PROYECTO GLOBE-COSTA RICA Liceo Académico San Antonio

PROYECTO GLOBE-COSTA RICA
Liceo Académico San Antonio de Pejibaye
Título: El cambio climático y su efecto en la
calidad del agua
Estudiantes:
Julio Esquivel López
Roger Francisco Hidalgo Porras
Profesores:
Julio Cesar Romero Fallas
Cristian Jiménez Mora
Fecha: 8 de noviembre de 2012
CUADRO DE CONTENIDOS
Contenido
Pagina
Resumen…………………………………………… 3
Pregunta de investigación e hipótesis……….
4
Marco teórico……………………………………... 5
Materiales y métodos……………………………. 7
Resumen de datos……………………………….. 11
Análisis y resultados……………………………. 18
Conclusiones……………………………………..
19
Discusión…………………………………………
21
Agradecimientos…………………………………. 22
Bibliografía………………………………………… 23
2
Resumen
Durante muchos años hemos escuchado a nuestros padres y abuelos hablar
sobre la calidad del agua de las quebradas, de cómo ellos consumían sus aguas y
que “nunca se enfermaban”, además aseguraban que el agua estaba limpia tan
solo al ver su color o probar un trago de esta agua. Analizando este antecedente,
y uniendo el problema actual tanto de contaminación química, cambio climático y
contaminación biológica, este año hemos empezado a preguntarnos si de verdad
esa agua está tan limpia como ellos decían. Debido a esto elegimos una afluente
sin nombre, del rio grande de Terraba. Al llegar al lugar pudimos observar como
efectivamente el agua se ve totalmente cristalina, sin
muestras aparentes de
algún tipo de contaminación, inclusive al conversar con el dueño de la finca este
nos indica que el agua es apta para el consumo humano.
Al iniciar las pruebas podemos notar que durante toda la investigación el agua
está contaminada por materia fecal, que la temperatura del agua presenta muy
poca variación, no hay evidencia de contaminación importante por nitratos o
nitritos y las muestras de macro invertebrados revelan que el agua tiene una
calidad que va de media a buena.
Los resultados arrojados por la investigación fueron obtenidos siguiendo los
protocolos y equipos brindados por la FOD, y concluir de modo general que si
bien en algunas ocasiones el agua contaminada puede observarse a simple vista,
en otros casos es necesario hacer análisis más específicos, ya que el nivel de
contaminación no necesariamente es inherente a su apariencia.
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Pregunta de investigación e Hipótesis
A) Pregunta de investigación
¿Cómo afecta el cambio climático los distintos factores que determinan la calidad
del agua?
Dicha investigación se lleva a cabo luego de analizar de que a pesar de que
nuestro país tiene tanto recurso hídrico, aún así tenemos escases del mismo, a
esto se nos une la duda de saber si podemos consumir confiadamente las aguas
que tenemos en nuestra comunidad, a sabiendas de que normalmente los
agricultores, ganaderos y productores de cerdos no se preocupan mucho por el
cuido del medio ambiente, ya que ellos tienden a pensar más en la producción
presente que en las generaciones futuras.
Los datos que arroje este proyecto pueden constituir una herramienta muy útil a la
hora de realizar charlas de concientización con estudiantes o con padres de
familia, ya que lo que de aquí se desprende son datos científicos obtenidos en la
misma comunidad, por lo tanto la voz de los estudiantes se convertirá en una voz
de alerta, y a partir de ahí elaborar propuestas factibles para los productores, en el
marco del desarrollo sostenible.
B) Hipótesis
Conforme se evidencien los efectos del cambio climático, se observarán variantes
en la calidad y características del agua, las cuales afectarán directamente la
biodiversidad de la misma.
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MARCO TEORICO
1. Transparencia del agua.
La transparencia es la medición de la claridad del agua y depende de la cantidad
de partículas suspendidas ( p. ej: arcilla y algas), Según sea la transparencia del
agua, así será la profundidad a la cual puede penetrar la luz y por ende esta
característica determina la profundidad a la cual pueden encontrarse plantas
acuáticas, ya que estas necesitan de la luz solar para realizar la fotosíntesis.
Puede cambiar estacionalmente con el crecimiento de algas, o por el aumento de
las lluvias, ente otras causas.
Hay que destacar que las plantas acuáticas necesitan de luz para poder realizar
fotosíntesis, por lo tanto la transparencia del agua es determinante para que
dichas plantas puedan sobrevivir.
2. Temperatura del agua.
La temperatura de los cuerpos de agua varía con la altitud, latitud, hora del día,
estación, profundidad del agua... y es importante para los procesos químicos,
biológicos y físicos.
Influye en la cantidad y diversidad de vida acuática, ya que algunos organismos
viven específicamente en aguas frías, como por ejemplo la trucha y otros por el
contrario pertenecen a aguas más cálidas.
3. Oxígeno disuelto.
El oxígeno disuelto en el agua es utilizado por los animales acuáticos para
sobrevivir, este oxigeno es menor de 20 partes por millón. Diferentes tipos de
animales necesitan distintas cantidades de oxigeno, pero en general los
organismos acuáticos necesitan alrededor de 6 ppm para su crecimiento y
desarrollo normales.
La temperatura y presión del agua son factores que determinan la cantidad de
oxigeno disuelto en el agua, en general se dice que el agua fría tiene más oxigeno
5
disuelto que el agua cálida, así mismo en latitudes donde la presión es mayor el
agua tiene más oxigeno disuelto.
4. pH del agua.
El pH indica el nivel de acidez o alcalinidad del agua.
El pH del agua determina el tipo de organismos que pueden vivir en ella, ya que
los organismos acuáticos tienen ciertos rangos de pH en los que pueden
sobrevivir.
5. Conductividad eléctrica.
Mide la capacidad de una muestra de agua para conducir una corriente eléctrica,
así podemos decir que el agua pura es un mal conductor de electricidad.
Entonces, ¿Qué factores determinan la conductividad del agua?
La conductividad del agua puede variar según la cantidad de impurezas en el
agua.
Las plantas sensibles pueden sufrir daños si se riegan con aguas cuya
conductividad eléctrica se sitúe por encima de
2200-2600 µS/cm, y para uso
domestico, es preferible que el agua tenga una conductividad menor a 1100 22002600 µS/cm.
6. Nitratos
Por lo general las fuentes de agua naturales tienen poca cantidad de nitratos
(menos de 1 ppm), sin embargo estos niveles pueden elevarse debido a
excreciones de animales, plantas o animales muertos, este nitrógeno es
consumido de forma rápida por las plantas.
Por otro lado es importante destacar que la acción humana también puede hacer
que los niveles de nitratos sean elevados, esto mediante el uso de fertilizantes u el
mal manejo de aguas residuales, líquidos de corrales o comederos de animales.
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Materiales y Métodos
1. Protocolos utilizados
La investigación se ha llevado a cabo mediante el desarrollo de los siguientes
protocolos:
 Protocolo de transparencia del agua.
 Protocolo de temperatura del agua.
 Protocolo de oxigeno disuelto.
 Protocolo de conductividad eléctrica.
 Protocolo del pH.
 Protocolo de nitratos.
A) Materiales utilizados en la práctica de protocolos
 GLX Explorer.
 Sensores: Oxígeno disuelto, pH, temperatura y conductividad.
 Tubo de turbidez.
 Kit de Lamotte ( protocolo de nitratos).
 Termómetro de mercurio.
B) Procedimientos:
 En el caso de los protocolos de transparencia del agua, temperatura del
agua, oxigeno disuelto, conductividad eléctrica y Protocolo del pH:
- Se conectan los sensores al GlX.
- Se colocan los sensores (de forma simultánea o individual) dentro del
agua.
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- Esperamos a que las lecturas se estabilicen.
- Anotamos los datos.
- Análisis de datos y los subimos al sitio de internet.
 En el caso del protocolo de nitratos se sigue el siguiente procedimiento:
- Rellenar el tubo de pruebas, con agua del rio, hasta los 5 ml.
- Agregar la pastilla de nitrato N° 1.
- Mezclas hasta que se desintegre la pastilla N° 1.
- Agregar la pastilla de nitrato N°2, e inmediatamente introducir el tubo de
pruebas dentro de la funda.
Mezclar durante dos minutos, hasta que se desintegre la tableta de nitrato
N° 2.
- Esperar 5 minutos, luego sacar el tubo de ensayo de la funda.
- Insertar el tubo de ensayo dentro del visor, para comparar el color y
determinar el resultado de la prueba, al comparando el color de la muestra
con el establecido en el visor.
2. Biomonitoreo
Durante la investigación de la calidad de agua se desarrolla el biomonitoreo con
paquetes de hojas (descrito en Leaf Pack Network), cuyo procedimiento se
describe a continuación:
A) ¿Cómo seleccionar las hojas adecuadamente?
 Seleccionar las hojas.
 Verificar que las hojas se mantengan erectas al ser tomadas del tallo.
 Colocar las hojas en el rio por un día.
 Sacar las hojas del rio.
 Tome de nuevo la hoja de nuevo por el tallo. ¿se mantiene o se dobla?
 Las hojas que se mantienen erectas se deben utilizar en el paquete de
hojas.
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B) Materiales necesarios para realizar el biomonitoreo
 Sacos o bolsas de malla.
 Zoom digital.
 Mrcadores a prueba de agua.
 Espátulas.
 Cuerda/hilo de nylon.
 Beaker.
 Balanza.
 Pipeta.
 Tijeras.
 Guantes de latex.
 Bolsas plásticas.
 Reloj
C) Procedimientos del biomonitoreo
 Identifique los tipos de árboles y arbustos más comunes, que se encuentran
en torno al cauce del rio.
 Recolecte 30 gramos de hojas.
 Etiquete la maya y coloque las hojas en ella.
 Amarre y cierre la bolsa.
 Amarre los paquetes de hojas dentro de la corriente del agua (no deben
ondularse ni flotar con la corriente).
 Deje los paquetes de hojas en el agua de tres a cuatro semanas.
 Al retirar la trampa del agua debe colocarse rápidamente en una bolsa con
agua, hay que tener cuidado de que algunos de estos organismos no se
escape.
 Abra cuidadosamente los paquetes de hojas y clasifique los organismo
( hay que incluir la cantidad de organismos encontrados)
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3. Pruebas de coliformes fecales
A) Materiales
 Kit LaMote para heces fecales.
 Pipeta.
 Agua del rio.
B) Procedimiento
 Colocamos 5 ml de agua dentro del recipiente que trae la muestra de
coliformes fecales.
 Colocamos la muestra en un lugar oscuro.
 Observamos y anotamos los cambios en la coloración, y otros cambios que se
presentan.
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Resumen de Datos
CUADRO N1
VARIABLE N°1: TEMPERATURA
PERÍODO
VALOR ABSOLUTO
Marzo
21,15°C
Abril
21,33°C
Mayo
23,86°C
Junio
21,90°C
Agosto
22,42°C
Setiembre
22,22°C
PROMEDIO
22,15°C
FUENTE: Protocolo de la temperatura del agua, Guía de trabajo en hidrología de la Fundación
Omar Dengo.
GRÁFICO N°1
TEMPERATURA PRESENTADA EN LA AFLUENTE DE AGUA INVESTIGADA
Temperatura (°C)
23.86
24.00
23.50
23.00
22.50
22.00
21.50
21.00
20.50
20.00
19.50
22.42
21.90
21.15
22.22
21.33
Temperatura (°C)
FUENTE: Cuadro N°1
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CUADRO N2
VARIABLE N°2: NITRATOS
PERÍODO
VALOR ABSOLUTO
Marzo
0,75 ppm
Abril
0,75 ppm
Mayo
0,25 ppm
Junio
0 ppm
PROMEDIO
0,44 ppm
FUENTE: Protocolo de los nitratos, Guía de trabajo en hidrología de la Fundación Omar Dengo.
GRÁFICO N°2
NITRATOS PRESENTADOS EN LA AFLUENTE DE AGUA INVESTIGADA
Nitratos (ppm)
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.75
Nitratos (ppm)
0.75
0.30
0.20
0.25
0.10
0.00
0.00
Marzo
Abril
Mayo
FUENTE: Cuadro N°2
12
Junio
CUADRO N3
VARIABLE N°3: CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
PERÍODO
VALOR ABSOLUTO
Mayo
18,58 μs/cm
Junio
19,33 μs/cm
Setiembre
18,74 μs/cm
PROMEDIO
18,88 μs/cm
FUENTE: Protocolo de la conductividad eléctrica, Guía de trabajo en hidrología de la Fundación
Omar Dengo.
GRÁFICO N°3
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA PRESENTADA EN LA AFLUENTE DE AGUA INVESTIGADA
Conductividad (μs/cm)
18.58
18.74
Mayo
Junio
Setiembre
19.33
FUENTE: Cuadro N°3
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CUADRO N4
VARIABLE N°4: OXÍGENO DISUELTO
PERÍODO
VALOR ABSOLUTO
Mayo
12,08 mg/L
Junio
8 mg/L
PROMEDIO
10,04 mg/L
FUENTE: Protocolo de oxígeno disuelto, Guía de trabajo en hidrología de la Fundación Omar
Dengo.
GRÁFICO N°4
OXÍGENO DISUELTO PRESENTADO EN LA AFLUENTE DE AGUA INVESTIGADA
Oxígeno disuelto (mg/L)
8.00
Mayo
12.08
FUENTE: Cuadro N°4
14
Junio
CUADRO N5
VARIABLE N°5: pH
PERÍODO
VALOR ABSOLUTO
Mayo
7,74
Junio
7,71
Setiembre
8,12
PROMEDIO
7,86
FUENTE: Protocolo del pH, Guía de trabajo en hidrología de la Fundación Omar Dengo.
GRÁFICO N°5
pH PRESENTADO EN LA AFLUENTE DE AGUA INVESTIGADA
pH
8.20
8.12
8.10
8.00
7.90
7.80
7.74
pH
7.71
7.70
7.60
7.50
Mayo
Junio
FUENTE: Cuadro N°5
15
Setiembre
{
CUADRO N6
VARIABLE N°6: COLIFORMES
PERÍODO
RESULTADO
VALOR ABSOLUTO
Mayo
Positivo
100%
Junio
Positivo
100%
Agosto
Positivo
100%
PROMEDIO
Positivo
100%
FUENTE: Pruebas de coliformes fecales, kit de LaMotte.
GRÁFICO N°6
COLIFORMES FECALES PRESENTADOS EN LA AFLUENTE DE AGUA INVESTIGADA
Coliformes
Agosto
100%
Junio
100%
Mayo
100%
0%
20%
40%
Coliformes
60%
FUENTE: Cuadro N°6
16
80%
100%
CUADRO N7
VARIABLE N°7: TURBIDEZ
PERÍODO
VALOR ABSOLUTO
Mayo
Mayor a 120 cm
Junio
Mayor a 120 cm
Agosto
73 cm
PROMEDIO
104,45 cm
FUENTE: Protocolo de la transparencia del agua, Guía de trabajo en hidrología de la Fundación
Omar Dengo.
GRÁFICO N°7
TURBIDEZ PRESENTADA EN LA AFLUENTE DE AGUA INVESTIGADA
Turbidez (cm)
73
120
Agosto
120
Setiembre
Octubre
FUENTE: Cuadro N°7
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Análisis y Resultados
 Temperatura del agua
Realizamos las mediciones de temperatura semanalmente, durante los meses de
marzo a setiembre, y de ello se puede destacar el hecho de que la temperatura del
agua no tiene grandes cambios, en muchas ocasiones se mantuvo constante sin
embargo hay que notar que durante el mes de mayo obtuvimos lecturas más altas.
Uno de los factores que podemos mencionar en cuanto a la variación en las
temperaturas es el hacho de que en algunas ocasiones se nos ha hecho muy
difícil tomar las lecturas al mismo tiempo y como ya es conocido este es uno de
los factores determinantes a la hora de tomar este tipo de lecturas.
 Nitratos
De la investigación se puede observar que la variación de un mes a otro es
realmente bajo, en este caso que da duda ya que el visor de comparación de
colores la diferencia entre 0 ppm y 1 ppm, es tan poca que queda sujeto al
observador.
 Conductividad eléctrica
Las lecturas de conductividad las tomamos en los meses de mayo, junio y
setiembre, de manera semanal. En este caso también podemos ver valores muy
pequeños, inclusive podríamos afirmar con respecto a este parámetro que el agua
es apta tanto para usos domésticos, como para usos agrícolas.
 Oxigeno disuelto
Los niveles de oxigeno disuelto concuerdan con los niveles compatibles con la
vida acuática, lo cual explica la presencia de pequeños peces y de gran cantidad
de macro invertebrados.
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 pH
Los niveles de pH en el agua muestran los niveles característicos de las
sustancias básicas, hay que notar que los valores obtenidos están en su mayoría
dentro del rango característico de este tipo de afluentes (6.5 a 8.5).
 Coliformes fecales
Luego de hacer numerosas pruebas de coliformes fecales, podemos concluir que
en el cien por ciento de los casos las pruebas dieron positivo, por lo tanto con
base a esta prueba podemos notar que esta agua no debería utilizarse para el
consumo humano o para el riego de hortalizas.
 Turbidez
La mayor parte de las veces la transparencia del agua fue mayor a 120 cm.
En una ocasión se tuvo una turbidez de 73 cm, la cual se debió a un temporal que
estábamos experimentando en ese momento.
 Estudio de macro invertebrados
En cuanto al estudio de macro invertebrados, podemos destacar el hecho de que
no pudimos hacer las observaciones necesarias, ya que en un principio
equivocamos el procedimiento, aún así encontramos varias larvas de coleópteros.
Por otro lado, cuando hicimos el procedimiento acertado, perdimos las trampas
debido a un crecimiento temporal experimentado por la corriente del agua.
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Conclusiones
 Luego de un exhaustivo trabajo no hemos podido confirmar nuestra hipótesis,
ya que los cambios en la calidad del agua han sido mínimos e incluso
circunstanciales, en algunas ocasiones.
 No hemos podido confirmar los efectos del cambio climático.
 De continuar con este proyecto deben tomarse en cuenta la precipitación anual
y luego compararla con valores obtenidos durante otros periodos.
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Discusión
Dentro de las conclusiones más importantes a destacar está el hecho de que no
hemos podido observar directamente los efectos del cambio climático y tampoco
hemos notado ningún cambio importante en cuanto a temperatura, pH, nitratos,
turbidez, coliformes fecales, conductividad, oxigeno disuelto o macroinvertebrados.
Además llama la atención de que a pesar del hecho de que el agua está
contaminada con materia fecal, al analizar el estudio de macroinvertebrados, el
agua puede ser clasificada como de regular a buena calidad, sin embargo luego
de la presente investigación no se recomienda consumir de esta agua, o al menos
se vuelve estrictamente necesario hervirla o purificarla por algún otro método.
Al no poder constatar a corto plazo los efectos del cambio climático, es necesario
retomar la investigación durante los próximos años, para así poder observar
posibles variantes. Para poder observar con claridad estas variantes hay incluir
datos como precipitación anual, nivel del cauce del afluente (profundidad y ancho
del sitio), utilización y manejo de las aguas en la parte superior del cauce. Otro
factor a mejorar es hacer una mejor elección sobre el periodo de colocación de las
trampas de macro invartebrados, ya que cuando la corriente se volvió más rápida
perdimos algunas trampas.
El hecho de investigar la utilización y el manejo de las aguas, responde al hecho
de que el agua está contaminada con materia fecal, pero aún no conocemos la
procedencia de esta, si logramos aclarar este hecho se podrán hacer alguna
propuestas (de cuido al medioambiente) a los dueños de las fincas, si fuera
necesario.
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Agradecimientos
Agradecemos a la Fundación Omar Dengo por permitirnos formar parte de tan
importante proyecto.
A nuestros padres, por permitirnos salir del colegio para ir a hacer las pruebas de
campo.
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Bibliografía
Quirós Araya, R. (2012). Compendio de Materiales Guía de trabajo en hidrología,
Costa Rica. 295-296.
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