF)
Índices biológicos
Shannon- Weaver (1949)
Índices de diversidad
Dominancia de Simpson (D)
Riqueza de Margalef
Fuente: Roldán y Ramírez (2008)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
29
Los índices bióticos son los de mayor uso y su metodología se caracteriza por
clasificar a los organismos según su tolerancia o la respuesta de estos a los
cambios en su ambiente, estos índices generalmente expresan la tolerancia de
los organismos a la contaminación de tipo orgánica (Hispagua, 2000; Correa
2000). Los índices de diversidad son obtenidos de expresiones matemáticas que
relacionan la riqueza, abundancia y equitatividad; estos factores se ven
influenciados además por la calidad de su hábitat y la respuesta de los
organismos ante variaciones ya que generalmente los ambientes no alterados
presentan una alta diversidad de individuos y una cantidad aceptable de
individuos y, si un ambiente empieza a degradarse se observará un descenso de
organismos sensibles y un aumento de organismos de mayor tolerancia (Ros,
2011). A diferencia de los índices bióticos para la aplicación de los índices de
diversidad no es necesaria la identificación de las especies y familias (Jiménez,
2000).
2.2.2.2.1 Biological Monitoring Work Party (BMWP)
El Índice Biótico BMWP fue desarrollado por un grupo de expertos en Gran
Bretaña. Es un método que permite identificar la calidad de agua utilizando a los
macroinvertebrados como bioindicadores (Roldán y Ramírez, 2008), basándose
en la presencia y ausencia de los mismos en un cuerpo hídrico.
Es un método sencillo de aplicar ya que se requiere únicamente identificar los
macroinvertebrados que han sido recolectados a nivel de familia y puntuar estos
según su tolerancia a la contaminación o a algún tipo de alteración generado en
su entorno. El puntaje máximo es 10 y se asigna a las familias con menor
tolerancia a la contaminación orgánica, mientras mayor sea la tolerancia de las
familias menor será el valor que reciban (Roldán y Ramírez, 2008). El valor total
obtenido (BMWP) determinará la calidad de los cuerpos de agua.
30
2.2.2.2.2 Índice de Shannon- Weaver (H´)
Este índice se utiliza para determinar la diversidad de especies de una comunidad
(Roldán y Ramírez, 2008). Para su cálculo toma en cuenta los siguientes
componentes: riqueza de especies, abundancia y equitatividad.
2.3 EL SUELO
El suelo es un sistema complejo natural en la superficie de la litósfera compuesto
por una fase sólida (minerales, material parenteral y materia orgánica), una fase
líquida (agua) y una fase gaseosa (aire). Se encuentra organizado en horizontes
como resultado de adiciones, pérdidas, transferencias y transformaciones de
materia y energía (Mena, Hofstede, 2006). Existen varios tipos de suelo que se
forman en un sitio determinado dependiendo del material parental, el clima
(precipitación y temperatura), la morfología (relieve), la biota y el tiempo.
Desde el punto de vista edafológico, el suelo es una estructura en la cual
persisten y transitan los productos y residuos de la alteración de la capa mineral
superficial, las materias orgánicas vivas o muertas de la biomasa asociadas a la
capa superficial y los elementos que provienen de la atmósfera (Instituto
Geografico Vasco [INGEBA], 2006).
El suelo brinda sustento a la vegetación y a los cultivos agrícolas que en él se
desarrollan. Plantas y animales crecen y mueren sobre o dentro del suelo y,
posteriormente
son
descompuestos
por
los
microorganismos
para
ser
transformados en materia orgánica y mezclados con el suelo. Además, permite el
desarrollo de los seres humanos y sus actividades cotidianas, es proveedor de
materia prima y constituye parte de la identidad cultural e histórica de la
humanidad, ya que en ellos se encuentran restos arqueológicos y paleontológicos
(Bautista, 2007).
31
2.3.1 Clasificación del suelo
El suelo, de acuerdo a sus características físicas, químicas, mineralógicas y
topográficas, presenta ciertas condiciones que determinan el uso y manejo del
mismo a fin de conservar al máximo su capacidad productiva. La Figura 2.6
muestra la clasificación de suelos según su aptitud agrícola desarrollada por el
Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (1961).
FIGURA 2.6 CLASIFICACIÓN AGRÍCOLA DEL SUELO
Clase I
•Terrenos adecuados para cultivos agrícolas, pastos y bosques.
Clase II
•Suelos con algunas limitantes que reducen la elección de plantas o requieren
prácticas ligeras de conservación de suelos.
Clase III
•Suelos con severas limitaciones que reducen la elección de plantas o requieren
prácticas especializadas de conservación o ambas.
Clase IV
•Suelos con limitantes muy severas que restringen la elección de cultivos o requieren
de un manejo muy cuidadoso o ambos.
Clase V
•Suelos para pastos y bosques, generalmente no aptos para cultivos.
Clase VI
•Suelos con limitaciones severas que los hacen no aptos para su aprovechamiento
bajo cultivos, pero que pueden ser utilizados en la producción de pastos, árboles o
vida silvestre o cultivos especiales en cobertura.
Clase VII
•Suelos con limitaciones muy severas que los hacen no aptos para cultivos y
restringen su uso a la producción de pastos o árboles o vida silvestre.
Clase VIII
•Suelos con limitaciones tales que únicamente pueden ser utilizados para recreación
o vida silvestre o abastecimiendo de agua o propósitos estéticos.
Fuente: Klingebiel y Montgomery (1961)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
32
2.4 CUENCA HIDROGRÁFICA
Según Monsalve (1995) y Campos (1998), una cuenca hidrográfica es la unidad
delimitada topográficamente por una línea imaginaria denominada divisoria de
aguas o parte- aguas, donde la precipitación alimenta a un río principal que
desemboca aguas abajo en una única salida. Este concepto se ha desarrollado a
lo largo del tiempo, desde una visión hidrológica hasta llegar a una visión que
integra elementos naturales como el clima, suelo, atmósfera, flora, fauna, etc.;
elementos económicos, socioculturales y demográficos, que interactúan entre sí
(Zury, 2008). Esta interacción se puede observar en el Figura 2.7.
Tomando en cuenta lo mencionado, se puede decir que una cuenca hidrográfica
funciona como un sistema, caracterizado por la entrada de insumos naturales
(energía solar, hídrica y eólica, gases como el CO 2) e insumos externos
(productos veterinarios, semillas, etc.) que se relacionan y dan lugar a procesos y
ciclos naturales. Dentro de este sistema el ser humano interpreta un rol
importante ya que, como afirma Zury (2008), “se convierte en proveedor de
insumos, dinamizador de procesos y usufructuador de productos” (p.61).
Esta unidad hidrológica a menudo ha sido utilizada como un elemento para la
planificación territorial con programas y proyectos para el desarrollo de la
población. Para facilitar este proceso se ha clasificado a las cuencas en unidades
menores, como se puede observar en la Figura 2.8, y aunque no se establece un
tamaño definido, varios autores mencionan que existen unidades intermedias
denominadas subcuencas (150 a 1000 km 2) y microcuencas (15 a 150 km2) (Zury,
2008).
33
FIGURA 2.7 LA CUENCA HIDROGRÁFICA COMO SISTEMA
•Sistemas de
producción y
agrícolas
•Empleo
•Tenecia de tierra
•Uso de la tierra
•Creencias
•Conocimientos
•Clases sociales y
grupos
•Pautas de
conducta
ELEMENTOS
SOCIOCULTURALES
ELEMENTOS
NATURALES
•Clima
•Suelo
•Hidrología
•Flora y fauna
•Problemas
ambientales
ELEMENTOS
ECONÓMICOS
ELEMENTOS
DEMOGRÁFICOS
•Crecimiento
poblacional
•Tamaño y distribución
de la población
•PEA
Fuente: Zury (2008)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
FIGURA 2.8 TAMAÑOS DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA
Fuente: Ministerio de Medio ambiente y recursos naturales El Salvador (2004)
34
2.4.1 Microcuenca
La microcuenca es una unidad de menor área, delimitada por una divisoria de
aguas, cuyo drenaje va hacia el cauce principal de una subcuenca y esta a su vez
a una cuenca de mayor tamaño. Ocurren los mismos procesos naturales que en
una cuenca, por lo tanto debe ser considera como un sistema en el que se
interrelacionan todos los recursos naturales y sociales (Zury, 2008).
Este territorio se caracteriza por ser la “célula de la planificación”, en el que se
ejecutan proyectos y acciones con la participación activa de la comunidad
asentada en la microcuenca (Zury, 2008).
2.4.2 Parámetros morfométricos de una cuenca hidrográfica
Son elementos que brindan información acerca de las características físicas de
una cuenca. Además, permiten identificar el comportamiento hidrológico de la
misma.
Los parámetros morfométricos de mayor importancia para caracterizar a una
cuenca hidrográfica y poder compararlas con otras son: área, perímetro, altura
máxima y mínima, índice de compacidad, curva hipsométrica, altitud media y la
longitud y pendiente media del cauce principal (Fattorelli y Fernández, 2011).
Estos parámetros se obtienen mediante la utilización de sistemas de información
geográfica (SIG).
2.4.2.1 Área de drenaje (A)
Según Monsalve (1995), es el área plana en proyección horizontal que está
delimitada por la línea divisoria de aguas. Se recomienda asignar este valor en
kilómetros cuadrados, sin embargo para cuencas pequeñas es conveniente
expresar este valor en hectáreas (Cahuana y Yugar, 2009).
35
2.4.2.2 Longitud, ancho y perímetro
Longitud (L): Es la medida del cauce principal de la cuenca desde su parte más
alta hasta su desembocadura.
Ancho (W): Estimado a partir de la relación entre el área de la cuenca y la longitud
de la misma.
Perímetro (P): Es la longitud de la línea divisoria de aguas, es decir el contorno de
la cuenca.
2.4.2.3 Forma de la cuenca
La descarga de la corriente y la capacidad de respuesta de una cuenca ante
eventos de precipitación están relacionados con la forma de la cuenca, para
determinarla se utilizan principalmente el coeficiente de compacidad (Kc) y el
factor de forma de la cuenca (Kf) (Cahuana y Yugar, 2009).
2.4.2.3.1 Coeficiente de compacidad (Kc)
Este parámetro denominado también como Índice de Gravelius (1914) se obtiene
de “la relación entre el perímetro de la cuenca y la longitud de la circunferencia de
un círculo de área igual al de la cuenca” (Monsalve, 1995, p.37).
Se clasifica en tres categorías, como se observa en la Tabla 2.5. Si este valor es
cercano a 1, la cuenca de estudio será más circular y tenderá a concentrar mayor
cantidad de agua durante la precipitación (Monsalve, 1995; Fattorelli y Fernández,
2011).
TABLA 2.5 VALORES DE COEFICIENTE DE COMPACIDAD
Coeficiente de compacidad
Forma de la cuenca
<1,25
Redonda a oval redonda
36
TABLA 2.5 CONTINUACIÓN
Coeficiente de compacidad
1,25- 1,50
Forma de la cuenca
De oval redonda a oval
alargada
1,50- 1,75
De
oval
alargada
a
rectangular alargada
Fuente: Ministerio de Transporte e Infraestructura de Nicarahua (MTI, 2008)
2.4.2.3.2 Factor de forma (Kf)
Este índice está dado por la relación entre el ancho medio y la longitud axial de
la
cuenca
(longitud
determinada
desde
la
parte
más
alta
hasta
su
desembocadura). Permite relacionar la tendencia de una cuenca a las crecidas.
2.4.2.4 Sistema de drenaje
El sistema de drenaje de una cuenca hidrográfica (Figura 2.9) se encuentra
constituido por el cauce del río principal y todos sus afluentes o tributarios. La
manera que estos se encuentren distribuidos afectará a la dinámica de la cuenca
ante un evento de precipitación.
FIGURA 2.9 SISTEMA DE DRENAJE DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA
Fuente: Cahuana y Yugar (2009)
37
2.4.2.4.1 Orden de la corriente
Es un valor numérico que refleja el grado de estructura o bifurcación de la cuenca.
Se han desarrollado varios sistemas de numeración pero el de mayor uso es el
Horton (1945) que clasificó el orden de corriente donde orden 1 corresponde a
una corriente pequeña que no recibe ningún afluente mientras que una cuenca de
orden 2 tendrá tributarios únicamente de orden uno, cuencas de orden 3 tendrán
afluente de orden 2 o menor (Campos, 1998 y Fattorelli y Fernández, 2011).
2.4.2.4.2 Densidad de drenaje (Dd)
Horton (1945) determinó que este índice se obtiene de la relación entre la longitud
total de las corrientes efímeras, intermitentes y perennes de la cuenca y su área.
A mayores valores de Dd se tiene una mayor estructuración de la red fluvial, es
decir, que existen más afluentes que se dirigen hacia el cauce principal. Además,
una mayor influencia de las precipitaciones ya que es más susceptible a crecidas
y a procesos erosivos (MTI, 2008). En la Tabla 2.6 se observa el tipo de drenaje
de una cuenca según el valor Dd.
TABLA 2.6 VALORES DE DENSIDAD DE DRENAJE
Densidad de drenaje (km/km2)
Drenaje de la cuenca
0,5
0,5- 3,5
Drenaje pobre
Cuencas bien drenadas
Fuente: Monsalve (1995)
2.4.2.4.3 Sinuosidad de las corrientes de agua (S)
Este parámetro permite tener una idea acerca de la velocidad de la escorrentía a
lo largo del cauce. Se obtiene a partir de la relación entre la longitud del río
38
principal (L) y la longitud del valle del río principal medida en línea curva o recta
(Lt) (Monsalve, 1995, p. 40; Cahuana y Yugar, 2009).
Valores de S menores o igual a 1,25 significa que el cauce del río presenta una
baja sinuosidad.
2.4.3 Características del relieve de una cuenca hidrográfica
2.4.3.1 Pendiente de la cuenca
La pendiente media es una ponderación que resulta del tramo recorrido por el río
a diferentes pendientes (Cahuana y Yugar, 2009); constituye un elemento
importante, ya que con el cálculo de este valor se puede tener una idea sobre el
efecto del agua al caer a la superficie ya que controla la velocidad de la
escorrentía superficial y a su vez la erosión que esta produce (Fattorelli y
Fernández, 2011).
La topografía o el relieve del terreno pueden ser identificados a través de la
pendiente media de la cuenca, cuya clasificación se muestra en la Tabla 2.7
TABLA 2.7 CLASES DE GRADIENTE DE LA PENDIENTE DE UNA CUENCA
Clase Pendiente (%)
Relieve del terreno
01
0 – 0,2
Plano
02
0,2 – 0,5
Nivel
03
0,5 – 1,0
Cercano al nivel
04
1,0 – 2,0
Muy ligeramente inclinado
05
2,0 – 5,0
Ligeramente inclinado
06
5,0 – 10,0
Inclinado
07
10,0 – 15,0
Fuertemente inclinado
08
15,0 – 30,0
Moderadamente escarpado
39
TABLA 2.7 CONTINUACIÓN
Clase Pendiente (%)
Relieve del terreno
09
30,0 – 60,0
Escarpado
10
> 60,0
Muy escarpado
Fuente: FAO (2009)
2.4.3.2 Curva hipsométrica
Esta curva representa la distribución del área de la cuenca a distintos niveles
topográficos. En el eje de las ordenadas se representa la altitud de la cuenca,
mientras que en el eje de las abscisas el área acumulada (Monsalve, 1995;
Bateman, 2007)
La curva hipsométrica indica la condición morfológica de una cuenca ya que
determina el porcentaje de área que corresponde a zonas montañosas, valles,
planicies, etc. (Breña y Jacobo, 2006).
2.4.4 Gestión integral de cuencas
Como menciona Zury (2008), la gestión integral de cuencas es un proceso
participativo e incluyente de actores endógenos y exógenos, que permite utilizar
los recursos de la cuenca de una manera sustentable e involucra el análisis de
elementos sociales, económicos y ambientales.
La importancia de la gestión integral de cuencas y microcuencas de montaña,
radica en las características que posee. Escobar y Zúñiga (como se cita en Zury,
2008) hacen referencia a las siguientes:
·
Poseen pendientes fuertes y pronunciadas que favorecen la erosión de los
suelos.
·
El régimen hidrológico y la calidad de la escorrentía son muy sensibles al
uso de la tierra y el agua.
40
·
Existe gran potencial agrícola y ganadero en función de las condiciones
climáticas.
Diferentes propuestas se han establecido para una gestión integral de cuencas y
microcuencas, entre las que se destacan las siguientes: manejo, gestión,
producción/conservación y ordenamiento. En cada una de estas propuestas las
instituciones manejan diferentes técnicas, estrategias, prácticas y herramientas,
que colaboran al desarrollo y gestión de las cuencas.
2.5 ANÁLISIS FODA
Es un instrumento de orden cualitativo (Lazzari, y Maesschalck, 2002) que forma
parte del planeamiento estratégico. El FODA hace referencia a las fortalezas,
oportunidades, debilidades y amenazas (SWOT, por sus siglas en inglés) de un
sistema y permite establecer su situación actual; para el caso de estudio una
microcuenca hidrográfica.
Este análisis se realiza mediante una matriz que evalúa y determina las fortalezas
y debilidades para diagnosticar la situación interna, mientras que al identificar las
oportunidades y amenazas se valora la situación externa (Ponce, 2007). De este
análisis derivan estrategias que deberán estar alineadas a la capacidad interna
del sistema y a los factores externos que influyen en este.
·
Fortalezas
Son elementos relevantes del sistema, aquí se incluye las potencialidades que
ofrecen los recursos valiosos que componen la cuenca, así por ejemplo se tiene:
recursos hídricos, económicos, sociales, naturales, potencial agrícola, entre otras
(Ponce, 2007; Díaz, 2010).
·
Debilidades
41
Son componentes desfavorables del sistema que hacen que este se torne
sensible y son limitantes para el correcto desarrollo del mismo. En este se puede
incluir la baja participación de la población (Díaz, 2010).
·
Oportunidades
Son constituyentes externos al sistema de los cuales este se puede beneficiar. La
adaptación de estos constituyentes al sistema permiten su mejoría; estas pueden
incluir la relación con instituciones externas, programas y proyectos que
beneficien al sistema y permitan afrontar las debilidades y amenazas (Ponce,
2010).
·
Amenazas
Al igual que las oportunidades, estos también son elementos externos y afectan
de forma negativa al sistema ya que se pueden transformar en problemas y
debilidades. Por ejemplo, se tiene la deforestación, erosión, inundaciones que
hacen vulnerable al sistema. Sin embargo, estás pueden ser contrarrestadas por
las fortalezas (Díaz, 2010).
El objetivo del FODA es realizar un diagnóstico de la microcuenca y en base a la
relación de estos componentes elaborar estrategias de conservación para mejorar
el estado actual.
42
3 MATERIALES Y METODOLOGÍA
3.1 METODOLOGÍA
DE
LA
CARACTERIZACIÓN
DE
LA
MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN
3.1.1 Utilización de Software de Sistemas de información geográfica
Se utilizaron dos programas de sistemas de información geográfica ArcMap 10.0 y
QGis 2.6.1 para caracterizar y calcular los parámetros morfométricos e
hidrológicos de cuencas y microcuencas con mayor rapidez y precisión.
La información base que se utilizó para caracterizar a la microcuenca fue la carta
topográfica de Pimampiro y Mariano Acosta a escala 1:50.000, mismas que
fueron
obtenidas
del
Geo
Portal
del
Instituto
Geográfico
Militar
(http://www.geoportaligm.gob.ec/portal/index.php/cartografia-de-libre-accesoescala-50k/). En estas cartas se encontraron los archivos correspondientes a
curvas de nivel, archivos base para empezar la caracterización.
Con los datos de precipitación mensual de la estación Mariano Acosta se generó
una gráfica de precipitaciones máximas, medias y mínimas para corroborar la
información bibliográfica referente a este parámetro.
Para el análisis multitemporal de uso del suelo se utilizó el software ArcMap 10.0.
La información base que se utilizó para determinar el uso del mismo fue obtenida
del Geo Portal del Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca
(MAGAP), de este se obtuvo las siguientes capas a escala 1:250.000: Cobertura
vegetal (1982), Cobertura vegetal (1990), Uso de la Tierra y Cobertura Natural
(2002) y Cobertura y uso del suelo por provincias (2013), siendo esta la última
generada por la institución. Esta información y el perfil de la microcuenca del río
Chamachán se ingresaron en el software y se realizó una intersección de capas
con el fin de determinar el uso del suelo dentro de la microcuenca. De la tabla de
43
atributos generada por el programa se analizó y calculó el área de cobertura y uso
del suelo para cada uno de los años mencionados.
3.1.2 Metodología para la caracterización hidrobiológica
3.1.2.1 Selección de los puntos de muestreo
Los puntos de toma de muestras de agua del río Chamachán se determinaron de
acuerdo al tipo de entorno, la influencia del medio circundante y las condiciones
que podrían variar la calidad del agua del río. Las coordenadas de los puntos se
tomaron mediante GPS y se describen en la Tabla 3.1.
TABLA 3.1 COORDENADAS GEOGRÁFICAS DE LOS
MUESTREO DEL RÍO CHAMACHÁN
Coordenadas
Puntos
Características
PUNTOS
(WGS-84 Zona
Altura
18 N)
(m.s.n.m.)
X
DE
Y
Punto 1 Bosque conservado
167338 31730 2987
Punto 2 Potreros
168264 32624 2969
Mezcla con el afluente de
Punto 3 descarga
de
aguas 168394 32913 2897
residuales
Punto 4
Cuenca baja, previo a la
junta con el río Pisque.
172547 38405 1996
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
Se realizaron dos salidas de campo a la microcuenca con el fin de tomar las
muestras pertinentes para medir la calidad del agua del río Chamachán en cada
uno de los puntos seleccionados. Las muestras se emplearon tanto para la
determinación de los parámetros físicos, químicos y biológicos del agua como
para la recolección de macroinvertebrados acuáticos. Algunos de los parámetros
44
físico-químicos se midieron “in situ” mientras que otros se analizaron en el
laboratorio acreditado OSP de la Universidad Central del Ecuador (Tabla 3.2).
TABLA 3.2 PARÁMETROS MEDIDOS EN LOS PUNTOS DE MUESTREO DEL
RÍO CHAMACHÁN
Lugar de medición
Tipo de indicador
Parámetro
In situ Laboratorio
Físicos
Temperatura
X
Turbidez
X
Sólidos
Químicos
Biológico
Macroinvertebrados acuáticos
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
X
Conductividad eléctrica
X
pH
X
Alcalinidad
X
Oxígeno disuelto
X
DBO5
X
DQO
X
Nitrógeno total
X
Nitrógeno amoniacal
X
Nitrógeno de nitrato
X
Coliformes Fecales
X
-
X
La Tabla 3.3 muestra el cronograma de las actividades realizadas en campo para
la recolección de la información relevante para este proyecto.
TABLA 3.3 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES EN CAMPO
Fecha
Actividad
Identificación de la zona de estudio y puntos
16-may-2015
de muestreo.
Recolección de macroinvertebrados en la
19-may-2015
época lluviosa.
Recolección de macroinvertebrados y toma
11-oct-2015
de muestras de agua en la época seca
18-oct-2015
Realización de encuesta
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
45
3.1.2.2 Medición de caudal
El caudal se estimó multiplicando el área transversal de la corriente por la
velocidad de flujo de un objeto flotante (Roldán y Ramírez, 2008). Para este
cálculo en los diferentes puntos de muestreo se utilizaron objetos flotantes, cinta
flexible graduada, cinta adhesiva y un cronómetro. En el Anexo 2 se presenta la
hoja de datos que se tomaron en campo para el cálculo de caudal.
Se midió una sección de diez metros a lo largo del río, lo más recta y uniforme
posible (Figura 3.1) para que las mediciones no varíen debido a las curvaturas del
cauce.
FIGURA 3.1 SECCIÓN LONGITUDINAL DEL RÍO
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
Se midió el ancho del cauce de orilla a orilla (W) y se midió la profundidad del río
en las mismas, así como también en la mitad del cauce y en los puntos ¼ y ¾ de
la sección transversal, como lo muestra la Figura 3.2.
FIGURA 3.2 SECCIÓN TRANSVERSAL PARA LA MEDICIÓN DE LA
PROFUNDIDAD DEL RÍO
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
46
Desde el punto medio del lugar de inicio de la sección longitudinal se soltó un
objeto flotante, tomando con el cronómetro el tiempo que tardó en llegar hasta el
final de la sección. Se repitió el proceso por diez ocasiones para realizar un
promedio.
El caudal se obtiene mediante el cálculo realizado a partir de los datos obtenidos
en campo, utilizando a ecuación de Hynes (1972).
ܳൌ
donde,
‫ݓ‬ൈ݀ൈܽൈ݈
‫ݐ‬ൈ݉
(3.1)
Q = Caudal
w = anchura del lecho
d = profundidad media del río
a = coeficiente que varía de 0,8 si el cauce es rugoso
l = distancia recorrida por el objeto flotante
t = tiempo medio que tarda el objeto flotante en recorrer la distancia l.
3.1.2.3 Toma de muestras de agua
En los puntos ya mencionados anteriormente se realizó la toma de muestras de
agua. Las muestras para el análisis químico y físico se tomaron llenando todo el
volumen del recipiente para evitar la existencia de aire que pueda reaccionar con
la muestra durante el transporte. Para las muestras tomadas para el análisis
bacteriológico, los recipientes son llenados las 2/3 partes. La muestra para el
análisis de coliformes fecales se almacena en recipientes estériles. Cabe recalcar
que este procedimiento fue realizado solamente en la época seca (octubre).
Los materiales utilizados para la toma de muestras se enlistan a continuación:
·
Envases plásticos de 4 litros
·
Envases plásticos esterilizados
47
·
Paquetes de gel- hielo
·
Marcador indeleble
·
Enfriador para el traslado y almacenamiento
3.1.2.4 Identificación de muestras
Una vez tomadas las muestras, estas se identificaron y marcaron de acuerdo al
punto de muestreo, con el fin de evitar errores o confusiones en los resultados
obtenidos. La etiqueta contiene la siguiente información básica:
·
Código de la muestra
·
Fecha y hora del muestreo
·
Nombre de la persona toma la muestra
3.1.2.5 Manejo y conservación de muestras
Para evitar la alteración o contaminación de las muestras de agua, y que los
resultados de las concentraciones varíen, el traslado al laboratorio para su
análisis se realizó siguiendo la metodología establecida en la Norma Técnica
Ecuatoriana 2169.
En la Tabla 3.4 se identifica el tipo de recipiente en el que se almacena la muestra
y su tiempo máximo de conservación. El volumen total recolectado por punto de
muestreo fue de 4 Litros.
Los parámetros determinados in situ se enlistan en la Tabla 3.5 junto con el
equipo utilizado para su medición.
48
TABLA 3.4 TÉCNICAS PARA LA CONSERVACIÓN DE MUESTRAS PARA EL
ANÁLISIS FISICOQUÍMICO
Parámetros
Tipo de
Tiempo máximo
Técnicas de
recipiente
de conservación
conservación
24 horas
Refrigeración a
4°C
DQO
Nitratos
Nitritos
Sólidos en suspensión
Plástico
y sedimentables
Sólidos totales
DBO5
Vidrio
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
TABLA 3.5 PARÁMETROS DETERMINADOS IN SITU
Parámetro
Equipo
Turbidez
Turbidímetro
Temperatura
Termómetro
Potencial hidrógeno (pH) ph-metro
Conductividad eléctrica
Conductivímetro
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
3.1.2.6 Cálculo del ICA
Para el cálculo del ICA se utiliza la siguiente fórmula.
‫ ܣܥܫ‬ൌ
σ௡௜ୀଵ ‫ܫ‬௜ ܹ௜
σ௡௜ୀଵ ܹ௜
donde,
ICA = índice de calidad del agua global
Ii = índice de calidad para el parámetro i
Wi = coeficiente de ponderación de parámetro i
n = número total de parámetros
(3.2)
49
A partir de los resultados de laboratorio de cada una de las muestras realizadas y
tomando en cuenta el rango de los valores obtenidos en los diferentes parámetros
se eligió los modelos matemáticos correspondientes (Anexo 1) para el cálculo de
la variable Ii. El valor del Wi está establecido para cada parámetro (Tabla 2.2). De
esta manera se calculó el ICA para cada punto de muestreo.
3.1.2.7 Muestreo de macroinvertebrados acuáticos
Los muestreos se llevaron a cabo en la época seca (octubre) y la época lluviosa
(mayo) en los 4 puntos estratégicos a las orillas del río Chamachán. Los puntos
de muestreo establecidos en el río fueron en zonas de aguas corrientes poco
profundas, por lo cual, en la toma de muestras se utilizó redes de un tamaño de
malla menor a los 300 µm y se realizó un muestreo cualitativo. Se apoyó la red en
el fondo y, con ayuda de las manos, se remueve el sustrato inmediato aguas
arriba y a contracorriente, de esta manera las larvas son arrastradas por la
corriente y atrapadas en la red (Alba-Tercedor, 1996).
Además se tomaron piedras y rocas ubicadas a las orillas del río y con una pinza
de punta fina se tomaron los organismos fijados a ellas. Los organismos
recolectados se colocaron en frascos pequeños o viales de entre 10 y 30 ml de
capacidad, con alcohol de 96%, ya que a pesar de que estos organismos se
conservan mejor en alcohol de 70%, al introducirlos uno por uno en los frascos
también ingresa agua de manera que el alcohol disminuye su concentración.
3.1.2.8 Identificación de macroinvertebrados acuáticos
Para la identificación de macroinvertebrados acuáticos en el laboratorio se utilizó
estereoscopios, cajas Petri, pinzas y lámparas.
Cada una de las muestras fue separada y analizada tomando como base las
claves que se encuentran en la Guía para el estudio de los macroinvertebrados
del Departamento de Antioquia de Roldán (1996), Guía e Identificación de
50
Macroinvertebrados en Agua Dulce de STROUD Water Research Center (2013),
Digital Key to Aquatic Insects of North Dakota (2009), Aquatic Invertebrates of
Alberta.
La identificación de los macroinvertebrados se realizó hasta el género, salvo
algunos macroinvertebrados que se identificaron únicamente hasta la familia a la
que
pertenecen
debido
a
que
no
existen
claves
específicas
para
macroinvertebrados del Ecuador.
3.1.2.9 Cálculo del índice BMWP
Debido a la similitud de condiciones geográficas y a la falta de estudios la
Secretaría del Agua del Ecuador (SENAGUA) propone que se utilice el índice
BMWP, desarrollado en Colombia, en los ríos del país. Para la aplicación de este
índice se identificó y contó todos los macroinvertebrados recolectados hasta el
taxón familia. Se puntuaron las familias identificadas de acuerdo a la Tabla 3.6.
El valor total obtenido (BMWP) de la sumatoria de los puntajes de todas las
familias identificadas se comparó con la Tabla 3.7 para determinar, según este
índice, la calidad de agua del río Chamachán.
TABLA 3.6 PUNTAJE DE LAS FAMILIAS DE MACROINVERTEBRADOS
ACUÁTICOS PARA EL ÍNDICE BMWP
Familias
Puntaje
Anomalopsychidae, Atriplectididae, Calamoceratidae, Chordodidae,
Gomphidae, Hydridae, Lampyridae, Odontoceridae, Oligoneuriidae,
10
Perlidade, Polythoridae, Psephenidae
Ampullariidae, Dytiscidae, Ephemeridae, Euthyplociidae, Gyrinidae,
Hydrobiosidae, Leptophlebiidae, Philopotamidae, Xiphocentronidae
9
Gerridae, Hebridae, Helicopsychidae, Hydrobiidae, Leptoceridae,
Lestidae, Palaemonidae, Pleidae, Pseudothelpusidae, Saldidae,
Simuliidae, Veliidae
8
51
TABLA 3.6 CONTINUACIÓN
Familias
Puntaje
Baetidae, Caenidae, Calopterygidae, Coenagrionidae, Corixidae,
Dixidae, Dryopidae, Glossosomatidae, Hyalelidae, Hydroptilidae,
Hydropsychidae,
Leptohyphidae,
Naucoridae,
Notonectidae,
7
Planariidae, Psychodidae, Scirtidae
Aeshnidae,
Ancylidae,
Corydalidae,
Elmidae,
Libellulidae,
Limnichidae, Lutrochidae, Megapodagrionidae, Sialidae.
Belostomatidae, Gelastocoridae, Hydropsychidae, Mesoveliidae,
Nepidae, Planorbiiidae, Pyralidae, Tabanidae, Thiaridae
Chrysomelidae,
Stratiomydae,
Haliplidae,
Empididae,
Dolichopodidae, Sphaeriidae, Lymnaeidae, Hydraenidae.
Ceratopogonidae, Glossiphoniidae, Cyclobdellidae, Hydrophilidae,
Physidae, Tipulidae
6
5
4
3
Culicidadae, Chironomidae, Muscidae, Sciomyzidae
2
Tubificidae
1
Fuente: Roldán y Ramírez (2008)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
TABLA 3.7 CLASES DE CALIDAD DE AGUA ASOCIADO AL ÍNDICE BMWP
Clase
Calidad
BMWP
Significado
> 150
Aguas muy limpias, no contaminadas o
101-120
poco alteradas
Aceptable
61-100
Aguas ligeramente contaminadas
III
Dudosa
36-60
Aguas moderadamente contaminadas
IV
Crítica
16-35
Aguas muy contaminadas
V
Muy crítica
<15
Aguas fuertemente contaminadas
I
Buena
II
Fuente: Roldán y Ramírez (2008)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
52
3.1.2.10 Cálculo del índice de Shannon–Weaver (H´)
Este índice se calculó mediante la ecuación 3.3 y se expresa en bits/ individuo.
௡
donde,
(3.3)
݊௜
݊௜
‫ܪ‬Ʋ ൌ െ ෍ሺ ሻ݈‫݃݋‬ଶ ሺ ሻ
݊
݊
௜ୀଵ
H´= índice de diversidad
ni = número de individuos por taxón en una muestra de población
n = número total de individuos en una muestra de población
La Tabla 3.8 muestra que el índice de Shannon-Weaver toma valores entre 0.0 y
5.0. Roldán y Ramírez (2008) establecieron una relación entre H’ y la calidad del
agua, entre mayor sea el valor de este índice mejor calidad tendrá el agua.
TABLA 3.8 CLASES DE CALIDAD DEL AGUA SEGÚN EL ÍNDICE DE
SHANNON - WEAVER
Valores (bits/individuo)
Significado
0,0- 1,5
Aguas muy contaminadas
1,5- 3.0
Medianamente contaminadas
3,0- 5,0
Aguas muy limpias
Fuente: Roldán y Ramírez (2008)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
3.2 METODOLOGÍA
PARA
EL
DIAGNÓSTICO
SOCIO-
ECONÓMICO DE LA PARROQUIA MARIANO ACOSTA
Para el diagnóstico socioeconómico se aplicó una encuesta a una muestra de los
pobladores de la comunidad Mariano Acosta, quienes constituyen la principal
población que se beneficia de los recursos de la microcuenca del río Chamachán.
Los detalles de la encuesta se presentan en el Anexo 3.
53
3.2.1 Definición del objetivo y diseño de la encuesta
Esta encuesta fue diseñada para identificar las principales actividades productivas
y los problemas ambientales reconocidos por la población de Mariano Acosta. En
este sentido la encuesta fue dividida en dos secciones:
Sección I: Atributos individuales, esta sección consta de 12 preguntas cuyo
objetivo fue indagar los datos personales de los pobladores e identificar sus
principales actividades productivas y acceso a servicios públicos (agua potable y
alcantarillado).
Sección II: Evaluación de la problemática ambiental que aqueja a la microcuenca
del río Chamachán, esta sección consta de 6 preguntas cuyo objetivo fue
determinar la percepción de los pobladores ante los problemas ambientales de la
microcuenca y su visión ante la conservación del páramo y los bosques.
3.2.2 Determinación de la muestra
Para determinar la muestra utilizó la ecuación 3.4, a partir de la población total de
Mariano Acosta (1544 habitantes).
݇ଶ ‫ܰ כ ݍ כ ݌ כ‬
݊ൌ ଶ
൫݁ ‫ כ‬ሺܰ െ ͳሻ൯ ൅ ݇ ଶ ‫ݍ כ ݌ כ‬
(3.4)
donde,
n= tamaño de la muestra
N= tamaño de la población de la parroquia Mariano Acosta
k= constante que depende del nivel de confianza (k= 2,58 para un nivel de
confianza de 99%)
e= error de la estimación (8,5%)
p= proporción de individuos en que la variable estudiada se da en la población
q= 1-p
54
Para facilidad de cálculo se utilizó un programa en línea desarrollado por
Feedback Networks en el que se ingresó los datos y se obtuvo un resultado de
201, es decir se necesitó 201 encuestas para aplicar en la comunidad Mariano
Acosta, sin embargo se añadió 10 encuestas teniendo un total de 211.
3.2.3 Ejecución de la encuesta
Para ejecutar la encuesta fue necesario recoger los datos en campo, es decir, se
recorrió el centro poblado de la comunidad con rutas aleatorias en las que se
contactó a los ciudadanos en sus hogares y por medio de una entrevista personal
se obtuvo las respuestas a las preguntas de la encuesta.
3.2.4 Procesamiento de los datos
Se procesaron todos los datos de acuerdo a los objetivos de la encuesta. La
tabulación de los datos para el análisis socioeconómico se realizó con la ayuda
del programa SPSS 22.0, este programa permite obtener gráficos estadísticos y
tablas representativas a los resultados de cada una de las preguntas realizadas.
55
4 ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO
4.1.1 Localización
El cantón Pimampiro pertenece a la provincia de Imbabura y se ubica a 283 km de
Quito, la capital del país. Pimampiro es parte de la cuenca hidrográfica del río
Mira y se encuentra dividido en cuatro microcuencas: río Escudillas, río Blanco,
río Pisque y río Chamachán; mismas que son las vías de conducción de agua
para todo el cantón, y son utilizadas para fines de consumo humano y regadío
agrícola (Avellaneda & Villafuerte, 2008).
Dentro de la división territorial del cantón Pimampiro se encuentra la parroquia
rural Mariano Acosta, ubicada al sur - este de la Provincia de Imbabura y a 58,6
km de Ibarra, la capital provincial. La microcuenca del río Chamachán se
encuentra ubicada en el área territorial de la parroquia Mariano Acosta (Plan de
Desarrollo Local [PDL] de la parroquia Mariano Acosta, 2007).
La delimitación biofísica de la microcuenca del río Chamachán está determinada
por las estribaciones de la cordillera oriental de los Andes, en el valle interandino
de la Sierra Norte del Ecuador; entre los 1700 m.s.n.m. y los 3700 m.s.n.m. El río
Chamachán es un afluente del río Mataquí, desembocando aproximadamente un
kilómetro y medio después que este toma su nombre (Carrión, 2003). La Figura
4.1 muestra la ubicación de la microcuenca del río Chamachán.
56
FIGURA 4.1 UBICACIÓN DE LA MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.1.2 Medio físico
4.1.2.1 Clima
La clasificación climática de Pierre Pourrut (1995) se basa en los regímenes de
lluvia, las alturas anuales de las precipitaciones y en la temperatura. La zona de la
microcuenca del río Chamachán, al encontrarse en la región interandina, presenta
un clima ecuatorial mesotérmico semi-húmedo y ecuatorial frío húmedo (Carrión,
2003). Las características de esta clasificación se describen en la Figura 4.2.
4.1.2.1.1 Precipitación
La zona de estudio se caracteriza por presentar sus máximos lluviosos en los
meses de abril y noviembre, mientras que los meses secos se presentan entre los
57
meses de junio y septiembre. La precipitaciones anuales varían entre los 400 y los
1.000mm (Carrión, 2003).
4.1.2.1.2 Temperatura
En la zona de estudio la variación de temperatura ocurre como consecuencia de
las diferencias de altitud sobre el nivel del mar. La temperatura promedio es de
16°C (Carrión, 2003).
FIGURA 4.2 CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS DE LA MICROCUENCA DEL
RÍO CHAMACHÁN SEGÚN POURRUT (1995)
Regímenes de lluvia
Ecuatorital: dos
picos
pluviométricos
(estaciones
lluviosas) y una
estación
relativamente
seca.
Alturas anuales de las
precipitaciones
Semi - húmedo:
precipitaciones
entre los 500 y
1000 mm.
Húmedo:
precipitaciones
entre los 1000 y
2000 mm.
Temperaturas
Mesotérmico:
temperaturas
medias entre los
12 y 22°C.
Frío: temperaturas
inferiores a 12°C.
Fuente: Pourrut (1995)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.1.2.2 Suelo
Los suelos de la microcuenca del río Chamachán, en general son jóvenes, de
origen volcánico, color negro, con alto contenido de materia orgánica y alta
retención de humedad (Carrión, 2003).
Según el Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial 2011-2031 de la parroquia
Mariano Acosta, en la zona predominan suelos de clase V, VII y VIII.
Suelos de clase V son suelos casi planos, prácticamente sin problemas de
erosión pero limitados por su alta pedregosidad, inundables, alta salinidad o
58
contenido de elementos como Al, Fe, S, mismos que resultan tóxicos para las
plantas; o severos condicionamientos climáticos. No pueden ser utilizados para
cultivos agronómicos, hortalizas y frutales; pero sí pueden ser utilizados
esporádicamente para pastoreo extensivo, producción forestal, conservación,
paisajismo y recreación (Clerici, sf).
Suelos de clase VII son suelos con pendientes mayores del 25% y restricciones
muy fuertes por pedregosidad, baja fertilidad, suelos muy superficiales, erosión
severa y pH fuertemente ácido, por lo que no son adecuados para ninguno de los
cultivares agronómicos, hortalizas y frutales comunes. Son áreas de protección
que deben permanecer cubiertas por vegetación densa de bosque. Su principal
uso es la protección de suelos, agua, flora y fauna, es decir, para pastos, bosques
o vida silvestre bajo ciertas aplicaciones de prácticas de laboreo (Clerici, sf).
Suelos de clase VIII son tierras no aptas para ningún uso agropecuario. Tienen
restricciones fuertes de clima, pedregosidad, textura y estructura del suelo,
salinidad o acidez extrema, drenaje totalmente impedido. A esta clase pertenecen
los páramos, nevados, desiertos, playas y pantanos. Solamente pueden ser
usados para la protección de la vida silvestre, abastecimiento de agua, para fines
estéticos, turísticos, de conservación, recreacionales y canteras (Clerici, sf).
4.1.3 Medio biótico
4.1.3.1 Formaciones vegetales
La región andina o Sierra norte del Ecuador incluye las áreas ubicadas sobre los
1300 m.s.n.m. hasta la cúspide de las montañas o el límite nival, tanto de la
cordillera oriental como de la occidental de los Andes. Esta región está
caracterizada por una topografía irregular con predominancia de pendientes
fuertes en las estribaciones de la cordillera y de valles secos y húmedos en el
interior del callejón interandino (Sierra, 1999).
59
La región andina se divide en dos subregiones: la subregión norte y centro, y la
subregión sur; mismas que se dividen en dos sectores: sector occidental y sector
oriental. Cabe mencionar que la cordillera oriental del Ecuador es generalmente
más húmeda que la cordillera occidental. La estructura de la vegetación puede ser
similar en ambos lados de la cordillera andina pero la composición florística tiene
notables diferencias (Sierra, 1999).
Según Sierra (1999), la microcuenca del río Chamachán pertenece al sector norte
y centro de la cordillera oriental y al sector páramo. Posee 4 formaciones
vegetales que se describen brevemente en la Tabla 4.1.
TABLA 4.1 FORMACIONES VEGETALES DE LA MICROCUENCA DEL RÍO
CHAMACHÁN
Sector
Formaciones vegetales
Generalidades
Variación altitudinal: 3.000 - 3.700
siempreverde m.s.n.m.
Bosque
Sector norte y montano alto
Relieve General: de montaña
centro de la
Bioclima: pluvial
cordillera
Variación altitudinal: 2.000 - 3.000
oriental
Bosque
de
neblina m.s.n.m.
Relieve General: de montaña
montano
Bioclima: pluvial
Herbazal
Páramo
y
arbustal
montano alto y montano
alto superior de páramo
Variación altitudinal: 3.300 - 3.900
m.s.n.m.
Relieve General: de montaña
Bioclima: pluvial
Fuente: Sierra (1999)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.1.3.1.1 Bosque siempreverde montano alto
De acuerdo con Sierra (1999), estos bosques se extienden dentro de una franja
que va desde los 3.000 hasta los 3.700 m.s.n.m. y normalmente están restringidos
a zonas de topografía accidentada y pendientes que van desde moderadamente
60
escarpada a muy escarpadas (15 - 87°) (FAO, 2009). En el sotobosque6 se
encuentran especies de helechos herbáceos o arbóreos (Dicksonia y Cyathea), y
gran cantidad de arbustos como Calceolaria (capachito), Ribes (grosellero, corinto
o parrilla), Rubus, Berberis, Ilex (acebo), Brachyotum y Miconia. Estos
ecosistemas tienen una abundancia alta de epífitas vasculares y briofitos
(Ministerio del Ambiente del Ecuador [MAE], 2012). La Figura 4.3 muestra la
formación vegetal Bosque siempreverde montano alto en la microcuenca del río
Chamachán.
FIGURA 4.3 BOSQUE SIEMPREVERDE
MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN
MONTANO
ALTO
EN
LA
Foto: Clavijo A., Granja K.
4.1.3.1.2 Bosque de neblina montano
Según Sierra (1999), estos bosques van desde los 2.000 y 3.000 m.s.n.m. con
pendientes cercanas al nivel a muy escarpadas (5 - 87°) (FAO, 2009). Son
bosques cuyos árboles alcanzan los 15-25 m de alto. Según Gentry (citado en
MAE, 2012) la flora está compuesta por elementos andinos, entre ellos las
familias Melastomataceae (Miconia), Solanaceae, Myrsinaceae, Aquifoliaceae,
Araliaceae, Rubiaceae, y varias familias de helechos. Típicamente está
compuestos por especies de Weinmannia (Encenillo), Schefflera (Cheflera),
6
La estratificación del bosque es dosel, subdosel y sotobosque. El sotobosque es el estrato final y
está compuesto por hierbas y pequeños arbustos, palmeras, helechos y plantas trepadoras que
constituyen la base de las redes alimentarias y el refugio de gran parte de la micro y mesofauna y
sirve de protección del suelo contra la erosión.
61
Myrcianthes (Arrayán negro), Hedyosmum (Granizo), Oreopanax (Pumamaqui), y
Vallea (Raque). Además, según Mogollón y Guevara (citado en MAE, 2012) aquí
se encuentra varias familias de epífitas, entre ellas Orchidaceae (Orquideas),
Bromeliaceae (Bromelias), Araceae, y algunas familias de helechos que
contribuyen sustancialmente a la biomasa de estos bosques. La Figura 4.4
muestra la formación vegetal Bosque de neblina montano en la microcuenca del
río Chamachán.
FIGURA 4.4 BOSQUE DE NEBLINA MONTANO EN LA MICROCUENCA DEL
RÍO CHAMACHÁN
Foto: Clavijo A., Granja K.
4.1.3.1.3 Herbazal y arbustal montano alto y montano alto superior de páramo
De acuerdo con Sierra (1999), esta formación vegetal está incluida en el Bosque
siempreverde montano alto. Se encuentra entre los 3.300 y 3.900 m.s.n.m. y está
compuesto por pajonales amacollados mezclados con arbustos dispersos y de
hasta 3 m de altura. Se caracteriza por la presencia de Calamagrostis y especies
arbustivas de los géneros Baccharis, Gynoxys, Brachyotum, Escallonia,
Hesperomeles, Miconia, Buddleja, Monnina e Hypericum. Otras especies que
dominan amplias áreas bajo los 3.320 m en los márgenes de bosque son Miconia
cladonia, M. dodsonii, Ilex sp. y Weinmannia fagaroides (MAE, 2012). La Figura
4.5 muestra la formación Herbazal y arbustal montano alto y montano alto
superior de páramo en la microcuenca del río Chamachán.
62
Este ecosistema se encuentra restringido por los efectos de la quema, pastoreo o
por la ampliación de la frontera agrícola (PDOT Mariano Acosta, 2011).
FIGURA 4.5 HERBAZAL Y ARBUSTAL MONTANO ALTO Y MONTANO ALTO
SUPERIOR DE PÁRAMO EN LA MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN
Foto: Clavijo A., Granja K.
4.1.4 Medio socioeconómico
Mariano Acosta es una parroquia rural que representa a una de las principales
poblaciones del cantón Pimampiro. Según el Instituto Nacional de Estadística y
Censos (INEC, 2010), Mariano Acosta posee una población de 1544 habitantes,
en su mayoría indígenas y que se encuentran distribuidos en las diferentes
comunidades asentadas en la parroquia. La comunidad que lleva el mismo
nombre y la cual se encuentra dentro de la microcuenca en estudio, posee la
población más importante de la parroquia.
La Tabla 4.2 muestra los principales datos socioeconómicos de la Parroquia
Mariano Acosta. La Figura 4.6 muestra la vista de la comunidad Mariano Acosta.
TABLA 4.2 PRINCIPALES DATOS SOCIOECONÓMICOS DE LA PARROQUIA
MARIANO ACOSTA
Parroquia
Mariano Acosta
Comunidades
Mariano Acosta, Guanupamba, Puetaqui, El
Alisal
63
TABLA 4.2 CONTINUACIÓN
Habitantes
1544 habitantes
Grupos étnicos
Mestizo e indígenas caranquis
Idiomas
Español y Kichwa
Principales actividades Agricultura, ganadería, silvicultura e industria
económicas
manufacturera.
Fuente: GPI (2010)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
FIGURA 4.6 VISTA DE LA COMUNIDAD MARIANO ACOSTA, UBICADA
DENTRO DE LA MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN
Foto: Clavijo A., Granja K.
La base de la economía de la parroquia Mariano Acosta es la ganadería, la
agricultura y la silvicultura. Según el INEC (2010), el 83,28% de la población
económicamente activa (PEA) se dedica a estas actividades, el resto se dedica a
la industria manufacturera, la construcción, entre otras. Además, el 54,52% de la
población trabaja por cuenta propia y de este, el 91,41% se dedica a alguna de
las 3 actividades productivas más importantes de la parroquia.
Se entiende por población económicamente activa a la parte de la población total
que participa en la producción económica, es decir, todas las personas mayores
de una cierta edad que tienen empleo o que, al no tenerlo, están buscando o a la
espera de alguno. Esto excluye a pensionados, jubilados, amas de casa,
estudiantes, rentistas y menores de edad (PDOT Mariano Acosta, 2011).
64
Las Figuras 4.7 y 4.8 muestran las diferentes categorías ocupacionales y las
actividades productivas, respectivamente, de la parroquia Mariano Acosta, en
función de la PEA.
FIGURA 4.7 CATEGORÍA OCUPACIONAL DE LA PARROQUIA MARIANO
ACOSTA (2010)
1,84%
3,68%
6,01%
Cuenta propia
Jornalero o peón
33,95%
54,52%
Empleado público
Empleado privado
Otros
Fuente: PDOT Mariano Acosta (2011)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
FIGURA 4.8 PEA DE LA PARROQUIA MARIANO ACOSTA, SEGÚN
ACTIVIDAD PRODUCTIVA (2010)
2,34%
2,51%
2,84%
9,03%
Agricultura,
ganadería y
silvicultura
83,28%
Industria
manufacturera
Construcción
Fuente: PDOT Mariano Acosta (2011)
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
65
4.2 DATOS DESCRIPTIVOS DE LA MICROCUENCA DEL RÍO
CHAMACHÁN
La Tabla 4.3 detalla los resultados de los parámetros morfométricos de la
microcuenca del río Chamachán, mismos que fueron obtenidos mediante el uso
de ArcGis 10.2.
TABLA 4.3 PARÁMETROS MORFOMÉTRICOS DE LA MICROCUENCA DEL
RÍO CHAMACHÁN (2015)
Descripción
Unidad
Valor
Área
ha
5130,51
Perímetro
km
43,19
Coeficiente de compacidad, Kc
1,68
Factor de forma, Kf
0,38
Cotas
Cota máxima
msnm
3800
Cota mínima
msnm
1880
Centroide (WGS 1984 UTM Zona 17S)
X centroide
km
835,59
Y centroide
km
10033,27
Z centroide
m.s.n.m.
3078,55
TABLA 4.3 CONTINUACIÓN
Altitud
Altitud media
m.s.n.m.
3078,55
Altitud más frecuente
m.s.n.m.
3571,16
Altitud de frecuencia media
m.s.n.m.
3214,35
Pendiente
Pendiente promedio de la cuenca*
%
42,60
De la Red Hídrica
Longitud del cauce principal
Km
11,68
Orden de la red hídrica
2
Longitud de la red hídrica
Km
0,00
Pendiente promedio de la red hídrica
%
3,45
Parámetros generados
Tiempo de concentración
horas
1,07
Pendiente del cauce principal
m/km
164,43
* El mapa de curvas de nivel y de pendientes de la microcuenca del río Chamachán se
muestra en el Anexo 9A y 9B, respectivamente.
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
66
De los resultados mostrados en la tabla se pudo determinar:
La microcuenca del río Chamachán posee una extensión de 5130,51 ha. Según la
clasificación usada en el Centro Interamericano de Desarrollo Integral de Aguas y
Suelos del Ecuador la superficie que posee esta zona de estudio se clasifica
como microcuenca.
El índice de forma y el coeficiente de compacidad indican que se trata de una
microcuenca alargada con bajo peligro de crecidas. La pendiente media de la
microcuenca (42,6%) es escarpada (FAO, 2009), característica de las regiones
montañosas de la Cordillera Oriental de los Andes. Este resultado indica que la
microcuenca del río Chamachán posee un bajo peligro de crecidas, además de
resaltar la presencia de la caída de agua de 120 metros, como se puede
evidenciar en los mapas de curvas de nivel y de pendientes que se muestran en
los Anexos 9A y 9B, respectivamente. Las fuertes pendientes además evitan que
los diferentes contaminantes del suelo (pesticidas) lleguen al río ya que estos
quedan retenidos en las diferentes capas del suelo. Cabe mencionar que el
acceso mismo, tanto a la comunidad como a ciertas zonas del río se torna
complicado por estas características e incluso ciertos lugares son inaccesibles.
El río Chamachán, según la clasificación de Horton (1945) tiene un número de
orden 2, lo que quiere decir que existen muy pocos efluentes que lo alimentan.
Además, según el tiempo de concentración, a una gota de agua le toma 1 hora 42
minutos viajar desde el punto hidrológicamente más alejado hasta en punto de
salida de la microcuenca o punto de desagüe y es el momento a partir del cual el
caudal de escorrentía es constante.
4.2.1 Curva hipsométrica
La curva hipsométrica (Figura 4.9) refleja que alrededor del 68% de la superficie
de la microcuenca está por encima de los 3.000 m.s.n.m., es decir, esta área
pertenece a Bosque siempreverde montano alto; de este el 41% es páramo
(sobre los 3.350 m.s.n.m.) que a su vez representa más del 30% de la superficie
67
total de la microcuenca. El 32% restante pertenece a bosque de neblina montano.
Los datos para la construcción de esta curva se muestran en el Anexo 4.
FIGURA 4.9 CURVA HIPSOMÉTRICA DE LA MICROCUENCA DEL RÍO
CHAMACHÁN
4000
Altura (m.s.n.m.)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Área acumulada (%)
80
90
100
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.2.2 Caracterización climática
La zona de estudio presenta sus máximos lluviosos en los meses de febrero, abril
y diciembre, mientras que los meses secos se presentan entre los meses de junio
y septiembre; tal como se muestra en la Figura 4.10. Estos resultados coinciden
con la información bibliográfica establecida en la descripción del área de estudio.
FIGURA 4.10 VARIACIÓN DE LA PRECIPITACIÓN MENSUAL EN MARIANO
ACOSTA (2004 – 2014)
350,0
300,0
250,0
200,0
150,0
100,0
50,0
0,0
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
Media
Máxima
Mínima
68
4.2.3 Cálculo de caudales
La Tabla 4.4 presenta los resultados de los caudales obtenidos en cada punto de
muestreo, según la época en la que fueron medidos. La diferencia de los caudales
medidos en cada punto está definida básicamente por la diferencia del régimen de
precipitaciones, que depende de la época del año. En el punto 3 se debe tomar en
cuenta que es donde se produce la descarga de aguas residuales y 15 metros
aguas abajo se tiene una obra de captación de agua para riego del cantón
Pimampiro.
TABLA 4.4 CAUDALES POR PUNTO DE MUESTREO
Época lluviosa (Mayo)
Caudal
(m3·s-1)
Época seca (Octubre)
Punto 1
Punto 2
Punto 3
Punto 4
Punto 1
Punto 2
Punto 3
Punto 4
0,58
1,25
0,9
0,8
0,35
0,6
0,68
0,8
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3 RESULTADOS
DEL
ANÁLISIS
FÍSICO,
QUÍMICO
Y
BIOLÓGICO
4.3.1 Análisis de las muestras de agua
La Tabla 4.5 presenta un resumen de los resultados obtenidos del análisis de los
parámetros físicos, químicos y biológicos del río Chamachán en la época seca
(octubre), mismos que fueron utilizados para el cálculo del ICA.
En el Anexo 5 se presentan los reportes del laboratorio donde se realizaron los
análisis de las muestras de agua.
69
A continuación, se realiza un análisis de los resultados obtenidos en cada
parámetro y en los casos que aplique se hace una comparación con la normativa
ambiental vigente, pertinente para este caso de estudio.
TABLA 4.5 RESULTADOS DEL ANÁLISIS LOS PARÁMETROS FÍSICOS,
QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS DEL RÍO CHAMACHÁN
Tipo de
parámetro
Físicos
Parámetro
Temperatura
Turbidez
Sólidos disueltos
Sólidos
suspendidos
Sólidos volátiles
Sólidos
sedimentables
Conductividad
eléctrica
pH
Unidad
Muestras
M-02
M-03
6
10
5,39
7,1
99
106
ºC
NTU
mg·l-1
M-01
8
3,06
131
mg·l-1
9
11
8
8
<20
<20
<20
<20
<2
<2
<2
<2
63,2
51,3
58,7
57,6
7,48
7,32
7,67
8,46
67
51
56
281
8,11
<5
<8
<0,01
7,87
<5
<8
<0,01
5,63
<5
13
<0,01
7,2
<5
<8
<0,01
<0,17
<0,17
<0,17
0,17
<1
0,2
<1
0,3
3
0,6
1
0,3
170
49
1,1×107
49
-1
mg·l
-1
ml·l
Us·cm
-1
---mg·l-1
Alcalinidad Total
CaCO3
Oxígeno disuelto ppm
DBO5
mg·l-1
Químicos DQO
mg·l-1
Nitritos
mg·l-1
Nitrógeno
de
mg·l-1
amonio
Nitrógeno total
mg·l-1
Fosfatos
mg·l-1
Coliformes
NMP/
Biológicos
fecales
100ml
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
M-04
16
2
339
4.3.1.1 Parámetros físicos
4.3.1.1.1 Temperatura
La variación de la temperatura (Tabla 4.6) en los puntos de muestreo se debe
principalmente a la intensidad de radiación solar que depende de la hora del día,
así como también de la diferencia de altitud. Es por eso que a medida que
70
avanzamos aguas abajo por punto de muestreo y pasan las horas del día
tenemos temperaturas más altas.
TABLA 4.6 VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA EN LOS PUNTOS DE
MUESTREO
Punto Altura (m.s.n.m.) Hora
Temperatura (°C)
1
2987
9H00
8
2
2969
9H50
6
3
2897
11H00 10
4
1996
12H25 16
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3.1.1.2 Turbidez
El rango de lecturas de turbidez en los puntos de muestreo oscila entre 2 – 7,1
NTU y está determinado por la cantidad de material particulado en suspensión en
el agua debido tanto a actividades antropogénicas como procesos erosivos de la
microcuenca.
El punto 3 tiene mayor turbidez por ser un punto de descarga de aguas
residuales. La turbidez registrada en el punto 2 puede deberse a procesos
erosivos del medio circundante ya que en esta zona existe poca vegetación
debido a actividades de desbroce, tala y agropecuarias. Sin embargo, los valores
de turbidez registrados en todos los puntos de muestreo son bajos y eso se
comprobó visualmente ya que el agua es prácticamente cristalina, a excepción del
punto 3 donde se observó un cierto grado de opacidad.
Al comparar estos resultados con la tabla 1 del anexo 1 del Acuerdo Ministerial
097, que reforma los anexos del libro VI del Texto Unificado de Legislación
Secundaria (TULSMA), referente a los criterios de calidad de fuentes de agua
para consumo humano y doméstico se tiene que los valores obtenidos se
encuentran por debajo del límite máximo permisible (LMP) para este parámetro
71
(100 NTU). La Figura 4.11 muestra la variación de la turbidez en los puntos de
muestreo y la comparación con la normativa ambiental pertinente.
FIGURA 4.11 VARIACIÓN DE TURBIDEZ EN LOS PUNTOS DE MUESTREO
Turbidez (NTU)
120
100
80
Normativa para
fuentes de agua
60
40
Turbidez
20
3,06
M-01
0
7,1
5,39
M-02
M-03
Muestra
2
M-04
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3.1.1.3 Sólidos disueltos
El rango de la concentración de sólidos disueltos (Figura 4.12) en los puntos de
muestreo oscila entre 99 – 339 mg·l-1 y refleja la cantidad de iones en el agua. El
promedio de sólidos disueltos totales para los ríos de todo el mundo ha sido
estimado en alrededor de 120 mg·l-1 (Livingston, 1963) por lo que se puede
considerar que el contenido de sólidos de la microcuenca en estudio está cerca
del promedio, sin embargo, el punto 4 registra el mayor valor en este parámetro
debido a que el medio circundante ha sido afectado por importantes procesos
erosivos y al contacto directo con rocas (minerales) y sustancias orgánicas.
Concentración de
sólidos disueltos (mg/l)
FIGURA 4.12 VARIACIÓN DE SÓLIDOS DISUELTOS EN LOS PUNTOS DE
MUESTREO
400
350
300
250
200
150
100
50
0
339
131
M-01
Elaborado por: Clavijo A., Granja K
99
106
M-02
M-03
Muestra
M-04
72
4.3.1.1.4 Sólidos suspendidos
El rango la cantidad de sólidos suspendidos en los puntos de muestreo va desde
los 8 – 11 mg·l-1 y representa la cantidad de materia orgánica en el agua. La
Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA, por sus siglas
en inglés) sugiere un máximo de 500 mg·l-1 en agua potable.
La Figura 4.13 muestra que la cantidad de sólidos suspendidos en todos los
puntos de muestreo está muy por debajo de este límite sugerido.
Concentración de
sólidos suspendidos
(mg/l)
FIGURA 4.13 VARIACIÓN DE LOS SÓLIDOS SUSPENDIDOS EN LOS
PUNTOS DE MUESTREO
11
12
9
10
8
8
8
6
4
2
0
M-01
M-02
M-03
Muestra
M-04
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3.1.1.5 Conductividad Eléctrica
La conductividad eléctrica en los diferentes puntos de muestreo varía entre los
51,3 y los 62,3 se debe a la presencia de sustancias inorgánicas disueltas en el
agua como los iones ‫ ି ݈ܥ‬, ܱܰଷ ି , ܱܵସ ଶି y ܱܲସ ଷି y los cationes ܰܽ ା , ‫ܽܥ‬ଶା , ‫݃ܯ‬ଶା ,
‫ ݁ܨ‬ଷା y ‫ ݈ܣ‬ଷା . La variación de este parámetro en los puntos de muestreo se debe
también a la temperatura del agua al momento de la medición y está relacionado
con el contenido de sólidos disueltos. Se observa en la Tabla 4.7 como con el
aumento de la temperatura del agua en los diferentes puntos de muestreo la
conductividad eléctrica disminuye a pesar de que el contenido de sólidos disueltos
en ciertos puntos es mayor lo que supone una mayor influencia de la temperatura
sobre la conductividad que el contenido de sólidos disueltos.
73
TABLA 4.7 VARIACIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN LOS
PUNTOS DE MUESTREO
Temperatura Sólido disueltos Conductividad
Punto Altura Hora
(°C)
(mg·l-1)
eléctrica (µS·cm-1)
1
2987
9H00
8
131
63,2
2
2969
9H50
6
99
51,3
3
2897
11H00
10
106
58,7
4
1996
12H25
16
339
57,6
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3.1.2 Parámetros químicos
4.3.1.2.1 Potencial hidrógeno
El rango de pH (Tabla 4.8) obtenido en los puntos de muestreo va de 7,32 a 8,46,
mismo que se encuentra en el rango adecuado (Figura 2.2) para permitir la
actividad biológica y por ende, la vida acuática. Además está dentro de los límites
estipulados en las Tablas 1, 2 y 3 del anexo 1 del Acuerdo Ministerial 097, que
reforma los anexos del libro VI del Texto Unificado de Legislación Secundaria
(TULSMA), referente a los criterios de calidad de fuentes de agua para consumo
humano y doméstico, a los criterios de calidad admisibles para la preservación de
la vida acuática y silvestre en aguas dulces, marinas y de estuarios y a los
criterios de calidad de aguas para riego agrícola, respectivamente.
TABLA 4.8 VARIACIÓN DEL PH EN LOS PUNTOS DE MUESTREO
Punto pH
LMP
1
7,48
2
7,32
3
7,67
4
8,46
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
6-9
74
4.3.1.2.2 Alcalinidad
La diferencia de la alcalinidad (Figura 4.14) en los puntos de muestreo se debe,
principalmente, a la cantidad de bicarbonatos y carbonatos en el agua. El punto 4
registra el mayor valor en este parámetro debido a que el medio circundante se
encuentra en contacto directo con gran cantidad de rocas (minerales).
FIGURA 4.14 VARIACIÓN DE LA ALCALINIDAD EN LOS PUNTOS DE
MUESTREO
281
Alcalinidad total
(mgCaCO3/l)
300
250
200
150
100
67
51
56
50
0
M-01
M-02
M-03
Muestra
M-04
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3.1.2.3 Oxígeno disuelto (OD)
La variación de la concentración de oxígeno disuelto (Tabla 4.9) se debe,
principalmente, a los procesos de respiración y fotosíntesis, de descomposición
de materia orgánica y a la oxigenación natural debido al movimiento del agua a lo
largo del cauce.
El menor valor registrado en este parámetro es el correspondiente al punto 3
debido al alto consumo de oxígeno para la degradación de la materia orgánica
proveniente de la descarga de aguas residuales; sin embargo, para el punto 4 se
obtuvo nuevamente un valor similar al de los otros puntos debido al recorrido del
cauce y a la caída de agua de 120 metros que da paso a una adecuada
autodepuración del río.
75
Las lecturas de los puntos 1, 2 y 4 están dentro de los límites estipulados en la
Tabla 2 del anexo 1 del Acuerdo Ministerial 097, que reforma los anexos del libro
VI del Texto Unificado de Legislación Secundaria (TULSMA), referentes a los
criterios de calidad admisibles para la preservación de la vida acuática y silvestre
en aguas dulces, marinas y de estuarios (No menor al (80% del oxígeno de
saturación). Sin embargo, el punto 3 tiene un porcentaje de saturación menor al
estipulado en esta norma (70%) aunque aún en estas condiciones permite el
desarrollo de la vida acuática (Goyenola, 2007). Los resultados de todos los
puntos satisfacen el valor estipulado como mínimo en la Tabla 3 del mismo anexo,
referente a los criterios de calidad de aguas para riego agrícola (3 mg·l-1).
TABLA 4.9 VARIACIÓN DEL OXÍGENO DISUELTO EN LOS PUNTOS DE
MUESTREO
Temperatura Oxígeno disuelto
Porcentaje de
Punto Altura
(°C)
(mg·l-1)
saturación de OD (%)
1
2987
8
8,11
100
2
2969
6
7,87
92
3
2897
10
5,63
70
4
1996
16
7,2
83
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3.1.2.4 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5)
Los resultados obtenidos de este parámetro en todos los puntos de muestreo son
menores a 5 mg·l-1, lo que indica que la cantidad de materia orgánica
biodegradable es similar en dichos puntos. Cabe mencionar que la DBO nos da
información de la cantidad de materia orgánica biodegradable presente en una
muestra, sin aportar información sobre la naturaleza de la misma. Estos valores
bajos de DBO no son indicativo de un bajo nivel de contaminación orgánica dado
que existen sustancias difícilmente biodegradables (sustancias refractarias) o que
incluso pueden inhibir el proceso biológico (tóxicos).
76
Estos resultados se encuentran dentro de los límites estipulados en la Tabla 2 del
anexo 1 del Acuerdo Ministerial 097, que reforma los anexos del libro VI del Texto
Unificado de Legislación Secundaria (TULSMA), referente a los criterios de
calidad admisibles para la preservación de la vida acuática y silvestre en aguas
dulces, marinas y de estuarios (20 mg·l-1). Sin embargo, no cumple para los
límites estipulados en la Tabla 1 de la misma normativa, referente a los criterios
de calidad de fuentes de agua para consumo humano y doméstico (2 mg·l-1). Esta
comparación se observa en la Figura 4.15.
FIGURA 4.15 VARIACIÓN DE LA DBO5 EN LOS PUNTOS DE MUESTREO
DBO (mg/l)
25
20
DBO5
15
10
Normativa para
fuentes de agua
5
5
5
5
5
0
M-01
M-02 M-03
Muestra
Normativa para
preservación
M-04
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3.1.2.5 Demanda Química de Oxígeno (DQO)
Los resultados de la medición de este parámetro son los mismos en todos los
puntos, a excepción del punto 3, donde existe mayor DQO debido a la gran
cantidad de material oxidable químicamente proveniente de la descarga de aguas
residuales. Para el punto 4 nuevamente se tiene un valor bajo de DQO, que
refleja nuevamente la gran capacidad de autodepuración del río.
Estos resultados se encuentran dentro de los límites estipulados en la Tabla 2 del
anexo 1 del Acuerdo Ministerial 097, que reforma los anexos del libro VI del Texto
Unificado de Legislación Secundaria (TULSMA), referente a los criterios de
calidad admisibles para la preservación de la vida acuática y silvestre en aguas
dulces, marinas y de estuarios (40 mg·l-1). Sin embargo no cumple para los límites
estipulados en la Tabla 1 de la misma normativa, referente a los criterios de
77
calidad de fuentes de agua para consumo humano y doméstico (4 mg·l-1). Esta
comparación se observa en la Figura 4.16.
FIGURA 4.16 VARIACIÓN DE LA DQO EN LOS PUNTOS DE MUESTREO
DQO (mg/l)
50
40
DQO
30
20
Normativa para
preservación
10
8
8
13
8
0
M-01
M-02 M-03
Muestra
Normativa para
fuentes de agua
M-04
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3.1.2.6 Nitrógeno total
Las concentraciones de nitrógeno total en los puntos 1, 2 y 4 son de 1 mg·l-1
mientras que en el punto 3 es de 3 mg·l-1. En este último punto existe mayor
cantidad de nitrógeno total debido a la descarga de aguas residuales que aporta
principalmente con nitrógeno orgánico y amoniacal.
Los resultados obtenidos del análisis de nitrógeno amoniacal y de nitritos, en
todos los puntos de muestreo, son menores a 0,17 y a 0,01 mg·l-1,
respectivamente. La cantidad de nitritos presente es aceptable (menor a 0.1 mg·l1
) y no representa un peligro para la salud humana y la vida acuática. Además
estos resultados cumplen con lo estipulado en las tablas 1 y 2 del anexo 1 del
Acuerdo Ministerial 097, que reforma los anexos del libro VI del Texto Unificado
de Legislación Secundaria (TULSMA), referentes a los criterios de calidad de
fuentes de agua para consumo humano y doméstico (0.2 mg·l-1) y a los criterios
de calidad admisibles para la preservación de la vida acuática y silvestre en aguas
dulces, marinas y de estuarios (0.2 mg·l-1), respectivamente.
78
4.3.1.2.7 Fosfatos
El rango del contenido de fosfatos en los diferentes puntos de muestreo oscila
entre los 0,2 – 0,6 mg·l-1 (Figura 4.17) y se debe a la presencia de nutrientes el
cuerpo de agua. El punto 3 presenta el mayor contenido de fosfatos debido a la
descarga de aguas residuales que aportan con detergentes y fertilizantes;
además es aquí donde se observó un mayor crecimiento de plantas acuáticas y
algas ya que ellas incorporan el fósforo a su estructura para acelerar su
crecimiento.
Fosfatos (mg/l)
FIGURA 4.17 VARIACIÓN DEL CONTENIDO DE FOSFATOS EN LOS PUNTOS
DE MUESTREO
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0,6
0,3
0,3
0,2
M-01
M-02
M-03
Muestra
M-04
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3.1.3 Parámetros biológicos
4.3.1.3.1 Coliformes fecales
Se obtuvo un bajo contenido de coliformes fecales en todos los puntos de
muestreo excepto en el punto 3, donde el contenido de coliformes fecales se
dispara con relación a los otros puntos de muestro debido a la descarga de aguas
residuales. Sin embargo, para el punto 4 se tiene otra vez un valor bajo y similar
al contenido de coliformes al punto anterior a la descarga de aguas residuales, lo
que supone una gran capacidad del río de autodepurarse a lo largo de su cauce.
La Figura 4.18 muestra la variación del contenido de coliformes fecales en cada
punto de muestreo del río Chamachán.
79
Los resultados de los puntos 1, 2 y 4 cumplen con los límites estipulados en las
Tablas 1 y 3 del anexo 1 del Acuerdo Ministerial 097, que reforma los anexos del
libro VI del Texto Unificado de Legislación Secundaria (TULSMA), referente a los
criterios de calidad de fuentes de agua para consumo humano y doméstico
(1000NMP/100ml) y a los criterios de calidad de aguas para riego agrícola
(1000NMP/100ml), respectivamente.
Coliformes fecales
(NMP/100ml)
FIGURA 4.18 VARIACIÓN DEL CONTENIDO DE COLIFORMES FECALES EN
LOS PUNTOS DE MUESTREO
11000000
12000000
10000000
8000000
6000000
4000000
2000000
170
49
49
0
M-01
M-02
M-03
Muestra
M-04
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3.1.4 Índice de calidad del agua (ICA)
Los resultados del ICA por punto de muestreo se presentan en la Tabla 4.10. En
todos los puntos los resultados obtenidos, según la clasificación de Brown (Tabla
2.2) pertenecen a la categoría de agua de calidad regular, representada por el
color amarillo, es decir, su calidad es aceptable para usos agrícolas y piscícolas
que de hecho, son los principales usos que se le da al recurso. Sin embargo, si
esta agua quisiera ser utilizada para fines de consumo humano requeriría de un
tratamiento de potabilización ya que, para este fin, se encuentra levemente
contaminada. Estos resultados puede deberse a condiciones similares de
contaminación moderada en todos los puntos de muestreo. Sin embargo, como se
ha mencionado anteriormente, en el punto 3 se obtuvo resultados muy diferentes
debido a que este punto es donde se produce la descarga de aguas residuales
que supone mayores índices de contaminación.
100
100
100
106,75
48,03
68,73
40,68
84,10
71,74
15,78
Sólidos disueltos
Sólidos suspendidos
Conductividad eléctrica
pH
Alcalinidad Total
Oxígeno disuelto
DBO5
Nitrógeno de amonio
Fosfatos
Coliformes fecales
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
88,50
M-01
Turbidez
Parámetro
22,08
59,53
84,10
40,68
62,96
50,53
118,92
100
100
100
80,02
M-02
TABLA 4.10 ICA POR PUNTO DE MUESTRO
0,79
43,28
84,10
40,68
49,82
49,66
93,91
100
100
100
76,19
M-03
Ii
1470,86
61,29
24
ICA
Sumatorio
63,11
143,47
168,21
203,39
343,64
48,03
106,75
200
100
50
44,25
4
2
2
5
5
1
1
2
1
0,5
0,5
M-01
22,08
59,53
84,10
40,68
72,73
36,79
55,11
100
100
100
95,46
M-04
Wi
60,55
1453,23
88,31
119,06
168,21
203,39
314,80
50,53
118,92
200
100
50
40,01
M-02
3,17
86,56
168,21
203,39
249,12
49,66
93,91
200
100
50
38,10
M-03
51,75
1242,10
Ii*Wi
59,68
1432,23
88,31
119,06
168,21
203,39
363,64
36,79
55,11
200
100
50
47,73
M-04
80
81
4.3.2 Análisis de macroinvertebrados
Durante la recolección que se realizó en la época lluviosa a lo largo del cauce del
río Chamachán se capturó en total 269 macroinvertebrados, distribuidos en 9
órdenes, 16 familias y 20 géneros. De la recolección realizada en la época seca
se obtuvo 179 macroinvertebrados, distribuidos en 7 órdenes y 12 familias. Las
Tablas 4.11 y 4.12 muestran la identificación hasta el taxón género de los
macroinvertebrados recolectados en cada punto de muestreo en la época seca y
lluviosa, respectivamente. El Anexo 6 muestra las fichas descriptivas de los
macroinvertebrados en el río Chamachán.
TABLA 4.11 MACROINVERTEBRADOS RECOLECTADOS
CHAMACHÁN EN LA ÉPOCA SECA (2015)
Punto de
Orden
Familia
Género
muestreo
Diptera
Trichoptera
Punto 1
EN EL RÍO
Simuliidae
Simulium sp
12
Blepharoceridae
Limonicola sp
1
Leptoceridae
Oecetis avara
1
Odontoceridae
Marilia sp
7
Leptoceridae
Atanotolica sp
5
Hydrobiosidae
Atopsyche
1
Leptoceridae
Nectopsyche
1
1
Amphipoda
Coleoptera
Hyalellidae
Hyalella sp
30
Scirtidae
Elodes sp.
5
2
Ortoptera
1
(saltamontes)
Haplotaxida
Ephemeroptera
Punto 2
# Sp
Diptera
Tubificidae
7
1
Baetidae
Baetis sp
1
Simuliidae
Simulium sp
12
Blepharoceridae
Limonicola sp
5
82
TABLA 4.10 CONTINUACIÓN
Diptera
Haplotaxida
Blepharoceridae
Tubificidae
Ephemeroptera Baetidae
Trichoptera
Coleoptera
Punto 3
2
Baetodes sp
3
Hydrobiosidae
Atopsyche
1
Odontoceridae
Marilia
2
Leptoceridae
Atanotolica sp 1
1
Scirtidae
Elodes sp
1
Amphipoda
Hyalellidae
Hyalella sp
3
Diptera
Blepharoceridae
Limonicola sp
1
Baetidae
Baetis sp
1
Baetidae
Baetodes sp
3
Trichoptera
Odontoceridae
Marilia sp
1
Plecoptera
Perlidae
Ephemeroptera
Ephemeroptera
Punto 4
Paltostoma sp 4
Coleoptera
Trichoptera
Apacroneuria
sp
2
Baetidae
Baetodes sp
Leptophlebiidae
Thraulodes sp 9
Chrysomelidae
Donacia sp
1
Elmidae
Heterelmis sp
2
Glossosomatidae Mortoniella sp
1
Leptoceridae
Triplectides
1
Odontoceridae
Marilia sp
1
Leptoceridae
Oecetis avara
5
Leptoceridae
Nectopsyche
5
36
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
TABLA 4.12 MACROINVERTEBRADOS RECOLECTADOS EN EL RÍO
CHAMACHÁN EN LA ÉPOCA LLUVIOSA (2015)
Punto de
#
Orden
Familia
Género
muestreo
SP
Moribaetis sp
2
Baetidae
Baetodes sp
Punto 1 Ephemeroptera
11
Oligoneuriidae
Lachlania sp
1
83
TABLA 4.11 CONTINUACIÓN
Oecetis avara sp
2
Atanatólica sp.
5
Odontoceridae
Marilia
1
Amphipoda
Hyalellidae
Hyalella sp
9
Diptera
Tipulidae (larva)
Tricladida
Planariidae
Trichoptera
Leptoceridae
Ephemeroptera Baetidae
Punto 2
15
Baetis sp
10
Moribaetis sp
41
Baetodes sp
55
Philopotamidae
Chimarra
1
Amphipoda
Hyalellidae
Hyalella sp
4
Blepharoceridae Limonicola sp3
15
Simullidae
Simulidum sp
18
Baetis sp
30
Moribaetis sp
1
Baetodes sp
1
Wormaldia
2
Ephemeroptera Baetidae
Trichoptera
Philopotamidae
Diptera
Blepharoceridae Limonicola sp1
4
Tricladida
Planariidae
Dugesia
2
Leptophlebiidae
Thraulodes sp
15
Baetis sp
1
Moribaetis sp
1
Ephemeroptera
Punto 4
Dugesia
Trichoptera
Diptera
Punto 3
1
Baetidae
Megaloptera
Corydalidae
Corydalus sp
3
Plecoptera
Perlidae
Apacroneuria sp
3
Physidae
Physa
10
Aeshnidae
Aeshna cerca sp
3
Basommatopho
ra
Odonata
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
Libellulidae
Sympetrum
illotum
2
84
En la época lluviosa se identificó 9 órdenes, en el que predomina el orden
Ephemeroptera (63%), del que se recolectaron 169 organismos, seguido del
orden Diptera (14%). Para la época seca se identificaron 7 órdenes de
macroinvertebrados en el que predomina el orden Ephemeroptera (30%) con 54
macroinvertebrados, seguido del orden Diptera (19%) y Trichoptera (19%). La
Figura 4.19 muestra los órdenes de los macroinvertebrados encontrados en el río
Chamachán en la época seca y lluviosa.
FIGURA 4.19 ÓRDENES DE MACROINVERTEBRADOS ENCONTRADOS EN
EL RÍO CHAMACHÁN (2015)
Época lluviosa
Época seca
70,00%
60,00%
50,00%
40,00%
30,00%
20,00%
10,00%
0,00%
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
El Anexo 7 muestra una comparación del número de organismos recolectados
distribuidos por familia. En la época lluviosa se recolectó mayor número de
organismos que en la época seca siendo en ambas épocas la mejor representada
la familia Baetidae, del orden Ephemeroptera. Según Roldán (1996) estos son
indicadores de buena calidad del agua debido a su baja tolerancia a la
contaminación
aunque
ciertas familias
pueden
resistir
cierto
grado
de
contaminación. Se observa además que en la época lluviosa se encontró
organismos de las familias Aeschinidae, Libellulidae, Philopotamidae, Tipulidae,
Corydalidae, Planariidae y Phisidae, mismas que no se observaron durante el
muestreo realizado en la época seca.
85
A lo largo de este estudio se logró determinar que a pesar de existir familias
indicadores de buena calidad y muy poco tolerantes a la contaminación, son muy
escasas en cuanto al número de individuos, mientras que los macroinvertebrados
más resistentes a la contaminación son los más abundantes.
En la época seca, las familias Baetidae y Odontoceridae se encontraron en todos
los puntos de muestreo, lo que indica que pese a la diferencia de condiciones
físico-químicas en los diferentes puntos estas no son sensibles a estos cambios
por lo que, para este estudio, no se consideran como indicadores de calidad
biológica.
4.3.2.1 Macroinvertebrados del punto 1
En la primera estación de muestreo se encontraron 47 macroinvertebrados
durante la recolección realizada en la época lluviosa. Estos se encuentran
distribuidos en 5 órdenes, Ephemeroptera (30%), Trichoptera (17%), Diptera (2%),
Tricladida (32%) y Amphipoda (19%); y se identificaron 7 familias. En la época
seca se encontraron 75 macroinvertebrados distribuidos en 6 órdenes:
Ephemeroptera (3%), Trichoptera (21%), Diptera (17%), Coleoptera (9%),
Amphipoda (40%) y Haplotaxida (7%); y se identificaron 10 familias. La Figura
4.20 muestra las familias de macroinvertebrados identificados por familias en este
punto.
En este punto durante la época lluviosa se recolectó 11 macroinvertebrados del
género Baetodes sp., (Figura 4.21). Este organismo es indicador de aguas
limpias, sin embargo puede tolerar concentraciones bajas de contaminación
orgánica. Además en los sedimentos se encontró 15 organismos del género
Dugesia sp. (Figura 4.22), estos organismo generalmente viven en aguas bien
oxigenadas. Mientras que durante la época seca se recolectó 24 organismos del
género Hyallela sp, estos organismos viven en aguas correntosas y están
generalmente asociadas a materia orgánica en descomposición.
86
FIGURA 4.20 MACROINVERTEBRADOS IDENTIFICADOS POR FAMILIAS EN
EL PUNTO 1 (2015)
Época lluviosa
Época seca
45%
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
FIGURA 4.21 VISTA DORSAL DE UNA LARVA DE BAETODES Sp.
Foto: Clavijo A., Granja K.
FIGURA 4.22 VISTA SUPERIOR DE UNA DUGESIA Sp.
Foto: Clavijo A., Granja K.
87
4.3.2.2 Macroinvertebrados del punto 2
En el segundo punto de muestreo se recolectó 144 macroinvertebrados en la
época lluviosa y 35 en la época seca. En la época lluviosa se identificó los
órdenes Ephemeroptera, Trichoptera, Diptera, y Amphipoda. En la época seca, en
adición a estos órdenes, se identificó 2 organismos que pertenecen al orden
Coleoptera y 2 al orden Haplotaxida. Además se identificó 5 y 9 familias durante la
época lluviosa y seca, respectivamente. La Figura 4.23 muestra que la familia
Baetidae es la mejor representada durante la época lluviosa, mientras que en la
época seca la familia Simullidae registró mayor número de individuos.
FIGURA 4.23 MACROINVERTEBRADOS IDENTIFICADOS POR FAMILIAS EN
EL PUNTO 2 (2015)
Época lluviosa
Época seca
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
En la Figura 4.24 se puede observar un organismo del género Simulium sp.; en
este punto se encontró 12 y 18 organismos durante la época seca y lluviosa,
respectivamente.
88
FIGURA 4.24 VISTA LATERAL DE SIMULIUM Sp.
Foto: Clavijo A., Granja K
4.3.2.3 Macroinvertebrados del punto 3
En este punto se encontró 40 macroinvertebrados durante la recolección realizada
en la época lluviosa, distribuidos en 4 órdenes: Ephemeroptera, Trichoptera,
Diptera, y Tricladida; y se identificó 4 familias. En la época seca se encontró 6
macroinvertebrados distribuidos en 3 órdenes: Ephemeroptera, Trichoptera y
Diptera; y se identificó 3 familias. La Figura 4.25 muestra los porcentajes por
familia encontrados durante el muestreo realizado en la época lluviosa y seca.
En el punto 3 fue donde se encontró menor número de familias, lo cual indica que
este punto se encuentra influenciado por factores externos ya que una comunidad
natural se caracteriza por presentar una gran diversidad de especies, sin importar
el número de individuos por especie (Roldán, 2003). También se pudo determinar
que las familias Baetidae, Odontoceridae y Blepharoceridae, encontradas en este
punto, son más resistentes a bajos niveles de oxígeno disuelto y alto contenido de
coliformes fecales.
En la Figura 4.26 se observa un organismo perteneciente al orden Trichoptera del
género Wormaldia, este es indicador de aguas oligotróficas y es poco común
encontrarlos.
89
FIGURA 4.25 MACROINVERTEBRADOS IDENTIFICADOS POR FAMILIAS EN
EL PUNTO 3 (2015)
Época lluviosa
Época seca
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
FIGURA 4.26 VISTA LATERAL DE UNA LARVA DE WORMALDIA Sp.
Foto: Clavijo A., Granja K.
4.3.2.4 Macroinvertebrados del punto 4
En este punto se recolectó 38 macroinvertebrados en el muestreo realizado en la
época lluviosa y 63 en la época seca. En la época lluviosa se identificó especies
distribuidas en los órdenes Ephemeroptera, Odonata, Plecoptera, Neuroptera y
Basommatophora. En la época seca se identificaron organismos de los órdenes
Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera y Coleoptera. Además se identificó 7 y 6
familias en la época lluviosa y seca, respectivamente.
La Figura 4.27 muestra que la familia Leptophlebiidae es la mejor representada
durante la época lluviosa, mientras que en la época seca la familia Baetidae
registró mayor número de individuos.
90
En la época lluviosa se recolectaron 15 organismos del género Thraulodes sp.
(Figura 4.28), indicador de aguas limpias.
FIGURA 4.27 MACROINVERTEBRADOS IDENTIFICADOS POR FAMILIAS EN
EL PUNTO 4 (2015)
Época lluviosa
Época seca
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
FIGURA 4.28 VISTA DORSAL DE THRAULODES Sp.
Foto: Clavijo A., Granja K.
Durante la época seca se registró el mayor número de familias identificadas con
respecto al total y a la época lluviosa, tal como se evidencia en la Tabla 4.13. Esto
indica que durante la época seca existió mayor diversidad debido ya que el caudal
y la velocidad del río disminuyen a causa de la reducción del régimen de
precipitaciones, lo que facilita a los organismos permanecer adheridos a troncos y
rocas y no ser arrastrados con la corriente.
91
En el punto 1, durante la recolección de la época seca, se obtuvo el mayor
número de familias, esto debido a que en este punto el medio circundante al río
es bosque con ligeras manchas de pasto que contribuyen con materia orgánica y
hojas en descomposición que sirve como alimento para estos organismos. La
presencia de pesticidas en un cuerpo de agua provoca que la fauna de
macroinvertebrados desaparezca (Kida & James, 1991); sin embargo, en los
puntos 3 y 4, que son los que se encuentran afectados por la agricultura, sí se
recolectaron organismos por lo que se infiere que los agroquímicos utilizados no
alcanzan el río ya que podrían ser retenidos en las diferentes capas del suelo
debido a las fuertes pendientes.
TABLA 4.13 TABLA DE COMPARACIÓN DEL NÚMERO TOTAL DE FAMILIAS
DE MACROINVERTEBRADOS IDENTIFICADOS
Época lluviosa (mayo)
Época seca (Octubre)
Número de familias identificadas
Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4
7
5
4
7
10
9
3
6
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3.2.5 Índice BMWP
El análisis del índice BMWP se realizó para cada uno de los puntos muestreados,
este valor se encuentra en un rango que va desde 23 hasta 52. El punto 3,
correspondiente a la mezcla de aguas residuales con el río Chamachán, fue el
que obtuvo el menor valor.
Las Tablas 4.14 y 4.15 muestran el puntaje asignado a las familias de
macroinvertebrados encontrados en el río Chamachán para la época seca y
lluviosa, respectivamente.
92
TABLA 4.14 PUNTAJE DE LAS FAMILIAS DE MACROINVERTEBRADOS
ACUÁTICOS PARA EL ÍNDICE BMWP EN LA ÉPOCA SECA (2015)
Punto de
muestreo
Orden
Diptera
Familia
Simuliidae
Blepharoceridae
Leptoceridae
Trichoptera
Odontoceridae
Hydrobiosidae
Punto 1
Amphipoda
Hyalellidae
Coleoptera
Scirtidae
Ortoptera (saltamontes)
Tubificidae
Ephemeroptera
Baetidae
Haplotaxida
Tubificidae
Ephemeroptera
Simuliidae
Blepharoceridae
Baetidae
Hydrobiosidae
Punto 2
Trichoptera
Odontoceridae
Leptoceridae
Punto 3
Amphipoda
Hyalellidae
Coleoptera
Scirtidae
Diptera
Blepharoceridae
Ephemeroptera
Baetidae
Trichoptera
Odontoceridae
Plecoptera
Perlidae
Ephemeroptera
Punto 4
Coleoptera
Baetidae
Leptophlebiidae
Elmidae
Chrysomelidae
Glossosomatidae
Trichoptera
Leptoceridae
Odontoceridae
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
Índice
BMWP
8
10
8
10
9
67
7
7
0
Haplotaxida
Diptera
Puntaje BMWP
1
7
1
8
10
7
9
67
10
8
7
7
10
2
22
10
10
7
9
6
4
3
8
10
57
93
TABLA 4.15 PUNTAJE DE LAS FAMILIAS DE MACROINVERTEBRADOS
ACUÁTICOS PARA EL ÍNDICE BMWP EN LA ÉPOCA LLUVIOSA (2015)
Punto de
muestreo
Orden
Familia
Baetidae
7
Oligoneuriidae
10
Leptoceridae
8
Odontoceridae
10
Amphipoda
Hyalellidae
7
Diptera
Tipulidae
3
Tricladida
Planariidae
7
Ephemeroptera
Baetidae
7
Amphipoda
Hyalellidae
7
Blepharoceridae
10
Simullidae
8
Trichoptera
Philopotamidae
9
Tricladida
Planariidae
7
Ephemeroptera
Baetidae
7
Trichoptera
Philopotamidae
9
Plecoptera
Perlidae
10
Baetidae
7
Leptophlebiidae
9
Physidae
3
Aeshnidae
6
Libellulidae
6
Corydalidae
6
Ephemeroptera
Trichoptera
Punto 1
Punto 2
Punto 3
Diptera
Ephemeroptera
Punto 4
Puntaje
BMWP
Basommatophora
Odonata
Megaloptera
Índice
BMWP
52
41
23
47
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
La Figura 4.29 muestra un análisis comparativo del índice BMWP obtenido en
cada punto de muestreo, donde las puntuaciones del índice BMWP difieren en las
dos épocas de muestreo y en cada punto, siendo siempre menor el valor del
índice BMWP en el punto 3.
94
En la época seca, los resultados del índice BMWP reflejaron calidad de agua
aceptable, es decir, que están ligeramente contaminadas; mientras que en la
época
lluviosa
los
resultados
indicaron
aguas
de
calidad
dudosa
o
moderadamente contaminada, a excepción del punto 3 en la que la calidad del
agua fue crítica en ambas épocas del año reflejando un índice de contaminación
muy alto.
A pesar de la diferencia de puntuaciones asignadas en cada punto de muestreo,
en la mayoría de casos se obtienen aguas moderadamente contaminadas de
dudosa calidad.
FIGURA 4.29 ANÁLISIS COMPARATIVO DEL ÍNDICE BMWP EN CADA
PUNTO DE MUESTREO
120
100
BMWP
ÉPOCA LLUVIOSA
Crítica
80
ÉPOCA SECA
60
Aguas muy
contaminadas (IV)
Dudosa
40
Aguas
moderadamente
contaminadas (III)
Aceptable
20
0
Punto 1
Punto 2
Punto 3
Punto 4
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
4.3.2.6 Índice de Shannon- Weaver
Para el cálculo de este índice se consideró el orden al que pertenecen los
macroinvertebrados identificados. Los datos requeridos para este cálculo se
encuentran en el Anexo 8 y los resultados obtenidos en la Tabla 4.16.
95
TABLA 4.16 ÍNDICE DE SHANNON- WEAVER EN CADA PUNTO DE
MUESTREO
Punto de
Época lluviosa
Época seca
muestreo (bits/individuo) (bits/individuo)
Punto 1
2,06
2,29
Punto 2
1,18
1,64
Punto 3
1,38
1,25
Punto4
2,18
1,18
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
De acuerdo a estos resultados, en los puntos 2 y 3 de la época lluviosa y en los
puntos 3 y 4 de la época seca las aguas están muy contaminadas, mientras que
en los puntos restantes se tiene aguas medianamente contaminadas.
4.4 RESULTADOS DEL ANÁLISIS MULTITEMPORAL DEL USO
DEL SUELO
El mapa de aptitud del suelo de la microcuenca del río Chamachán (Anexo 9C),
muestra que en la zona el uso potencial del suelo está dividido en: bosque,
cultivos, pastos y vegetación arbustiva (Tabla 4.17).
Los cultivos tradicionales de la zona son de papas, arvejas, habas, mellocos,
cebada y trigo (PDOT Mariano Acosta 2011-2031). Cabe recalcar que los cultivos
y pastos se encuentran cercanos a la comunidad de Mariano Acosta, en sectores
cuya pendiente es fuertemente inclinada (12- 25%) (FAO, 2009) y en zonas de
pendiente escarpada (25- 50%) (FAO, 2009), respectivamente.
TABLA 4.17 APTITUD DEL SUELO DE LA MICROCUENCA DEL RÍO
CHAMACHÁN (2003)
Aptitud
Altura (m.s.n.m.) Área (ha) Cobertura (%)
Vegetación
arbustiva
herbácea (Páramos)
Bosques
y
3560- 3800
650,18
12,67
1960- 3560
3576,26
69,71
96
TABLA 4.17 CONTINUACIÓN
Aptitud
Altura (m.s.n.m.) Área (ha)
Cobertura (%)
Cultivos
2840- 3440
331,01
6,45
Pastos
2520- 3120
573,06
11,17
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
A partir de la información proporcionada por el Ministerio de Agricultura,
Ganadería, Acuacultura, y Pesca (MAGAP) se realizó el análisis multitemporal de
cobertura vegetal y uso de suelo, que se muestra en la Tabla 4.18, en base a los
mapas correspondientes a los años 1982, 1990, 2002 y 2013, los que se
observan en los anexos 9D, 9E, 9F y 9G, respectivamente. El mapa de cobertura
vegetal del año 2013 es el último generado por el MAGAP a disposición del
público.
Abruptas
Bosque
Bosque
A2
A3
Bosque
A1
VII, VIII
III, IV, V,
VII, VIII
VII, VIII
cultivos
ciclo corto
y
de
Formación mixta
arbórea
Formación
arbórea
Formación
de
cultivado
30%
huertos
corto/
cultivado
ciclo
30%
pasto
bosque, mixto, 70% cultivos de
pasto
áreas
cultivos erosionadas; agropecuario
en
templada,
Cultivos de zona corto
Agrícola, cultivos de ciclo
cultivos de ciclo corto
pasto
agropecuario mixto 70%
50% vegetación arbustiva,
50% bosque intervenido -
Conservación y protección
50% vegetación arbustiva
zona 50% bosque intervenido -
Cultivos de altura
templada
cultivos
Cultivos de altura, Conservación y protección
nativo,
cultivo
tierras agrícolas
permanente,
pastizal,
agropecuario,
Mosaico
Bosque nativo
páramo
Bosque
TABLA 4.18 ANÁLISIS MULTITEMPORAL DEL SUELO DE LA MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN SEGÚN LA
PENDIENTE (1982 – 2013)
Aptitud
Clase
Pendiente Zona
Uso año 1982
Uso año 1990
Uso año 2002
Uso año 2013
del suelo agrícola
97
colinadas
Fuertes
y
escarpado
Muy fuerte,
F1
Bosque
M3
herbácea
herbácea
Páramo
mixta
y
corto, formación
formación
IV, V
arbórea
VIII
Cultivos de ciclo
VII, Formación
IV,
arbórea, páramo
VII, Formación
arbustiva y V, VIII
Vegetación
Bosque
herbácea
arbustiva y VIII
M2
M1
vegetación V,
Bosque,
TABLA 4.17 CONTINUACIÓN
-
intervenido
pasto
de
páramo
Vegetación
templada
nativo,
nativo,
en
áreas
páramo
páramo
nativo,
tierras agrícolas
de Conservación y protección Bosque
pasto cultivado
cultivos de ciclo corto/ 30% agropecuario,
Agropecuario mixto, 70% Mosaico
erosionadas
corto
agrícola, cultivos de ciclo
50% vegetación arbustiva; agropecuario
zona 50% bosque intervenido - pastizal, mosaico
Cultivos de zona
templada
cultivos
páramo
Bosque
protección Bosque
cultivado;
cultivos de ciclo corto/ 30%
Agropecuario mixto, 70%
50%
bosque
vegetación arbustiva
50%
conservación
protección
Cultivos de altura, conservación
Cultivos de altura
páramo;
Conservación y protección
98
y
Cultivos
Cultivos
O1
O2
Pastos
F3
Pastos
IV, V
V, VII
IV, VII
V
y
templada
cultivos
de
zona
Cultivos de altura,
templada
Cultivos de zona
templada
corto
templada
Cultivos de ciclo Cultivos de zona
corto
cultivos de ciclo
arbórea
Formación
mixta
corto, formación
Cultivos de ciclo
corto
Cultivos de ciclo Cultivos de zona
Coincide el uso actual del suelo con el uso potencial.
Coincide de manera parcial el uso actual y el uso potencial
No coincide el uso actual con el uso potencial del suelo
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
moderada
Ondulación
colinadas
Fuertes
F2
TABLA 4.17 CONTINUACIÓN
permanente
cultivo
semi-
agropecuario,
Pastizal, mosaico
en
protección
conservación
pasto cultivado
cultivos de ciclo corto/ 30%
Agropecuario mixto, 70%
50% vegetación arbustiva
50% bosque intervenido -
cultivado;
pasto
cultivos de ciclo corto/ 30%
semi-
pastizal
cultivo
anual,
permanente,
Cultivo
cultivo anual
agropecuario,
Pastizal, mosaico
cultivo anual
áreas agropecuario,
Agropecuario mixto, 70%
erosionadas
corto
Agrícola, cultivos de ciclo Pastizal, mosaico
pasto cultivado
cultivos de ciclo corto/ 30%
Agropecuario mixto, 70%
99
100
A continuación se presenta una breve descripción de la cobertura de suelo que se
menciona en la tabla anterior (MAGAP, 2013).
Bosque: Comunidad vegetal de por lo menos una hectárea, con árboles de 5 m
de altura y con un mínimo de 30% de cobertura del dosel o capa aérea vegetal.
Excluye las formaciones de árboles utilizadas en sistemas de producción agrícola,
por ejemplo plantaciones frutales, plantaciones de palma africana y sistemas
agroforestales. Excluye también los árboles que crecen en parques y jardines
urbanos.
Bosque nativo: Comunidad vegetal que se caracteriza por la dominancia de
árboles de diferentes especies nativas, edades y portes variados, con uno o más
estratos.
Vegetación arbustiva y herbácea: Áreas cubiertas por arbustos y vegetación
herbácea producto de un proceso biológico natural que no incluye áreas
agropecuarias.
Páramo: Vegetación tropical alto andino caracterizada por especias dominantes
no arbóreas que incluyen fragmentos de bosque nativos propios de la zona.
Tierra agropecuaria: Área bajo cultivo agrícola y pastos plantados, o que se
encuentran dentro de una rotación entre estos.
Pasto cultivado: Vegetación herbácea dominada por especies de gramíneas y
leguminosas
introducidas,
utilizadas
con
fines
pecuarios,
que
para
su
establecimiento y conservación requieren de labores de cultivo y manejo.
Cultivo anual: Comprende aquellas tierras dedicadas a cultivos agrícolas, cuyo
ciclo vegetativo es estacional, pudiendo ser cosechados una o más veces al año.
Estos cultivos comprenden generalmente cereales como cebada, quinua y trigo;
leguminosas como la arveja, haba, chocho y fréjol; raíces y tubérculos como la
papa y la oca y el melloco y la mashua.
101
Cultivo semi-permanente: Comprenden aquellas tierras dedicadas a cultivos
agrícolas cuyo ciclo vegetativo dura uno y tres años. Comprende de cultivos
frutales e industriales, entre ellos se encuentra el tomate de árbol.
Cultivo permanente: Comprende aquellas tierras dedicadas a cultivos agrícolas
cuyo ciclo vegetativo es mayor a tres años y ofrece durante este periodo varias
cosechas. Estos cultivos son generalmente frutales e industriales y oleaginosas
como el aguacate, la mora de castilla, la uvilla, el taxo, el aguacate y el limón.
Pastizal: Vegetaciones herbáceas dominadas por especies de gramíneas y
leguminosas
introducidas,
utilizadas
con
fines
pecuarios,
que
para
su
establecimiento y conservación, requieren de labores de cultivo y manejo.
Mosaico agropecuario: Conjunto de especies cultivadas que se encuentran
mezcladas entre sí y que no pueden ser individualizados; y excepcionalmente
pueden estar asociadas con vegetación natural. Está compuesto generalmente
por misceláneo de cereales, de ciclo corto, de flores, de frutas, de plantas
aromáticas y de hortalizas
La Figura 4.30 muestra el cambio en el uso del suelo de la microcuenca del río
Chamachán a lo largo de 31 años de estudio (1982 - 2013). Cabe mencionar que
este análisis se realizó considerando 4 tipos de cobertura ya que el mapa del año
2013 es el único que posee información detallada y precisa sobre la cobertura
vegetal y uso de suelo y, que se detalla en la Tabla 4.19.
La formación arbórea incluye toda la vegetación densa característica del bosque
siempreverde montano. En 20 años (1982-2002) este tipo de cobertura se ha
reducido en un 65,66 % (de 2067,17 ha a 709,92 ha) pero para el año 2013 se
recupera en un 208% (de 709,92 ha a 1478,04 ha).
La formación mixta hace referencia a zonas con vegetación predominante de
especies leñosas y arbustivas y algunos cultivos de la zona templada. De acuerdo
con el análisis multitemporal este tipo de cobertura en 20 años (1982-2002) ha
102
aumentado en 15% (de 618,86 ha a 711,83 ha) y para el año 2013 ocupa el
19,32% de la superficie de la microcuenca.
FIGURA 4.30 CAMBIO EN EL USO DEL SUELO DE LA MICROCUENCA DEL
RÍO CHAMACHÁN (1982 - 2013)
1872,47 ha
991,16 ha
2013
1478,04 ha
788,84 ha
2841,73 ha
711,83 ha
709,92 ha
867,04 ha
2002
2594,02 ha
395,99 ha
1990
1381,45 ha
759,07 ha
1718,21 ha
618,86 ha
1982
2067,17 ha
726,27 ha
0%
10%
Cultivos de ciclo corto
20%
30%
Formación mixta
40%
50%
Formación arbórea
60%
Páramo
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
TABLA 4.19 COBERTURA VEGETAL DE LA MICROCUENCA PARA EL AÑO
2013
Nivel 1
Nivel 2
Vegetación arbustiva Páramo
y herbácea
Vegetación arbustiva
Bosque
Bosque nativo
Pastizal
Cultivo anual
Cultivo permanente
Tierra agropecuaria
Cultivo semi- permanente
Mosaico agropecuario
Otras tierras agrícolas
Área
(ha)
784,02
4,82
1478,04
828,87
162,29
171,14
146,03
1473,54
81,76
Porcentaje de
cobertura (%)
15,28
0,09
28,81
16,16
3,16
3,34
2,85
28,72
1,59
Elaborado por: Clavijo A., Granja K.
Los cultivos de ciclo corto han aumentado progresivamente con el paso de los
años y, para el año 2002 cubrieron más de la mitad de la superficie de la
microcuenca (55,39%), sin embargo para el año 2013 las áreas destinadas a este
103
fin disminuye hasta llegar a ocupar el 36,5% de la superficie total de la
microcuenca.
El 17,62% (904, 07 ha) de la superficie de la microcuenca del río Chamachán es
idóneo para fines agropecuarios (cultivos de ciclo corto y formación mixta), sin
embargo, para el año 2013 el 55,82% (2863,63 ha) de la superficie de la
microcuenca es destinada a esta actividad, es decir, 1959,56 ha están siendo
destinadas a un fin diferente al que están en capacidad de soportar. El 38,2% de
la microcuenca está ocupada por cultivos que se encuentran en zonas de alta
pendiente, pedregosos y poco fértiles provocando el desgaste y erosión del suelo,
además de incrementar el riesgo de remoción de masa, deslizamientos y provocar
la contaminación del suelo por pesticidas.
Las formaciones vegetales de la microcuenca del río Chamachán son páramo,
bosque siempreverde montano alto y bosque de neblina montano; sin embargo,
esta última ha sido la más afectada por las diferentes actividades antropogénicas
hasta casi el punto de desaparecer por completo ya que a la altura a la que
debería encontrarse el bosque de neblina se encuentra la comunidad asentada y
las tierras agropecuarias. Se rescata la conservación adecuada del páramo y
parte del bosque nativo gracias a programas de conservación, recuperación y
protección implementados por el Gobierno Provincial y las diferentes autoridades
competentes dando resultados positivos pues en 10 años el área de bosque
prácticamente se ha duplicado. Cabe mencionar que para este fin, a partir del año
2001 se implementó el Sistema de pago por protección y conservación de
bosques nativos y páramos; a pesar de ello, la presión por el avance de la
frontera agrícola sigue siendo un problema latente por ser el principal medio de
subsistencia, como se evidenció en las encuestas realizadas a la comunidad.
104
4.5 RESULTADOS DEL ANÁLISIS SOCIOECONÓMICO
El análisis de las encuestas permitió conocer el estado actual de la población en
aspectos como: educación, actividades productivas y su percepción hacia los
recursos naturales.
4.5.1 Población
Se realizaron 211 encuestas a la población de la comunidad Mariano Acosta. Los
encuestados fueron 110 hombres (52,1%) y 101 mujeres (47,9%) cuyas edades
oscilaron entre 14 y 89 años, siendo 18 años la edad de la mayoría de
encuestados.
Para tener una idea más concreta sobre la distribución de edades en la población,
se las agrupó por rangos donde el que más frecuencia reflejó fue el rango de
edad joven activa, de entre 15 y 25 años. Además, en el análisis se observó que
en los primeros niveles de educación se tiene mayor concurrencia de hombres
(63%) que mujeres; sin embargo, son las mujeres quienes en su mayoría
culminan los estudios secundarios (58,3%) y continúan con su formación
académica (66,7%).
4.5.2 Actividades productivas
Dentro de las actividades productivas principales que realizan los encuestados se
encuentran la agricultura (64,5%) y ganadería (10,8%), es decir, el 75,3% de los
encuestados se dedica a actividades agropecuarias, tal como ocurre a nivel de la
comunidad y parroquial (PDOT Mariano Acosta 2011-2031).
Además, se realizó una comparación entre las actividades y el porcentaje de
población, según el género, que se dedican a dicha actividad. Así, de la población
105
encuestada que se dedica a la ganadería el 70% fueron hombres mientras que de
los que se dedicaban a la agricultura el 56,6% fueron hombres y 43,4% mujeres.
Por último, se analizó a también las actividades productivas en función del rango
de edades de los encuestados que más se repetía, como se muestra en la Tabla
4.20. Así pues, la mayor parte de los encuestados que se dedican a la agricultura
son de edades de entre los 15 a los 58 años; en cuanto a la ganadería, sus
edades varían entre los 26 a los 80 años y, desde los 26 a los 47 años en
aquellos que poseen un negocio propio. Los adolescentes (15 – 17 años) tienden
a involucrarse con actividades agrícolas o como empleados mientras que los
adultos mayores (65 años en adelante) se dedican también a actividades
agrícolas como ganaderas.
TABLA 4.20 ACTIVIDADES ECONÓMICAS DE LOS ENCUESTADOS DE LA
MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN
Población
Hombres
Mujeres
Rango de edad
Actividad
(%)
(%)
(%)
de la mayoría
Agricultura
64,5
56,6
43,4
15 - 80
Ganadería
10,8
70
30
26 - 80
5,7
25
75
26 - 47
Empleado
7,6
43,8
56,3
15 - 47
Otro
11,4
33,3
66,7
37 - 58
Total
100
Negocio
propio
Fuente: Encuesta
Elaborado por: Clavijo A., Granja K
4.5.3 Situación ambiental
En la evaluación de la situación ambiental de la microcuenca del río Chamachán
se observó que el 50% de la población encuestada cree que el mayor problema
ambiental es la utilización de pesticidas (Tabla 4.21). Además, el 68% de los
encuestados afirmaron utilizar algún tipo de pesticida, especialmente herbicidas
106
como Ranger 480 y fungicidas como Daconil y Fitoraz. Cabe mencionar que el
32% de los encuestados desconoce el tipo de pesticida que utiliza. Por otro lado,
estos datos variaron cuando se asocia con el nivel de educación de la población,
donde se encontró que las personas que terminaron la primaria piensan que los
botaderos de basura son el mayor problema (61,5%) mientras que aquellos que
terminaron la secundaria y/o continuaron sus estudios piensan que el principal
problemas que aqueja a la microcuenca es el deficiente sistema de recolección de
basura. Es importante resaltar que la población no percibe como un problema de
importancia en la cuenca la erosión de la tierra, la cual se genera principalmente
por el cambio de uso del suelo y la introducción de cultivos en zonas de
pendiente.
TABLA 4.21 PERCEPCIÓN DE LA POBLACIÓN ANTE LOS PROBLEMAS
AMBIENTALES
Percepción de
Problema ambiental
la población (%)
Contaminación del agua
16
Utilización de pesticidas
52
Bajo sistema de
recolección de basura
11
Quema de basura
9
Quebradas con basura
7
Erosión de tierras
5
Fuente: Encuesta
Elaborado por: Clavijo A., Granja K
Con respecto a la calidad del agua del río Chamachán, los resultados obtenidos
reflejaron que el 36,5% de la población encuestada sostiene que la calidad del río
en estudio se ha mantenido igual en los últimos años, el 28% piensa que sí ha
empeorado. En cuanto al destino de las aguas servidas, se observó que un 85,7%
de los encuestados dispone del sistema de alcantarillado, del porcentaje restante,
un 70,6% posee una fosa séptica y el resto arroja directamente al río las aguas
servidas.
107
En lo que se refiere al cambio del uso de suelo en los últimos 10 años y al avance
de la frontera agrícola en la microcuenca, el 34,1% de los encuestados percibe
que este ha cambiado notablemente.
4.6 ANÁLISIS FODA
En el análisis FODA, que se muestra en la Figura 4.31, donde se plantea todas
las fortalezas, oportunidades, debilidad y amenazas de la microcuenca del río
Chamachán tomando en cuenta todos los elementos que influyen en la misma
(elementos socio-culturales, económicos, naturales y demográficos). Este análisis
se realiza para tener una idea clara de la situación actual de los componentes
identificados en la microcuenca y establecer las medidas recomendadas para su
conservación, debido a una relación entre las oportunidades y fortalezas.
FIGURA 4.31 ANÁLISIS FODA DE LA MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN
Fortalezas
Debilidades
• Acceso de la población a la
educación primaria y secundaria
• Existe recursos hídricos
• Programa de pago por servicios
ambientales
• Suelos aptos para la protección,
paisaje, conservación y
recreacción.
• Población dedicada a la
agricultura y ganadería.
• Variedad de cultivos .
• Atractivos turísticos en el bosque
protegido y en el páramo.
• Insuficiente o deteriorada
infraestructura educativa
• Agua concesionada a usuarios
externos a la parroquia
• Son solo 18 los beneficiarios de
este programa
• No existe formación en el campo
agropecuario y turístico
• Inadecuado uso del suelo
• Utilización de pesiticidad y cultivo
en zonas de pendiente (5070%)
• Baja potenciación del turismo
comunitario.
• Vías de acceso a la comunidad
se encuentran en mal estado
108
Oportunidades
Amenazas
• El municipio de Pimampiro es el
organismo encargado de la
infraestructura educativa
• Cooperación institucional entre el
GAD de Pimampiro y la Unión
Europea.
• Ministerio de Turismo impulsa
proyectos de turismo comunitario.
• Mala formación educativa
• Deserción escolar
• Contaminación de los recursos
hídricos
• Débil conciencia ambiental
• Avance de la frontera agrícola
• Deforestación
• Falta de capacitación de técnicas
agrícolas.
• Zona propensa a derrumbes
• Páramos sensibles a incendios
Elaborado por: Clavijo A., Granja K
109
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
·
El río Chamachán nace en los páramos de la cordillera oriental de los
Andes cuyo cauce principal tiene una longitud de 11,68 km y atraviesa
zonas ocupadas por páramo y bosque nativo, zonas agrícolas, ganaderas y
de asentamientos humanos; los que modifican las características
físicoquímicas del río. Las zonas ocupadas por páramo y bosque nativo
mantienen sus características naturales pero al pasar por las zonas
agrícolas, ganaderas y de asentamientos humanos, estas aportan al
recurso hídrico con materia orgánica, nutrientes, sólidos, coliformes fecales
y detergentes, principalmente.
·
Las actividades productivas principales a las que se dedica la población de
la comunidad Mariano Acosta son la agricultura y ganadería que ocasionan
problemas ambientales asociados al inadecuado uso del suelo y la
contaminación del agua. La población desconoce la magnitud de los
problemas ambientales que aquejan a la microcuenca, lo que refleja una
falta de educación y conciencia ambiental, esto puede que convierte en
una amenaza para el adecuado manejo y conservación de los recursos.
Sin embargo, gracias a los programas de conservación y protección que ha
implemetado el Gobierno Provincial de Imbabura están conscientes de la
importancia de conservar el páramo y los bosques que permite a su vez, la
conservación de las fuentes de agua. Así, los páramos de la microcuenca
del río Chamachán se encuentran en un buen estado de conservación
mientras que los bosques están siendo recuperados pasando por un
proceso de conservación, sin embargo la zona baja es la que genera
conflictos ya que la población, para satisfacer sus necesidades, ha
modificado el uso del suelo que provoca desgaste del suelo y erosión.
110
·
El 38,2% suelo de la microcuenca del río Chamachán está siendo mal
utilizado y pertenece a las zonas que van desde 2.160 hasta casi los 3.000
m.s.n.m. y que se caracterizan por tener pendientes fuertemente inclinadas
a escarpadas, donde la cobertura vegetal del suelo debería ser bosque; sin
embargo, está siendo destinada para actividades agrícolas y ganaderas
que
provocan
la
pérdida
de
cobertura
vegetal
nativa,
erosión,
deslizamientos, alteración de ecosistemas y por ende, pérdida de
biodiversidad. Situación que se agrava al alterar y disminuir los hábitats de
especies importantes y en peligro de extinción como el puma, el venado, la
danta y principalmente el oso de anteojos, que se ve obligado a cambiar
sus hábitos de supervivencia descendiendo a las zonas ganaderas en
busca de alimento, donde genera conflictos.
·
La calidad del agua del río Chamachán en la época seca determinada a
partir del ICA es regular, lo que quiere decir que está moderadamente
contaminada, que permite la vida acuática y es aceptable para usos
agrícolas y piscícolas. La contaminación del río proviene principalmente de
estas actividades y de las propias asociadas a la comunidad (aguas
residuales domésticas) evidenciándose este problema principalmente en el
punto 3. Sin embargo, el río tiene una gran capacidad de autodepuración
sobre todo después de este punto por la presencia de la caída de agua de
más de 120 metros que permite la oxigenación natural del río e impide el
ingreso de más contaminantes antropogénicos al cauce.
·
La calidad del agua del río Chamachán determinada a partir del índice
BMWP arrojo valores de calidad aceptables en la época seca y de dudosa
calidad en la época lluviosa, a excepción del punto 3 donde en ambas
épocas fue crítica. El término aceptable hace referencia a aguas
ligeramente contaminadas, dudosa a aguas moderadamente contaminadas
y crítica a aguas muy contaminadas. Al analizar este índice se puede
apreciar la diferencia de resultados en cada punto de muestreo, que refleja
que los resultados varían incluso por el tipo de cobertura y el entorno del
río. Además, el uso de pesticidas para actividades agrícolas supone
111
contaminación del agua y del suelo y estos al llegar al recurso hídrico
pueden ser muy tóxicos para los organismos acuáticos (James, 1991) pero
los resultados obtenidos indican que esto no ha sucedido en el río
Chamachan ya que las grandes pendientes evitan que los pesticidas
lleguen al recurso hídrico por lo que no se realizó el estudio de pesticidas
en el agua durante esta investigación.
·
La microcuenca del río Chamachán es rica en recursos hídricos,
biodiversidad y paisajísticos lo que le da un potencial turístico y de
conservación de los ecosistemas que permiten la protección de especies
importantes como el puma y el oso de anteojos así como garantizan la
protección de las fuentes de agua.
5.2 RECOMENDACIONES
·
Para las diferentes actividades económicas y productivas que se realizan
en la microcuenca del río Chamachán se recomienda tener en cuenta la
pendiente, morfología y el uso potencial del suelo para garantizar que
dichas actividades se establezcan en pro del buen uso de los recursos
naturales y garanticen su conservación que, a su vez, permitirá el mejor
desarrollo de las actividades y la optimización del aprovechamiento de los
recursos.
·
La falta de educación ambiental y conocimiento de técnicas agrícolas más
eficientes ocasiona afectación a los diferentes recursos por lo que se
recomienda establecer un plan de capacitación a la población en técnicas
adecuadas de manejo y uso del suelo, con la participación dinámica del
GAD Municipal, el Ministerio del Ambiente, MAGAP y la Prefectura de
Imbabura. Además se debería fomentar el cultivo de productos orgánicos,
con el fin de disminuir el uso de productos agroquímicos.
112
·
Según la clasificación agrícola del suelo, la microcuenca del río
Chamachán posee, en la mayor parte de su territorio, suelos de clase V, VII
y VIII, que deben permanecer cubiertos por vegetación densa de bosques y
son aptos principalmente para conservación de recursos hídricos, flora y
fauna, producción forestal, pastoreo, paisajismo y recreación por lo que se
recomienda fomentar este tipo de actividades.
·
El sector turístico posee un alto potencial de ser aprovechado en la
microcuenca del río Chamachán debido a que esta zona es rica en cuanto
a bellezas paisajísticas, con áreas de bosque y páramo conservadas, en
donde además existen especies de flora y fauna de interés científico y de
conservación, algunas de las cuales se encuentran en peligro de extinción
como el oso de anteojos y el puma. Esto podría lograrse a través de la
implementación de rutas ecológicas y turismo comunitario.
·
Se podría fomentar los planes de protección y pago por servicios
ambientales en zonas como la microcuenca en estudio mediante la
información y capacitación a los dueños de bosques y páramos, con el fin
de incrementar las hectáreas de conservación sujetas a este sistema; ya
que se han visto los beneficios asociados a estos como la conservación del
páramo, los bosques nativos y los recursos hídricos.
·
Realizar un inventario de los recursos hídricos en la microcuenca mediante
el uso de SIG, además realizar el análisis de calidad de agua para
determinar el uso potencial y para aprovechar estos de manera óptima. El
agua del río Chamachán es usada principalmente para riego y usos
psicícolas y, además cumple con lo estipulado de la norma ambiental
vigente para estos fines. Sin embargo, si esta agua quisiera ser utilizada
para fines de consumo humano requeriría de un tratamiento de
potabilización ya que, para este fin, se encuentra levemente contaminada.
Se debe tomar en cuenta especialmente el parámetro de coliformes fecales
ya que el punto 3 (punto de descarga de aguas residuales) sobrepasa
alarmantemente la normativa, por lo que se recomienda además mejorar el
113
sistema de disposición de las aguas residuales domésticas provenientes
generadas por la comunidad.
·
Es importante mantener una activa participación y cooperación entre las
autoridades ambientales y locales, y la comunidad a fin de perseguir los
preceptos que garanticen un desarrollo sostenible y creen una adecuada
conciencia ambiental en la población.
·
Mejorar la calidad en los niveles de educación inicial, básica y secundaria
en la comunidad Mariano Acosta mediante la readecuación de la
infraestructura existente. Además es necesario impulsar la permanencia en
el sistema educativo e incluir en los planes educativos métodos de
educación ambiental y agropecuaria.
114
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123
ANEXOS
124
ANEXO 1
MODELOS MATEMÁTICOS PARA EL CÁLCULO DEL ÍNDICE DE
CALIDAD DEL AGUA (ICA).
125
Parámetro
Potencial
hidrógeno
(pH)
Modelo matemático
Condición
‫ܫ‬௣ு ൌ ͳͲ଴Ǥଶଷଷହ௣ுା଴Ǥସସ
Si el pH es menor que 6,7
‫ܫ‬௣ு ൌ ͳͲସǤଶଶି଴Ǥଶଽଷ௣ு Si el pH es mayor que 7,3
‫ܫ‬௣ு ൌ ͳͲͲ
Si el pH está entre 6,7 y 7,3
Para
concentraciones
menores a 1.54 UTJ se
asignará un valor de ICA de
100.
Para
concentraciones
Sólidos
menores de 14.144 mg/l se
‫ܫ‬ௌௌ ൌ ʹ͸͸Ǥͷሺܵܵሻି଴Ǥଷ଻
suspendidos
asigna un valor de ICA de
(SS)
100.
Para
concentraciones
menores a 520 mg/l se asigna
Sólidos
‫ܫ‬ௌ஽ ൌ ͳͲͻǤͳ െ ͲǤͲͳ͹ͷሺܵ‫ܦ‬ሻ un valor de ICA de 100, y para
disueltos
concentraciones mayores a
(SD)
6234 mg/l se debe asignar un
valor de cero.
Para
concentraciones
Conductividad
menores
a
85.60
‫ܫ‬஼ா ൌ ͷͶͲሺ‫ܧܥ‬ሻି଴Ǥଷ଻ଽ
eléctrica
micromhos/cm,
se
debe
(CE)
asignar un ICA de 100 %.
Para
concentraciones
Alcalinidad
‫ܫ‬஺ ൌ ͳͲͷሺ‫ܣ‬ሻ଴Ǥଵ଼଺
menores de 1.3 se asigna un
(A)
ICA de 100.
Nitrógeno de
Para
concentraciones
‫ܫ‬ேுయ ൌ ͶͷǤͺሺܰ െ ܰ‫ܪ‬ଷ ሻି଴Ǥଷସଷ
amonio
menores de 0.11 mg/l se
(NH3)
asigna un ICA de 100.
Se asigna un valor de ICA de
Fosfatos
100 para concentraciones
‫ܫ‬௉ைర ൌ ͵ͶǤʹͳͷሺܱܲସ ሻି଴Ǥସ଺
(PO4)
menores o iguales a 0.0971
mg/l.
OD: Oxígeno disuelto en mg/l
Oxígeno
ை஽
y a temperatura de campo (Tc)
‫ܫ‬ை஽ ൌ ை஽ ൈ ͳͲͲ
disuelto
ೄೌ೟
ODSat: oxígeno disuelto de
(OD)
saturación en mg/l a TSat=Tc.
Demanda
Se asigna un ICA de 100 para
bioquímica de
‫ܫ‬஽஻ை ൌ ͳʹͲሺ‫ܱܤܦ‬ሻି଴Ǥ଺଻ଷ
concentraciones menores o
oxígeno
iguales a 1.311 mg/l.
(DBO)
Cuando se tiene un valor de
Coliformes
coliformes fecales de 0
‫ܫ‬஼ி ൌ ͻ͹Ǥͷሾͷሺ‫ܨܥ‬ሻሿି଴Ǥଶ଻
fecales
NMP/100 ml, se asigna un
(CF)
índice de 100.
Turbidez
(T)
‫ ்ܫ‬ൌ ͳͲͺሺܶሻି଴Ǥଵ଻଼
126
ANEXO 2
DATOS RECOLECTADOS EN CAMPO PARA EL CÁLCULO DEL
CAUDAL DEL RÍO CHAMACHÁN
Metros
cúbicos/segundo
CAUDAL (Q)
|W*d*a*l/t|
0,3
[3/4]
0,35
0,202
0,16
[1/4]
Metros
0,295
0,16
0,60
0,279
0,43
0,26
0,24
0,25
Metros
PROFUNDIDAD MEDIA |d|
PERFIL
0,17
2,7
0,14
2,8
Metros
LONGITUD ORILLA- ORILLA (W)
10
10,09
10,2
9,6
10,1
11,4
10,2
10,5
10,4
9
10,3
9,2
PROFUNDIDAD
ORILLA 1
PROFUNDIDAD
ORILLA 2
1/2 (MITAD)
10
Metros
DISTANCIA |L|
13,03
11,6
12,2
11,9
15,4
15,6
11,7
12,4
11,3
15,3
12,9
Segundos
10
Segundos
ÉPOCA SECA
ÉPOCA LLUVIOSA
1,13
0,286
0,4
0,25
0,38
0,24
0,16
3,8
10
7,70
7,8
6,6
9,2
7,4
8,8
8,1
6,4
7,1
7,1
8,5
0,80
0,17
0,13
0,18
0,46
0,05
0,03
5
10
8,55
7,05
8,5
9,5
9,9
8,7
8,6
8,0
7,5
7,7
10
0,26
0,248
0,24
1,25
0,31
0,33
0,33
0,47
0,31
0,29
0,34
0,08
3,6
10
7,12
7,64
6,16
7,17
6,79
7,98
5,79
7,54
7,07
6,95
8,08
0,18
0,22
1,4
10
10,68
10,49
9,36
9,17
10,83
10,54
11,51
11,04
12,26
11,95
9,61
0,90
0,304
0,46
0,27
0,39
0,24
0,16
3,3
10
8,97
9,14
7,73
9,57
8,41
10,93
8,65
8,91
7,77
9,28
9,28
0,80
0,228
0,32
0,31
0,37
0,08
0,06
3,5
10
8,03
8,25
7,22
8,74
7,58
7,22
8,77
8,37
8,57
8,13
7,41
PUNTO 1 PUNTO 2 PUNTO 3 PUNTO 4 PUNTO 1 PUNTO 2 PUNTO 3 PUNTO 4
PROMEDIO |t|
TIEMPO (s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
UNIDAD
127
128
ANEXO 3
ENCUESTA APLICADA A LA COMUNIDAD DE MARIANO
ACOSTA
129
SECCIÓN I: ATRIBUTOS INDIVIDUALES.
1.
Indique cuál es su edad:
------------------------------------
2.
Género: masculino (
3.
Indique su nivel de Instrucción
·
Primaria incompleta
·
Primaria completa
·
Secundaria incompleta
·
Secundaria completa
·
Otro
4.
)
femenino ( )
Indique cuál es su principal actividad económica
·
Agricultura
·
Ganadería
·
Negocio propio
·
Empleado
·
Subempleado
·
Otro___________________________________________
5.
¿Vive usted en la comunidad Mariano Acosta? Si ( ) No ( )
5.1.
Si no vive en esta población, por favor mencione dónde vive, por ejemplo:
·
Guanupamba
·
Puetaquí
·
El Alisal
130
·
6.
Otro: _____________________________________
Si vive en el sector rural ¿Poseen animales de granja dentro de su
propiedad?
·
Si ( )
·
No ( )
Identifíquelos: ___________________________________________________
7.
¿Dispone usted y su familia de agua potable?
·
Si ( )
·
No ( )
8.
¿De dónde obtienen el agua?
·
Red pública
·
Botellones de agua
·
Tanquero
·
Pozo
·
Río
9.
¿Dispone de un sistema de alcantarillado?
·
Si ( )
·
No ( )
10.
¿Usted tiene cultivos?
·
Si ( )
·
No ( )
131
11.
Si tiene cultivos me puede decir ¿qué químicos (pesticidas) utiliza?
_________________________________________________________________
____________
SECCIÓN II: PARTICIPACIÓN Y EVALUACIÓN DE PROBLEMÁTICAS EN LA
MICROCUENCA DEL RÍO CHAMACHÁN
12.
¿Cuál cree usted que es el mayor problema ambiental que afecta a su
comunidad?
13.
·
El agua está contaminada.
·
Utilización de pesticidas para los cultivos.
·
Deficiente sistema de recolección de basura.
·
Tiraderos de basura a cielo abierto o quema de residuos.
·
Erosiones y deslaves.
En general, Cómo es el estado ambiental actual de las proximidades del
río Chamachán? (Considere si existe deforestación, botaderos de basura, cultivos
a favor de la pendiente que ocasionan que la lluvia acarree tierra hacia el río). Por
favor, utilice una escala de 0 a 10, donde 0 significa que el estado medioambiental
es muy malo y 10 significa que el estado medio ambiental es excelente. En esta
escala, el término medio (5) significa que el estado no es ni bueno, ni malo. Ud.
puede ubicarse en cualquier punto de la escala. Por favor, encierre o subraye el
número que elija.
Muy mal
Excelente
estado
estado
0
1
No sabe
No contesta
2
3
4
5
6
7
8
9
10
132
14.
Según
su
criterio,
¿En
los
últimos
10
años
la
contaminación
medioambiental de su comunidad aumentó, disminuyó o se mantuvo igual? Use
nuevamente una escala de 0 a 10, donde 0 significa que Ud. cree que la
contaminación disminuyó sustancialmente, y 10 significa que Ud. cree que
aumentó sustancialmente. Nuevamente, el 5 es un punto neutro, que representa
que Ud. cree que la situación se ha mantenido igual. Por favor, encierre o subraye
el número que elija.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
No sabe
No contesta
15.
Según su criterio, ¿En los últimos años el agua del río Chamachán, en
cuanto a calidad y cantidad, ha empeorado, mejorado o se ha mantenido igual?
Use nuevamente una escala de 0 a 10, donde 0 significa que Ud. cree que la
situación ha empeorado sustancialmente, y 10 significa que Ud. cree que ha
mejorado sustancialmente. Nuevamente, el 5 es un punto neutro, que representa
que Ud. cree que la situación se ha mantenido igual. Por favor, encierre o subraye
el número que elija.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
No sabe
No contesta
16.
Según su criterio, ¿En los 10 últimos años el uso de las tierras, en cuando
al avance de la agricultura, en su comunidad qué tanto ha cambiado? Use
nuevamente una escala de 0 a 10, donde 0 significa que Ud. cree que no ha
cambiado nada, y 10 significa que Ud. cree que ha cambiado completamente.
Nuevamente, el 5 es un punto neutro, que representa que Ud. cree que la
situación se ha mantenido igual. Por favor, encierre o subraye el número que elija.
0
1
No sabe
2
3
4
5
6
7
8
9
10
133
No contesta
17.
Según su criterio, ¿En los 10 últimos años la conservación del páramo y de
las fuentes de agua ha sido excelente, regular o mala? Use nuevamente una
escala de 0 a 10, donde 0 significa que no se ha conservado el páramo o que está
mal conservado y 10 significa que su conservación ha sido excelente. En esta
escala, el término medio (5) significa que el estado de conservación no es ni
bueno, ni malo. Por favor, encierre o subraye el número que elija.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
No sabe
No contesta
18.
¿Qué ha observado que sucede con los habitantes de Mariano Acosta y
de sus alrededores?
·
Salen pocas personas del pueblo hacia la ciudad en busca de trabajo y
regresan.
·
Salen muchas personas del pueblo y de sus alrededores hacia la ciudad en
busca de trabajo y regresan.
·
Salen pocas personas del pueblo hacia la ciudad en busca de trabajo y no
regresan nuevamente
·
Salen muchas personas del pueblo y de sus alrededores hacia la ciudad en
busca de trabajo y no regresan.
·
Ingresan a Mariano Acosta y a sus alrededores muy pocas personas en
busca de trabajo.
·
Ingresan a Mariano Acosta y a sus alrededores muchas personas en busca
de trabajo.
134
ANEXO 4
DATOS PARA LA ELABORACIÓN DE LA CURVA HIPSOMÉTRICA
1920,18
2078,02
2235,16
2396,58
2550,19
2706,43
2865,37
3021,05
3178,71
3336,08
3493,22
3649,93
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Mínima
1
Nro.
3807,07
3649,09
3492,46
3335,21
3175,67
3020,49
2863,01
2706,04
2548,84
2391,86
2233,47
2075,87
Máxima
Cota (msnm)
3728,50
3571,16
3414,27
3256,96
3098,36
2942,93
2784,72
2628,11
2472,71
2313,51
2155,74
1998,02
Cota media
6,89
8,55
5,95
5,36
5,47
5,45
3,40
3,16
3,03
2,18
1,61
0,25
Intervalo
6,89
15,43
21,39
26,75
32,22
37,67
41,07
44,23
47,26
49,44
51,05
51,3
Acumulado
13,43
30,08
41,70
52,14
62,81
73,43
80,06
86,22
92,12
96,37
99,51
100
% Acum.
Área (km2)
13,43
16,67
11,60
10,45
10,66
10,62
6,63
6,16
5,91
4,25
3,14
0,49
% Interv.
135
136
ANEXO 5
RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS FÍSICOS, QUÍMICOS Y
MICROBILÓGICOS DE LAS MUESTRAS DE AGUA DEL RÍO
CHAMACHÁN
137
138
139
140
141
142
143
144
145
ANEXO 6
FICHAS DESCRIPTIVAS DE LOS MACROINVERTEBRADOS
146
PHYLUM
CLASE
Arthropoda
Insecta
ORDEN
FAMILIA
Trichoptera
Hydrobiosidae Atopsyche
GÉNERO
Son indicadores de aguas oligotróficas, se los
encuentra en aguas corrientes frías y muy
oxigenadas, en sustratos pedregosos
Su tamaño va de 10.0- 12.0 mm, y su primera
pata está modificada y no construyen sus casas.
A Vista lateral de una larva
B Primera pata modificada
A
PHYLUM
CLASE O SUBPHYLLUM
Arthropoda
Insecta
ORDEN
FAMILIA
GÉNERO
Diptera
Simuliidae
Simulium sp.
B
Son indicadores de aguas oligotróficas y toleran
cierto grado de contaminación orgánica, viven
en aguas corrientes muy oxigenadas.
Su tamaño va de 3.0- 15.0 mm, en su cabeza
tienen cepillos bucales en form de abanico, un
abdomen ancho y en la parte final de este se
encuentra el segmento anal.
A Vista lateral
B Vista dorsal de la cabeza
A
PHYLUM
CLASE
Arthropoda
Insecta
ORDEN
FAMILIA
GÉNERO
Trichoptera
Leptoceridae
Atanatolica sp.
B
Son indicadores de aguas oligotróficas, y su
presencia indica alta calidad debido a su poca
tolerancia a la contaminación se los encuentra
en aguas corrientes y muy oxigenadas.
Su tamaño va de 6.0- 8.0 mm, y sus casas son
cónicas de material mineral.
A Casa y larva, vista lateral
B Vista lateral de una casa
A
B
147
PHYLUM
CLASE
Arthropoda
Insecta
ORDEN
FAMILIA
GÉNERO
Odonata
Libellulidae
Sympetrum illotum
Son indicadores de aguas medianamente
eutroficada, son tolerantes a la contaminación
orgánica.
Su tamaño va de 13.0- 21.0 mm, y se los
encuentra en zonas con vegetación acuática.
A Vista dorsal
B Abdomen, vista lateral
A
PHYLUM
CLASE
Arthropoda
Insecta
ORDEN
FAMILIA
GÉNERO
Coleoptera
Scirtidae
Elodes sp.
B
Las larvas se encuentran en los ríos, pero
también en ecosistemas lénticos, mientras que
los adultos son ribereños. Toleran la
contaminación orgánica por lo que no son
considerados como indicadores de buena
calidad.
A Vista dorsal de una larva
A
PHYLUM
CLASE
Arthropoda
Insecta
ORDEN
FAMILIA
GÉNERO
Ephemeroptera
Baetidae
Baetis sp.
Son indicadores de aguas limpias, son especies
sensibles a la contaminación. Se encuentran
generalmente en rocas y vegetación sumergida.
Su tamaño va de 5.0- 8.0 mm, tienen de 1 a 7
segmentos abdominales
A Vista ventral
A
148
PHYLUM
CLASE
Arthropoda
Insecta
ORDEN
FAMILIA
GÉNERO
Megaloptera
Corydalidae
Corydalus sp.
Se encuentra generalmente bajo piedras o
sedimentos arenosos, no representan un grupo
característico de indicadores de calidad de agua.
B
Alcanzan un tamaño que va de 70.0- 80.0 mm,
poseen 8 pares de apéndices abdominales no
segmentados, caracterizados por poseer
branquias.
A
B
C
D
PHYLUM
Vista dorsal
Cabeza con mandíbulas
Abdomen con agallas
Propatas anales
CLASE
Mollusca
C
Gastropoda
D
A
ORDEN
FAMILIA
GÉNERO
Amphipoda
Hyalelidae
Hyallela Sp.
ORDEN
FAMILIA
GÉNERO
Plecoptera
Perlidae
Anacroneuria Sp.
Organismos de cuerpo comprimido lateralmente,
miden entre 5,5 mm y 10,5 mm, de coloración
blanquecina o amarillenta. Viven en aguas
corrientes y remansos de quebradas, asociados
a materia orgánica en descomposición, donde se
forman densas poblaciones
PHYLUM
CLASE
Arthropoda
Insecta
Las ninfas de esta familia viven en aguas rápidas
bien oxigenadas. Son indicadores de aguas
limpias y oligotróficas.
Su color puede varias de amarillo pálido, café
oscuro y negro y su tamaño varía de 10.0- 30.0
mm.
A Ninfa, vista dorsal
B Cabeza, vista dorsal
C Pata
B
A
C
149
ANEXO 7
GRÁFICO DE COMPARACIÓN DE NÚMERO DE ORGANISMOS
RECOLECTADOS POR FAMILIA DURANTE LA ÉPOCA SECA Y
LLUVIOSA
# de organismos recolectados
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Baetidae
1
Oligoneuriidae
Leptophlebiidae
Aeschnidae
2
Libellulidae
3
Perlidae
Leptoceridae
4
5
Distribución por familia/orden
Odontoceridae
Philopotamidae
Hydrobiosidae
Tipulidae
Blepharoceridae
Simullidae
6
Corydalidae
7
Scirtidae
8
Planarridae
9
Hyalellidae
10
Physidae
11
Tubificidae
ÉPOCA SECA
ÉPOCA LLUVIOSA
150
151
ANEXO 8
TABLA DE CÁLCULO PARA EL ÍNDICE DE SHANNON- WEAVER
ÉPOCA
SECA
(OCTUBRE)
ÉPOCA
LLUVIOSA
(MAYO)
ÉPOCA
SECA
(OCTUBRE)
ÉPOCA
LLUVIOSA
(MAYO)
2
PUNTO 4
0,03
0,17
0,06
0,17
0,43
0,04
0,72
0,30
4
8
4
-4,98 45
-2,58
-4,13 21
-2,55 16
-1,23 10
0,71
0,67
0,60
0,21
0,25
0,54
0,02
0,17
n2 n2/ntotal
-4,64 27
-0,48
-1,75
Log΍
(n1/ntotal)
9
5
2
-0,49
-0,58
-0,74
3
1
3
-2,25 30
-2,00
-0,89
-5,43 37
-2,55
0,05
0,17
0,09
0,39
0,13
0,04
0,22
0,19
PUNTO 4 13
PUNTO 3
0,21
0,11
0,09
7
PUNTO 1
4
0,08
3
PUNTO 4
PUNTO 2
0,38
PUNTO 3 19
0,02
0,01
1
1
PUNTO 2
PUNTO 1
-2,28
-3,13
-3,44
-3,74
-1,40
-7,43
3
1
2
7
-5,55 15
0,09
0,01
0,05
0,04
0,32
-3,54
-6,25
-4,32
-4,62
-1,65
2
7
3
0,09
0,08
-3,4
-3,7
63
6
35
76
40
50
172
47
#n
total
-4,39
-2,58
-3,54
-1,34
-3,00
-4,64
-2,22
-2,38
Log΍
Log΍
n3 n3/ntotal
(n2/ntotal)
(n3/ntotal)
PUNTO DE
Log΍
Log΍
Log΍
n4 n4/ntotal
n5 n5/ntotal
n6 n6/ntotal
MUESTREO
(n4/ntotal)
(n5/ntotal)
(n6/ntotal)
1
13
PUNTO 1
PUNTO 3
17
PUNTO 4
2
2
PUNTO 3
PUNTO 2
123
14
n1 n1/ntotal
PUNTO 2
PUNTO 1
PUNTO DE
MUESTREO
4
3
6
7
6
4
5
5
Riqueza
de la
taxa(S)
H'
2,00 1,18
1,58 1,25
2,58 1,64
2,81 2,29
2,58 2,18
2,00 1,38
2,32 1,18
2,32 2,06
Log΍S
152
153
ANEXO 9
MAPAS
154
ANEXO 9A
Mapa de altitudes de la microcuenca del río Chamachán
155
156
ANEXO 9 B
Mapa de pendientes de la microcuenca del río Chamachán
157
158
ANEXO 9C
Mapa de aptitud del suelo de la microcuenca del río Chamachán (1982)
159
160
ANEXO 9D
Mapa de uso del suelo de la microcuenca del río Chamachán (1982)
161
162
ANEXO 9E
Mapa de uso del suelo de la microcuenca del río Chamachán (1990)
163
164
ANEXO 9F
Mapa de uso del suelo de la microcuenca del río Chamachán (2002)
165
166
ANEXO 9G
Mapa de uso del suelo de la microcuenca del río Chamachán (2013)
167
168
169