TRABAJO DE GRADO SOD

EVALUACIÓN DE LA CONSTANTE DE DESOXIGENACIÓN POR DEMANDA
BENTICA EN EL CAUCE PRINCIPAL DEL RIO PASTO.
DIEGO FERNANDO GALINDO GONZALEZ.
GUSTAVO DAVID ROMO MORENO.
UNIVERSIDAD MARIANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL
SAN JUAN DE PASTO
2008
1
EVALUACIÓN DE LA CONSTANTE DE DESOXIGENACIÓN POR DEMANDA
BENTICA EN EL CAUCE PRINCIPAL DEL RIO PASTO.
DIEGO FERNANDO GALINDO GONZALEZ.
GUSTAVO DAVID ROMO MORENO.
Trabajo final de investigación presentado como requisito para optar el titulo de
Ingeniero Sanitario y Ambiental
Asesor:
Mery Liliana López Martínez.
Bióloga – Especialista En Microbiología
UNIVERSIDAD MARIANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL
SAN JUAN DE PASTO
2008
2
CONCEPTOS, AFIRMACIONES Y OPINIONES CONTENIDAS EN EL
PRESENTE TRABAJO DE INVESTIGACION SON
RESPONSABILIDAD UNICA Y EXCLUSIVA DE SUS AUTORES, Y
NO COMPROMETEN A LA UNIVERSIDAD MARIANA
3
Nota Aceptación
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
Ingeniera Sanitaria Claudia Lorena Duque Villa
Presidente Del Jurado
___________________________
Ingeniero Sanitario Francisco Ricardo Mafla Chamorro
Jurado 1.
___________________________
Ingeniero Civil Jesús Ricardo Castro Ceron
Jurado 2.
San Juan de Pasto, Mayo de 2008
4
El presente trabajo de grado es dedicado
con mucho cariño a Dios por haberme
permitido salir a delante en cada uno de
los semestres cursados, a mis padres por
haberme apoyado durante toda mi vida
estudiantil, por ser las personas que me
brindaron su cariño, confianza y respeto
ante todas las decisiones que tuve que
afrontar
durante
ésta
etapa
tan
importante de mi vida, a mis hermanos
porque siempre estuvieron conmigo en los
momentos más difíciles alentándome con
su alegría y sus voces de apoyo, a mi novia
Carolina Villota por ser tan comprensiva,
respetuosa y sobre todo por ayudarme y
apoyarme en todas mis tristezas y alegrías;
Te Amo linda, una dedicación muy
especial para esas personitas que desde el
paraíso me dieron el valor para salir a
delante, a ti primo querido CJ por ser mi
ángel guardián y siempre estar a mi lado;
nunca me desamparaste, a mis grandes
amigos: Gustavo por haberme brindado su
amistad incondicional y permitirme trabajar
en
tan
valioso
proyecto,
Carolina,
Carmen, Jorge, Edwin, Pacho y Mario
por ser el mejor grupo con el que he
trabajado, gracias por brindarme su
amistad
y
por
todos
esos
buenos
momentos que vivimos en la Universidad.
Diego Fernando Galindo G.
5
A Dios por ser mi guía y mi soporte principal para lograr todo lo que me he propuesto
en mi vida….
A mi Madre por estar conmigo en las buenas y en las malas, por ser cómplice de mis
sueños ser parte de ellos y acompañarme siempre…
A mi Padre por ese apoyo incondicional, por brindarme la oportunidad de estudiar y
estar a mi lado siempre…
A mi Familia por esas voces de aliento en los momentos difíciles y la compañía en todos
los momentos de mi vida…
A mi Amigo Diego por la compañía, la amistad incondicional y por darme la
oportunidad de trabajar con él a lo largo de la carrera…
A todos mis amigos por estar siempre en el momento indicado, por la amistad, por los
viajes que hicimos juntos, por los trabajos y por todos esos momentos de alegría que
compartimos durante esta maravillosa experiencia universitaria…
Gustavo David Romo Moreno…
6
AGRADECIMIENTOS
A Dios por darnos la vida y la oportunidad de estudiar y ser profesionales.
A nuestros padres por confiar en nosotros y apoyarnos en la idea de ser
universitarios y profesionales.
A la Universidad Mariana por las herramientas de formación personal y académica
que nos ofreció a lo largo de nuestra vida universitaria.
A la directora del programa ingeniera Claudia Lorena Duque por su apoyo y
colaboración durante nuestra estancia en la universidad.
Al grupo de investigación ambiental GIA por ofrecernos la maravillosa oportunidad
de hacer parte de él y por la inmensa colaboración de todos los integrantes en el
desarrollo de nuestro trabajo de grado.
A nuestra asesora Mery Liliana López por la ayuda, apoyo, colaboración y esmero
en el desarrollo de nuestro trabajo de grado.
Al ingeniero Francisco Mafla por ser nuestro jurado, por su colaboración y por la
confianza depositada en nosotros.
Al ingeniero Ricardo Castro por compartir con nosotros sus conocimientos tanto en
nuestro trabajo de grado y en el transcurso de nuestra carrera.
A la ingeniera María Patricia Obando por la ayuda durante toda la carrera y
sobretodo en esta última etapa del proceso de nuestro trabajo de grado.
A todos los docentes que estuvieron con nosotros a lo largo de la carrera
universitaria.
A nuestros amigos del laboratorio por dejarnos compartir con ellos, enriquecer
nuestros conocimientos y nuestra experiencia laboral.
Diego Fernando - Gustavo David.
7
CONTENIDO
pág.
GLOSARIO
INTRODUCCIÓN
1. RESUMEN DE LA PROPUESTA
1.1 Problema de la investigación.
1.2 Referentes teóricos.
1.3 Metodología de la investigación.
2. PRESENTACION DE RESULTADOS
2.1 Caracterización físico - química del cauce principal del río Pasto.
2.1.1 Caracterización físico – morfológica.
2.1.2 Caracterización química.
2.1.2.1 Oxígeno disuelto.
2.1.2.2 pH.
2.1.2.3 Sólidos totales.
2.1.2.4 Demanda bioquímica de oxigeno – DBO5.
2.1.2.5 Demanda química de oxigeno - DQO.
2.1.3 Determinación de tramos homogéneos
2.2 Determinación la constante de desoxigenación por demanda
béntica - SOD en el cauce principal del río Pasto.
2.2.1 Demanda béntica de oxígeno estación La Laguna, época de
invierno.
2.2.2 Demanda béntica de oxígeno estación Universidad de Nariño,
época de invierno.
2.2.3 Demanda béntica de oxígeno estación La Ensillada, época de
invierno.
2.2.4 Demanda béntica de oxígeno estación La Laguna, época de
verano.
2.2.5 Demanda béntica de oxígeno estación Universidad, época de
verano.
2.2.6 Demanda béntica de oxígeno estación La Ensillada, época de
verano.
2.3 Relación existente entre la calidad del agua evaluada mediante
el método BMWP/Col con el valor de la constante de desoxigenación
por demanda béntica.
3. CONCLUSIONES.
4. RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFIA
CIBERGRAFIA
ANEXOS
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LISTA DE TABLAS
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Tabla 1. Puntos de muestreo y convenciones utilizadas en las
gráficas de perfiles.
Tabla 2. Valores de demanda béntica de oxígeno estación La
Laguna, época de invierno.
Tabla 3. Valores de demanda béntica de oxígeno estación
Universidad de Nariño, época de invierno.
Tabla 4. Valores de demanda béntica de oxígeno estación La
Ensillada, época de invierno.
Tabla 5. Valores de demanda béntica de oxígeno estación La
Laguna, época de verano.
Tabla 6. Valores de demanda béntica de oxígeno estación
Universidad de Nariño, época de verano.
Tabla 7. Valores de demanda béntica de oxígeno estación La
Ensillada, época de verano.
Tabla 8. Clasificación granulométrica de suelos.
Tabla 9. Puntajes de las familias de macroinvertebrados acuáticos
para el índice BMWP/Col.
Tabla 10. Clases de calidad de agua, valores de BMWP/Col,
significado y colores para representaciones cartográficas.
Tabla 11. Clasificación de macroinvertebrados época de invierno.
Tabla 12. Clasificación de macroinvertebrados época de verano.
Tabla 13. Relación entre macroinvertebrados y SOD, estación La
Laguna.
Tabla 14. Relación entre macroinvertebrados y SOD, estación
Universidad de Nariño.
Tabla 15. Relación entre macroinvertebrados y SOD, estación La
Ensillada.
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LISTA DE FIGURAS
pág.
Figura 1. Cuenca del río Pasto.
Figura 2. Clasificación de ríos. Enfoque primario.
Figura 3. Clasificación de Schumm para ríos.
Figura 4. Clasificación de ríos longitudinal de Rosgen.
Figura 5. Río Pasto sector Seminario.
Figura 6. Cauce en estrato rocoso río Pasto, sector Briceño.
Figura 7. Sólidos sedimentados y restos de lodos en el río Pasto
sector estación IDEAM Universidad.
Figura 8. Río Pasto a la altura de la quebrada Las Minas. Cuenca
alta.
Figura 9. Río Pasto a la altura de la quebrada El Barbero. Cuenca
alta.
Figura 10. Río Pasto sector Licorera de Nariño. Cuenca media.
Figura 11. Río Pasto sector Chapultepec. Cuenca media.
Figura 12. Río Pasto a la altura Quebrada San Francisco. Cuenca
baja.
Figura 13. Río Pasto sector La Ensillada. Cuenca baja.
Figura 14. Extracción de sedimento en las orillas.
Figura 15. Recolección de sedimentos sector Hospital Infantil.
Figura 16. Almacenamiento de sedimento en recipientes.
Figura 17. Prueba de linealidad recipiente de 32.17 cm2- winkler.
Figura 18. Prueba de linealidad recipiente de 254.47 cm2 – balde
azul.
Figura 19. Prueba de linealidad recipiente de 63.62 cm2 – frasco
blanco.
Figura 20. Adición de sulfito de sodio al agua destilada en
laboratorio
Figura 21. Toma de datos iníciales.
Figura 22. Toma de datos finales.
Figura 23. Lectura de demanda béntica de oxígeno estación La
Laguna, época de invierno.
Figura 24. Lectura de demanda béntica de oxígeno estación
Universidad de Nariño, época de invierno.
Figura 25. Lectura de demanda béntica de oxígeno estación La
Ensillada, época de invierno.
Figura 26. Lectura de demanda béntica de oxígeno estación La
Laguna, época de verano.
Figura 27. Lectura de demanda béntica de oxígeno estación
Universidad de Nariño, época de verano.
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Figura 28. Lectura de demanda béntica de oxígeno estación La
Ensillada, época de verano.
Figura 29. Recolección de macroinvertebrados.
Figura 30. Clasificación de macroinvertebrados.
11
pág.
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72
72
LISTA DE CUADROS
pág.
Cuadro 1.
Cuadro 2.
Cuadro 3.
Cuadro 4.
Estado del arte de la investigación.
Marco contextual de la investigación.
Marco teórico de la investigación.
Marco legal de la investigación.
12
22
23
24
25
LISTA DE GRÁFICAS
pág.
Gráfica 1. Perfil longitudinal cuenca río Pasto.
Gráfica 2. Perfil de oxígeno disuelto en el Río Pasto.
Gráfica 3. Perfil de pH en el río Pasto.
Gráfica 4. Perfil sólidos totales en el río Pasto.
Gráfica 5. Perfil de DBO5 en el río Pasto.
Gráfica 6. Perfil de DQO en el río Pasto.
Gráfica 7. Prueba de linealidad uno con tres centímetros de
sedimento.
Gráfica 8. Prueba de linealidad dos con un centímetro de
sedimento.
Gráfica 9. Granulometría estación La Laguna, época de invierno.
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Gráfica 10. Granulometría estación Universidad de Nariño, época
de invierno.
Gráfica 11. Granulometría estación La Ensillada, época de
invierno.
Gráfica 12. Granulometría estación La Laguna, época de verano.
Gráfica 13. Granulometría estación Universidad de Nariño, época
de verano.
Gráfica 14. Granulometría estación La Ensillada, época de
verano.
Gráfica 15. Comparación de oxígeno disuelto y demanda béntica
de oxígeno en época de invierno.
Gráfica 16. Comparación de oxígeno disuelto y demanda béntica
de oxígeno en época de verano.
Gráfica 17. Relación entre DBO, DQO y SOD.
Gráfica 18. Relación entre pendiente y SOD.
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LISTA DE MAPAS
Mapa 1.
Mapa de calidad de agua del río Pasto.
14
LISTA DE ANEXOS
pág.
Anexo A. Cronograma de la investigación.
Anexo B. Presupuesto general de la investigación.
Anexo C. Información proporcionada por la Corporación
Autónoma Regional de Nariño CORPONARIÑO.
Anexo D. Gráficas de demanda béntica de oxígeno estación La
Laguna, época de invierno.
Anexo E. Gráficas de demanda béntica de oxígeno estación
Universidad de Nariño, época de invierno.
Anexo F. Gráficas de demanda béntica de oxígeno estación La
Ensillada, época de invierno.
Anexo G. Gráficas de demanda béntica de oxígeno estación La
Laguna, época de verano.
Anexo H. Gráficas de demanda béntica de oxígeno estación
Universidad de Nariño, época de verano.
Anexo J. Gráficas de demanda béntica de oxígeno estación La
Ensillada, época de verano.
Anexo K. Estudios Granulométricos, época de invierno.
Anexo L. Estudios Granulométricos, época de verano.
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150
GLOSARIO
ANÁLISIS FISICO-QUIMICO DEL AGUA: son aquellas pruebas de laboratorio
que se efectúan a una muestra de agua tomada de una fuente para determinar la
calidad del agua de dicha fuente.
ANÁLISIS MICROBIOLOGICO DEL AGUA: son aquellas pruebas de laboratorio
que se efectúan a una muestra de agua para determinar la presencia o ausencia,
tipo y calidad de microorganismos.
CALIDAD DEL AGUA: es el conjunto de características organolépticas, físicas,
químicas y microbiológicas propias del agua.
CONSTANTE DE DESOXIGENACIÓN POR DEMANDA BÉNTICA (SOD): es la
demanda de Oxigeno Disuelto por la descomposición de la materia orgánica
contenida en los sedimentos en un ecosistema acuático.
CUENCA: una cuenca es una unidad geográfica natural donde se tiene en cuenta
los usos múltiples de los recursos como agua, suelo y vegetación.
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO5): parámetro que la medida de la
materia orgánica biodegradable en el agua.
DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO): cantidad de oxígeno equivalente
necesaria para la oxidación química de la materia orgánica presente en el agua.
ECOSISTEMA LOTICO: es un tipo principal de ecosistemas acuáticos que se
diferencia por el continuo y rápido flujo de sus aguas; esto crea condiciones
especiales para la vida y para la organización de las estructuras y procesos
ecológicos básicos.
ESTACIÓN DE MUESTREO: lugar donde se toman las muestras para luego ser
analizadas en el laboratorio.
MACROINVERTEBRADOS ACUATICOS: animales que carecen de columna
vertebral o espina dorsal presentes en cuerpos de agua los cuales son indicadores
de calidad del agua.
MÉTODO BMWP/Col: método utilizado para determinar la calidad del agua
mediante el uso de macroinvertebrados acuáticos.
MODELO DE CALIDAD DE AGUA: relaciones matemáticas que permiten
entender y cuantificar las relaciones causa-efecto de los procesos físicos,
16
químicos y biológicos de los compuestos descargados en cuerpos receptores,
como ríos, lagos y estuarios.
OXIGENO DISUELTO (OD): cantidad de oxígeno presente en el agua, esencial en
los ríos y lagos saludables, es también un indicador de cuan contaminada esta el
agua.
PARÁMETROS BIOLÓGICOS: son indicadores representativos como los
macroinvertebrados acuáticos.
PARÁMETROS FÍSICOS: son aquellos que tiene incidencia directa sobre las
condiciones del agua y son detectables fácilmente por ejemplo Temperatura,
Color, Olor, Sabor, Turbiedad.
PARÁMETROS QUÍMICOS: por ser el agua un solvente universal, existe la
posibilidad que una inmensa cantidad de elementos y compuestos estén
presentes en el en forma de solución por ejemplo Oxigeno Disuelto, Demanda
Biológica de Oxigeno, Demanda Química de Oxigeno, pH.
PERFIL LONGITUDINAL: grafico utilizado para observar el valor de la pendiente
de una zona cualquiera o de un cuerpo de agua.
RÍO DE MONTAÑA: su principal atributo es el carácter torrencial y el flujo
turbulento de las aguas, en pendientes acentuadas, con cascadas y raudales,
sobre sustratos rocosos.
SEDIMENTO BENTICO: es la materia orgánica en descomposición que se
encuentra en el fondo o en las orillas de un cauce de un río.
SÓLIDOS TOTALES: es la suma de todos los sólidos disueltos y suspendidos en
el agua. Estos pueden ser tanto las sustancias orgánicas como inorgánicas.
17
INTRODUCCION
Colombia es un país con abundantes recursos hídricos, representados en aguas
oceánicas, aguas estancadas, aguas de escurrimiento, y aguas subterráneas. El
relieve colombiano hace que los ríos corran en distintas direcciones: unos hacia el
Pacífico, otros hacia el Caribe y algunos pocos hacia el golfo de Maracaibo, en
Venezuela. Los ríos más largos corren por las llanuras orientales hasta desaguar
en el Orinoco y en el Amazonas.
El río Pasto se define como un río de montaña. Este nace en el páramo del
Bordoncillo, recorre la ciudad de San Juan de Pasto y finalmente desemboca en el
río Juanambú. Actualmente el río se ve afectado por diferentes tipos de
vertimientos; de origen agrícola, industrial, pecuaria y principalmente doméstico.
Lo anterior amerita actuar eficazmente desde varios enfoques en pro de la
preservación del recurso hídrico.
Actualmente, los diferentes fenómenos que se presentan en un cuerpo de agua
pueden ser estudiados, descritos y predecidos por modelos computacionales,
permitiendo así, la comprensión del comportamiento en una fuente hídrica en su
estado actual y el posible efecto tras la ocurrencia de diversos eventos de
desarrollo de carácter social, económico y cultural.
La modelación es una representación matemática que permite simular el
comportamiento de un objeto, su funcionamiento y así, estudiar el efecto de
determinados parámetros y realizar predicciones de alta respuesta a estímulos
externos. Los modelos han sido muy usados en el campo de la Ingeniería, su nivel
de complejidad se ha incrementado a medida que se descubren nuevas
tecnologías computacionales para resolver con rapidez las ecuaciones
matemáticas representativas de fenómenos físicos determinados.
Un modelo de calidad de agua tiene una base fundamental matemática, con la cual
se analiza y se verifica las características reales de un cuerpo de agua. Se puede
desarrollar una modelación tanto para características microbiológicas, para
características fisicoquímicas tales como: demanda biológica de oxigeno - DBO,
demanda química de oxigeno - DQO, oxigeno disuelto - OD.
La calidad del agua en un cauce se ve altamente relacionada con el consumo de
oxigeno disuelto debido a la materia orgánica y los sedimentos presentes en el
fondo de un río. La cantidad de oxigeno disuelto que es consumido por la materia
orgánica y los sedimentos es también conocida como demanda béntica de
oxigeno - SOD. Actualmente dicho parámetro es estimado por el método de
ensayo y error generando una serie de valores aproximados a los datos reales
siendo estos dados sin certeza alguna.
18
La presente investigación pretende conocer y evaluar el estado actual del Río
Pasto en cuanto a sus características de calidad por medio de parámetros
fisicoquímicos y biológicos, para establecer la relación existente entre calidad del
agua con la constante de desoxigenación por demanda béntica de oxigeno en el
cauce principal del río Pasto.
La calidad del agua del río Pasto, se ve altamente afectada en la zona urbana de
la ciudad de Pasto; debido a la gran cantidad de vertimientos de aguas residuales
haciendo que el valor de la constante de desoxigenación por demanda béntica en
este sector sea el más alto de la cuenca.
Los resultados obtenidos en este trabajo de investigación serán utilizados en el
proyecto “Modelación del río Pasto una herramienta para la planificación del
recurso hídrico” con el fin de ser introducidos en el programa de modelación
Qual2K.
19
1.
RESUMEN DE LA PROPUESTA
1.1 Problema de la investigación.
Actualmente, a lo largo del río Pasto se presenta una degradación progresiva de la
calidad del agua. En la parte alta de la cuenca existen gran variedad de cultivos,
los cuales limitan con las orillas de las diferentes quebradas, que desembocan en
el río Pasto; dejando como consecuencia la alteración de las condiciones
naturales del río y provocando una leve contaminación.
En la parte media de la cuenca se ubica la ciudad de San Juan de Pasto, donde
se genera la mayor contaminación sobre el río, a través, del vertimiento de aguas
residuales, contribuyendo considerablemente al aumento en la cantidad de
sedimentos de origen orgánico, los cuales consumen determinada cantidad de
oxígeno disuelto afectando la calidad del agua. Este fenómeno es conocido como
demanda béntica de oxígeno.
El tramo comprendido entre el sector de Briceño y la desembocadura en el río
Juanambú correspondiente a la parte baja de la cuenca, que por sus
características de encañonamiento, pendiente pronunciada y presencia de rocas
de gran tamaño; permiten la reaireación natural, ayudando a la recuperación del
río.
Fue necesario evaluar la constante de desoxigenación por demanda béntica SOD, con el fin de establecer la relación que presenta la cantidad de oxígeno
disuelto en el agua, con la cantidad de oxígeno consumido por los sedimentos
presentes en el cauce de este río, para así establecer un rango de valores que
pueden ser utilizados en los diferentes programas de modelación.
En la modelación de ecosistemas lóticos, en muy pocas ocasiones se ha
determinado experimentalmente la constante de desoxigenación por demanda
Béntica - SOD, utilizando valores obtenidos mediante el método de ensayo y error,
es por esta razón, que la calibración de los modelos con valores erróneos no
permite un desarrollo efectivo del proceso al poner en funcionamiento el programa
de modelación. Por tal motivo, se planteó la siguiente pregunta de investigación:
¿Cuál es el valor de la constante de desoxigenación por demanda béntica - SOD
en el cauce principal del río Pasto?, pregunta sobre la cual se articuló todo el
proyecto de investigación y el análisis de los resultados que se obtuvieron.
En esta investigación se determinó la cantidad de oxígeno disuelto consumido por
sedimentos, especialmente por la materia orgánica en descomposición presente
en ellos, provocando degradación en la calidad del agua en el río Pasto. La
calidad del agua fue evaluada con la utilización del método BMWP/Col para
macroinvertebrados acuáticos y con algunos parámetros fisicoquímicos como
20
oxígeno disuelto, pH, sólidos totales, DBO5 y DQO, estos resultados, se
relacionaron con el valor de la constante de desoxigenación por demanda béntica
- SOD, para hacer una aproximación y determinar unos intervalos de valores
entre los tipos de macroinvertebrados recolectados con el valor de la constante de
desoxigenación por demanda béntica.
Este estudio fue de interés institucional por que los resultados obtenidos del valor
de la constante de desoxigenación por demanda béntica - SOD, fueron utilizados
en el proyecto “Modelación del río Pasto, una herramienta para la planificación del
recurso hídrico” proyecto financiado por la Universidad Mariana y el Fondo de
Inversión para la Descontaminación Hídrica de la Cuenca del Río Pasto, en este
fondo participan entidades como: EMPOPASTO, CORPONARIÑO, Alcaldías
Municipales de Pasto y Chachagüi. Además de interés personal por que en el
desarrollo de las actividades académicas se evidenció la carencia de información
con respecto a la influencia de la contaminación, la degradación de materia
orgánica en ecosistemas lóticos y su relación con la demanda béntica de oxígeno.
La investigación ofreció una utilidad teórico – práctica; teórica en la medida que
brindará información a otros estudios que pretendan complementar el presente
trabajo de investigación, permitiendo ampliar conocimientos y metodologías
apropiadas en este tipo de estudios, y práctica; en cuanto plantea metodologías
adecuadas para la evaluación de la constante de desoxigenación por demanda
béntica en ríos de montaña.
Para cumplir los objetivos de la investigación, en una secuencia clara y lógica se
planteó como objetivo general: evaluar la constante de desoxigenación por
demanda béntica - SOD en el cauce principal del río Pasto.
Para dar
cumplimiento a este objetivo se plantearon tres objetivos específicos que
permitieron paulatinamente alcanzar el objetivo general.
Estos tres objetivos específicos fueron: Caracterizar física y químicamente el
cauce principal del río Pasto para establecer tramos homogéneos los cuales serán
significativos para la determinación de la constate de desoxigenación por
demanda béntica - SOD, determinar el valor de la constante de desoxigenación
por demanda béntica - SOD en el cauce principal del río Pasto y establecer la
relación existente entre la calidad del agua evaluada mediante el método
BMWP/Col para macroinvertebrados acuáticos con el valor de la constante de
desoxigenación por demanda béntica.
21
1.2 Referentes teóricos.
Cuadro 1. Estado del arte de la investigación.
1
PEREIRA, Regis Instituto de Pesquisas Hidraulicas (IPH); Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFGRS)
MICELIS C. Doyle, DENNIS D. Lynch. Sediment Oxygen Demand in lake Ewauna and Klamath river, Estados Unidos,
2003. disponible en Internet: http://pubs.usgs.gov/sir/2005/5228/pdf/sir2005-5228.pdf, Septiembre de 2007.
3
GRAJALES VARGAS, Heazel. Determinación de la demanda de oxígeno por parte de la vegetación sumergida en la
zona de represamiento de la quebrada la Vega municipio de San Roque, Antioquia. 2004. 89 P. Trabajo de grado.
(Ingeniero). Universidad de Antioquia, Facultad de ingeniería.
4
SILVA, Juan Pablo; BAENA, Luisa Marina y RAMIREZ, Carlos. Estudio experimental para la determinación de las
constantes bénticas en el Río Cauca. Colombia 2003. En Revista Eidenar, disponible en internet:
http://revistaeidenar.univalle.edu.co/revista1_2a.phtml, Marzo de 2007.
2
22
Cuadro 2. Marco contextual de la investigación.
23
23
Cuadro 3. Marco teórico de la investigación.
CUENCA: Es la unidad geográfica natural, presenta usos múltiples de los recursos como agua, suelo y vegetación. Sus
límites quedan establecidos por la divisoria topografía del terreno.
24
Río de Montaña:
río de carácter
torrencial y flujo
turbulento, en
pendientes
acentuadas,
sobre sustratos
rocosos.
Servicios del flujo
hidrológico: usos
directos como la
agricultura, industria,
agua potable. Dilución de
contaminantes,
generación de
electricidad.
DBO5
OD
pH
Morfología de ríos: El
flujo o la forma como el
agua recorre en su
lecho depende en gran
parte de la morfología
del cauce.
Parámetros Físicos:
Parámetros Químicos:
DQO.
Calidad del agua:
Determinada por la
hidrología, la
fisicoquímica y la
biología de la masa
de agua.
Temperatura
Olor
Turbiedad
24
que permiten entender y
cuantificar las relaciones causaefecto de los procesos físicos,
químicos y biológicos
descargados en cuerpos
receptores, como ríos, lagos y
estuarios.
Parámetros Biológicos:
Color
SOD: demanda de
oxigeno disuelto por la
descomposición de la
materia orgánica.
Modelos de calidad de
agua: relaciones matemáticas
Método BMWP/Col:
evaluar la calidad del agua
usando los
macroinvertebrados.
Cuadro 4. Marco legal de la investigación.
NORMA
IMPORTANCIA
Artículo 79: Toda persona tiene derecho a gozar de un
ambiente sano.
Constitución Política de Colombia
1991.
Ley 9 de 1979.
Ley 99 de 1993.
Artículo 80: El Estado planificará el manejo y aprovechamiento
de los recursos naturales, para garantizar su desarrollo
sostenible, su conservación, restauración o sustitución.
Código Sanitario, por la cual se dictan medidas sanitarias sobre
el manejo del recurso.
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se
reordena el sector público encargado de la gestión y
conservación del medio ambiente y los recursos naturales
renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental (SINA),
y se dictan otras disposiciones.
Ley 373 de 1997.
Por la cual se establece el programa para el uso eficiente y
ahorro del agua.
Decreto 2811 de 1974.
Por el cual se dicta el Código nacional de recursos naturales
renovables y de protección del medio ambiente.
Decreto 1594 de 1984.
Decreto 901 de 1997.
Decreto 1729 de 2002.
Expedido por el ministerio de Desarrollo económico. Define los
límites permisibles de contaminación para aguas superficiales
de acuerdo con su uso y las condiciones de descarga de los
vertimientos líquidos.
Por medio del cual se reglamentan las tasas retributivas por la
utilización directa o indirecta del agua como receptor de los
vertimientos puntuales y se establecen las tarifas de estas.
Por el cual se reglamenta la parte XIII, titulo II, capitulo III del
decreto – ley 2811 del 1974 sobre cuencas hidrográficas,
parcialmente el numeral XII del articulo V de la Ley 99 del 1993
y se dictan otras disposiciones.
Decreto 155 de 2004.
Por el cual se reglamenta el artículo 43 de la Ley 99 del 1993
sobre tasa por utilización de aguas y se adoptan otras
disposiciones.
Decreto 1575 de 2007.
Por el cual se establece el sistema para la protección y control
de la calidad de agua para consumo humano.
Resolución 1096 de 2000.
Por la cual se adopta el Reglamento Técnico para el sector de
agua potable y saneamiento básico (RAS).
Resolución 2115 de 2007.
Por medio de la cual se señalan características de instrumentos
básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la
calidad del agua para consumo humano.
25
1.3 Metodología de la investigación.
El campo de investigación en el que se desarrolló éste proyecto de investigación
es Ambiental, debido a que brinda un diagnóstico del estado actual de la calidad
del agua del río Pasto. La investigación se enmarca dentro del tipo de
investigación descriptiva, cuantitativa-cualitativa y analítica; descriptiva en cuanto
a que las características físico-químicas y biológicas reflejan comportamientos y
fenómenos presentes en el cauce del río, cuantitativa por que es necesario la
implementación de datos estadísticos para la compresión de fenómenos bióticos y
cualitativa porque a través del estudio de las cualidades de los organismos
presentes en el cauce principal del río Pasto se determinó la calidad de agua en
los puntos de muestreo.
El proyecto se encuentra dentro de la línea de investigación Gestión Ambiental;
debido a que utiliza instrumentos y medios para conocer, evaluar y determinar la
calidad del agua del río Pasto.
La hipótesis que se planteó en este trabajo de investigación fue: La determinación
del valor de la constante de desoxigenación por demanda béntica - SOD permitirá
dar un mayor conocimiento de la dinámica de la calidad del agua del río Pasto;
obteniendo así una mayor precisión al calibrar los programas de modelación con la
utilización de datos reales.
En el proyecto de investigación se encuentran dos tipos de variables; las variables
independientes y la variable dependiente; dentro de las variables independientes
se encuentran las características físicas, químicas y biológicas del agua y la
variable dependiente en este caso es el valor de la constante de desoxigenación
por demanda béntica – SOD, en el cauce principal del río Pasto.
La población a analizar corresponde al total de sedimentos y organismos
presentes en el agua del cauce principal del río Pasto, la muestra se determinó por
medio de la ecuación estadística aplicada para una población infinita, teniendo en
cuenta un porcentaje de error del diez porciento y un porcentaje de confianza del
noventa porciento. Mediante la siguiente expresión.
n = Z2*P*Q/E2
n = (1.282 * 0.5 * 0.5) / 0.12
n = 41.
*
n: número de muestras a tomar en cada punto.
Z: variante estadística
P: probabilidad de ocurrencia
Q: probabilidad de fracaso
E: error posible presentado en el muestreo.
* WALPOLE, Ronald; MYERS, Raymond Probabilidad y Estadística, Mc Graw Hill Cuarta Edición. México: 1992. 797 p.
26
Para dar cumplimiento a los objetivos planteados en el proyecto de investigación,
el procesamiento de información y presentación de resultados, se determinaron en
el primer objetivo los tramos homogéneos del río basados en sus características
físicas – químicas y morfológicas, con la determinación de los tramos se ejecutó el
segundo objetivo donde se determinó el valor de la constante de desoxigenación
por demanda béntica - SOD, y finalmente en el tercer objetivo se realizó la
recolección de macroinvertebrados acuáticos para evaluar la calidad del agua
mediante el método BMWP/Col, y encontrar una posible relación de este índice
con el valor de la constante de desoxigenación por demanda béntica - SOD.
Para la ejecución de este proyecto se utilizó un lapso de nueve mes, comenzando
en le mes de julio de 2007 y finalizando en el mes de marzo de 2008. Durante
este intervalo de tiempo se cubrieron las épocas de verano y las épocas de
invierno para tener muestras representativas y el trabajar en estos meses facilito el
trabajo en el laboratorio debido a que se disponía de los equipos y materiales
necesarios. Ver anexo A.
El presupuesto total destinado para esta investigación fue de $ 4.684.500, los
cuales se distribuyeron en cuatro categorías a saber: análisis de laboratorio,
insumos y materiales, gastos personales y gastos en personal de investigación.
Este proyecto en la parte de análisis de laboratorio fue financiado en su totalidad
por el proyecto de investigación profesoral Modelación del Río Pasto: Una
herramienta para la planificación del Recurso hídrico, los demás gastos fueron
asumidos por los estudiantes investigadores. Ver anexo B.
27
2. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS
A continuación se presentan los resultados obtenidos del procesamiento de la
información en cada una de las fases. En cada fase se indica el objetivo que se
pretendía alcanzar, la metodología utilizada para este fin y finalmente los
respectivos análisis de resultados.
2.1 Caracterización físico - química del cauce principal del río Pasto. En
primer lugar se hizo una caracterización físico-morfológica, posteriormente la
caracterización química y finalmente se determinaron los tramos homogéneos. A
continuación se presentan los resultados obtenidos.
2.1.1 Caracterización físico - morfológica. La cuenca del río Pasto es uno de
los principales afluentes del río Juanambú, el cual hace parte de la gran cuenca
del río Patía que nace en la vertiente occidental del sistema orográfico de los
Andes en el departamento de Nariño.
La cuenca del río Pasto tiene una superficie total de 483.32 Km²
aproximadamente, y la longitud de su cauce principal es de 58.62 Km, medidos
desde la unión de las quebradas El Retiro y Las Tiendas, hasta la desembocadura
en el río Juanambú. Ver figura uno.
28
Figura 1. Cuenca del río Pasto.
Fuente: Proyecto Modelación del río Pasto, una herramienta para la planificación del recurso hídrico, San Juan de Pasto,
septiembre de 2007.
En el cauce principal del río Pasto se realizó una caracterización morfológica para
observar sus características principales como la forma y el comportamiento del
mismo, utilizando cartografía suministrada por la Corporación Autónoma Regional
de Nariño CORPONARIÑO.
Un enfoque primario puede clasificar los ríos dependiendo de su forma, estos
pueden ser: rectilíneos, meandriformes o trenzados.5 Tal como se observa en la
figura dos.
5
FARIAS, Héctor Daniel. Curso de Hidráulica Fluvial, Morfología Fluvial y Estabilidad de Cauces. Universidad Nacional de
Córdoba, Argentina.
29
Figura 2. Clasificación de ríos. Enfoque Primario.
RECTILINEO.
MEANDRIFORME.
TRENZADO.
Fuente: Curso de hidráulica fluvial, morfología y estabilidad de cauces. Universidad Nacional de Córdoba.
Algunos autores han partido de este tipo de clasificación para extender en
subcategorías los diferentes tipos de corrientes. Entre ellos se destacan Schumm
y Rosgen.
Schumm, ha clasificado los ríos según el tipo de canal y la forma del mismo. Tipo
de canal como: de carga suspendida, de carga mixta o como base de carga.
Forma del canal como: rectilíneo, meandriforme o trenzado. Estableciendo para
cada uno de ellos parámetros de estabilidad relativa, gradiente, tamaño y carga de
sedimentos, velocidad de flujo, flujo de energía y las relaciones ancho profundidad, y base de carga - carga total.6 Tal como se muestra en la figura tres.
6
Ibid., p. 29
30
Figura 3. Clasificación de Schumm para ríos.
Fuente: Curso de hidráulica fluvial, morfología y estabilidad de cauces. Universidad Nacional de Córdoba.
El río Pasto en la mayoría de su recorrido es clasificado como un canal de forma
rectilínea, presentando en su trayecto dos tipos de canal, tanto de carga
suspendida como de carga mixta. En el tramo comprendido desde su nacimiento
hasta antes de llegar al corregimiento de La Laguna, es considerado como un tipo
de canal de carga suspendida debido a que no presenta deposición de sedimentos
en sus orillas, mientras que el tramo comprendido desde el corregimiento de La
Laguna hasta la desembocadura en el río Juanambú es considerado de carga
mixta; debido a gran deposición de sedimentos en sus orillas.
Las diferentes condiciones que presenta un río de montaña permite que se genere
gran variedad de formas y tipos de canales; estos pueden presentarse en
extensas longitudes o en tramos muy pequeños. Un ejemplo claro en el río Pasto
31
es el sector del Barrio Morasurco, donde se presenta un tramo con mínima
meandriformidad; clasificándose con un tipo de canal de carga mixta.
Según Rosgen quien clasificó longitudinalmente con mayor amplitud y precisión
los tipos de corriente por medio de la pendiente presente en el cauce de estos
cuerpos de agua, pudo generar nueve diferentes clasificaciones,7 tal como se
observa en la figura cuatro.
Figura 4. Clasificación de ríos longitudinal de Rosgen.
Fuente: Curso de hidráulica fluvial, morfología y estabilidad de cauces. Universidad Nacional de Córdoba.
El río Pasto presenta en su trayecto diferentes pendientes variando desde su
nacimiento en el páramo del Bordoncillo hasta la desembocadura en el río
Juanambú, considerándose como tipo A en la mayoría de su recorrido y tipo B en
el tramo medio de la cuenca donde el río presenta una pendiente media de tres
por ciento.
El flujo o la forma como el agua corre en su lecho depende en gran parte de su
morfología.8 En general existen dos tipos de flujo: el flujo laminar y el flujo
turbulento; el flujo turbulento, se presenta cuando una corriente de agua adquiere
velocidad y su movimiento se vuelve irregular. El tipo de movimiento adquirido
7
Ibid., p. 29
ROLDAN PEREZ, Gabriel. Fundamentos de Limnología Neotropical. Editorial Universidad de Antioquia. Medellín: 1992.
529p.
8
32
depende de la naturaleza del canal, el cual puede aumentar la turbulencia si
presenta lechos tortuosos y muchas irregularidades morfológicas, tal como se
presenta en el río Pasto. Ver figura cinco.
Figura 5. Río Pasto. Sector Seminario.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, agosto de 2007.
Los materiales disueltos y suspendidos en el agua, la naturaleza del sustrato y la
vegetación localizada a lo largo del cauce de un río afectan la velocidad de la
corriente. Los cauces con poca resistencia favorecen un movimiento más rápido
del agua a diferencia de los fondos rocosos e irregulares que hacen que la
velocidad disminuya, ver figura seis.
Figura 6. Cauce en estrato rocoso río Pasto. Sector Briceño.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, agosto de 2007.
33
Las corrientes transportan materiales, principalmente sólidos disueltos o sólidos
suspendidos; llegando a ser de grandes tamaños o pesados, pero esto solo ocurre
a intervalos de tiempo, dependiendo de la velocidad, fuerza y descarga del agua.
Llevando a la sedimentación tanto de materiales de origen inorgánico como la
sedimentacion de materia organica. Ver figura siete.
Figura 7. Sólidos sedimentados y restos de lodos en el río Pasto. Sector
Estación IDEAM Universidad.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, agosto de 2007.
En la parte más alta de las montañas, las corrientes son por lo general de agua
clara, transparentes y de poco caudal las cuales corren por lechos rocosos,
pedregosos, arenosos, o por una combinación de estos tres. A medida que el
caudal en los ríos aumenta al unirse diferentes quebradas, estos comienzan a
correr por los valles, la velocidad es lenta y sus cauces comienzan a serpentear
formando meandros.
A continuación se presenta las principales características asociadas a pendiente,
forma y lecho en los diferentes tramos del río Pasto desde su nacimiento en el
páramo del Bordoncillo hasta la desembocadura en el río Juanambú.
Con respecto a la pendiente, el río Pasto en su nacimiento alcanza una
inclinación del diez por ciento a la altura del páramo de Bordoncillo, reduciéndose
paulatinamente a medida que se acerca al tramo medio de la cuenca donde el río
tiene una pendiente media del tres por ciento, valor que se mantiene hasta cuando
la corriente atraviesa la ciudad de San Juan de Pasto. Posterior a ello, entre el
sector denominado Briceño hasta la desembocadura en el Río Juanambú, la
34
pendiente del río vuelve a incrementarse alcanzando valores hasta del cinco por
ciento, tal como se muestra en la gráfica uno.
Gráfica 1. Perfil longitudinal cuenca río Pasto.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, agosto de 2007.
Con respecto a la forma y a las características del lecho se puede describir que
estas difieren significativamente a medida que avanza longitudinalmente el cauce.
Es así como el tramo superior se caracteriza por tener lechos rocosos, cauces
estrechos y generalmente rectos. Tal como se observa en las figuras ocho y
nueve.
35
Figura 8. Río Pasto a la altura de la quebrada Las Minas. Cuenca Alta.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, agosto de 2007.
Figura 9. Río Pasto a la altura quebrada El Barbero. Cuenca Alta.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, agosto de 2007.
En la parte media, el río amplía su cauce, los lechos están conformados por rocas
de menor tamaño y existe zonas de meandros donde se alcanza apreciar
procesos de sedimentación. Como se observa en las figuras diez y once.
36
Figura 10. Río Pasto sector Licorera de Nariño. Cuenca Media.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, agosto de 2007.
Figura 11. Río Pasto Sector Chapultepec. Cuenca Media.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, agosto de 2007.
En el tramo inferior, por su parte, el lecho del río está conformado por rocas de
gran tamaño y a la vez con sedimentos de fondo producto de la degradación
natural y antropica de la cuenca. La forma del río es recta al inicio del tramo y
tiene una leve formación de meandros cerca de la desembocadura en el río
Juanambú, tal como se muestra en las figuras doce y trece.
37
Figura 12. Río Pasto a la altura de la quebrada San Francisco. Cuenca Baja.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, agosto de 2007.
Figura 13. Río Pasto sector La Ensillada. Cuenca Baja.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, agosto de 2007.
38
2.1.2 Caracterización Química.
Para la determinación de los tramos
homogéneos se realizó el análisis de los diferentes datos de parámetros físicoquímicos obtenidos en muestreos continuos durante los años 2005 y 2006;
proporcionados por la Corporación Autónoma Regional de Nariño
CORPONARIÑO, elaborando perfiles longitudinales para cada parámetro a
evaluar.
Para la determinación de los tramos fue necesario analizar parámetros como
oxígeno disuelto, pH, sólidos totales, demanda bioquímica de oxígeno en cinco
días - DBO5 y demanda química de oxígeno - DQO.
Esta caracterización se obtuvo promediando los diferentes números de datos,
graficando el valor medio correspondiente con la respectiva distancia en la que se
encuentra cada uno de los puntos de muestreo. Ver anexo C.
Para una mejor identificación de los puntos de muestreo, en las graficas de
perfiles, se realizaron convenciones, las cuales se presentan a continuación en la
tabla uno.
Tabla 1. Puntos de muestreo y convenciones utilizadas en las graficas de
perfiles.
CONVENCION
PUNTO DE MUESTREO
DISTANCIA
E.R
El Retiro
B.C
Bocatoma Centenario
9.500 mt
H.D
Hospital Departamental
13.253 mt
Box C.P
Box Colegio Pedagógico
15.003 mt
Colec. C.P
Colector Colegio Pedagógico
15.503 mt
J.XXIII
Juan XXIII
18.503 mt
C.T
Club de Tenis
18.753 mt
U.D.N
Universidad de Nariño
19.250 mt
H.J.B
Hidroeléctrica Julio Bravo
22.750 mt
L.E
La Ensillada
48.750 mt
0 mt
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
39
2.1.2.1 Oxígeno disuelto. El oxígeno disuelto es la cantidad de oxígeno presente
en el agua, esencial en los ríos y lagos saludables. El nivel de oxígeno disuelto
puede ser un indicador de cuán contaminada está el agua y que tan buen soporte
puede dar a la vida vegetal y animal. Generalmente, un nivel alto de oxígeno
disuelto indica agua de mejor calidad.
En el río Pasto, al observar la gráfica del perfil de oxígeno disuelto, es evidente
que la intervención de las diferentes actividades antrópicas ocasionan la
disminución de la cantidad de oxígeno disuelto en el recorrido a través de su
cauce, y cerca de la desembocadura del río se observa la recuperación a través
del proceso de reaireación natural. Ver grafica dos.
Gráfica 2. Perfil de oxígeno disuelto en el río Pasto.
Perfil OD
8
B.C 7,23
7
6
6,93
H.D
6,72
E.R.
OD mg/Lt
5
4,8
L.E
4
3,5 Colec. C.P
Box C.P
3,19
3
C.T 2,12
2
J.XXIII
2,34
2,27 H.J.B
1,97
U.D.N
1
0
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
Distancia mt.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
E.R
B.C
H.D
Box C.P
Colec. C.P
Colector
El
Bocatoma Hospital
Box colegio colegio
Retiro Centenario Departamental Pedagógico Pedagógico
40
J.XXIII
Juan
XXIII
C.T
Club
de
tenis
U.D.N
U. de
Nariño
H.J.B
L.E
Hidroeléctrica La
Julio Bravo
Ensillada
2.1.2.2 pH. El pH mide la acidez relativa del agua un nivel de pH de 7,0 se
considera neutro, el agua con un nivel de pH menor a 7,0 se considera ácida y el
agua con un pH mayor a 7,0 se considera alcalina o base. Las fuentes de agua
dulce con un pH inferior a 5,0 o mayor a 9,5 no soportan vida vegetal ni especies
animales.9
Esto se puede observar a través del cauce del río Pasto donde la fluctuación del
pH permanece en un rango de 7.75 a 7.17; permitiendo así la vida vegetal y
animal a lo largo del cauce de este río. Ver gráfica tres.
pH en el río Pasto.
Gráfica 3. Perfil Perfil
de pH
7,8
7,75
E.R.
7,7
7,6
7,5
pH
7,45
B.C
7,43
7,4
H.D
7,35
L.E
U.D.N
H.J.B
7,32
7,3
7,3
7,28
Box C.P
7,2
7,21
C.T
7,23 J.XXIII
7,17
Colec. C.P
7,1
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
Distancia
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
E.R
B.C
H.D
Box C.P
Colec. C.P
Colector
El
Bocatoma Hospital
Box colegio colegio
Retiro Centenario Departamental Pedagógico Pedagógico
9
J.XXIII
Juan
XXIII
C.T
Club
de
tenis
U.D.N
U. de
Nariño
H.J.B
L.E
Hidroeléctrica La
Julio Bravo
Ensillada
Stevens Institute of Technology, Center for Innovation in Engineering and Science Education (CIESE), pH, disponible en
internet: http://www.ciese.org/curriculum/dipproj2/es/fieldbook/ph.shtml, Septiembre de 2007.
41
2.1.2.3 Sólidos totales. Los sólidos totales - ST son la suma de todos los sólidos
disueltos y suspendidos en el agua. Estos pueden ser tanto las sustancias
orgánicas como inorgánicas, los microorganismos y partículas más grandes como
la arena y arcilla.10
A lo largo del cauce del río Pasto se observa una mínima cantidad de sólidos
totales, en la parte alta de la cuenca debido a la poca intervención del hombre
ante el río, un alto contenido de sólidos en la zona urbana y disminuye
paulatinamente a través del recorrido hasta la desembocadura en el Río
Juanambú. Ver gráfica cuatro.
Perfil S.T
Gráfica 4. Perfil sólidos
totales en el río Pasto.
500
H.J.B
444,55
450
Colec. C.P
401,8
400
Box C.P
376,85
376,35 U.D.N
361,9 C.T
350
343,95
J.XXIII
S.T
300
250
209,22
200
L.E
H.D
159,25
150
B.C121,8
100
50
54
E.R.
0
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
Distancia
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
E.R
B.C
H.D
Box C.P
Colec. C.P
Colector
El
Bocatoma Hospital
Box colegio colegio
Retiro Centenario Departamental Pedagógico Pedagógico
10
J.XXIII
Juan
XXIII
C.T
Club
de
tenis
U.D.N
U. de
Nariño
H.J.B
Hidroeléctrica La
Julio Bravo
Ensillada
Lenntech Agua residual & purificación del aire Holding B.V. Rotterdamseweg 402 M 2629 HH Delft, Sólidos totales,
disponible en internet: http://www.lenntech.com/espanol/la-evaluacion-de-la-calidad-agua-FAQ-calidad-agua.htm.
Septiembre de 2007.
42
L.E
2.1.2.4 Demanda bioquímica de oxígeno – DBO5. La demanda bioquímica de
oxígeno - DBO en cinco días es el parámetro que se maneja para tener una
medida de la materia orgánica biodegradable. Se define como la cantidad de
oxígeno necesario para la descomposición biológica aeróbica de la materia
orgánica biodegradable del agua. Aguas muy puras presentan concentraciones de
DBO5 menores a 3 ppm, pureza intermedia presenta DBO 5 de 3 a 5 ppm, agua
contaminada presenta DBO5 mayor a 8 ppm y las aguas residuales urbanas
presentan una DBO5 entre 100 y 400 ppm11.
Es en la zona urbana donde el vertimiento de aguas residuales aumenta al
máximo la Demanda Biológica de Oxígeno – DBO5; debido a la gran cantidad de
desechos orgánicos presentes en dichas descargas. Ver gráfica cinco.
Gráfica 5. Perfil DBO5 en el río Pasto.
Perfil DBO5
140
U.D.N
116,80
120
C.T
114,35 H.J.B
111,6
Box C.P
103,25
100
97,9
J.XXIII
95,4
Colec. C.P
DBO5
80
72,5
L.E
60
40
20
E.R.
8,27
B.C
4,45
H.D
8,95
0
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
Distancia
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
.
E.R
B.C
H.D
Box C.P
Colec. C.P
Colector
El
Bocatoma Hospital
Box colegio colegio
Retiro Centenario Departamental Pedagógico Pedagógico
11
J.XXIII
Juan
XXIII
C.T
Club
de
tenis
U.D.N
U. de
Nariño
H.J.B
L.E
Hidroeléctrica La
Julio Bravo
Ensillada
Fundación GONZALO RIO ARRONTE, IAP, Centro Virtual De Información Del Agua. Disponible en Internet.
http://www.imacmexico.org/ev_es.php?ID=23714_208&ID2=DO_TOPIC. Septiembre 26 de 2007.
43
2.1.2.5 Demanda química de oxígeno - DQO. La demanda química de oxígeno DQO es la cantidad de oxígeno equivalente necesaria para la oxidación química
de la materia orgánica presente en el agua. Cuando el valor de DQO es menor o
igual a diez miligramos por litro se clasifica como agua de excelente calidad, entre
10 y 20 mg/lt el agua es de buena calidad, un rango de 20 y 40 mg/lt es de
aceptable calidad, entre 40 y 200 mg/lt la calidad del agua es contaminada y
cuado se encuentran valores mayores a 200 mg/lt es considerada como agua muy
contaminada.12
El comportamiento de dicha demanda está altamente relacionado con la demanda
biológica de oxígeno es por esta razón que podemos observar un comportamiento
similar en sus respectivas gráficas. Ver gráficas cinco y seis.
Gráfica 6. Perfil DQO en el río Pasto.
Perfil DQO
200
189,75
180
C.T
168,05
160
158,3
Box C.P
140
U.D.N
167 H.J.B
149
J.XXIII
141,5
Colec. C.P
DQO
120
100
88
L.E
80
60
40
E.R.
18,33
20
B.C
15,55
H.D
22,9
0
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
Distancia
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
E.R
B.C
H.D
Box C.P
Colec. C.P
Colector
El
Bocatoma Hospital
Box colegio colegio
Retiro Centenario Departamental Pedagógico Pedagógico
12
J.XXIII
Juan
XXIII
C.T
Club
de
tenis
U.D.N
U. de
Nariño
H.E.J.B
L.E
Hidroeléctrica La
Julio Bravo
Ensillada
COMISION NACIONAL DEL AGUA. Indicadores de calidad del agua, Escala de clasificación de calidad del agua,
Demanda
bioquímica
de
oxígeno.
Disponible
en
internet:
http://www.cna.gob.mx/eCNA/Espaniol/Programas/Subdirecciones/SGTCA/DQO.pdf. 10 de Noviembre de 2007.
44
Después de analizar la información de la caracterización físico-química se puede
afirmar que en el transcurso la calidad del agua del rio Pasto se ve altamente
afectada, debido a que la mayor contaminación en éste río es causada por los
vertimientos de aguas residuales domesticas generadas en la zona urbana de la
ciudad de San Juan de Pasto. Además las gráficas muestran como el río Pasto al
terminar su paso por dicha ciudad presenta una notable recuperación de sus
condiciones naturales.
2.1.3 Determinación de tramos homogéneos. Debido a las características
similares presentes en los diferentes parámetros analizados y en el
comportamiento morfológico del cauce del río Pasto, se establecieron tres
estaciones de muestreo ubicadas en diferentes tramos. Un primer tramo donde se
presenta una nula o mínima contaminación y la pendiente es diez por ciento
correspondiente a la parte alta de la cuenca, un segundo tramo establecido por su
alta contaminación debido a los diferentes vertimientos de aguas residuales y la
pendiente es del tres por ciento correspondiente a la parte media de la cuenca y
finalmente un tercer tramo representado por su considerable recuperación natural
y con pendiente del cinco por ciento ubicada en la parte baja de la cuenca.
Las estaciones de muestreo fueron establecidas de la siguiente manera. La
primera estación se ubicó en la zona donde la contaminación del río Pasto es muy
leve, el sitio más representativo es el corregimiento de La Laguna antes de la
planta de tratamiento de aguas residuales, por que hasta éste sitio no se
presentan vertimientos de aguas servidas considerados significativos.
Se
consideran no significativos porque la población es pequeña y son descargas
difusas.
La segunda estación se ubicó en el sector donde se presenta el mayor índice de
contaminación debido a la gran cantidad de vertimientos de aguas residuales
generadas por la zona urbana; se estableció como punto representativo la
estación Universidad del IDEAM, debido a que en adelante no se presentan
mayores descargas aportadas por la comunidad.
La tercera y última estación de muestreo se definió en un tramo de recuperación
del río, por la facilidad de acceso y la distancia prudente ya recorrida desde la
segunda estación; se estableció como punto de muestreo el sector de La
Ensillada, debido a que es un sitio representativo de las características del tramo
inferior del río.
45
2.2 Determinación la constante de desoxigenación por demanda béntica SOD en el cauce principal del río Pasto. En éste objetivo se realizó dos
muestreos, uno en época de verano y otro en época de invierno, para abarcar
todas las posibles variaciones de caudal y temperatura del agua del río. Para cada
estación se tomaron 21 muestras en verano y 21 muestras en invierno, para un
total de 42 muestras por cada estación.
Por ser el río Pasto un río de montaña las muestras fueron extraídas en la orilla
puesto que las altas velocidades favorecen la sedimentación hacia las orillas y no
en el centro donde se encuentran cantidades considerables de rocas. Cuando la
velocidad de la corriente es mayor de 0.5 m/s, las partículas son mantenidas en
suspensión, mientras que a velocidades inferiores a 0.18 m/s las partículas
tienden a sedimentarse en el centro del cauce.13
Las muestras de sedimentos fueron tomadas de forma manual, posteriormente se
depositaron en bolsas plásticas, donde se realizó el respectivo sellado con papel
aluminio para lograr condiciones de total oscuridad y se conservaron refrigeradas
a una temperatura de 4º C. Las muestras pueden almacenarse por un periodo de
siete días para obtener un nivel de confianza del 99% y en las mismas condiciones
por quince días para obtener un nivel de confianza del 97%.14 Ver figura catorce.
Figura 14. Extracción de sedimento en las orillas.
Fuente: esta investigación, Corregimiento La Laguna, Enero de 2008.
El tipo de recipiente utilizado para el análisis de muestras fue determinado
mediante un proceso de linealidad, el cual consiste en realizar diferentes ensayos
13
14
SILVA; BAENA y RAMIREZ. Estudio experimental para la determinación de las constantes bénticas en el Río Cauca.
Ibid p. 46
46
midiendo el consumo de oxígeno disuelto en recipientes de distintas áreas durante
cuatro horas, variando la cantidad de sedimento, con el fin de no exceder los
límites de consumo y mantener el comportamiento normal del sedimento.
Las muestras con las que se realizaron las pruebas de linealidad se recolectaron
en el sector del Hospital Infantil, debido a su alta contaminación para evitar
exceder los límites de consumo de Oxígeno Disuelto, tal como se muestra en la
figura quince.
Figura 15. Recolección de sedimentos. Sector Hospital Infantil.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
La primera prueba de linealidad fue realizada en tres recipientes con áreas de
254,47 cm2 correspondiente al balde azul, 63,62 cm 2 correspondiente al frasco
blanco y 32, 17 cm2 que corresponde a la botella winkler, con una cantidad de lodo
representada en tres centímetros de altura sobre cada recipiente.
En la figura dieciséis se observa la forma como fue almacenado el sedimento en
los recipientes utilizados para las pruebas de linealidad, con la ayuda de una
espátula se distribuyó uniformemente el sedimento hasta lograr la altura requerida
para cada prueba.
47
Figura 16. Almacenamiento de sedimento en recipientes.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
En la figura diecisiete se observa la forma como se realizó la toma de datos en el
recipiente winkler sellándolo totalmente y registrando por medio de un
multiparámetro los datos necesarios para las pruebas de linealidad.
Figura 17. Prueba de linealidad en recipiente de 32,17 cm2 - winkler.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
48
Con la ayuda de papel autoadherente se selló totalmente el recipiente denominado
balde azul y por medio de un oxímetro se registraron los datos necesarios para las
pruebas de linealidad. Tal como se observa en la figura dieciocho.
Figura 18. Prueba de linealidad en recipiente de 254,47 cm2 - balde azul.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
En la figura diecinueve se observa el recipiente denominado frasco blanco el cual
se adecuó y se selló totalmente, registrando los datos necesarios por medio de un
oxímetro para las pruebas de linealidad.
Figura 19. Prueba de linealidad en recipiente de 63,62 cm2 - frasco blanco.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
49
Los análisis de datos con una cantidad de sedimento representada en tres
centímetros de altura en cada recipiente, sobrepasaron los límites de consumo de
oxígeno disuelto, agotándolo casi en su totalidad, por lo tanto la linealidad del
método fue errónea. Ver gráfica siete.
de Linealidad 1
Gráfica 7. Prueba de linealidadPrueba
uno
con tres centímetros de sedimento.
5,25
254,5
5,2
Consumo de OD. mg/Lt
63,6
5,15
5,1
5,05
32,2
5
4,95
0
50
100
150
200
250
300
Area cm2
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
La segunda prueba de linealidad fue realizada con sedimento de la misma zona,
disminuyendo la cantidad a un centímetro de altura de los sedimentos en los
mismos recipientes; para así evitar el consumo total del oxígeno disuelto. Los
resultados obtenidos se observan en la gráfica ocho.
Prueba de linealidad 2
Gráfica 8. Segunda prueba de linealidad
con un centímetro de sedimento.
6
254,5
Consumo de OD. mg/Lt
5
4
3
63,6
2
32,2
1
0
0
50
100
150
200
250
Area cm2
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
50
300
Con la prueba de linealidad del método se demostró que el consumo de oxígeno
disuelto presente en el sedimento se comporta directamente proporcional al área
del recipiente a utilizar; por lo tanto se ha escogido como recipiente de muestreo la
botella winkler debido al número de unidades disponibles, cantidad de
almacenamiento de sedimentos y su fácil adaptación en el laboratorio de la
Universidad Mariana.
Para corroborar que el sellado de los recipientes fue el adecuado, se hizo
necesaria una verificación llamada comúnmente prueba de blancos, para esto, los
recipientes se llenaron con agua desoxigenada, la cual se trató previamente con
cinco gramos de sulfito de sodio, para comprobar que la cantidad de oxígeno
disuelto inicial sea de 0.0 mg/l.
El Sulfito de Sodio es un reactivo utilizado para disminuir el oxígeno disuelto
presente en el agua, para ello se disuelve éste reactivo en un recipiente, para
luego ser añadido lentamente por las paredes del recipiente a sellar, con el fin
evitar una turbulencia que permitiría reairear el agua. Se añade el reactivo hasta
comprobar que el oxígeno disuelto sea o este cercano a cero tal como se observa
en la figura veinte.
Figura 20. Adición de sulfito de sodio al agua destilada en laboratorio.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, agosto de 2007.
51
Los datos iníciales se determinaron directamente sobre los recipientes con agua
desoxigenada por medio de un oxímetro, tal como se muestra en la Figura
veintiuno.
Figura 21. Toma de datos iníciales.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto septiembre de 2007.
Los datos finales fueron determinados con el recipiente totalmente sellado para
evitar la oxigenación provocada por el medio ambiente, tal como se muestra en la
figura veintidós.
Figura 22. Toma de datos finales.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, septiembre de 2007.
52
El sistema se dejó en funcionamiento durante doce horas; al finalizar este lapso de
tiempo se realizó nuevamente la medición de oxígeno disuelto comprobando que
el sellado de los recipientes fue óptimo la cantidad de oxígeno disuelto fue igual al
inicial.
Las muestras de sedimento fueron depositadas en las botellas winkler a los cuales
se les añadió agua aireada con una concentración de oxígeno disuelto cercana al
70% de saturación lentamente y dejándose deslizar por las paredes, para evitar la
perturbación del sedimento, posteriormente se selló el recipiente con el fin de
evitar la oxigenación externa. Las lecturas de oxígeno disuelto y temperatura se
realizaron aproximadamente cada veinte minutos consecutivamente durante
cuatro horas. 15
Para el cálculo de la constante de desoxigenación por demanda béntica se utilizó
la pendiente de la curva de oxígeno disuelto contra tiempo, el volumen del agua
sobrenadante y el área superficial del sedimento, este cálculo se realizó mediante
la siguiente expresión:
**
SODT: Demanda béntica de oxígeno en gr O2/m2/día.
V: Volumen del agua sobrenadante en litros.
A: Área superficial del sedimento en m2.
B: Pendiente obtenida de la regresión lineal.
0.024: Constante de conversión de unidades.
Los datos obtenidos de demanda béntica de oxígeno a una temperatura t, fueron
corregidos para convertirlos a una temperatura estándar de 20 grados centígrados
mediante la siguiente expresión.
***
SOD20: Demanda béntica de oxígeno a 20 °C.
SODT: Demanda béntica de oxígeno en gr O2/m2/día.
T: Temperatura del agua sobrenadante en °C.
15
SILVA; BAENA y RAMIREZ. Estudio experimental para la determinación de las constantes bénticas en el Río Cauca. Op.
cit, p. 46.
**
MICELIS, Doyle y DENNIS, Lynch. Sediment Oxygen Demand in Lake Ewauna and the Klamath River, Oregon, June
2003. Disponible en internet: http://pubs.usgs.gov/sir/2005/5228/pdf/sir2005-5228.pdf. 17 de Octubre de 2007.
***
Ibid., p. 53.
53
2.2.1 Demanda béntica de oxígeno estación La Laguna, época de invierno.
En la estación La Laguna se realizó la recolección de sedimento béntico el día
veinticuatro de octubre del año 2007, y su análisis respectivo fue el día veintiséis
de octubre en el laboratorio de la Universidad Mariana, con la ayuda de dos
oximétros. Tal como se observa en la figura veintitrés.
Figura 23. Lectura de demanda béntica de oxígeno estación La Laguna,
época de invierno.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, noviembre de 2007.
Con los datos obtenidos en el análisis de las muestras recolectadas se realizaron
las gráficas correspondientes, calculando así el valor de demanda béntica de
oxígeno y su corrección por temperatura en época de invierno para la estación de
La Laguna. Ver anexo D.
Con los resultados obtenidos de las gráficas de demanda béntica de oxígeno se
determinó el valor medio y la desviación estándar de éste parámetro
correspondiente a la estación de la Laguna en época de invierno. Ver tabla dos.
54
Tabla 2. Valores de demanda béntica de oxígeno estación La Laguna, época
de invierno.
No Muestra
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
SOD20
0,838
0,468
0,487
0,355
0,572
0,328
0,930
0,924
1,199
1,367
1,157
No Muestra
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Sumatoria.
Media aritmética.
Desviación estándar.
SOD20
0,924
1,021
1,136
0,444
0,531
0,397
0,402
0,448
0,320
0,426
14,673
0,699
0,339
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, noviembre de 2007.
2.2.2 Demanda béntica de oxígeno estación Universidad de Nariño, época de
invierno. En la estación Universidad de Nariño se realizó la recolección de
sedimento béntico el día treinta y uno de octubre del 2007 y su análisis respectivo
fue el día dos de noviembre en el laboratorio de la Universidad Mariana, con la
ayuda de tres oxímetros. Tal como se observa en la figura veinticuatro.
Figura 24. Lectura de demanda béntica de oxígeno estación Universidad de
Nariño, época de invierno.
Fuente: esta investigación, San Juan de Pasto, noviembre de 2007.
55
Por medio de los datos obtenidos en el análisis de las muestras recolectadas se
realizaron las gráficas correspondientes, calculando así el valor de demanda
béntica de oxígeno y su corrección por temperatura en época de invierno para la
estación de Universidad. Ver anexo E.
Con los resultados obtenidos de las gráficas de demanda béntica de oxígeno se
determinó el valor medio y la desviación estándar de éste parámetro
correspondiente a la estación Universidad en época de invierno. Ver tabla tres.
Tabla 3. Valores de demanda béntica de oxígeno estación Universidad de
Nariño, época de invierno.
No Muestra
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
SOD20
1,932
1,678
1,726
1,715
1,896
2,048
2,079
2,387
2,037
1,771
1,836
No Muestra
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Sumatoria
Media aritmética
Desviación estándar
SOD20
2,181
2,107
1,729
2,023
1,933
1,757
1,916
1,678
1,760
1,718
39,911
1,901
0,192
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, noviembre de 2007.
2.2.3 Demanda béntica de oxígeno estación La Ensillada, época de invierno.
En la estación La Ensillada se realizó la recolección de sedimento béntico el día
veinticinco de octubre del 2007 y su análisis respectivo fue el día dos de
noviembre en el laboratorio de la Universidad Mariana, con la ayuda de tres
oxímetros. Ver figura veinticinco.
56
Figura 25. Lectura de demanda béntica de oxígeno estación La Ensillada,
época de invierno.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, noviembre de 2007.
Por medio de los datos obtenidos en el análisis de las muestras recolectadas se
realizaron las gráficas correspondientes, calculando así el valor de demanda
béntica de oxígeno y su corrección por temperatura en época de invierno para la
estación La Ensillada. Ver anexo F.
Con los resultados obtenidos de las graficas de demanda béntica de oxígeno se
determinó el valor medio y la desviación estándar de éste parámetro
correspondiente a la estación La Ensillada en época de invierno. Ver tabla cuatro.
Tabla 4. Valores de demanda béntica de oxígeno estación La Ensillada,
época de invierno.
No Muestra
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
SOD20
1,382
1,692
1,704
1,698
1,503
1,836
1,684
1,466
1,545
1,755
1,873
No Muestra
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Sumatoria
Media aritmética
Desviación estándar
SOD20
1,656
1,466
1,735
1,512
1,568
1,760
1,661
1,678
1,760
1,718
34,653
1,650
0,130
Fuente esta investigación San Juan de Pasto, noviembre de 2007.
57
2.2.4 Demanda béntica de oxígeno estación La Laguna, época de verano.
En la estación La Laguna se realizó la recolección de sedimento béntico el día
quince de Enero del 2008 y su análisis respectivo fue el día diecisiete de Enero en
el laboratorio de la Universidad Mariana, con la ayuda de dos oxímetros. Ver
figura veintiséis.
Figura 26. Lectura de demanda béntica de oxígeno estación La Laguna,
época de verano.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, enero de 2008.
Por medio de los datos obtenidos en el análisis de las muestras recolectadas se
realizaron las gráficas correspondientes, calculando así el valor de demanda
béntica de oxígeno y su corrección por temperatura en época de verano para la
estación La Laguna. Ver anexo G.
Con los resultados obtenidos de las gráficas de demanda béntica de oxígeno se
determinó el valor medio y la desviación estándar de éste parámetro
correspondiente a la estación La Laguna en época de verano. Ver tabla cinco.
58
Tabla 5. Valores de demanda béntica de oxígeno estación La Laguna, época
de verano.
No Muestra
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
SOD20
0,411
0,377
0,374
0,2814
0,475
0,681
0,608
0,607
0,901
0,840
0,843
No Muestra
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Sumatoria
Media aritmética
Desviación estándar
SOD20
0,624
0,880
0,804
0,358
0,397
0,349
0,2784
0,334
0,218
0,270
11,0175
0,525
0,232
Fuente esta investigación San Juan de Pasto, enero de 2008.
2.2.5 Demanda béntica de oxígeno estación Universidad, época de verano.
En la estación Universidad se realizó la recolección de sedimento béntico el día
quince de Enero del 2008 y su análisis respectivo fue el día dieciséis de Enero en
el laboratorio de la Universidad Mariana, con la ayuda de un oxímetro. Tal como
se observa en la figura veintisiete.
Figura 27. Lectura de demanda béntica de oxígeno estación Universidad,
época de verano.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, enero de 2008.
59
Por medio de los datos obtenidos en el análisis de las muestras recolectadas se
realizaron las gráficas correspondientes, calculando así el valor de demanda
béntica de oxígeno y su corrección por temperatura en época de verano para la
estación Universidad. Ver anexo H.
Con los resultados obtenidos de las graficas de demanda béntica de oxígeno se
determinó el valor medio y la desviación estándar de éste parámetro
correspondiente a la estación Universidad en época de verano. Ver tabla seis.
Tabla 6. Demanda béntica de oxígeno estación Universidad de Nariño, época
de verano.
No Muestra
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
SOD20
1,757
1,506
0,995
1,512
0,995
1,444
1,147
1,319
1,444
1,619
1,675
No Muestra
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Sumatoria
Media aritmética
Desviación estándar
SOD20
1,204
1,613
1,788
1,667
1,319
1,469
1,235
1,509
1,339
1,729
30,285
1,442
0,236
Fuente esta investigación San Juan de Pasto, febrero de 2008.
2.2.6 Demanda béntica de oxígeno estación La Ensillada, época de verano.
En la estación La Ensillada se realizó la recolección de sedimento béntico el día
dieciocho de Enero del 2008 y su análisis respectivo fue el día veintiuno de Enero
en el laboratorio de la Universidad Mariana, con la ayuda de dos oxímetros. Ver
figura veintiocho.
60
Figura 28. Lectura de demanda béntica de oxígeno estación La Ensillada,
época de verano.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, enero de 2008.
Por medio de los datos obtenidos en el análisis de las muestras recolectadas se
realizaron las gráficas correspondientes, calculando así el valor de demanda
béntica de oxígeno y su corrección por temperatura en época de verano para la
estación La Ensillada. Ver anexo J.
Con los resultados obtenidos de las graficas de demanda béntica de oxígeno se
determinó el valor medio y la desviación estándar de éste parámetro
correspondiente a la estación Universidad en época de verano. Ver tabla siete.
Tabla 7. Demanda béntica de oxígeno estación La Ensillada, época de
verano.
No Muestra
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
SOD20
1,209
1,517
1,526
1,453
1,286
1,441
1,512
1,184
0,952
1,292
1,590
No Muestra
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Sumatoria
Media aritmética
Desviación estándar
Fuente esta investigación San Juan de Pasto, febrero de 2008.
61
SOD20
1,419
1,330
1,375
1,361
1,353
1,391
0,930
1,333
1,249
1,312
28,0169
1,334
0,168
Al sedimento utilizado para la medición de la demanda béntica se le realizó un
estudio granulométrico, con el fin de observar los cambios estaciónales en el tipo
de sedimento.
La granulometría del sedimento se determinó por un análisis con mallas, de
acuerdo con el procedimiento establecido según las normas ASTM-D421-85 y
ASTM-D422-63. Esta prueba busca clasificar el tipo de sedimento según los
estándares empleados a nivel internacional de acuerdo con el Unified Soil
Classification System, U.S.C.S.16
Para el análisis de los resultados granulométricos se observo los porcentajes de
sedimento que pasan en la malla número doscientos y en la malla número cuatro
determinando así la clase de sedimento presente en cada estación. Ver tabla
ocho.
Tabla 8. Clasificación granulométrica de suelos.
TAMIZ
200
200
4
4
200
200
200
% PASA
Mayor a 50
% RETENIDO
Mayor a 50
Mayor a 50
Mayor a 50
Menor a 5
Mayor a 12
Entre 5 y 12
CLASE
Suelo fino
Suelo grueso
Grava
Arena
Arena limpia
Arena no limpia
Arena con finos
Fuente: Clasificación de suelos. Ingeniero Luís Antonio Mendoza Román, San Juan de Pasto, Marzo de 2008.
En el muestreo realizado en época de invierno en la estación La Laguna menos
del cincuenta por ciento de la muestra pasó la malla número doscientos en
consecuencia se trata de un sedimento grueso. Entre la fracción gruesa más del
cincuenta por ciento de la muestra pasó la malla número cuatro clasificándose
como una arena con finos. Tal como se observa en la gráfica nueve.
16
GRAJALES VARGAS, Heazel. Determinación de la demanda de oxígeno por parte de la vegetación sumergida en la
zona de represamiento de la quebrada la Vega municipio de San Roque, Antioquia. 2004. 89 P. Trabajo de grado.
(Ingeniero). Universidad de Antioquia, Facultad de ingeniería.
62
Gráfica 9. Granulometría estación La Laguna, época de invierno.
5,70%
94,3%
Porcentaje que pasa por
la malla 200.
Porcentaje retenido en
la malla 200.
2%
98%
Porcentaje que pasa por
la malla 4.
Porcentaje retenido en
la malla 4.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, marzo de 2008.
En el muestreo realizado en época de invierno en la estación Universidad de
Nariño el cuatro punto dos por ciento de la muestra pasó la malla número
doscientos por lo tanto se trata de un sedimento grueso. Entre la fracción gruesa
el noventa y nueve punto cinco por ciento de la muestra pasó la malla número
cuatro clasificándose como una arena limpia. Tal como se observa en la gráfica
diez.
Gráfica 10. Granulometría estación Universidad de Nariño, época de
invierno.
4,20%
95,8%
Porcentaje que pasa por
la malla 200.
Porcentaje retenido en
la malla 200.
0,5%
99,5%
Porcentaje que pasa por
la malla 4.
Porcentaje retenido en
la malla 4.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, marzo de 2008.
63
En el muestreo realizado en época de invierno en la estación La Ensillada menos
del cincuenta por ciento de la muestra pasó la malla número doscientos en
consecuencia se trata de un sedimento grueso. Entre la fracción gruesa más del
cincuenta por ciento de la muestra pasó la malla número cuatro clasificándose
como una arena limpia. Ver gráfica once.
Gráfica 11. Granulometría estación La Ensillada, época de invierno.
4,20%
95,8%
Porcentaje que pasa por
la malla 200.
Porcentaje retenido en
la malla 200.
2,80%
97,2%
Porcentaje que pasa por
la malla 4.
Porcentaje retenido en
la malla 4.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, marzo de 2008.
En el muestreo realizado en época de verano en la estación La Laguna menos del
cincuenta por ciento de la muestra pasó la malla número doscientos en
consecuencia se trata de un sedimento grueso. Entre la fracción gruesa más del
cincuenta por ciento de la muestra pasó la malla número cuatro clasificándose
como una arena con finos. Tal como se observa en la gráfica doce.
64
Gráfica 12. Granulometría estación La Laguna, época de verano.
9,8%
90,2%
Porcentaje que pasa por
la malla 200.
Porcentaje retenido en
la malla 200.
1,3%
98,7%
Porcentaje que pasa por
la malla 4.
Porcentaje retenido en
la malla 4.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, marzo de 2008.
En el muestreo realizado en época de verano en la estación Universidad de Nariño
el seis punto siete por ciento de la muestra pasó la malla número doscientos por lo
tanto se trata de un sedimento grueso. Entre la fracción gruesa el noventa y tres
punto tres por ciento de la muestra pasó la malla número cuatro clasificándose
como una arena con finos. Ver gráfica trece.
Gráfica 13. Granulometría estación Universidad de Nariño, época de verano.
6,70%
93,3%
Porcentaje que pasa por
la malla 200.
Porcentaje retenido en
la malla 200.
100%
Porcentaje que pasa por
la malla 4.
Porcentaje retenido en
la malla 4.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, marzo de 2008.
65
En el muestreo realizado en época de verano en la estación La Ensillada menos
del cincuenta por ciento de la muestra pasó la malla número doscientos en
consecuencia se trata de un sedimento grueso. Entre la fracción gruesa más del
cincuenta por ciento de la muestra pasó la malla número cuatro clasificándose
como una arena limpia. Tal como se observa en la gráfica catorce.
Gráfica 14. Granulometría estación La Ensillada, época de verano.
2,80%
97,2%
Porcentaje que pasa por
la malla 200.
Porcentaje retenido en
la malla 200.
1,30%
98,7%
Porcentaje que pasa por
la malla 4.
Porcentaje retenido en
la malla 4.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, marzo de 2008.
El resultado de los análisis granulométricos realizados en inverno y en verano
muestran un tipo de sedimento similar en las tres estaciones de muestreo, lo que
puede corroborarse en las curvas granulométricas. Ver anexo K y L.
En la parte alta de la cuenca debido a la baja contaminación del río Pasto, se
observa que los sedimentos presentes en el cauce de consumen mínimas
cantidades de oxígeno disuelto, permitiendo mantener en buen estado la calidad
del agua.
En la parte media de la cuenca debido a la alta contaminación del río Pasto, se
observa que los sedimentos presentes en el cauce de éste río consumen una
cantidad apreciable de oxígeno disuelto, degradando en forma considerable la
calidad de agua.
En la parte baja de la cuenca se evidencia una disminución en el valor de la
demanda béntica de oxígeno con respecto a el valor encontrado en la estación
Universidad, comprobando así la capacidad de reaireación natural del río Pasto,
gracias a la pendiente en este sector, alta velocidad, rocas de gran tamaño y la
disminución considerable de descargas de aguas residuales.
66
La demanda béntica de oxígeno en época de verano disminuyó en mínimas
cantidades en las tres estaciones con respecto al muestreo realizado en época de
invierno, debido a que en invierno se presenta un aumento del caudal en el cauce
del río Pasto permitiendo así mayor cantidad de sedimento en las orillas e
incremento en los caudales de las diferentes descargas afluentes a éste río; al
elevarse la presencia de sedimentos bénticos se presenta un mayor consumo del
oxígeno disuelto; permitiendo que el valor de la constante de desoxigenación por
demanda béntica se incremente.
Los ríos de montaña debido a su pendiente pronunciada y por lo tanto a su
elevada velocidad; hacen que los valores de demanda béntica de oxígeno no se
consideren altos, en comparación con los valores obtenidos en el estudio de la
evaluación experimental de las constantes bénticas en el río Cauca, ya que éste
es un río de valle, por ende su velocidad es relativamente baja, lo que permite
mayor sedimentación y una alta demanda béntica de oxígeno.
Con los resultados obtenidos de la demanda béntica de oxígeno y con los reportes
de oxígeno disuelto que presenta el río Pasto, se construyó las graficas de
comparación entre oxígeno disuelto y demanda béntica de oxígeno en el tramo
comprendido desde La Laguna hasta La Ensillada tanto en época de invierno
como de verano. Ver graficas quince y dieciséis.
67
Gráfica 15. Comparación de oxígeno disuelto y demanda béntica de oxígeno
en época de invierno.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, marzo de 2008.
68
Gráfica 16. Comparación de oxígeno disuelto y demanda béntica de oxígeno
en época de verano.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, marzo de 2008.
En la parte alta de la cuenca donde la calidad del agua es buena se puede
observar que el consumo de oxígeno disuelto por parte de los sedimentos bénticos
es el más bajo; debido a que los sedimentos presentes en este sector son el
producto del arrastre de sólidos y no de la descomposición de la materia orgánica.
En la parte media de la cuenca donde la calidad del agua es bastante
contaminada se puede observar que el consumo de oxígeno disuelto por parte de
los sedimentos bénticos es el mayor; debido a que la mayoría de los sólidos
presentes son el producto de la degradación de la materia orgánica proveniente de
las diferentes descargas aportadas al río Pasto.
69
En la parte baja de la cuenca correspondiente al sector de La Ensillada se observa
que el oxígeno disuelto presente en el agua comienza a incrementarse y la
cantidad de oxígeno disuelto consumido por parte de los sedimentos bénticos va
disminuyendo; debido a que ya no se presentan descargas considerables de
aguas residuales y a la recuperación natural que presenta este tipo de ríos.
La relación que presenta la demanda béntica de oxígeno con parámetros
fisicoquímicos como DBO y DQO, evidencian claramente una relación
directamente proporcional; debido a que se trata de parámetros que consumen
oxígeno disuelto en el agua deteriorando la calidad. Ver gráfica diecisiete.
Gráfica 17. Relación entre DBO, DQO y SOD.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, marzo de 2008.
La pendiente presenta un comportamiento inversamente proporcional a la
demanda béntica de oxígeno, debido a que por ser un río de montaña se le
atribuye altas velocidades que permiten la deposición de sedimentos en las orillas
del cauce, evitando que se realice un consumo de oxígeno disuelto sobre todo el
cuerpo de agua. Ver gráfica dieciocho.
70
Gráfica 18. Relación entre pendiente y SOD.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, marzo de 2008.
2.3 Relación existente entre la calidad del agua evaluada mediante el
método BMWP/Col con el valor de la constante de desoxigenación por
demanda béntica.
Se realizaron dos jornadas de recolección de macroinvertebrados, uno en época
de verano y otro en época de invierno, para abarcar todas las posibles variaciones
de familias, géneros y número de individuos presentes en el agua del río.
La recolección de los macroinvertebrados se realizó de forma manual con la ayuda
de una red D-net de dos metros de longitud, la red está sujeta a dos mangos de
PVC, esta barrera se puso en contracorriente para que los macroinvertebrados
queden atrapados en la misma. Este procedimiento se lo realizó en las tres
estaciones con una repetición de dos veces por estación para capturar una mayor
cantidad de macroinvertebrados, así como se observa en la figura veintinueve.
71
Figura 29. Recolección de macroinvertebrados.
Fuente: esta investigación La Ensillada, enero de 2008.
Con la caracterización y clasificación de los macroinvertebrados recolectados se
pudo determinar la calidad de agua del río Pasto, usando el método BMWP/Col
para macroinvertebrados acuáticos tal como se observa en la figura treinta.
Figura 30. Clasificación de macroinvertebrados.
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, Febrero de 2008.
El método sólo requiere llegar hasta nivel de familia y los datos son cualitativos. El
puntaje va de 1 a 10 de acuerdo con la tolerancia de los diferentes grupos a la
contaminación orgánica. Las familias más sensibles como Perlidae y
72
Oligoneuriidae reciben un puntaje de diez; en cambio, las más tolerantes a la
contaminación, por ejemplo, Tubificidae reciben un puntaje de uno. La suma de los
puntajes de todas las familias proporciona el puntaje total BMWP. El puntaje
promedio por taxón conocido como ASPT (Average Score per Taxon), esto es, el
puntaje total BMWP dividido entre el número de taxa, es un índice particularmente
valioso para la evaluación del sitio. Los valores ASPT van de 0 a 10; un valor bajo
de ASPT asociado a un puntaje bajo de BMWP indicará condiciones graves de
contaminación. Los valores de puntaje para las familias individuales reflejan su
tolerancia a la contaminación. Ver tabla nueve.17
Tabla 9. Puntajes de las familias de macroinvertebrados acuáticos para el
índice BMWP/Col.
FAMILIAS
Anomalopsychidae,
Atriplectididae,
Blepharoceridae,
Calamoceratidae,
Ptilodactylidae,
Chordodidae,
Gomphidae,
Hydridae,
Lampyridae,
Lymnessiidae, Odontoceridae, Oligoneuriidae, Perlidae, Polythoridae,
Psephenidae.
Ampullaridae,
Dytiscicidae,
Ephemeridae,
Euthyplociidae,
Gyniridae,
Hydraenidae,
Hydrobiosidae,
Leptophlebiidae,
Philopotamidae,
Polycentropodidae, Polymitaryidae, Xiphocentronidae.
Gerridae, Hebridae, Helicopsychidae, Hydrobiidae, Leptoceridae, Lestidae,
Palaemonidae, Pleidae, Pseudothelpusidae, Saldidae, Simullidae, Veliidae.
Baetidae, Caenidae, Calopterygidae, Coenagrionidae, Corixidae, Dixidae,
Dryopidae, Glossossomatidae, Hyalellidae, Hydroptilidae, Hydropsychidae,
Leptohyphidae, Naucoridae, Notonectidae, Planariidae, Psychodidae, Scirtidae.
Aeschnidae, Ancylidae, Corydalidae, Elmidae, Libellulidae, Limnichidae,
Lutrochidae, Megapodadagrionidae, Sialidae, Staphylinidae.
Belostomatidae, Gelastocoridae, Mesoveliidae, Nepidae, Planorbiidae,
Pyralidae, Tabanidae, Thiaridae.
Chrysomelidae, Stratiomyidae, Haliplidae, Empididae, Dolichopodidae,
Sphaeridae, Lymnaeidae, Hydrometridae, Noteridae.
Ceratopogonidae, Glossiphoniidae, Cyclobdellidae, Hydrophilidae, Physidae,
Tipulidae.
Culicidae, Chironomidae, Muscidae, Sciomyzidae, Syrphidae.
Tubificidae.
PUNTAJE
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Fuente: Bioindicación de la calidad del agua en Colombia. Uso del método BMWP/Col. Universidad de Antioquia, San Juan
de Pasto, Marzo de 2008.
En la tabla diez se muestran las cinco clases de calidad de agua resultantes al
sumar la puntuación obtenida por las familias encontradas en un ecosistema
determinado. El total de los puntos se designan como valores de BMWP/Col. De
acuerdo con el puntaje obtenido en cada situación, se califican las distintas clases
de agua, asignándoles a cada una de ellas un color determinado. Este color es el
17
ROLDÁN PÉREZ, Gabriel. Bioindicación de la calidad del agua en Colombia. Uso del método BMWP/Col. Medellín 2003.
170p.
73
que se usa luego para marcar los ríos y corrientes en el mapa de la región
estudiada.18
Tabla 10. Clases de calidad de agua, valores de BMWP/Col, significado y
colores para representaciones cartográficas.
CLASE
I
CALIDAD
Buena
BMWP/Col
>150, 101-120
II
Aceptable
61-100
III
Dudosa
36-60
IV
Crítica
16-35
V
Muy crítica
<15
SIGNIFICADO
Aguas muy limpias a
limpias.
Aguas ligeramente
contaminadas.
Aguas moderadamente
contaminadas.
Aguas muy contaminadas.
COLOR
Aguas fuertemente
contaminadas.
Fuente: Bioindicación de la calidad del agua en Colombia. Uso del método BMWP/Col. Universidad de Antioquia, San Juan
de Pasto, Marzo de 2008.
El valor del BMWP/Col encontrado en la estación La Laguna en época de invierno
fue de ciento once puntos, lo cual indica que la calidad del agua en este sector se
considera como buena ya que en este sitio no se encuentra una alta presencia de
contaminantes que deterioren la calidad del agua, se la puede denotar dentro del
mapa de calidad de agua con el color azul lo que significa que son aguas limpias o
muy limpias. Ver tabla once y mapa uno.
Para la estación Universidad de Nariño en época de invierno el valor del
BMWP/Col encontrado fue de ocho puntos, lo que muestra que la calidad del agua
en este sector se considera como muy crítica debido a la alta cantidad de
vertimientos de aguas residuales que realiza la ciudad de Pasto, dentro del mapa
de calidad de agua se la puede denotar con color rojo lo que indica que son aguas
fuertemente contaminadas. Ver tabla once.
En la estación La Ensillada en época de invierno el valor encontrado de
BMWP/Col fue de cuarenta puntos, lo que muestra que la calidad del agua en este
sector sea considerada como dudosa, aunque claramente se observa que la
calidad del agua del río mejora debido a factores como reaireación natural no
alcanza valores suficientes para que el agua sea nuevamente calificada como de
buena calidad, dentro del mapa de calidad de agua se la puede denotar con color
amarillo lo que significa que es un agua moderadamente contaminada. Ver tabla
once.
Para la época de verano, en la estación La Laguna el valor del BMWP/Col fue de
ciento diecinueve puntos lo que evidencia una buena calidad de agua en este sitio,
18
Ibid., p. 73.
74
dentro del mapa de calidad de agua se la puede denotar con el color azul lo que
significa que son aguas limpias o muy limpias. Ver tabla doce.
En la estación Universidad de Nariño para la misma época se obtuvo un
BMWP/Col de un punto lo que muestra nuevamente que la calidad del agua baja
de una forma considerable, clasificándose dentro de una calidad muy crítica, en el
mapa de calidad de agua se la encuentra representada con el color rojo. Ver tabla
doce.
En el sector de La Ensillada en época de verano el valor del BMWP/Col fue de
treinta y ocho puntos, esto significa que nuevamente se evidencia una
recuperación del río por causas como disminución de vertimientos de aguas
residuales y por reaireación natural, el agua en este sitio se la considera de
dudosa calidad, en el mapa de calidad de agua esta representada con color
amarillo. Ver tabla doce.
75
Tabla 11. Clasificación de macroinvertebrados época de invierno.
ORGANISMO
Anacroneuria
Paltostoma
Marilia
Pornacea
Atopsyche
Laccophilus
Atopophlebia
Simulium
Helicopsyche
Hebras
Merragata
Baetodes
Dugesia
Mortoniella
Tubificidae
Physa
Chironomidae
Glossiphonidae
Limonia
Tipula
Noteridae
FLIA O TAXA AFIN
Perlidae
Blephariceridae
Odontoceridae
Ampullariidae
Hydrobiosidae
Dytiscidae
Leptophlebiidae
Simuliidae
Helicopsychidae
Hebridae
Hebridae
Baetidae
Planariidae
Glossosomatidae
Haplotaxida
Physidae
Chironomidae
Glossiphonidae
Tipulidae
Tipulidae
Hydrocanthus
No. Especies
localidad
No. Familias localidad
No. Total de Especies
INDICE
BIOTICO
10
10
10
9
9
9
9
8
8
8
8
7
7
7
1
3
2
3
3
3
4
Indice BMWP/Col
ASPT = (BMWP/#
Familias)
LA
LAGUNA
7
8
6
8
5
4
3
5
2
2
3
5
13
6
0
0
0
0
0
0
0
UNIVERSIDAD
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
4
0
70
0
0
0
0
0
0
LA
ENSILLADA
0
0
0
0
0
1
0
3
0
0
0
0
16
0
32
12
6
2
4
5
2
14
13
77
111
2
2
74
8
10
9
83
40
8,54
4,00
4,44
Fuente esta investigación San Juan de Pasto, enero y febrero de 2008.
76
Tabla 12. Clasificación de macroinvertebrados época de verano.
ORGANISMO
Anacroneuria
Paltostoma
Marilia
Pornacea
Atopsyche
Laccophilus
Atopophlebia
Grumichella
Simulium
Helicopsyche
Hebrus
Merragata
Baetodes
Dugesia
Mortoniella
Tubificidae
Physa
Chironomidae
Glossiphonidae
Limonia
Tipula
Noteridae
FLIA O TAXA AFIN
Perlidae
Blephariceridae
Odontoceridae
Ampullariidae
Hydrobiosidae
Dytiscidae
Leptophlebiidae
Leptoceridae
Simuliidae
Helicopsychidae
Hebridae
Hebridae
Baetidae
Planariidae
Glossosomatidae
Haplotaxida
Physidae
Chironomidae
Glossiphonidae
Tipulidae
Tipulidae
Hydrocanthus
No. Especies
localidad
No. Familias localidad
No. Total de Especies
INDICE
BIOTICO
10
10
10
9
9
9
9
8
8
8
8
8
7
7
7
1
3
2
3
3
3
4
Indice BMWP/Col
ASPT = (BMWP/#
Familias)
LA
LAGUNA
15
13
10
14
13
9
7
4
8
6
9
8
11
17
10
0
0
0
0
0
0
0
UNIVERSIDAD
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
85
0
0
0
0
0
0
LA
ENSILLADA
0
0
0
0
0
0
0
0
9
0
0
0
4
24
0
40
18
9
7
11
9
4
15
13
154
119
1
1
85
1
11
9
135
38
9,15
1,00
4,22
Fuente esta investigación San Juan de Pasto, enero y febrero de 2008.
77
A continuación se presenta una posible relación de los valores de SOD con los
valores del método BMWP/Col encontrados.
En cada una de las estaciones se tomaron las familias que se encontraron en
común en el muestreo de verano y el muestreo de invierno. Se realizó un
promedio del valor de la SOD de cada estación en verano y en invierno y así se
estableció la posible relación entre macroinvertebrados y SOD. Cabe aclarar que
no se ha encontrado referentes bibliográficos donde se haya realizado este tipo de
relación.
Se toma como referencia las familias en común encontradas en cada una de las
estaciones; el valor para un río de montaña donde se encuentran familias de
macroinvertebrados como Perlidae, Blephaceridae, Odontoceridae, Ampullaridae,
Hydrobiosidae, Leptophlebiidae, Dytiscidae, Simuliidae, Helicopsychidae,
Hebridae, Baetidae, Planariidae y Glossosomatidae los cuales son familias de
organismos características de aguas muy limpias, el cual es el caso de la estación
La Laguna tanto en época de invierno como de verano; el intervalo de valores para
la constante de desoxigenación por demanda béntica - SOD se encuentra en un
intervalo de 0.3265 a 0.8975 g/m2d, considerando el agua de ese lugar como
limpia o de buena calidad. Ver tabla trece.
Tabla 13. Relación entre macroinvertebrados y SOD, estación La Laguna.
FAMILIAS
SOD g/m2*d
Perlidae
Blephaceridae
Odontoceridae
Ampullaridae
Hydrobiosidae
Leptophlebiidae
Dytiscidae
Simuliidae
Helicopsychidae
Hebridae
Baetidae
Planariidae
Glossosomatidae
0.327 - 0.898
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, Marzo de 2008.
78
En la estación Universidad de Nariño tanto en invierno como en verano, se
encontró la familia Haplotaxida, donde esta familia es característica de aguas
fuertemente contaminadas, por ende el intervalo de SOD estará en un rango de
valores entre 1.4575 y 1.8855 g/m2*d. Tal como se observa en la tabla catorce.
Tabla 14. Relación entre macroinvertebrados y SOD, estación Universidad
de Nariño.
FAMILIAS
SOD g/m2*d
Haplotaxida
1.458 - 1.886
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, Marzo de 2008.
En la estación La Ensillada se encontraron familias como Haplotaxida, Physidae,
Chironomidae, Simuliidae, Planariidae, Glossiphonidae, Hydrocanthus y Tipulidae,
el intervalo de valores de SOD está entre 1.343 y 1.641 g/m2*d por lo tanto la
calidad del agua de este sitio se puede denominar como agua moderadamente
contaminada. Ver tabla quince.
Tabla 15. Relación entre macroinvertebrados y SOD, estación La Ensillada.
FAMILIAS
SOD g/ m2*d
Haplotaxida
Physidae
Chironomidae
Simuliidae
Planariidae
Glossiphonidae
Hydrocanthus
Tipulidae
1.343 - 1.641
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, Marzo de 2008.
79
CONCLUSIONES
Por medio de la caracterización físico-química y morfológica se
determinaron los tramos homogéneos los cuales fueron representativos para el
desarrollo de la investigación, debido a que permitieron apreciar tanto la
degradación como la recuperación natural de la calidad del agua que se presenta
a lo largo del cauce del río Pasto, siendo las estaciones de muestreo: La Laguna,
Universidad de Nariño y La Ensillada suficientes para evaluar la constante de
desoxigenación por demanda béntica SOD.
Las pruebas de linealidad realizadas en el presente trabajo demostraron
que el consumo de oxígeno disuelto por sedimentos es directamente proporcional
al área del recipiente a utilizar, permitiendo escoger el tipo de recipiente que mas
se adecue a las condiciones físicas del laboratorio y estableciendo la cantidad de
sedimento representativa impidiendo exceder los límites de consumo de oxígeno
disuelto.
Los resultados de los experimentos de demanda béntica evidencian
claramente que los sedimentos no cumplen un papel importante en los procesos
demandantes de oxígeno, debido a que los valores encontrados son relativamente
bajos con respecto a valores presentes en estudios de determinación de constates
bénticas en ríos de valle como es el caso del río Cauca.
Los valores del índice BMWP/Col muestran tres calidades de agua
totalmente diferentes: agua muy limpia en la parte alta de la cuenca, agua
fuertemente contaminada en la parte media de la cuenca y agua moderadamente
contaminada en la parte baja de la cuenca, valores que están de acuerdo con los
parámetros físico-químicos analizados y las características propias de cada tramo.
La hipótesis planteada en la investigación fue comprobada con los
resultados de la caracterización físico-química, SOD y la bioindicación con
macroinvertebrados acuáticos, porque en los resultados se pudo apreciar las
diferencias de calidad del agua en los diferentes tramos, los rangos de valores de
SOD y las familias de macroinvertebrados que se pueden encontrar según el
grado de contaminación del agua.
Los resultados de la relación entre macroinvertebrados y la constante de
desoxigenación por demanda béntica obtenidos en la presente investigación es
una herramienta útil para determinar SOD utilizando únicamente la metodología de
bioindicadores; siempre y cuando se trabaje en ríos montaña que presenten
características similares de pendiente y calidad del agua.
80
La relación entre pendiente y la constante de desoxigenación por demanda
béntica muestra un comportamiento inversamente proporcional, lo cual permite
concluir que los ríos de montaña por su condición de pendiente pronunciada y alta
velocidad favorece la sedimentación en las orillas evitando que la demanda de
oxígeno se produzca en todo el cuerpo de agua.
Las diferencias mínimas entre los valores de demanda béntica de oxígeno
tanto en invierno como en verano se debe a que la composición granulométrica
del sedimento no varía, éstos resultados obedecen fundamentalmente a que en la
estructura del sedimento predomina el material arenoso.
81
RECOMENDACIONES
Realizar mensualmente mediciones de SOD y recolección de
macroinvertebrados, para contar con una mayor cantidad de datos, con el fin de
obtener y validar con un rango alto de confianza.
Realizar en el laboratorio un control de crecimiento de macroinvertebrados
sobre diferentes tipos de lodo para observar la adaptación de los organismos y el
consumo de oxígeno disuelto sobre el agua sobrenadante.
Dar continuidad a este tipo de estudios para determinar experimentalmente
las diferentes constantes que requieren los modelos de calidad de agua; con el fin
de realizar una comparación entre valores experimentales con los valores
arrojados por los programas de modelación.
En los casos que sea posible realizar mediciones de SOD in situ utilizando
metodologías diferentes a la propuesta en este estudio para poder efectuar una
comparación la cual permita un acercamiento más profundo a la realidad.
82
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http://pubs.usgs.gov/sir/2005/5228/pdf/sir2005-5228.pdf. 17 de Octubre de
2007.
84
ANEXOS
85
ANEXO A. CRONOGRAMA DE LA INVESTIGACION.
FASES
ACTIVIDADES
JULIO
AGOSTO
2007
SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE
Revisión
Bibliográfica
FASE 1
Caracterización
Fisicoquímica
Recolección de
macroinvertebrados
FASE 2
Clasificación de
macroinvertebrados
Recolección de
86
sedimentos.
Prueba de
blancos
Prueba de
linealidad
Análisis en
FASE 3
laboratorio.
Determinación de
valor de SOD.
Análisis de
resultados.
Informe
final.
Fuente. Esta investigación Septiembre de 2007.
86
ENERO
2008
FEBRERO
MARZO
ANEXO B. PRESUPUESTO DE LA INVESTIGACION.
Presupuesto global de la investigación.
% FINANCIACION
%
%
%
ESTUD.
UNIMAR
PMP
ITEM
VALOR
EJECUTADO
Personal de
investigación
$ 3.177.000
88,39
11,61
-
67,82
Análisis de
Laboratorio
$ 900.000
-
-
100
19,21
Insumos y materiales
$ 327.500
100
-
-
6,99
Gastos Personales
$ 280.000
100
-
-
5,98
TOTAL
$ 4.684.500
%
100
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, Marzo de 2008.
Personal de investigación.
ITEM PERSONAL
# HORAS/
CANTIDAD/
VALOR
VALOR
SEMANA INVESTIGACION UNITARIO EJECUTADO
Docente asesor
1
36
$ 10.250
$ 369.000
Estudiantes
investigadores
10
360
$ 3.900
$ 2.808.000
TOTAL
$ 3.177.000
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, Marzo de 2008.
Análisis de laboratorio.
PARAMETRO
Oxigeno
Disuelto
No. DE
VALOR
VALOR
MUESTRAS PARAMETRO EJECUTADO
150
$ 6.000
$ 900.000
TOTAL
$ 900.000
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, Marzo de 2008.
87
Insumos y materiales.
ITEM
CANTIDAD
VALOR
UNITARIO
VALOR
EJECUTADO
Resmas de papel
2
$ 10.000
$ 20.000
Recarga de
cartuchos
2
$ 20.000
$ 40.000
CD
5
$ 1.500
$ 7.500
Fotocopias
200
$ 50
$ 10.000
Planos
2
$ 125.000
$ 250.000
TOTAL
$ 327.500
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, Marzo de 2008.
Gastos personales.
ITEM
CANTIDAD
VALOR
UNITARIO
VALOR
EJECUTADO
Transporte
20
$ 8.000
$ 160.000
Alimentación
20
$ 6.000
$ 120.000
TOTAL
$ 280.000
Fuente: esta investigación San Juan de Pasto, Marzo de 2008.
88
ANEXO C. Información proporcionada por la Corporación Autónoma Regional de Nariño
CORPONARIÑO.
Punto de Muestreo
89
El Retiro
Bocatoma Centenario
Hospital Departamental antes de box coulvert
Hospital Departamental después de box coulvert
Colegio Pedagógico antes box coulvert
Colegio Pedagógico después box coulvert
colegio pedagógico después colector circular
Juan XXIII interceptor antes colector circular
Juan XXIII interceptor después colector circular
Club de tenis antes colector circular
Club de tenis después colector circular
Universidad de Nariño
Hidroeléctrica Julio Bravo
La Ensillada
pH medio
7,75
7,45
7,45
7,35
7,21
7,21
7,17
7,17
7,23
7,27
7,28
7,32
7,3
7,43
Fuente: CORPONARIÑO, San Juan de Pasto, 2005 - 2006.
89
OD medio
6,72
7,23
7,23
6,93
4,55
3,19
3,5
3,1
2,34
2,21
2,12
1,97
2,27
4,8
S.T medio
54
121,8
121,8
159,25
349,45
376,85
401,8
384,75
343,95
390,25
361,9
376,35
444,55
209,22
DBO5 medio
8,27
4,45
4,45
8,95
94,35
103,25
95,4
110,7
97,9
97,75
111,6
116,80
114,35
72,5
DQO medio
18,33
15,55
15,55
22,9
137,74
158,3
141,5
155,05
149
160,7
168,05
189,75
167
88
ANEXO D. Gráficas de demanda béntica de oxígeno estación La Laguna, época de invierno.
90
90
91
91
92
92
93
93
94
94
95
95
ANEXO E. Gráficas de demanda béntica de oxigeno estación Universidad de Nariño, época de invierno.
96
96
97
97
98
98
99
99
100
100
101
101
ANEXO F. Gráficas de demanda béntica de oxigeno estación La Ensillada, época de invierno.
102
102
103
103
104
104
105
105
106
106
107
107
ANEXO G. Gráficas de demanda béntica de oxigeno estación La Laguna, época de verano.
108
108
109
109
110
110
111
111
112
112
113
113
ANEXO H. Gráficas de demanda béntica de oxigeno estación Universidad de Nariño, época de verano.
114
114
115
115
116
116
117
117
118
118
119
119
ANEXO J. Gráficas de demanda béntica de oxigeno estación La Ensillada, época de verano.
120
120
121
121
122
122
123
123
124
124
125
125
126
126
127
127
128
128
129
129
130
130
131
131
132
132