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LEIDY VANESSA ROJAS RUBIO
NICOLAS SANTIAGO BASTO RAMIREZ
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
TECNOLOGÍA EN SANEAMIENTO AMBIENTAL
BOGOTÁ D.C
2017
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE AGUA POR MEDIO DE PARÁMETROS
FISICOQUÍMICOS Y PARAMETROS BIOLÓGICOS EN LA QUEBRADA PADRE
DE JESÚS.
Leidy Vanessa Rojas Rubio
20131085601
Nicolas Santiago Basto Ramirez
20131085016
Trabajo de grado en modalidad de investigación presentado como requisito para
optar por el título de
Tecnólogo en Saneamiento Ambiental
Orlando Rodriguez Castellanos
Director
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Facultad del Medio Ambiente y Recursos Naturales
Tecnología en Saneamiento Ambiental
Bogotá D.C
2017
Evaluación de la calidad de agua por medio de parámetros fisicoquímicos y
parámetros biológicos en la Quebrada Padre de Jesús
NOTA DE ACEPTACIÓN
____________________________________
____________________________________
____________________________________
____________________________________
____________________________________
____________________________
FIRMA DIRECTOR
____________________________
FIRMA JURADO
Las ideas emitidas por los autores son de su exclusiva responsabilidad y no expresan
necesariamente opiniones de la Universidad (Artículo 117, Acuerdo 029 de 1998).
AGRADECIMIENTOS
Queremos agradecer ante todo a nuestros padres por su apoyo incondicional y por
su guía en todo nuestro camino para obtener nuestro título en Saneamiento Ambiental.
A nuestros profesores por brindarnos sus conocimientos y experiencias en este
camino y a nuestro director Orlando Rodríguez Castellanos que nos dirigió, nos ofreció sus
conocimientos, tiempo y por su formación académica.
Al profesor Diego Tomas Corradine por facilitarnos el laboratorio de zoonosis y los
equipos necesarios para analizar los macroinvertebrados acuáticos, de igual manera darnos
la autorización de disponer los equipos de calidad de agua con el profesor Jorge Cárdenas
coordinador de laboratorio de calidad de agua y su auxiliar que fue de gran apoyo en este
proceso Aurora Rincón Gil.
TABLA DE CONTENIDO PÁGINA
1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 15
2 JUSTIFICACIÓN.......................................................................................................... 16
3 OBJETIVOS.................................................................................................................. 17
3.1 Objetivo general ..................................................................................................... 17
3.2 Objetivos específicos ............................................................................................. 17
4 MARCO CONCEPTUAL ............................................................................................. 18
4.1 Marco geográfico. .................................................................................................. 18
4.2 Estado del arte. ....................................................................................................... 19
4.3 Flora. ...................................................................................................................... 22
4.4 Fauna ...................................................................................................................... 22
4.5 Calidad de agua. ..................................................................................................... 23
4.5.1 Temperatura. ................................................................................................... 24
4.5.2 pH. .................................................................................................................. 24
4.5.3 Oxígeno Disuelto: ........................................................................................... 25
4.5.4 Sólidos Suspendidos Totales (SST). ............................................................... 25
4.5.5 Demanda Química de Oxígeno (DQO). ......................................................... 26
4.5.6 Conductividad Eléctrica. ................................................................................ 26
4.6 ICA (Índice de Calidad de Agua) .......................................................................... 26
4.6.1 Procedimiento ICA. ........................................................................................ 27
4.7 Bioindicadores. ...................................................................................................... 32
4.7.1 Macroinvertebrados acuáticos. ....................................................................... 32
4.7.2 Índices de diversidad. ..................................................................................... 34
4.7.3 Índice de similitud. ......................................................................................... 36
4.8 Quebrada Padre de Jesús. ....................................................................................... 37
4.9 Coeficiente de correlación lineal de Pearson. ........................................................ 38
5 MARCO LEGAL .......................................................................................................... 40
6 METODOLOGÌA ......................................................................................................... 45
6.1 Premuestreo. .......................................................................................................... 45
6.2 Parámetros fisicoquímicos. .................................................................................... 50
6.3 Parámetros biológicos (macroinvertebrados). ....................................................... 51
7 RESULTADOS Y ANÁLISIS ...................................................................................... 55
7.1 Resultados y análisis de parámetros fisicoquímico. .............................................. 55
7.1.1 Conductividad eléctrica .................................................................................. 56
7.1.2 Temperatura. ................................................................................................... 57
7.1.3 pH. .................................................................................................................. 58
7.1.4 Oxígeno Disuelto. ........................................................................................... 59
7.1.5 Solidos Suspendidos Totales. ......................................................................... 60
7.1.6 Turbiedad. ....................................................................................................... 61
7.1.7 DQO ............................................................................................................... 62
7.2 Resultados y análisis del ICA ............................................................................... 63
7.3 Resultados y análisis macroinvertebrados acuáticos. ............................................ 66
7.3.1 Distribución de familias de macroinvertebrados acuáticos recolectados en los
muestreos. ...................................................................................................................... 66
7.3.2 Índice de diversidad y similitud alfa y beta. ................................................. 69
7.3.3 Índices bióticos BMWP/COL, ASTP Y EPT. ................................................ 73
7.4 Índice de correlación de Pearson. .......................................................................... 80
7.4.1 Coeficientes de Pearson representativos......................................................... 81
8 CONCLUSIONES ........................................................................................................ 85
9 RECOMENDACIONES ............................................................................................... 87
10 BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................... 88
LISTA DE TABLAS PÁGINA
Tabla 1. Historia de los indicadores biológicos del agua .................................................. 20
Tabla 2. Variables y ponderaciones para el caso de 5 variables ......................................... 27
Tabla 3. Determinación de Oxígeno Disuelto por temperatura. ........................................ 29
Tabla 4. Equivalencia de DQO medido en campo ............................................................. 31
Tabla 5. Equivalencia de pH medido en campo ................................................................. 32
Tabla 6. Tabla de muestreo militar. .................................................................................... 48
Tabla 7. Planes de muestreo simple. ................................................................................... 49
Tabla 8.Fechas de muestreo. ............................................................................................... 50
Tabla 9. Referencia de equipos utilizados. ......................................................................... 50
Tabla 10.Parámetros fisicoquímicos evaluados .................................................................. 51
Tabla 11. Resultados de parámetros Fisicoquímicos .......................................................... 55
Tabla 12.Clasificacion de la calidad del agua según los valores que tome el ICA ............ 69
Tabla 13.Valores de diversidad (H´) .................................................................................. 70
Tabla 14. Resultado de índice Shannon- Wiener................................................................ 70
Tabla 15.Valores del indice de Sorensen ............................................................................ 71
Tabla 16. Resultados de indice de Sorenses ....................................................................... 71
Tabla 17. Clasificación de las aguas del índice BMWP/Col y ASPT. .............................. 73
Tabla 18. Porcentaje del índice biótico EPT ...................................................................... 73
Tabla 19. Resultados de los índices bióticos de macroinvertebrados acuáticos en el punto
1. .......................................................................................................................................... 75
Tabla 20. Resultados de los índices bióticos de macroinvertebrados acuáticos en el punto 2
............................................................................................................................................. 76
Tabla 21. Resultados de los índices bióticos de macroinvertebrados acuáticos en el punto
3. .......................................................................................................................................... 77
Tabla 22. Resultados de los índices bióticos de macroinvertebrados acuáticos encontrados
en todos los muestreos realizados ........................................................................................ 79
Tabla 23. Resultados de la correlación del índice de Pearson ............................................ 80
Tabla 24. Grado de correlación de Pearson. ....................................................................... 81
LISTA DE GRÁFICAS PÁGINA
Gráfica 1. Resultados de Conductividad ............................................................................ 56
Gráfica 2. Resultados de Temperatura ............................................................................... 57
Gráfica 3. Resultados de pH .............................................................................................. 58
Gráfica 4. Resultados de Oxígeno disuelto ........................................................................ 59
Gráfica 5. Resultados de Solidos Suspendidos Totales ...................................................... 60
Gráfica 6. Resultados de Turbiedad ................................................................................... 61
Gráfica 7. Resultados de DQO ........................................................................................... 62
Gráfica 8. Resultados del ICA ............................................................................................ 64
Gráfica 9. Porcentaje de la distribución de familias recolectadas en todos los muestreos. 67
Gráfica 10. : Porcentajes de distribución de familias encontrados en el punto 1 ............... 67
Gráfica 11. Porcentajes de distribución de familias encontrados en el punto 2 ................. 68
Gráfica 12. Porcentajes de distribución de familias encontrados en el punto 3 ................. 69
Gráfica 13. Correlación entre turbiedad y macroinvertebrados de familia Simuliidae. .... 82
Gráfica 14. Correlación entre pH y macroinvertebrados de familia Tipulidae. ................. 83
Gráfica 15. : Correlación entre temperatura y macroinvertebrados de familia Tipulidae.. 83
LISTA DE FICURAS PÀGINA
Figura 1. Ubicación de la quebrada Padre de Jesús............................................................ 19
Figura 2. Localización del punto 1 ..................................................................................... 46
Figura 3. Localización del punto 2 ..................................................................................... 47
Figura 4. Localización del punto 3 ..................................................................................... 47
Figura 5. Red Surber .......................................................................................................... 52
Figura 6. Barrido en la Quebrada Padre de Jesús ............................................................... 53
Figura 7. Contenido de la red en la bandeja blanca ............................................................ 53
Figura 8. Recolección de macroinvertebrados en frascos con alcohol al 70% .................. 54
Figura 9. Estereoscopio (Leica S8 APO) ........................................................................... 54
Figura 10. Escala de pH...................................................................................................... 58
ANEXOS PÀGINA
Anexo 1. Resultados del ICA (índice de calidad de agua) .................................................. 98
Anexo 2. Procedimiento del índice de diversidad Shannon-Weaver .............................. 117
Anexo 3. Procedimiento del índice de similitud Sorensen .............................................. 118
Anexo 4. Especificaciones técnicas Oximetro .................................................................. 119
Anexo 5. Especificaciones técnicas Turbidimetro ........................................................... 120
Anexo 6. Especificaciones técnicas Conductivimetro ...................................................... 121
Anexo 7. Especificaciones técnicas pHmetro ................................................................... 122
Anexo 8. Puntajes dados para las diferentes familias de macroinvertebrados acuáticos para
el índice BMWP/Col ......................................................................................................... 123
Anexo 9. Muestras recolectadas de macroinvertebrados acuáticos .................................. 124
Anexo 10.Primer punto muestreado .................................................................................. 125
Anexo 11. Segundo punto muestreado. ............................................................................. 126
Anexo 12. : Tercer punto muestreado ............................................................................... 127
Anexo 13. Resultados del análisis de DQO realizado en el laboratorio “H2O Es Vida” .. 128
RESUMEN
Este estudio se realizó para establecer el grado de contaminación presente en la
Quebrada Padre de Jesús ubicado en la localidad de Santa Fe mediante los índices
fisicoquímicos (ICA) y biológicos (Índice de diversidad alfa, BWMP, ASP y EPT), para
esto se establecieron 3 puntos de muestreo en esta quebrada y se realizaron muestreos
durante 3 días.
Para el cálculo del ICA se realizaron mediciones de (pH, oxígeno disuelto.
conductividad, sólidos disueltos totales y DQO), y para los índices biológicos se realizó la
técnica de muestreo por barrido tratando de recoger la mayor cantidad de
macroinvertebrados acuáticos presentes en el bentos de la quebrada.
Adicionalmente mediante el índice de Pearson se correlacionaron la aparición de las
familias de macroinvertebrados acuáticos con la variación de los parámetros fisicoquímicos
encontrados.
Palabras clave: Fisicoquímicos, macroinvertebrados acuaticos, bioindicadores y
contaminación.
ABSTRACT
This study was carried out to establish the degree of contamination present in the
Quebrada Padre de Jesús located in the locality of Santa Fe through the physicochemical
(ICA) and biological indexes (Index of diversity alpha, BWMP, ASP and EPT). 3 sampling
points in this ravine and sampling for 3 days.
For the calculation of the ICA, measurements of (pH, dissolved oxygen,
conductivity, total dissolved solids and COD) were carried out, and for the biological
indexes the sampling technique was carried out by sweeping trying to collect the largest
number of individuals present in the bento of this stream.
In addition, the Pearson index correlated the occurrence of the macroinvertebrate
families with the variation of the physicochemical parameters found.
Key words: Physicochemical, aquatic macroinvertebrates, bioindicators and
contamination.
15
1 INTRODUCCIÓN
En los últimos años el concepto de calidad de las aguas ha ido cambiando
rápidamente de un enfoque puramente fisicoquímico y bacteriológico. Debido a que muchos
países han aceptado la inclusión de las comunidades acuáticas como hecho fundamental para
evaluar la calidad de los ecosistemas acuáticos (Roldán, et al., 2000).
Ya que las aguas residuales contienen una amplia gama de contaminantes y de
microorganismos patógenos, la vigilancia y el control sobre la calidad del agua que se
distribuye constituye uno de los factores ambientales más importantes para cualquier
comunidad, en cualquier lugar del mundo (Cárdenas,2005).
La Quebrada Padre de Jesús, objeto del presente estudio, es uno de los cuerpos de
agua perteneciente a la cuenca del río Fucha (Acueducto, 2009), debido a la presunción del
abandono que ha tenido en los últimos años y los factores trópicos y antrópicos que han
podido contaminar este cuerpo de agua, surge la necesidad de determinar la calidad del
mismo. Se realizó una evaluación de la calidad de agua mediante las comunidades de
macroinvertebrados acuáticos y su correlación con los parámetros fisicoquímicos,
comparando los resultados de los distintos índices a analizar, teniendo en cuenta bibliografía
y anteriores estudios realizados para la determinación de calidad de agua en fuentes
superficiales.
En este estudio se pretende brindar una línea base de la calidad de agua de la
Quebrada Padre de Jesús determinando las condiciones y los factores que pueden estar
alterando este cuerpo de agua.
16
2 JUSTIFICACIÓN
Los macroinvertebrados acuáticos constituyen uno de los más valiosos métodos para
determinar los impactos antrópicos que pudieron causar algún tipo de alteración sobre las
características de un sistema acuático por su utilidad a partir del empleo de los índices
bióticos para estimar la tolerancia del bento a los contaminantes (Velásquez, 2004).
Este estudio se realiza con el fin de determinar la calidad de agua de la Quebrada
Padre de Jesús por medio de parámetros fisicoquímicos y biológicos, que brinde un aporte
limnologico en la ciudad, específicamente en este cuerpo de agua, debido a que en la zona
del neotropico americano son escasos los estudios limnologicos relacionados con la
taxonomía y ecología de los diferentes tipos de insectos (Rincón, 2002).
Además de proporcionar información de la calidad actual de este cuerpo de agua
que permitan encaminar posteriores estudios y plan de acción buscando reducir las
afectaciones antrópicas que estén contaminando la quebrada, reduciendo la carga
contaminante que lleva este cuerpo de agua al rio Fucha. Como afirma Patiño & Baquero,
2011, la Quebrada Padre de Jesús se canaliza en el sistema de alcantarillado de Bogotá en
predios del conjunto residencial Jiménez de Quesada, a una altura aproximada de 2675
msnm, después de un recorrido de aproximado 1 km a partir de su nacimiento. Beneficiando
a las poblaciones cercanas a su cauce dado que reduciría malos olores, roedores y cualquier
otro tipo de vector que se pueda se pueda proliferar.
También es relevante contemplar las afectaciones que pueda generar la Universidad
Francisco José de Caldas facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales debido a que la
Quebrada Padre de Jesús pasa por su predio.
17
3 OBJETIVOS
3.1 Objetivo general
Determinar la calidad del agua de la quebrada Padre de Jesús por medio de los índices
físico-químicos y biológicos.
3.2 Objetivos específicos
Establecer el grado de contaminación de la Quebrada Padre de Jesús a través de
macroinvertebrados acuáticos.
Determinar la calidad de agua de la Quebrada Padre de Jesús mediante el ICA
(índice de calidad de agua) por medio de las variables: pH, oxígeno disuelto, sólidos
suspendidos totales, DQO y conductividad eléctrica.
Comparar los resultados de las variables fisicoquímicas y biológicas mediante la
representación gráfica del método estadístico de Pearson.
18
4 MARCO CONCEPTUAL
4.1 Marco geográfico.
La quebrada Padre de Jesús, localizada en los cerros orientales de la ciudad de Bogotá
(localidad de Santafé), en la cuenca del río Fucha, nace a una altura aproximada de 2898 msnm,
con coordenadas geográficas: latitud 4º35´31.97” norte y longitud 74º03´32.98” oeste, muy cerca
de la vía que de esta ciudad conduce a la población de Choachí, Cundinamarca; como muestra la
Figura 1 su ubicación hace parte del sistema orográfico constituido por los cerros orientales de
Bogotá. Las aguas de esta quebrada se canalizan en el sistema de alcantarillado en predios del
conjunto residencial Jiménez de Quesada, a una altura aproximada de 2675 msnm, después de un
recorrido de aproximado 1 km a partir de su nacimiento (Patiño& Baquero, 2011).
Los Cerros Orientales hacen parte de la cadena montañosa ubicada en la zona central de
la cordillera Oriental colombiana, que atraviesa de sur a norte el Distrito Capital. Este accidente
orográfico tiene gran importancia regional como barrera geográfica, corredor ecológico y zona
de recarga de acuíferos, y es uno de los principales ecosistemas estratégicos de Bogotá
(Ramírez, et al., 2015).
19
Figura 1: Ubicación de la quebrada Padre de Jesús.
Fuente: Acueducto, 2009.
4.2 Estado del arte.
El índice general de Calidad de Agua fue desarrollado por Brown et al., (1970) y
mejorado por Deininger para la Academia Nacional de Ciencias de los Estados unidos en 1975
(NAS, 1975).
20
Desde 1978 hasta 1994, revisiones de literatura de los índices de calidad de agua
desarrollados desde su introducción, han revelado enfoques nuevos y han proporcionado nuevas
herramientas para el desarrollo de los índices (Cude, 2001).
Un estudio por Helmond y Breukel, demostró que por lo menos 30 índices de calidad de
agua son uso común alrededor del mundo, y consideran un número de variables que van de 3 a
72. Prácticamente todos estos índices incluyen por lo menos 3 de los siguientes parámetros:
Oxígeno Disuelto (OD), Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO) y/o Demanda Química de
Oxigeno (DQO), Amonio (NH+
4), Ortofosfatos (PO4), Nitratos (NO3) pH y Sólidos Suspendidos
Totales (Fernández, et al., 2003).
En los últimos años el concepto de calidad de las aguas ha ido cambiando rápidamente de
un enfoque puramente fisicoquímico y bacteriológico. Sin embargo, muchos países han
aceptado la inclusión de las comunidades acuáticas como hecho fundamental para evaluar la
calidad de los ecosistemas acuáticos (Roldán, et al., 2000). En la Tabla 1 se hace un pequeño
recuento histórico de los indicadores biológicos del agua.
Tabla 1: Historia de los indicadores biológicos del agua.
En el siglo XX se proponen métodos biológicos para evaluar la condición de las aguas. A
mediados de los años 50 comenzaron a utilizarse diferentes metodologías de evaluación
ecológica de la calidad del agua mediante el uso de indicadores biológico.
1960: El concepto de diversidad de especies, basados en índices matemáticos.
21
1952: Se propone el uso de los macroinvertebrados como indicadores de la
contaminación.
1994: Revisión de varios índices con especial referencia a los ecosistemas acuáticos.
1995: Presentan un total de 63 tipos de mediciones para evaluación rápida de los
ecosistemas, medidas de riqueza, Índices de diversidad e Índices bióticos.
80’s y 90’s: Comienza a generalizarse el uso de los índices bióticos, proponen otros
nuevos. Modificación de los existentes, introduce el concepto de Índice de Integridad
Biológica (IBI).
En USA se desarrollan métodos rápidos de evaluación, macroinvertebrados acuáticos
como bioindicadores.
En España se adoptan los macroinvertebrados acuáticos en los programas de evaluación
de la calidad del agua, se crea un índice de calidad que valora el estado de conservación
del bosque de ribera, se determina la calidad de las aguas en relación con las
características de las especies de macroinvertebrados y la riqueza de dichas especies.
En la Unión Europea se dio la indicación biológica, se conoció el nuevo concepto:
“Estado Ecológico’’ y los gobiernos europeos contemplaron los indicadores biológicos
en la calidad del agua.
Últimos 40 - 50 años desarrollo de al menos 100 diferentes índices: 60% biológicos, 30%
diversidad, 10% sapróbicos.
Fuente: López & Cornejo, 2004.
22
La bioindicación con macroinvertebrados acuáticos en Colombia se remonta a los años 70
al estudiar el Río Medellín, donde observaron cambios en la estructura de las comunidades,
encontrando diferencias en el número y tipo de taxa de un tramo poco perturbado respecto a una
zona donde los vertimientos industriales y domésticos se incrementaron (Roldán, et al., 1973).
En cuanto a este marco no se conoce información acerca del corredor ecológico ni las
distintas especies que se pueden encontrar a lo largo de su cauce, pero se registra información de
los cerros orientales lo que nos da una idea de la ecología de esta zona de la ciudad.
4.3 Flora.
El resultado de levantamientos de vegetación para analizar la riqueza florística, registró
cerca de 64 familias, 111 géneros y 156 especies, tomando en cuenta solo plantas vasculares,
aunque hay un listado de flora con 443 especies. Las familias con mayor número de especies y
de géneros son las orquídeas con 33 géneros y 118 especies, Bromelias con 10 géneros y 47
especies, Asteraceas con 9 géneros y 38 especies, Ericaceas con 8 géneros y 19 especies,
Melastomataceas con 9 géneros y 18 especies, Rosaceas con 6 géneros y 15 especies y Rubiaceas
con 6 géneros y 11 especies (Mora& Guzmán, 2013).
4.4 Fauna
Aves: En general en cuanto a riqueza y diversidad se presentan en los Cerros Orientales
registros de 30 familias, 92 géneros y 119 especies. A nivel de mamíferos, ocasionalmente se
encuentra el murciélago migratorio de Norteamérica Lasiurus borealis. Entre las especies
todavía comunes en áreas naturales y semi-naturales, bosques y matorrales densos, está la
comadreja Mustela frenata y en áreas más culturales, la chucha Didelphis albiventris. En los
23
páramos y subpáramos antrópicos se encuentran el conejo Sylvilagus brasilensis, el ratón de
páramo Thomasomys laniger, la musaraña Cryptotis tomasi, el guache Nasuella olivacea y el
curí Cavia anolaimae. En general, en cuanto a riqueza y diversidad se encuentran 14 familias, 17
géneros y 18 especies. Para reptiles se registran 4 familias, 5 géneros y 5 especies. Estas familias
son: Tropiduridae (Stenocercus trachycephalus), Polychrotidae (Phenacosaurus heterodermus),
Colubridae (Atractus crassicaudatus) y Teiidae (Anadia bogotensis, Proctoporus striatus).
A nivel de anfibios se encuentran 8 familias, 6 géneros y 9 especies. Algunas de estas
familias son: Plethodontidae, Dendrobatidae, Hylidae y Leptodactylidae (Mora & Guzmán,
2013).
4.5 Calidad de agua.
Una muestra de agua puede contener una gran variedad de sustancias, algunas disueltas y
algunas en suspensión, algunas de original natural y otras de origen antrópico, algunas inocuas y
otras potencialmente tóxicas. Sin embargo, un análisis del agua no puede estar orientado a la
identificación y cuantificación de todas estas sustancias, es necesario realizar el análisis de una
muestra de agua para todos los constituyentes posibles que esta pueda contener (Cárdenas,
2005).
La evaluación general de la calidad del agua ha sido objeto de múltiples discusiones en
cuanto a su aplicación para la regulación del recurso hídrico en el mundo ya que ésta considera
criterios que no siempre garantizan el resultado esperado para regiones con diferentes
características. Como consecuencia, muchos países han desarrollado estudios e indicadores
tendientes a aplicar criterios de evaluación propios, de tal manera que su aplicabilidad
corresponda con sus requerimientos y necesidades (Cruz, et al., 2009).
24
Para conocer la calidad del agua en fuentes superficial es necesario medir una serie de
parámetros que determinen la naturaleza y procedencia de la misma, mediante pruebas de
laboratorio, cálculos y análisis estadístico se llega a determinar de manera cuantitativa sus
características físicas y el grado de contaminación (Mora& Guzmán, 2013).
Los parámetros fisicoquímicos que se tuvieron en cuenta para el presente estudio se
definen como:
4.5.1 Temperatura.
Es una magnitud que mide el nivel térmico de un cuerpo, se basa en la noción de “calor”
o “frio” que transmite un cuerpo. Toda sustancia en determinado estado (solido, liquido o gas),
está constituida por moléculas que se encuentran en continuo movimiento. La suma de las
energías de todas las moléculas del cuerpo se conoce como energía térmica; y la temperatura es
la medida de esa energía promedio (Moran y Shapiro, 2005).
4.5.2 pH.
Es un parámetro que indica la concentración del ion Hidronio (H+H2O) en un cuerpo de
agua; que permite determinar el carácter acido o básico de una solución, la solubilidad de
algunas sustancias tanto orgánicas como inorgánicas pueden afectar la estructura y función de
macromoléculas tales como ácidos nucleicos además de los organelos , sistemas de pared celular
y membranas, es por esto que las variaciones en el pH puede tener efectos marcados en cada uno
de los niveles de materia viva, desde el nivel celular , hasta el nivel de ecosistemas (Fuentes &
Massol , 2002).
Los valores pueden variar entre 6 y 9 unidades de pH en el caso de fuentes superficiales
tropicales, así mismo puede ser modificado u afectado por la presencia de actividad biológica,
25
aumento o disminución de la temperatura y el intercambio de CO2 con el medio ambiente
(Roldan, 2008).
4.5.3 Oxígeno Disuelto:
Es la cantidad de oxigeno libre en el agua, que se produce y a la vez se consume, la
producción de oxigeno está relacionada con la fotosíntesis, mientras el consumo dependerá de la
respiración, descomposición de sustancias orgánicas y otras reacciones químicas. El cual es
esencial para los riachuelos y lagos saludables (Goyenola, 2007).
El nivel de oxígeno disuelto puede ser un indicador del nivel de contaminación del agua y
cuan bien puede dar soporte esta agua a la vida vegetal y animal (Corponariño, 2011). La
concentración de oxígeno en el agua depende en gran parte de la temperatura, la presencia de
materia orgánica, la concentración de sales y la presión (Cárdenas, 2005).
4.5.4 Sólidos Suspendidos Totales (SST).
Los sólidos suspendidos están formados por partículas que se mantienen dispersas en el
agua en virtud de su naturaleza coloidal (Partículas que forman coágulos o colides de diámetro
comprendido entre 10-9
m y 10 -5
m que se encuentran suspendidas en un líquido). Estos sólidos
no sedimentan por gravedad cuando el agua está en reposo. Tal como ocurre con los sólidos
sedimentables, Estas partículas coloidales determinan hasta qué punto la luz penetra y por ende
la distancia a la cual es posible el proceso fotosintético en el cuerpo de agua (Cárdenas, 2005).
Dicha presencia puede estar relacionada con procesos erosivos, vertimientos industriales,
extracción de materiales y disposición de escombros (IDEAM, 2011).
26
4.5.5 Demanda Química de Oxígeno (DQO).
Es una medida aproximada del contenido total de materia orgánica presente en una
muestra de agua. Esta materia orgánica en condiciones naturales puede ser biodegradada
lentamente (esto es, oxidada) a CO2 y H2O (Cárdenas, 2005).La Demanda Química de Oxigeno
refleja la presencia de sustancias químicas susceptibles de ser oxidadas a condiciones
fuertemente ácidas y alta temperatura, como la materia orgánica, ya sea biodegradable o no, y la
materia inorgánica (IDEAM, 2011).
4.5.6 Conductividad Eléctrica.
La conductividad eléctrica de una muestra de agua es la expresión numérica de su
capacidad para transportar una corriente eléctrica. Esta capacidad depende de la presencia de
iones (elementos químicos o grupo de ellos cargados eléctricamente debido a la pérdida o
ganancia de electrones) en el agua, de su concentración total, de su movilidad, de su carga o
valencia y de las concentraciones relativas, así como de la temperatura a la cual se realizara la
medición (Cárdenas, 2005). La conductividad de una solución es igual a la suma de las
conductividades de cada tipo de ion presente (cationes y aniones) determinada en forma química,
refleja la mineralización.
4.6 ICA (Índice de Calidad de Agua)
En Colombia, el ICA es el Índice de Calidad de Agua utilizado para fuentes superficiales,
este Índice es el valor numérico que califica en una de las cinco categorías la calidad del agua de
una corriente superficial, con base en las mediciones obtenidas de un conjunto de cinco
variables, registradas en una estación de monitoreo j en el tiempo t (IDEAM, 2011).
La Ecuación 1 para el cálculo del indicador es:
27
Ecuación 1:
ICAnjt: es el índice de calidad del agua a una determinada corriente superficial en la
estación de monitoreo de la calidad del agua j en el tiempo t, evaluado con n variables.
Wi: es el ponderador o peso relativo asignado a la variable de calidad i.
Iikjt: es el valor calculado de la variable i, en la estación de monitoreo j, registrado durante
la medición realizada en el trimestre k, del periodo de tiempo t.
n: Es el número de variables de calidad involucradas en el cálculo del indicador; n es
igual a 5, o 6 dependiendo de la medición del ICA que se seleccione (IDEAM, 2011).
En la Tabla 2 se resumen las variables que están involucradas en el cálculo del indicador
para los casos en los que se emplea 5 variables, la unidad de medida en la que se registra cada
uno de ellos y la ponderación que tienen dentro de la ecuación de cálculo (IDEAM, 2011).
Tabla 2: Variables y ponderaciones para el caso de 5 variables.
Variables Unidad de medida Ponderación ( 0-1 )
Oxígeno disuelto , OD mg/L 0 - 0,2
Sólidos suspendidos totales ,
SST
mg/L 0 - 0,2
Demanda química de
oxígeno, DQO
mg/L 0 - 0,2
Conductividad eléctrica, C:E: uS/cm 0 - 0,2
pH Unidades de ph 0 - 0,2
Fuente: IDEAM, 2011.
4.6.1 Procedimiento ICA.
El procedimiento general consiste en ingresar el valor que, en una determinada medición
haya registrado la variable de calidad i (IDEAM, 2011).
28
4.6.1.1 Oxígeno disuelto (OD):
Inicialmente se calcula el porcentaje de saturación de oxígeno disuelto PSOD se calcula
con la Ecuación 2:
Ecuación 2:
Dónde:
Ox: Es el oxígeno disuelto medido en campo (mg/L).
Cp: Es la concentración de equilibrio de oxígeno (mg/L) o valor de oxígeno disuelto para
el agua a misma temperatura.
Para hallar la concentración de equilibrio de oxigeno (mg/L) se determina por la
temperatura (Goyenola, 2007), como lo indica la Tabla 3, donde se representa el oxígeno
disuelto a determinada temperatura.
29
Tabla 3: Determinación de oxígeno disuelto por temperatura.
Fuente: Goyenola, 2007.
Para las temperaturas que no se representan en la Tabla 3 se realizó interpolación para
hallar el valor correspondiente de oxígeno disuelto, como se realizó el procedimiento de cada
uno de los índices en el Anexo 1.
4.6.1.1.1 Interpolación.
La interpolación cosiste en hallar un dato dentro de un intervalo en el que conocemos los
valores extremos, la Interpolación lineal consiste en las variaciones de la función son
30
proporcionales o casi proporcionales de la variable independiente se puede admitir que dicha
función es lineal y usar para estimar sus valores.
Sean dos puntos (xo, yo), (x1, y1), la interpolación lineal consiste en hallar una
estimación del valor y, para un valor x tal que x0<x<x1.
Obtenemos la ecuación 3 de la interpolación lineal.
Ecuación 3:
Una vez calculado el porcentaje de saturación de oxígeno disuelto, el valor ODI se
calcula con la Ecuación 4.
Ecuación 4:
( )
Cuando el porcentaje de saturación de oxígeno disuelto es mayor al 100% se calcula con
la Ecuación 5.
Ecuación 5:
( )
4.6.1.2 Sólidos suspendidos totales (SST):
El índice de calidad para sólidos suspendidos totales se calcula con la Ecuación 6.
Ecuación 6:
( )
SST: Son los sólidos suspendidos totales medidos en campo (mg/l).
31
4.6.1.3 Demanda química de oxígeno (DQO):
El índice de calidad para sólidos suspendidos totales se calcula con la Tabla 4:
Tabla 4: Equivalencia de DQO medido en campo.
DQO medido en campo (mg/L) Equivalencia de índice DQO
DQO ≤ 20 0,91
Si 20 < DQO ≤ 25 0,71
Si 25 < DQO ≤ 40 0,51
Si 40 < DQO ≤ 80 0,26
Si DQO > 80 0,125
Fuente: IDEAM, 2011
4.6.1.4 Conductividad eléctrica (C.E.):
El índice de calidad para conductividad eléctrica se calcula con la Ecuación 7:
Ecuación 7:
( )
C.E.: Es la conductividad eléctrica medida en campo (uS/cm).
C.E.: Es la conductividad eléctrica medida en campo (uS/cm).
4.6.1.5 pH:
El índice de calidad para pH se calcula con la Tabla 5:
32
Tabla 5: Equivalencia de pH medido en campo.
pH medido en campo (Unidades de pH) Equivalencia en índice de pH
pH < 4 0,1
Si 4 ≤ pH ≤ 7 0,02628419 e( pH⋅ 0,520025)
Si 7 < pH ≤ 8 1
Si 8 < pH ≤ 11 1⋅ e[(pH- 8)- 0,5187742]
Si pH > 11 0,1
Fuente: IDEAM, 2011.
4.7 Bioindicadores.
Son especies seleccionadas por su sensibilidad o tolerancia a varios parámetros físicos o
químicos, por lo cual permite identificar el deterioro ambiental (Rivero, et al., 2006).
4.7.1 Macroinvertebrados acuáticos.
Son organismos que tienen tamaños superiores a 0.5 mm de largo y no presentan espina
dorsal (Lancheros, et al., 2012). Dentro de esta categoría están los poríferos, hidrozoos,
oligoquetos, hirudíneos, insectos, arácnidos, crustáceos, gasterópodos y los bivalvos (Roldan,
2008).
Los macroinvertebrados pueden vivir en el fondo (Bentos), en la superficie (Neuston) o
nadar libremente (Necton) por todos el cuerpo de agua (Roldan, 2003), sus sustratos pueden ser
de diferentes tipo, el hábitat apropiada para estos organismos incluyendo grava, piedra, arena,
fango, detritus, plantas vasculares (Lancheros, et al., 2012).
Los macroinvertebrados presentan diferentes adaptaciones en una determinada condición
ambiental, las cuales les permiten vivir dentro de ciertos límites de tolerancia frente a las
33
variaciones de los factores ambientales (Lancheros, et al., 2012). Estos límites pueden llegar a
variar de una especie a otra, se encuentran organismos sensibles que tiene un grado de tolerancia
mínima frente a las nuevas condiciones, mientras que otras son muy tolerantes y no se ven
afectados por los cambios de los factores ambientales (Arango, et al., 2008).
El Biological Monitoring Working Party (BMWP), fue establecido en Inglaterra en
1970, como un método sencillo y rápido para evaluar la calidad de agua usando los
macroinvertebrados como bioindicadores. Las razones principales fueron económicas y por el
tiempo que se requiere invertir (Roldán, 2003).
El Índice Biológico BMWP sólo requiere llegar hasta nivel de familia y los datos son
cualitativos (presencia o ausencia), 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
Oligoneuriidae reciben un puntaje de 10 y los más tolerantes a la contaminación, por ejemplo,
Tubificidae, reciben una puntuación de 1, al finalizar la sumaria de todos los puntajes de todas
las familias proporciona el puntaje total BMWP. Como alternativa, también se calcula la
puntuación media por Taxón puntuación (ASPT). El ASPT es igual a la media de las
puntuaciones de tolerancia de todas las familias de macroinvertebrados encontrados, y varía de 0
a 10. La principal diferencia entre los dos índices es que ASPT no depende de la riqueza de la
familia (Kennedy, et al., 2010).
Los macroinvertebrados son considerados buenos bioindicadores por sus diferentes
características algunas de ellas es que estos organismos ocupan varios hábitats acuáticos, son
relativamente fáciles y pocos costosos de recolectar, son sedentarios por lo tanto son
representativos de las condiciones locales, tienen ciclos de vida lo suficientemente prolongados
34
como para permitir un registro adecuado de calidad ambiental y son sensibles a varios tipos de
poluentes a los que responden de manera rápida (Ruth, et al., 2006).
4.7.2 Índices de diversidad.
Los índices de diversidad incorporan en un solo valor a la riqueza específica y a la
equitabilidad. En algunos casos el valor del índice de diversidad estimado puede provenir de
distintas combinaciones de riqueza específica y equitabilidad. Es decir, que el mismo índice de
diversidad puede obtenerse de una comunidad con baja riqueza y alta equitabilidad como de una
comunidad con alta riqueza y baja equitabilidad. Esto significa que el valor del índice aislado no
permite conocer la importancia relativa de sus componentes (riqueza y equitabilidad). Algunos
de los índices de diversidad más ampliamente utilizados son (1) el índice de Simpson (DSi ), y
(2) el índice de Shannon-Wiener (H’) (Peet, 1975).
4.7.2.1 Índice de Shannon-Wiener:
Indices de Shannon-Wiener (Shannon y Weaver, 1949), H’. Este índice se basa en la
teoría de la información (mide el contenido de información por símbolo de un mensaje
compuesto por S clases de símbolos discretos cuyas probabilidades de ocurrencia son pi ...pS) y
es probablemente el de empleo más frecuente en ecología de comunidades (Peet, 1975).
Ecuación 8:
H’ = índice de Shannon-Wiener que en un contexto ecológico, como índice de diversidad,
mide el contenido de información por individuo en muestras obtenidas al azar provenientes de
una comunidad ‘extensa’ de la que se conoce el número total de especies S. También puede
35
considerarse a la diversidad como una medida de la incertidumbre para predecir a qué especie
pertenecerá un individuo elegido al azar de una muestra de S especies y N individuos. Por lo
tanto, H’ = 0 cuando la muestra contenga solo una especie, y, H’ será máxima cuando todas las
especies S estén representadas por el mismo número de individuos ni, es decir, que la comunidad
tenga una distribución de abundancias perfectamente equitativa (H’max). Este índice subestima
la diversidad específica si la muestra es pequeña. En la ecuación original se utilizan logaritmos
en base 2, las unidades se expresan como bits/ind (Peet, 1975).
La precisión en la estimación del índice de Shannon-Wiener puede calcularse mediante la
Ecuación 9:
Ecuación 9:
SDH’ = desviación estándar del índice de Shannon-Wiener
La ecuación de H’ se aplica para comunidades extensas donde se conocen todas las
especies S y las abundancias proporcionales pi de todas ellas. En la práctica los parámetros son
estimados mediante la Ecuación 10:
Ecuación 10:
36
4.7.3 Índice de similitud.
La beta diversidad puede calcularse de diferentes modos. Cuando se tienen registradas las
especies de dos comunidades entre las cuales se desea calcular la beta-diversidad, se puede
obtener el cociente entre el número de especies distintas y el número de especies total
considerando el conjunto de ambas comunidades. Una forma análoga de estimar la beta-
diversidad del paisaje es obtener la tasa de aumento del alfa-diversidad a medida que se
incorporan las comunidades que lo integran. Al reflejar diferencias en la composición de las
especies, la beta-diversidad también puede calcularse a partir de coeficientes de similitud o
disimilitud o a partir de distancias. Los coeficientes de similitud (o disimilitud) entre
comunidades se emplean cuando solo consideramos la presencia o ausencia de especies y no sus
proporciones (Ferriol & Merle, 2012)
4.7.3.1 Índice de Sorensen (coeficiente de similitud-cualitativo).
Relaciona el número de especies compartidas con la media aritmética de las especies de
ambos sitios (Álvarez, et al., 2004) por medio de la Ecuación 11:
Ecuación 11:
a: Es el número de especies de la comunidad 1.
b: Es el número de especies de la comunidad 2.
c: el número de especies comunes a ambas comunidades.
37
Oscila entre 0, cuando no existen especies comunes, y 1, cuando ambas comunidades son
idénticas.
4.8 Quebrada Padre de Jesús.
El término quebrada utilizado en su forma de sustantivo es usado en muchos países
latinoamericanos como Argentina, Bolivia, Chile, Colombia, Panamá, Perú, Puerto Rico y
Venezuela para referirse a un arroyo o pequeños ríos, que no transportan mucho agua en
comparación con ríos grandes, y que debido al pequeño caudal no resultan aptos para navegarlos
o ejercer actividades de pesca en ellos. En las denominadas quebradas suelen vivir peces cuyas
especies son de tamaños pequeños (Guerrero, 2011).
Las quebradas suelen presentar poca profundidad y transportan pocas cantidades de agua,
muchas veces son utilizadas con fines turísticos como lugares aptos para bañarse o en zonas de
camping ya que es posible cruzarlos a pie. Las zonas con quebradas suelen ser muy usadas por
personas que quieren realizar turismo ecológico o realizar aventuras (Guerrero, 2011).
Bogotá D.C. cuenta con 200 cuerpos de agua, entre quebradas, ríos y canales, que hacen
parte del sistema de drenaje pluvial de la ciudad. Cuenta con 5 localidades que son zona de
reserva: Usaquén, Chapinero, Santa Fe, San Cristóbal y Usme. Distribuidos en las cuencas del
Tunjuelo, Fucha y Salitre, y las subcuencas Torca-Guaymaral y Cundinamarca (El Espectador,
2011). En ellas nacen la mayoría de los ríos y quebradas de la ciudad. Es un sistema hídrico que
hace parte de la conexión que está entre el mayor páramo productor de agua en el mundo
(Chingaza) y el páramo más extenso. (Sumapaz) (Guerrero, 2011).
En Bogotá se encuentran 16 quebradas descendientes de la cuenca del río Fucha según
el inventario realizado por la Secretaría de Ambiente en el año 2009 con su última modificación
en el año 2010, estas quebradas se encuentran dispersas entre las localidades de Santa Fe, San
38
Cristóbal y Candelaria. Entre las más representativas se encuentran La quebrada Mochón del
Diablo, quebrada Chorreón, quebrada Padre de Jesús (Figuras 2), quebrada Roosevelt, entre otras
(Secretaria Distrital de Ambiente, 2012).
4.9 Coeficiente de correlación lineal de Pearson.
La cuantificación de la fuerza de la relación lineal entre dos variables cuantitativas, se
estudia por medio del cálculo del coeficiente de correlación de Pearson. Dicho coeficiente oscila
entre –1 y +1. Una correlación próxima a cero indica que no hay relación lineal entre las dos
variables. El realizar la representación gráfica de los datos para demostrar la relación entre el
valor del coeficiente de correlación y la forma de la gráfica es fundamental ya que existen
relaciones no lineales (Fernández & Domínguez, 2001).
El coeficiente de correlación posee las siguientes características:
a. El valor del coeficiente de correlación es independiente de cualquier unidad usada para
medir las variables (Fernández & Domínguez, 2001).
b. El valor del coeficiente de correlación se altera de forma importante ante la presencia
de un valor extremo, como sucede con la desviación típica. Ante estas situaciones conviene
realizar una transformación de datos que cambia la escala de medición y modera el efecto de
valores extremos (como la transformación logarítmica) (Fernández & Domínguez, 2001).
c. El coeficiente de correlación mide solo la relación con una línea recta. Dos variables
pueden tener una relación curvilínea fuerte, a pesar de que su correlación sea pequeña. Por tanto
cuando analicemos las relaciones entre dos variables debemos representarlas gráficamente y
posteriormente calcular el coeficiente de correlación (Fernández & Domínguez, 2001).
39
d. El coeficiente de correlación no se debe extrapolar más allá del rango de valores
observado de las variables a estudio ya que la relación existente entre X e Y puede cambiar fuera
de dicho rango (Fernández & Domínguez, 2001).
e. La correlación no implica causalidad. La causalidad es un juicio de valor que requiere
más información que un simple valor cuantitativo de un coeficiente de correlación (Fernández &
Domínguez, 2001).
El coeficiente de correlación de Pearson viene definido por la Ecuación 12:
Ecuación 12:
Se comparan los valores obtenidos por la medición de las variables fisicoquímicas de la
calidad de agua en la fuente.
40
5 MARCO LEGAL
El presente estudio se rige por un marco legal, el cual hace referencia a la normatividad
vigente aplicable que tiene relación con la base teórica de esta investigación. Centrándose en el
Decreto 1076 de 2015 (Decreto único reglamentario del Sector Ambiente y Desarrollo
Sostenible) y demás normas registradas a continuación:
Decreto 2811 de 1974: Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de
Protección al Medio Ambiente. Por medio del cual se determina los medios por los cuales los
recursos naturales deben ser protegidos para satisfacer las necesidades de quienes los usan sin
comprometer el uso para generaciones futuras.
Ley 9 de 1979: Por el cual se dictan las medidas sanitarias, de igual manera los
procedimientos y las medidas que deben adoptar para la regulación, legalización y control de las
descargas de residuos y materiales que afectan o pueden afectar las condiciones sanitarias del
ambiente.
Ley 99 de 1993: A través de esta norma se crea el Ministerio de 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.
Artículo 42°:: Establece que la utilización directa o indirecta de la atmósfera, el agua y
del suelo, para introducir o arrojar desechos o desperdicios agrícolas, mineros o industriales,
aguas negras o servidas de cualquier origen, humos, vapores y sustancias nocivas que sean
resultado de actividades antrópicas o propiciadas por el hombre, o actividades económicas o de
41
servicio, sean o no lucrativas, se sujetará al pago de tasas retributivas por las consecuencias
nocivas de las actividades expresadas.
Decreto 3930 de 2010: Por el cual se reglamenta el uso del agua y residuos líquidos y se
dictan otras disposiciones, en la Quebrada Padre de Jesús está clasificada para uso pecuario y
preservación de fauna y flora.
Artículo 9º, Usos del agua.
1 Consumo humano y doméstico.
2 Preservación de flora y fauna.
3 Agrícola.
4 Pecuario.
5 Recreativo.
6 Industrial.
7 Estético.
8 Pesca, maricultura y acuicultura.
9 Navegación y transporte acuático.
Artículo 11º. Uso para la preservación de fauna y flora. Su utilización en actividades
destinadas a mantener la vida natural de los ecosistemas acuáticos y terrestres y sus ecosistemas
asociados, sin causar alteraciones sensibles en ellos.
42
Artículo 14º. Uso pecuario. Su utilización para el consumo del ganado en sus diferentes
especies y demás animales, así como para otras actividades conexas y complementarias.
Decreto 2667 de 2012: Por el cual se reglamenta la tasa retributiva por la utilización
directa e indirecta del agua como receptor de los vertimientos puntuales, y se toman otras
determinaciones
Artículo 27°: Monitoreo del recurso hídrico. Las autoridades ambientales competentes
deberán realizar Programas de Monitoreo de las fuentes hídricas en por lo menos, los siguientes
parámetros de calidad: Temperatura ambiente y del agua in situ, DBO5, SST, DQO, Oxígeno
Disuelto, Coliformes Fecales y pH.
Decreto 1076 de 2015: Decreto Único Reglamentario del Sector Ambiente y Desarrollo
Sostenible, su objetivo es compilar y racionalizar las normas que rigen el sector Ambiente.
Resolución 631 de 2015: Por la cual se establecen los parámetros y los valores límites
máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de agua superficiales y a los
sistemas de alcantarillado público y se dictan otras disposiciones.
Artículo 41°: Los criterios de calidad admisibles para la destinación del recurso para uso
pecuario, son los siguientes:
Referencia Expresado como Valor
Aluminio Al 5.0
Arsénico As 0.2
Boro B 5.0
43
Cadmio Cd 0.05
Cinc Zn 25.0
Cobre Cu 0.5
Cromo Cr+6 1.0
Mercurio Hg 0.01
Nitratos + Nitritos N 100.0
Nitrito N 10.0
Plomo Pb 0.1
Contenido de sales Peso total 3.000
Artículo 45°: Los criterios de calidad admisibles para la destinación del recurso para
preservación de flora y fauna, en aguas dulces, frías o cálidas y en aguas marinas son los
siguientes:
Referencia Expresado como Agua fría dulce Valor Agua
cálida dulce
Agua marina
Clorofenoles Clorofenol 0.5 0.5 0.5
Difenil' Concentración de
agente activo
0.0001 0.0001 0.0001
Oxígeno disuelto - 5.0 4.0 4.0
pH Unidades de pH 5.5-9.0 4.5-9.0 6.5-8.5
Sulfuro de hidrogeno
ionizado
H2S 0.0002 0.0002 0.0002
Amoniaco NH3 0.1 CL 0.1 CL 0.1 CL
Arsenico As 0.1 CL 0.1 CL 0.1 CL
44
Bario Ba 0.1 CL 0.1 CL 0.1 CL
Berilio Be 0.1 CL 0.1 CL 0.1 CL
Cadmio Cd 0.01 CL 0.01 CL 0.01 CL
Cianuro libre CN- 0.05 CL 0.05 CL 0.05 CL
Cinc Zn 0.01 CL 0.01 CL 0.01 CL
Cloro total residual Cl2 0.1 CL 0.1 CL 0.1 CL
Cobre Cu
0.1 CL 0.1 CL 0.1 CL
Cromo hexavalente Cr+6
0.01 CL 0.01 CL 0.01 CL
Fenoles
monohidricos
Fenoles 1.0 CL 1.0 CL 1.0 CL
Grasas y aceites Grasas como
porcentaje de
sólidos secos
0.01 CL 0.01 CL 0.01 CL
Hierro Fe 0.1 CL 0.1 CL 0.1 CL
Manganeso Mn 0.1 CL 0.1 CL 0.1 CL
Mercurio Hg 0.01 CL 0.01 CL 0.01 CL
Níquel Ni 0.01 CL 0.01 CL 0.01 CL
Plaguicidas
Organoclorados
(cada variedad)
Concentración de
agente activo 0.001 CL 0.001 CL 0.001 CL
Plaguicidas
organofosforados
(cada variedad)
Concentración de
agente activo 0.05 CL 0.05 CL 0.05 CL
Plata Ag 0.01 CL 0.01 CL 0.01 CL
Plomo Pb 0.01 CL 0.01 CL 0.01 CL
Selenio Se 0.01 CL 0.01 CL 0.01 CL
Tensoactivos Sustancias activas
al azul de metileno 0.143 CL 0.143 CL 0.143 CL
45
6 METODOLOGÌA
La investigación se llevó acabo en la Quebrada Padre de Jesús localizada en los cerros
orientales de la ciudad de Bogotá (localidad de Santafé), perteneciente la cuenca del río Fucha,
cuyo cauce atraviesa por la Universidad Distrital Francisco José de caldas, Facultad del Medio
Ambiente y Recursos Naturales.
6.1 Premuestreo.
Se realizó un premuestreo con el fin de establecer los puntos adecuados para la toma de
muestras y establecer la cantidad de muestreos a realizar. Para la elección de los puntos de
muestreo se tuvieron en cuenta condiciones del terreno para toma de muestra y fácil acceso a los
puntos, debido a que el cauce de la quebrada pasa por predios privados, los cuales no fue posible
lograr el ingreso.
Como afirma Cárdenas (2005), una “muestra puntual” es la que se toma en un
determinado punto del espacio y del tiempo, generalmente se recurre a muestrass puntuales
cuando: Se desea conocer la composición de un cuerpo de aguas relativamente estático o
pequeño, Se desea conocer la variación de la composición, en función del tiempo, de un
determinado vertimiento y se desea conocer el efecto de un evento puntual sobre un cauce
receptor. Guiado por estas características se seleccionaron 3 puntos de muestreo a lo largo de la
Quebrada Padre de Jesús.
Se presentan los 3 puntos de muestreo en la Figura 2, Figura 3 y Figura 4, con el fin de
obtener información de los parámetros fisicoquímicos y del comportamiento de los
macroinvertebrados y así conocer el estado de la calidad agua de la quebrada.
46
El punto 1 (Figura 2) se localizó dentro de las instalaciones de la Universidad Distrital
Francisco José de Caldas, Facultad del Medio Ambiente y Recursos Naturales en las
coordenadas 4.596828 N y 74,064551 W y en las descripciones especificadas en el Anexo 10.
Figura 2: Localización del punto 1.
Fuente: Google Maps 2016.
El punto 2 (Figura 3) también se encuentra dentro de la universidad a 25 metros más
abajo del punto inicial en las coordenadas 4.596998 N y 74.064707 W, en las descripciones
especificadas en el Anexo 11.
47
Figura 3: Localización del punto 2.
Fuente: Google Maps 2016.
El tercer y último punto (Figura 4) localizado debajo de la universidad cerca a la
carpintería a 132 metros del según punto y 157 metros del primero en las coordenadas 4.597904
N y 74.065474 W, en las descripciones especificadas en el Anexo 12.
Figura 4: Localización del punto 3.
Fuente: Google Maps 2016.
48
Para la selección de la cantidad de días de muestreos se tuvo en cuenta las condiciones
ambientales de este cuerpo de agua, su carácter dinámico y las condiciones climáticas
presentadas en el mismo periodo del 2016, donde se daba inicio al fenómeno del “Niño” con
precipitaciones muy bajas. Para la representatividad de la muestra se tomó como referencia la
Tabla de muestreo militar o Tabla militar estándar (Tabla 6).
Tabla 6: Tabla de muestreo militar.
Fuente: Trujillo, 2014.
Como se presenta en la Tabla 6, se debe seleccionar el tamaño de lote (Tamaño de lote
representa la cantidad de puntos de muestreo estimados en el premuestreo) para indicar a el nivel
general de inspección [el nivel general de inspección representa el grado de representatividad de
la muestra baja, general o estricta, representada en I, II y III respectivamente (Trujillo, 2014)],
para el presente estudio el tamaño de lote es 3, debido a los 3 puntos seleccionados y el nivel
general de inspección grado III para tener el mayor grado de representatividad de la muestra.
49
El grado III para nuestro tamaño de lote nos indica la letra B, como lo muestra la Tabla
de planes de muestreo simple (Tabla 7), la letra B nos indica el tamaño de la muestra, que para
este estudio seria de 3 muestreos para garantizar una representatividad de los datos.
Tabla 7: Planes de muestreo simple.
Fuente: Trujillo, 2014
Programados los tres (3) muestreo se plantearon 3 fechas específicas (Se habían
establecido 3 domingos seguidos de muestreo, pero por disponibilidad de los equipos el domingo
27/11/2017 y el domingo 4/11/2017 no se pudo realizar el muestreo) y horas especificas del
muestreo, empezando a las 9 am la medición de cada parámetro en el primer punto, 11 am en el
segundo punto y 1pm en el tercer punto. Con el fin de comparar los cambios que puedan ocurrir
en las diferentes fechas como lo muestra la Tabla 8.
50
Tabla 8: Fechas de muestreos.
Numero de Muestreo Fecha
Premuestreo 6/11/2016
1 13/11/2016
2 20/11/2016
3 11/12/2016
Fuente: Autores.
6.2 Parámetros fisicoquímicos.
Los parámetros fisicoquímicos (pH, oxígeno disuelto, conductividad electrica, solidos
suspendidos totales, DQO y temperatura) evaluados en el presente estudio se seleccionaron
guiados por las variables y ponderaciones para el caso de 5 variables del ICA (Índice de Calidad
de Agua) a una determinada corriente superficial (IDEAM, 2011).
Tabla 9: Referencia de equipos utilizados
Parámetro Fisicoquímico Referencia del equipo Especificaciones
técnicas
pH pHmetro – HANDYLAB 09090509 Anexo 7
Conductividad eléctrica y
Temperatura
Conductivimetro –YSI 30M-100 Anexo 6
Oxígeno disuelto Oxìmetro – DIGIMED 42115 Anexo 4
Turbiedad Turbidimetro – MICRO PW 186719 Anexo 5
Fuente: Autores.
Los parámetros fisicoquímicos (temperatura, pH, oxígeno disuelto, conductividad
eléctrica y turbiedad) indicados en la Tabla 10 fueron medidos in situ mediante equipos de
electrodo especifico (Tabla 9) previamente solicitados al laboratorio de calidad de agua de la
Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad de Medio Ambiente.
En cuanto a la DQO, estas muestras se tomaron en un frasco ámbar de 500 ml
previamente rotulado, manteniéndolas en una nevera de icopor con geles refrigerantes a 4ºC
51
como parte de la cadena de custodia tal como lo indica el manual de buenas prácticas de calidad
de agua (Guerra, 2016), En los 2 primeros muestreos de DQO, los cuales fueron llevados al
laboratorio ‘’H20 es vida’’ acreditado por la resolución 0094 del IDEAM para su análisis. Sin
embargo estas muestras no se conservaron adecuadamente con el ácido correspondiente (H2SO4
– Ácido sulfúrico), por esto los datos fueron descartados. En cuanto al muestreo 3 la DQO se
pudo conservar a cabalidad, gracias a estudiantes de la Universidad de la Salle que realizaron
muestreos en la Quebrada Padre de Jesús, los cuales nos suministraron el ácido necesario para
estas 3 muestras, y posterior a esto fueron llevadas al laboratorio ‘’H20 es vida’’ donde fueron
analizados y obteniendo sus resultados (Anexo 13).
Tabla 10: Parámetros fisicoquímicos evaluados.
Parámetro Fisicoquímico Muestreo
1
Muestreo
2
Muestreo
3
Temperatura X X X
pH X X X
Oxígeno disuelto X X X
Conductividad X X X
Turbiedad X X X
Sólidos suspendidos totales X X X
DQO X
Fuente: Autores.
6.3 Parámetros biológicos (macroinvertebrados).
En los puntos determinados con anterioridad se realizaron los muestreos con una red
Surber (Figura 5), esta es utilizada para muestreos en arroyos angostos a 30 o 40 cm profundidad
pero es más eficiente cuando no se le sumerge totalmente (Darrigran & Damborenea 2007).
52
Figura 5: Red Surber.
Fuente: Gaitán et al, 2013.
Esta recolección directa fue primordial para lograr obtener aquellos organismos que se
encontraban en el bentos. Según el libro de (Ramírez, 2010) en las áreas con flujo de agua, los
muestreos se pudieron hacer colocando la red corriente abajo y moviendo el sustrato con las
manos o con los pies para dislocar los macroinvertebrados y atraparlos en la red, en las áreas de
poco flujo, la red se empujó dentro del sustrato y se recolectó material del fondo, esta
recolección directa es importante para obtener aquellos organismos que se encuentran
fuertemente adheridos al sustrato como las larvas de Hydroptilidae encontradas allí. Dicha red se
sumergió hasta el límite de su soporte debajo de la superficie del agua, la recolección tomó lugar
por medio del método de “barrido” a lo largo de las orillas de la quebrada (Figura 6), contra la
corriente o en las profundidades (con repeticiones 20 veces de un lado hacia otro), a
continuación, cada captura se llevó a la orilla y se depositó el contenido de la red dentro de las
bandejas blanca (Figura 7), aplicando agua clara para así poder apreciar a los macroinvertebrados
(Roldán,1987), esto fue conveniente para obtener una mejor observación y colecta de los
especímenes.
53
Figura 6: Barrido en la quebrada padre de Jesús.
Fuente: Autores.
Figura 7: Contendido de la red en la bandeja blanco.
Fuente: Autores.
Se complementó el método tomando con las manos las piedras, rocas, hojas o sustratos
similares y con una pinza de punta fina, se tomaron los organismos uno por uno y se depositaron
en un frasco con alcohol etílico al 70% (Figura 8) (Roldán, 1987). Las muestras extraídas por la
red, se almacenaron en diferentes frascos de plástico con alcohol etílico al 70% y se rotularon
con el nombre de la estación, fecha y una breve descripción de los macroinvertebrados, esto se
realizó en cada punto de muestreo (Anexo 9). La posterior cuantificación y su identificación
tomó lugar en el laboratorio utilizando un estereoscópico (Leica S8 APO) (Figura 10) y claves
taxonómicas de Roldán (1999), Fernández & Domínguez (2001) y Merrit, et al., (2008).
54
Figura 8: Recolección de macroinvertebrados en frascos con alcohol al 70%.
Fuente: Autores.
Figura 9: Estereoscopio (Leica S8 APO).
Fuente: Autores.
55
7 RESULTADOS Y ANÁLISIS
En esta sección se presentan los resultados obtenidos de los muestreos realizados, su
interpretación mediante el resultado de la aplicación del índice fisicoquímico (ICA) y el
resultado de la aplicación de los índices biológicos (BWMP, ASP Y EPT) y su correlación
mediante el índice de Pearson.
7.1 Resultados y análisis de parámetros fisicoquímico.
Los resultados de los parámetros fisicoquímicos se presentan en la Tabla 11,
discriminados por la fecha de muestreo y el punto de muestreo, de tal manera podemos encontrar
que se realizaron 3 muestreos con 3 puntos cada uno y la medición de 7 parámetros
fisicoquímicos (pH, turbiedad, conductividad eléctrica, temperatura, oxígeno disuelto, solidos
suspendidos totales y DQO – medido solamente en el muestreo 3).
Tabla 11: Resultados de parámetros Fisicoquímicos.
Muestreo 1 Muestreo 2 Muestreo 3
Punto
1
Punto
2
Punto
3
Punto
1
Punto
2
Punto
3
Punto
1
Punto
2
Punto
3
Conductividad - uS/cm 132.4 150.6 180.4 166.2 184.9 216.8 147.9 189.2 224.6
Temperatura - ºc 13.2 14.1 12.5 13.4 13.3 13.7 12.3 12.5 12.9
pH - Unidades de Ph 7.4 7.2 7.6 7.4 7.4 7.6 7.2 7.5 7.3
Oxígeno disuelto - mg/L 5.36 4.07 6.07 5.22 5.46 5.36 5.22 5.67 4.61
Solidos suspendidos totales -
mg/L 66.2 75.3 90.2 83.1 92.45 108.4 73.95 94.6 112.3
Turbiedad – NTU 17 170 31 26 35 63 53 30 370
DQO - mg/L
63 94 40
Fuente: Autores.
Nota: Cabe aclarar que en el día 1 y día 2 no se pudo realizar DQO por disponibilidad de reactivos, por
esto el Índice de Calidad de Agua (ICA) en estos 2 días de muestreo se estipula un rango con la ponderación de
DQO, teniendo en cuenta el 80% confirmado de este índice y el 20% de la DQO como el rango en el cual puede
variar.
56
7.1.1 Conductividad eléctrica
Gráfica 1: Resultados de Conductividad eléctrica.
Fuente: Autores.
La conductividad eléctrica de una muestra de agua es la expresión numérica de su
capacidad para transportar una corriente eléctrica. Esta capacidad depende de la presencia de
iones en el agua, de su concentración total, de su movilidad, de su carga o valencia y de las
concentraciones relativas, así como de la temperatura a la cual se realiza la medición (Cárdenas,
2005).
En la Gráfica 1 se muestran los resultados de la conductividad eléctrica, en el punto 3
obtuvo las concentraciones más altas de conductividad eléctrica oscilando entre 180.4 y 224.6
uS/cm pudieron causarse por la carga contaminante que lleva la quebrada, depósito de
excrementos bovinos y porcinos y asentamientos humanos presentes en este punto, que hacen
que sustancias iónicas como el calcio, el fosforo, el potasio entre otros, estén presentes en la
quebrada.
57
7.1.2 Temperatura.
Gráfica 2: Resultados de Temperatura
Fuente: Autores.
Este parámetro mantiene una relación directa con el oxígeno disuelto, el cual aumente su
concentración mientras más baja la temperatura. El rango de temperatura que garantiza la
supervivencia de la mayoría de los organismos acuáticos oscila entre 10°C y 14 °C (Gálvez et
al., 2013).
En la Gráfica 2 se muestran los resultados de temperatura en los 3 puntos de muestreo, en
donde los valores obtenidos no varían mucho, la temperatura menor obtenida fue de 12.3°C en
el punto 1 y 14.1°C la temperatura mayor en el punto 2, Como afirma Gálvez, et al,. 2013, la
temperatura de la quebrada es óptima para garantizar la supervivencia de la mayoría de los
organismos acuáticos que se puedan presentar en cuerpos de agua dinámicos.
58
7.1.3 pH.
Gráfica 3: Resultados de pH.
Fuente: Autores.
La escala de pH (Gráfica 3) es una escala de medición del carácter acido o básico de un
sistema acuoso, entre dos extremos opuesto; uno molar ácido y uno molar básico (Cárdenas,
2005).
Figura 10: Escala de pH.
Fuente: Driscoll, 1986
59
Siendo la escala de pH logarítmica, se presenta una clasificación cualitativa del nivel de
pH, que va entre muy acido a muy alcalino (Figura 10).Como muestra la Gráfica 3 obtuvimos
valores muy cercanos de 7.2 (Unidades de pH) a 7.6 (Unidades de pH) representando en la escala
de pH agua de carácter neutro. Por lo tanto, el agua está libre de iones metálicos (Hierro,
Manganeso, Cobre, entre otros) y problemas de dureza en el agua. Como afirma Driscoll, 1986,
los valores obtenidos están dentro del rango normal de pH en agua superficial que es de 6.5
(Unidades de pH) a 8.5 (Unidades de pH) en el cual es el rango ideal de crecimiento de
macroinvertebrados.
7.1.4 Oxígeno Disuelto.
Gráfica 4: Resultados de Oxígeno disuelto.
Fuente: Autores.
El oxígeno disuelto proviene de la mezcla del agua con el aire ocasionada por el viento y,
en la mayoría de los casos, principalmente del oxígeno que liberan las plantas acuáticas en sus
procesos de fotosíntesis. La solubilidad del oxígeno, como la de cualquier otro gas en el agua,
depende de la presión atmosférica imperante en cada sitio (Cárdenas, 2005).
60
Como muestra la Gráfica 4 el punto 2 presento el valor más bajo de oxígeno disuelto
(4.07 mg/L), esto se debe a que en este punto se encuentra ubicado un vertimiento de la
Universidad Francisco José de Caldas Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales,
posiblemente este efluente pude estar disminuyendo la concentración de oxígeno disuelto, debido
a la carga contaminante de materia orgánica proveniente de allí. En cambio el punto 3 con
concentración de 6.07 mg/L es el más alto de este parámetro, el cual se debe al aumento de
caudal, que permite diluir el vertido y facilitar su posterior degradación, la turbulencia del agua,
que aportara oxigeno diluido al medio y la actividad microbiana allí presente, en si a la
capacidad de autodepuración de este cuerpo de agua (Revista Ambientum, 2002).
7.1.5 Solidos Suspendidos Totales.
Gráfica 5: Resultados de Solidos Suspendidos Totales.
Fuente: Autores.
Los sólidos suspendidos totales determinan gran parte del color aparente del agua y la
profundidad hasta la cual penetra la luz del sol, es decir, la franja aeróbica y fotosintética de un
reservorio o cuerpo aguas (Cárdenas, 2005).
61
En el punto 3, como lo muestra la gráfica 5, es el punto de mayor concentración de
solidos suspendidos totales en cada una de los muestreo, donde se obtuvo que los sólidos
suspendidos totales oscilaron entre 90.2 a 112.3 mg/L, debido a que este es el punto más lejano
de su nacimiento, por ello trae la carga de limos , arcillas y otros contaminantes a lo largo de su
cauce.
7.1.6 Turbiedad.
Gráfica 6: Resultados de Turbiedad.
Fuente: Autores.
La turbidez en una muestra de agua es la reducción de su transparencia ocasionadas por el
material particulado en suspensión. Este material puede consistir de arcillas, limos, plancton o
material orgánico finamente dividido (Cárdenas, 2005).
Como lo muestra la Gráfica 6, EL valor máximo obtenido de la medición de turbiedad fue
en el punto 3 (379 NTU), esto se dio a que el tercer día de muestreo llovió aproximadamente a
62
las 12 del mediodía, lo cual produjo aumento del material particulado (limos, arcillas u otros
materiales) que aumentaron la turbiedad en este punto (Cárdenas, 2005).
7.1.7 DQO
Gráfica 7: Resultados de DQO.
Fuente: Autores.
La DQO es una medida aproximada del contenido total de materia orgánica presente en
una muestra de agua, expresada como el oxígeno equivalente al contenido de materia orgánica en
miligramos por litro (Cárdenas, 2005).
La Gráfica 7 muestra los resultados de la DQO obtenidos en el muestreo 3, donde en el
punto 2 se encontró el mayor valor de DQO (94mg/L), esto debido al vertimiento proveniente de
la Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad de Medio Ambiente y Recursos
Naturales, aproximadamente a 1 metro de este punto y por presencia de bovinos, porcinos y
roedores en predios aledaños a la universidad. El punto 3 fue el menor valor obtenido de DQO
(40mg/L), esto se debe al aumento de caudal causado por la lluvia minutos antes de la toma de
63
esta muestra, lo que permitió diluir el vertimiento y así aumentar la capacidad de autodepuración
del cuerpo de agua (Revista Ambientum, 2002).
Igualmente, Los resultados obtenidos oscilan 40 – 94 mg/L en los 3 puntos, lo cual
representa un nivel de agua contaminada, según afirma Sánchez et al., 2007, la calidad del agua
se clasifica según la concentración de DQO en:
Aceptable cuando su valor se encuentra en un rango de 20 < 40 mg/L con
capacidad de autodepuración.
Contaminada cuando su valor se encuentra en un rango de 40 < 200 mg/L.
La quebrada Padre de Jesus se encuentra en el rango de agua contaminada debido a su DQO, lo
cual se puede deber a los vertimientos existentes sobre este cauce y los asentamientos humanos
aledaños al mismo.
7.2 Resultados y análisis del ICA
El índice de calidad de agua utilizado fue el ICA (Índice de Calidad de Agua) establecido
por el IDEAM (2011), Realizamos el ICA para el caso de 5 variables (conductividad eléctrica,
pH, solidos suspendidos totales. oxígeno disuelto y DQO), su respectiva ponderación para el
cálculo de 5 variables (Tabla 2) siguiendo el procedimiento ICA anteriormente mencionado (pág
29) y sus respectivos cálculos registrados en el Anexo 1.
En la Gráfica 8 se presentan los resultados del ICA en cada punto y cada campaña de
muestreo, debido a que en el muestreo 1 y el muestreo 2 los datos de DQO fueron descartados, se
estableció un rango en el índice de calidad de agua en estos días, para ello se determinó el valor
de los 4 parámetros (Conductividad, Solidos suspendidos totales, Oxígeno disuelto y pH) como
rango inferior y una adición de 0,2 como rango superior, para estipular el rango con la respectiva
64
ponderación de DQO en estos 2 muestreos (Este procedimiento surgió de la necesidad de dar una
evaluación cuantitativa del ICA en los dos primeros días de muestreo).
Los valores optativos que pueden llegar a tomar el indicador han sido clasificados en
categorías, de acuerdo a ellos se califica la calidad del agua de las corrientes superficiales, al cual
se le ha asociado un color como señal de alerta.
Gráfica 8: Resultados del ICA.
Fuente: Autores.
65
Tabla 12: Clasificación de la calidad del agua según los valores que obtienen el ICA.
Categorías de valores
que puede tomar el
indicador
Calificación de la calidad del
agua
Señal de alerta
0,00 – 0,25 Muy mala Rojo
0,26 – 0,50 Mala Naranja
0,51 – 0,70 Regular Amarillo
0,71 – 0,90 Aceptable Verde
0,91 – 1,00 Buena Azul
Fuente: IDEAM, 2011
En el muestreo 1 como lo muestra la Gráfica 8, el rango mínimo obtenido es de 0,5495 –
0,7495 en el segundo punto, Como nos indica la Tabla 12,el agua encontrada en este punto es de
regular calidad debido al rango mínimo obtenido que es de 0,5495, determinado por las 4
variables. Siendo el punto de mayor contaminación de este día, esto se debe al vertimiento de
aguas residuales proveniente de la Universidad Francisco José de Caldas y excrementos de
roedores presentes en este punto, que como lo muestra la Tabla 12, es determinante del valor más
bajo de Oxígeno disuelto del presente estudio (4.07mg/L) .
En el muestreo 2 (Gráfica 8) en el tercer punto se obtuvo el valor de las 4 variables
calculadas de 0,4969, como afirma el (IDEAM, 2011) representa agua de mala calidad y el más
bajo de este estudio, esto se debe a que se encontró cobijas, botellas, y residuos de alimentos en
este punto, que demuestran presencia de habitantes de calle durante los días previos a la
realización del muestreo.
En el muestreo 3 se realizó adecuadamente la medición de las 5 variables establecidas en
este estudio. Como lo muestra la gráfica 8, los resultados indican que los 3 puntos de la
Quebrada Padre de Jesús presentan agua de regular calidad, sin embargo el punto que presenta
mayor grado de contaminación debido a su cercanía con el rango de agua de mala calidad (Tabla
66
12) fue el punto 2 con 0,5586, esto se deduce que es causado por un vertimiento puntual de una
tubería conectada a los baños o la cafetería de la Universidad Francisco José de Caldas ubicado a
aproximadamente 1 metro del punto exacto que en donde se realizó el muestreo.
En cuanto al primer punto del muestreo realizado el tercer día de 0,6236 indica que es el
punto de menor contaminación, tal como lo esperábamos dado que es el punto de ingreso de la
quebrada a la Universidad Francisco José de Caldas y donde se presume que hay menor
alteración, sin embargo indica agua de regular calidad, la cual se puede deber a presencia de
bovinos y porciones en los predios vecinos a la universidad y a los vertimientos que las viviendas
aledañas puedan generar.
7.3 Resultados y análisis macroinvertebrados acuáticos.
7.3.1 Distribución de familias de macroinvertebrados acuáticos
recolectados en los muestreos.
Podemos observar en la Gráfica 9 que se obtiene, en los tres diferentes puntos
muestreados en la quebrada Padre de Jesús, abundancia de la familia Chironomidae, Tubificidae
y en un porcentaje un poco menor pero representativo la familia Hydrobiosidae y en menor
cantidad la familia Simuliidae, Planorbidae y Glossiphoniidae, se puede establecer por las
familias de individuos recolectados, que la calidad de agua de la quebrada no está en óptimas
condiciones, según Roldan, 2003, estos macroinvertebrados acuáticos se encuentran en las
puntuaciones más baja de la clasificación por lo tanto son encontrados en “agua contaminadas”
y “aguas altamente contaminadas” (Anexo 8).
67
Gráfica 9: Porcentaje de la distribución de familias recolectados en todos los muestreos.
Fuente: Autores
Gráfica 10: Porcentajes de distribución de familias encontrados en el punto 1
Fuente: Autores
Como se puede evidenciar en la gráfica 10 la familia de mayor riqueza en el punto 1 es
Hydrobiosidae la cual pertenece al orden Trichoptero. Viven sobre material pedregoso (Roldan,
2003).
Las larvas son predadores y no construyen casitas ni redes, excepto los capullos pupales.
Se localizan en arroyos fríos y rápidos por lo cual se encontraron en la quebrada Padre de Jesús
ya que su temperatura promedio de 13 °C; humedad relativa del 73% en los meses secos (EAAB,
AÑO). La microcuenta tiene un cauce con un régimen de caudal torrencial, debido a la
22%
23%
4% 7%
12%
3%
3%
23%
3% Hydrobiosidae
Chironomidae
Simuliidae
Tipulidae
Sphaeriidae
Planorbidae
Acanthodrilidae
Turficidae
Glossiphoniidae
26%
10%
16%
11%
37%
Hydrobiosidae Chironomidae Sphaeriidae Planorbidae Turficidae
68
alta pendiente, por el cual fluyen sus aguas; dichas características ocasionan agrietamientos en
los bordes del cauce (Patiño & Baquero, 2011).
Según la clasificación de especies (Roldan, 2003) son familias menos resistentes a la
contaminación ya que la mayor cantidad de estos individuos son hallados en aguas consideradas
como limpias.
Gráfica 11: Porcentajes de distribución de familias encontrados en el punto 2
Fuente: Autores
En este punto podemos observar que prevalece la familia Chironomidae la cual pertenece
al orden Díptero (Gráfica 11). Habitan en piedras, vegetación y sedimentos (Roldan, 2003). La
geología de los cerros orientales se caracteriza por la presencia de rocas de origen marino,
continental y gran vegetación (Patiño & Baquero, 2011). Esta familia tiene mayor resistencia a
las aguas con contaminación, está en un puntaje 2, estas familias son características de “agua
contaminadas” (Roldan, 2003). La quebrada presenta contaminación y disminución en su cauce
por la presencia de residuos orgánicos provenientes de los predios, derivados de las actividades
productivas y habitacionales que se desarrollan en la zona (Patiño & Baquero, 2011); variedad de
20%
55%
5%
10%
5% 5% Hydrobiosidae
Chironomidae
Tipulidae
Sphaeriidae
Acanthodrilidae
Tubificidae
69
especies se encuentran en casi todos los hábitats de agua dulce (Paggi, 2001), como es el caso de
la quebrada Padre de Jesús.
Gráfica 12: Porcentajes de distribución de familias encontrados en el punto 3.
Fuente: Autores
En la Gráfica 12 observamos mayor presencia de la familia Tubificidae está corresponde
al orden Haplotaxida, se caracterizan por ser más resistentes a aguas poco oxigenadas, muy
contaminadas (Roldan, 2003) ya que pueden vivir a varios metros de profundidad donde el
oxígeno escasea (Calderon, 2004)
Esta familia está en la puntuación de 1, siendo la más baja de las puntuaciones
determinadas por Roldan, 2003; los organismos clasificados en este puntaje son característicos
de “aguas altamente contaminadas”. La mayoría viven en aguas eutroficadas, sobre fondos
lodosos con abundante materia orgánica en descomposición (Car, 2012). La quebrada Padre de
Jesús se encuentra afectada por los vertimientos de viviendas aledañas a la quebrada que no
cuentan con un alcantarillado adecuado y por esta razón son arrojados a la quebrada (Patiño &
Baquero, 2011).
7.3.2 Índice de diversidad y similitud alfa y beta.
7.3.2.1 Índice de diversidad Shannon- Wiener.
19%
5%
9%
14% 9%
5%
29%
10% Hydrobiosidae
Chironomidae
Simuliidae
Tipulidae
Sphaeriidae
Acanthodrilidae
Tubificidae
Glossiphoniidae
70
Tabla 13: Valores de diversidad (H’).
Fuente: Pinilla, 1998
Tabla 14: Resultados de índice Shannon-Wiener
Fuente: Autores.
Los valores del índice de diversidad Shannon- Wiener osciló entre 1.919 – 2.76, el
punto con el dato más alto fue el punto 3 (2.76) ‘’aguas ligeramente contaminadas’’y el más
bajo (1.911) en el punto 2 ‘’Aguas ligeramente contaminadas’’ (Tabla 13). Los cálculos se
realizaron para los 3 puntos de muestreo (Tabla 14) (Anexo 2).
El índice de Shannon-Wiener (Tabla 13) representa los resultados de cada uno de los
puntos analizados, indica que el punto de mayor diversidad es el punto 3 (2.76). Según la
clasificación de (Pinilla, 1998) (Tabla 14) corresponde a ‘’aguas ligeramente contaminadas’’
porque se encuentra en un rango de 1-3, aunque fue el valor más alto comparado con los otros
dos puntos (punto 1 y punto 2) su diversidad sigue siento escasa; por esta razón está dentro del
Calidad de Agua Valor de
diversidad
(H´)
Aguas limpias > 3
Aguas ligeramente
contaminadas
1-3
Aguas intensamente
contaminadas
< 1
Puntos de
Muestreos
Shannon- Wiener
(Índice de
Diversidad)
Primer Punto 2.141
Segundo Punto 1.919
Tercer Punto 2.76
71
rango anteriormente mencionado; cabe resaltar que éste resultado se presentó debido a la
presencia de individuos diferentes encontrados en el punto 3 mas no por la abundancia de estos.
Puede suceder por las condiciones ambientales que tenga cada punto, por ejemplo en el punto 3
encontramos mayor movimiento del cuerpo de agua, pero más afectación antrópica ya que en
esta zona se encontró residuos sólidos, como es el caso de bolsas plásticas, botellas y escombros
esto implica la cantidad de familias tolerantes a la contaminación en cuerpos de agua (Daza &
Patiño, 2016). En camb io el punto 2 fue el que presentó la menor diversidad (1.919)
clasificado dentro del mismo rango, por lo tanto su resultado pudo ser afectado por las
condiciones que se encuentran ya que fue el punto con la mayor cantidad de materia orgánica,
uno de los factores que pudo causar la afectación en el cuerpo de agua puede ser el vertimiento
que viene de la universidad Distrital.
El ecosistema del punto 1, se presenció la mayor cantidad de macroinvertebrados
acuáticos poco tolerantes a la contaminación como lo son individuos del orden trichoptero.
7.3.2.2 Índice Sorensen.
En la tabla 15 se representa las aproximaciones entre atributos de los diferentes puntos
muestreados.
Tabla 15: Valores del índice Sorensen
Similitud Significado
Aproximado a 1 Entidades con
mayor atributo en
común.
Aproximado a 0 Sin ningún
atributo en
común.
Fuente: Badii, et al., 2007
72
Tabla 16: Resultados de índice Sorensen
Fuente: Autores.
Notas: El procedimiento de para establecer el índice de Sorensen se encuentra en el anexo 3.
El índice de similitud Sorensen, permitió comparar los puntos de muestreo de acuerdo a
la composición de macroinvertebrados (García, et al., 2008). Este índice está basado en la
ecuación 10 donde se enfoca en la presencia y ausencia de las especies de las comunidades
comparadas, (Mueller-Dombois y Ellenberg, 1974).
En el índice de Sorensen (Tabla 15) como todo cálculo de probabilidad, el valor máximo
esperado y posible es 1.00, así que un valor cercano a 1 indica que existe una gran probabilidad
(alta) de que ambas especies estén asociadas positivamente, mientras que un valor cercano a
cero, indicaría que existe una gran probabilidad de que ambas especies se asocien de manera
negativa (Badii, et al., 2007). Los resultados son cercanos a 1 dado que el puntaje más alto fue
0.86, en la similitud del punto 2 y 3, aunque la menor similitud de ecosistemas tuvo un valor
similar a los más altos, el más bajo fue el punto 1 y 3 (0,61) (Tabla 16), esto implica alta
similitud entre los puntos muestreados, se puede concluir que el resultado de los puntos son muy
similares sin importar la cantidad de individuos recolectados, por lo tanto los ecosistemas de
Similitud de
punto
Sorensen
(Índice de
similitud)
Punto 1 y 2 0.21
Punto 2 y 3 0.29
Punto1 Y 3 0.2
73
los tres puntos tienen alta correlación entre ellos. Los resultados pueden variar dependiendo la
cantidad de muestreos que se realicen.
7.3.3 Índices bióticos BMWP/COL, ASTP Y EPT.
Para determinar la calidad de agua de la quebrada padre de Jesús por medio de los índices
bióticos con ayuda de los macroinvertebrados acuáticos, se tienen en cuenta las clasificaciones
de la Tabla 17 (BMWP/COL y ASTP) y Tabla 18 (EPT) donde se establece un significado
ecológico de los respectivos índices.
Tabla 17: Clasificación del índice BMWP/Col y ASPT.
Clase Calidad
Valor de
BMWP/Col
Valor del
ASPT Significado Color
I Buenas >150 >9-10 Aguas muy limpias a limpias
Azul 101-120 >8-9 Aguas no contaminada
II Aceptable 61-100 >6,5-8 Aguas ligeramente contaminada Verde
III Dudosa 36-60 >4,5-6,5 Aguas moderadas contaminada Amarillo
IV Criticas 16-35 >3-4,5 Aguas muy contaminada Naranja
V Muy critico <15 1-3 Aguas fuertemente contaminada Rojo
Fuente: Roldan, G., 2003.
Tabla 18: Porcentaje del índice biótico EPT
Porcentaje EPT Calidad del agua
75 - 100% Muy buena
50 - 74% Buena
25 - 49% Regular
0 - 24% Mala
Fuente: López & Cornejo, 2004.
Los macroinvertebrados acuáticos recolectados en los puntos y días establecidos en la
quebrada Padre de Jesús, se llevaron previamente al laboratorio para hacer sus respectivos
74
análisis con ayuda del estereoscopio y de identificación bibliográfica. Se obtuvieron 6 órdenes, 9
familias y 60 individuos recolectados (Tabla 22).
7.3.3.1 Macroinvertebrados acuáticos encontrados en el punto 1.
Los resultados obtenidos por medio de los índices BMWP/COL, ASPT y EPT,
realizados para el punto 1 (Tabla 19), en el índice BMWP/Col se encuentra ubicado dentro de
rango (16-35), su clase fue IV, calidad “critica” , esto significa “aguas muy contaminadas”,
color “naranja” ya que su valor fue de 21, para el índice ASTP los cuales están dentro del rango
(3-4,5) se encuentran clasificados en la Clase IV, calidad “critica”, su significado es “aguas
muy contaminadas” y color “naranja” obteniendo un resultado de 4.2 y el del índice EPT fue
26%, está en el rango (25-49%) esto nos dice según la clasificación de calidad de agua de la
quebrada es de “agua regular”.
Se establece según los resultados de los índices bióticos, que fue el punto donde menos
presento contaminación aunque su afectación sea evidente tanto antrópica y factores externos
que alteran la calidad del agua, como lo son la presencia de ganado y las viviendas en la parte
alta de la quebrada que no cuentan con pozo séptico y los vertimientos de las aguas residuales se
depositan directamente a la quebrada Padre de Jesús. Cabe anotar que sus viviendas están
ubicadas a menos de 100 m del cuerpo de aguas (Patiño & Baquero, 2011)
75
Tabla 19: Resultados de los índices bióticos de macroinvertebrados acuáticos en el punto 1.
Punto 1
Orden Familia Número de
individuos BMWP/COL ASPT EPT
Trichoptero Hydrobiosidae 5 9
5
Diptera Chironomidae 2 2
Basommatophora Sphaeriidae 3 4
Hygrophila Planorbidae 2 5
Haplotaxida Turbificidae 7 1
Totales
5 5 19 21 4.2 26%
Fuente: Autores
7.3.3.2 Macroinvertebrados acuáticos encontrados en el punto 2.
En la Tabla 20 se observa los resultados del punto 2, indicando para el índice BMWP/Col
que está ubicado dentro de rango (16-35), su clase fue IV, calidad “critica”, esto significa “aguas
muy contaminadas”, color “naranja” ya que su valor fue de 21, para el índice ASTP los cuales
están dentro del rango (3-4,5) se encuentran clasificados en la Clase IV, calidad “critica”, su
significado es “aguas muy contaminadas” y color “naranja” obteniendo un resultado de 3.5 y el
del índice EPT fue 20%, está en el rango (0-20%) esto nos dice según la clasificación de calidad
de agua de la quebrada es de “agua mala”.
Aunque los resultados del punto 2 no tienen una diferencia representativa a los otros dos
puntos muestreados, se puede evidenciar mayor contaminación según los índices bióticos, uno
de los causantes de este resultado puede ser el vertimiento proveniente de la Universidad
76
Distrital Francisco José de Caldas, Facultad del Medio Ambiente y Recursos Naturales que
puede afectar la calidad de agua de esta microcuenca, otro aspecto puede ser la presencia de
bovinos y porcinos alrededor de la misma ya que como se evidencia en la Tabla 20 la familia
más abundante fue Chironomidae la cual en la clasificación de Roldan, 2003 está en el puntaje
de 2 halladas en aguas muy contaminada. Sin embargo estos macroinvertebrados son
considerados por su gran abundancia, también lo hacen por la variedad de especies que se
encuentran en casi todos los hábitats de agua dulce. Estas características han hecho que este
grupo sea un elemento a considerar en la gran mayoría de los estudios sobre la ecología de
cuerpos de agua (Paggi, 2001).
Tabla 20: Resultados de los índices bióticos de macroinvertebrados acuáticos en el punto 2.
Punto 2
Orden Familia Número de
individuos BMWP/
COL
ASPT EPT
Trichoptero Hydrobiosidae 4 9
4
Diptera Chironomidae 11 2
Tipulidae 1 3
Basommatophora Sphaeriidae 2 4
Haplotaxida
Acanthodrilidae 1 2
Turbificidae 1 1
Totales 6 6 20 21 3.5 20%
Fuente: Autores
7.3.3.3 Macroinvertebrados acuáticos encontrados en el punto 3.
En el punto 3 según las familias recolectadas, permite interpretar los tres diferentes
índices que se visualizan en la Tabla 21, indicando para el índice BMWP/Col que está ubicado
dentro de rango (16-35), su clase fue IV, calidad “critica” , esto significa “aguas muy
contaminadas”, color “naranja” ya que su valor fue de 32, para el índice ASTP los cuales están
dentro del rango (3-4,5) se encuentran clasificados en la Clase IV, calidad “critica”, su
77
significado es “aguas muy contaminadas” y color “naranja” obteniendo un resultado de 4 y el
del índice EPT fue 19%, está en el rango (0-20%) esto nos dice según la clasificación de calidad
de agua de la quebrada es de “agua mala”, teniendo en cuenta lo anterior, en el estudio se
encontraron macroinvertebrados Clase V, indicadores de aguas fuertemente contaminadas, como
Orden Haplotaxida familia Tubificidae, autores como Roldán (1988) afirman que se encuentran
asociados a bajas concentraciones de oxígeno, contaminación por MO y aguas turbias y
eutrofizadas. Estos organismos presentan además un alto grado de adaptabilidad debido a sus
características morfológicas y fisiológicas y se les asocia con la presencia de sedimentos
alóctonos. Por esta razón se puede afirmar que la calidad de agua de la quebrada padre de Jesús
está en malas condiciones dado a las alteraciones por causantes externos como el abandono y
afluentes generados por los asentamientos humanos ubicados en la parte alta de la microcuenca.
Tabla 21: Resultados de los índices bióticos de macroinvertebrados acuáticos en el
punto 3.
Punto 3
Orden Familia Número de
individuos BMWP/COL
ASPT EPT
Trichoptero Hydrobiosidae 4 9
4
Diptera
Chironomidae 1 2
Simuliidae 2 8
Tipulidae 3 3
Basommatophora Sphaeriidae 2 4
Haplotaxida
Acanthodrilidae 1 2
Turbificidae 6 1
Hirduinae Glossiphoniidae 2 3
Totales 6 8 21 32 4 19%
Fuente: Autores
78
7.3.3.4 Macroinvertebrados acuáticos encontrados en todos los muestreos
realizados.
En la Tabla 22 se observa la totalidad de individuos recolectados en los tres diferentes
puntos, se identificaron en el taxón orden y familia, bien es cierto que el nivel preferible sería
el de especie, la taxonomía de ciertos grupos hace el trabajo prácticamente inviable por el coste
económico que ello comporta (en forma de tiempo para el examen de las muestras) .El trabajo de
preparación e identificación, incluso a nivel de género, comporta un tiempo que hace su estudio
económicamente muy costoso (Puntí, 2007). Por ello un buen equilibrio entre calidad de los
resultados y tiempo requerido para obtenerlos se da utilizando como nivel taxonómico la familia.
A este nivel las ventajas de los macroinvertebrados enumeradas anteriormente se mantienen y
por lo tanto su uso a este nivel es el que se recomienda en muchos de los protocolos de estudio,
determinando la presencia o ausencia de macroinvertebrados acuáticos en los diferentes días y
puntos de muestreo, basado en esta información se calcularon los tres diferentes índices bióticos
(BMWP/COL, ASPT Y EPT). Se obtuvieron los siguientes resultados: BMWP/COL (37), se
encuentra en un rango de (36-60), Clase III, calidad “dudosa”, “aguas moderadamente
contaminadas” color “amarillo”, ASPT (4.1), el cuales están dentro del rango (3-4,5) se
encuentran clasificados en la clase IV, calidad “critica”, su significado es “aguas muy
contaminadas” (Tabla 17), y EPT (22%) está en el rango (0-20%), por lo cual la clasificación de
calidad de agua de la quebrada es de “agua mala” (Tabla 18).
Los resultados de los índices bióticos BMWP/COL, ASPT Y EPT representan que la
calidad de agua en la quebrada Padre de Jesús está afectada por contaminación, con valores
semejantes en los tres puntos muestreados esto quiere decir que las características del agua a lo
largo del cauce se mantienen en condiciones muy similares. Según los macroinvertebrados
79
acuáticos encontrados allí, el punto con mayor rango de contaminación fue el punto 2 y el de
menor valor fue el punto 1, no obstante esta microcuenca presenta contaminación en los tres
puntos ya que se recolectaron familias de macroinvertebrados acuáticos muy similares, como lo
fue el caso de la familia Chironomida, Sphaeriidae y la familia Turbificidae que son indicadoras
de contaminación en cuerpos de agua y son los componentes clave de las comunidades del
bentos de muchos ecosistemas de agua dulce (Roldan, 2003), una de las razones de la calidad del
cuerpo de agua puede ser causa de vertimientos por la presencia de asentamientos humanos
cercanos a la quebrada y familias ubicadas en la zona media de la quebrada dedicada a la crianza
de gallinas, cerdos y reces.
Tabla 22: Resultados de los índices bióticos de macroinvertebrados acuáticos encontrados en
todos los muestreos realizados.
Orden Familia Número de
individuos
Día de
muestreo
Punto de
muestreo
Cantidad de
individuos
en los puntos
BMWP/
COL ASPT EPT
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Trichoptero Hydrobiosidae 13 X X X X X X 5 4 4 9
13
Diptera
Chironomidae 14 X X X X X X 2 11 1 2
Simuliidae 2
X
X
2 8
Tipulidae 4
X X
X X
1 3 3
Basommatophora
Sphaeriidae 7 X X X X X X 3 2 2 4
Hygrophila Planorbidae 2 X
X X
2
5
Haplotaxida
Acanthodrilidae 2 X X X
X X
1 1 2
Turbificidae 14 X X X X X X 7 1 6 1
Hirduinae Glossiphoniidae 2
X X
X
2 3
Totales 6 9 60
19 20 21 37 4.1 22 %
Fuente: Autores.
80
7.4 Índice de correlación de Pearson.
La cuantificación de la fuerza de la relación lineal entre dos variables cuantitativas, se
estudia por medio del cálculo del coeficiente de correlación de Pearson (Pita, 2001), para el
presente estudio se realizó el cálculo del coeficiente de correlación de Pearson entre los
parámetros fisicoquímicos y los macroinvertebrados recolectados, estos valores (Tabla 23) se
obtuvieron mediante el programa de Microsoft Excel 2010 como resultado de la Ecuación 12
(pág. 41).
Tabla 23: Resultados de la correlación del índice de Pearson
Hydrobiosidae Chironomidae Simuliidae Tipulidae Sphaeriidae Planorbidae Acanthodrilidae Turbificidae Glossiphoniidae
pH 0.086 -0.633 -0.244 0.813 0.218 -0.047 0.567 0.235 0.500
Temperatura 0.569 0.507 -0.125 0.000 0.156 0.062 -0.565 0.287 -0.374
Oxígeno
disuelto -0.235 -0.681 -0.397 0.459 0.146 0.086 0.626 0.085 0.543
Solidos
suspendidos
totales
-0.442 -0.268 0.575 0.527 0.045 -0.538 0.142 0.099 0.041
Turbiedad -0.246 0.251 0.916 -0.248 -0.098 -0.232 -0.284 -0.200 -0.186
Conductividad -0.442 -0.268 0.575 0.527 0.045 -0.538 0.142 0.099 0.041
Fuente: Autores.
Nota: En la Tabla 23 se determinó los valores más representativos por colores, el color verde para
correlación positiva muy alta, color naranja para correlación positiva alta y color amarrillo para correlación nula,
como lo muestra la Tabla 24.
El coeficiente de correlación de Pearson, pensado para variables cuantitativas (escala
mínima de intervalo), es un índice que mide el grado de covariación entre distintas variables
relacionadas linealmente, es un índice de fácil ejecución e, igualmente, de fácil interpretación. El
coeficiente de Pearson presenta un grado de correlación, que sus valores absolutos oscilan entre
0 y 1. Como nos muestra Suárez, 2010, en la Tabla 24 va de 0 (correlación nula), 1 (correlación
81
positiva perfecta) y -1 (correlación negativa perfecta), esto es si tenemos dos variables X e Y, se
dice que la correlación entre dos variables X e Y es perfecta positiva cuando exactamente en la
medida que aumenta una de ellas aumenta la otra, sucede cuando la relación entre ambas
variables es funcionalmente exacta. Se dice que es relación perfecta negativa cuando
exactamente en la medida que aumenta una variable disminuye la otra. Igual que en el caso
anterior esto sucede para relaciones funcionales exactas.
Tabla 24: Grado de correlación de Pearson.
Valor Significado
-1 Correlación negativa perfecta
-0.9 a -0,99 Correlación negativa muy alta
-0.7 a -0.89 Correlación negativa alta
-0.4 a – 0.69 Correlación negativa moderada
-0.2 a -0.19 Correlación negativa baja
-0.01 a -0.19 Correlación negativa muy baja
0 Correlación nula
0.01 a 0.19 Correlación positiva muy baja
0.2 a 0.39 Correlación positiva baja
0.4 a 0.69 Correlación positiva moderada
0.7 a 0.89 Correlación positiva alta
0.9 a 0.99 Correlación positiva muy alta
1 Correlación positiva perfecta
Fuente: Tomado de Suárez, 2010.
7.4.1 Coeficientes de Pearson representativos.
82
Gráfica 13: Correlación entre turbiedad y macroinvertebrados de familia Simuliidae.
Fuente: Autores.
El resultado de correlación de Pearson fue de (0.915) nos indica una correlación positiva
muy alta (Tabla 24), por lo cual cuando una aumenta la otra aumenta en una proporción menor a
la exacta por esta razón se dice q es una correlación positiva muy alta.
Como se muestra en la gráfica 13, en el valor más alto de turbiedad obtuvimos mayor
cantidad de individuos de la familia Simuliidae, por lo tanto nos indica que cuando el valor de
turbiedad aumenta los individuos de la familia Simuliidae tienden aumentar su proporción pero
su incremento no es exacto. En el punto 3 del muestreo 3 donde obtuvimos una turbiedad de 370
NTU y presencia de 2 individuos de la familia Simuliidae, como afirma Garcia et al., 2008, la
presencia de dípteros de la familia Simuliidae incrementa en puntos donde la velocidad del agua
aumenta y por consiguiente aumenta la turbiedad por arcillas y/o limos que pudieron caer en el
agua.
83
Gráfica 14: Correlación entre pH y macroinvertebrados de familia Tipulidae.
Fuente: Autores.
La correlación de pH y la familia Tipulidae como se presenta en la gráfica 14, nos indica
según el índice de Pearson, una correlación lineal positiva alta (0,8127), entre los datos
obtenidos en cada uno de los puntos, está estrechamente relacionado, debido a que mayor pH
medido en campo, se encontró mayor cantidad de individuos de la familia Tipulidae, como se
demuestra el pH mayor a 7.5 (unidades de pH) contribuye al desarrollo de estos dípteros, sin
embargo esto no afirma un rango óptimo de supervivencia de estos macroinvertebrados debido a
que se puede ver afectado por otros parámetros y/o condiciones del agua.
84
Gráfica 15: Correlación entre temperatura y macroinvertebrados de familia Tipulidae.
Fuente: Autores.
En la gráfica 15, indica una correlación nula (0.000), entre los datos obtenidos en cada
uno de los puntos de la familia Tupulidae y los valores obtenidos de temperatura, por esta razón
cuando la correlacion es nula, para un valor obtenido de X se podrá obtener cualquier valor de Y,
esto quiere decir que independiente del valor que se obtenga de temperatura o de individuos de la
familia Tipulidae, el dato de la otra variable puede tener cualquier valor. Esto se debe a que la
temperatura encontrada en la Quebrada Padre de Jesús (12.5 a 14.1 °C) se encuentran la mayoría
en el rango que garantiza la supervivencia de los organismos acuáticos entre 10 y 14°C (Gálvez
et al., 2013), esto indica que la temperatura no es un parámetro relacionado con la presencia o
ausencia de individuos de la familia Tipulidae.
85
8 CONCLUSIONES
La calidad de agua de la Quebrada Padre de Jesús tiene un notorio grado de
contaminación basado en los resultados obtenidos del ICA (para el caso de 5 variables), que
nos registra agua de “regular calidad” y con los índices de similitud, diversidad y biótico,
obtenemos resultados de aguas ‘’moderadamente contaminadas’’ y ‘’muy contaminadas’’.
Con el estudio de macroinvertebrados acuáticos se logró determinar que el
segundo punto es el más contaminado, uno de los causantes de este resultado puede ser el
vertimiento proveniente de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Facultad del
Medio Ambiente y Recursos Naturales y la presencia de bovinos y porcinos alrededor de la
misma, que puede afectar su calidad de agua. El primer punto regis tra menos grado de
contaminación ya que se encontró más macroinvertebrados acuáticos de familia
Hydrobiosidae, estos individuos por lo general son encontrados en cuerpos de agua
considerados limpios, pero sus afectaciones puede ser por los asentamientos humanos
cercanos a la quebrada Padre de Jesús, esto basado a los índices bióticos evaluados.
El ICA que fue el índice seleccionado para estimar la calidad de agua por medio
de parámetros fisicoquímicos, debido a que este índice se realizó con las 5 variables
solamente en el muestreo 3, nos permite tener una idea de la calidad de agua de la quebrada,
que en el segundo punto presenta el mayor grado de contaminación en este muestreo y el
primer punto presenta el menor grado de contaminación, confirmando que el vertimiento
proveniente de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad de Medio
Ambiente y Recursos Naturales y la acción del conjunto de personas que intervienen en ella
están deteriorando la calidad de agua de la Quebrada Padre de Jesús.
86
El índice de Pearson nos indica datos significativos con resultados de correlación
nula, correlación positiva muy alta y correlación positiva alta, entre los parámetros
fisicoquímicos y las familias de macroinvertebrados acuáticos, de lo cual se puede concluir
que se tiene una relación entre los parámetros fisicoquímicos, las alteraciones de la Quebrada
Padre de Jesús y la presencia de macroinvertebrados acuáticos resistencia a la
contaminación.
87
9 RECOMENDACIONES
Discriminar los muestreos en época de lluvia y época seca para evaluar las
variaciones de los parámetros fisicoquímicos y biológicos que se puedan presentar a los distintos
cambios de clima.
Debido a la contaminación presente en la Quebrada Padre de Jesús, se
recomienda desarrollar un plan de acción que permita mitigar los impactos adversos que generan
el conjunto de personas que transcurre la quebrada.
Facilitarle a la población que habita en el sector capacitaciones sobre
educación y cuidado del medio ambiente, con el fin disminuir la contaminación en la quebrada.
Realizar análisis complementarios como DBO5, dureza total, nitratos,
nitritos, fosforo, grasas y fenoles de manera que pueda cuantificarse mejor las afectaciones de
los ecosistemas acuáticos con ayuda de estos parámetros.
Para obtener mejor veracidad en los muestreos se recomienda
fundamentalmente que los muestreos sean más selectivos y representativos.
88
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96
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_Ltda.html
97
Anexos
98
ANEXO 1
Resultados del ICA (índice de calidad de agua).
1. Muestreo fisicoquímico primer punto- Día primero.
Oxígeno Disuelto: 5,39mg/l
Cp.: Concentración de equilibrio de oxigeno (mg/L) se determina por la temperatura (Goyenola,
2007).
Temperatura: 13.2ºc
Interpolación
TEMPERATURA OD (mg/l)
13 10,20
13,2 10,156
13,4 10,112
13,6 10,068
13,8 10,024
14 9,98
Fuente: Autores.
( )
99
( )
( )
Sólidos suspendidos totales: 66,2mg/l
( )
( )
(
)
Conductividad eléctrica: 132,4us/cm
( )
( )
( )
pH: 7,379
Si 7 < pH ≤ 8, entonces IpH = 1
ICA (Índice de calidad de agua).
( ) ( ) ( ) ( )
El agua se encuentra en el rango de 0,5938-0,7538, entre agua regular y agua de
aceptable calidad.
NOTA: Se estipula este rango debido a que la DQO fue descartada en este punto
100
2. Muestreo fisicoquímico segundo punto- Día primero.
Oxígeno Disuelto: 4,07 mg/l
Cp.: Concentración de equilibrio de oxigeno (mg/L) se determina por la temperatura (Goyenola,
2007).
Temperatura: 14,1°c
Interpolación.
TEMPERATURA OD (mg/l)
14 9,98
14,1 9,958
14,2 9,936
14,3 9,914
14,4 9,892
14,5 9,87
14,6 9,848
14,7 9,826
14,8 9,804
14,9 9,782
15 9,76
Fuente: Autores.
( )
101
( )
( )
Sólidos suspendidos totales: 75,3mg/l
( )
( )
(
)
Conductividad eléctrica: 150,6us/cm
( )
( )
( )
pH: 7,1173
Si 7 < pH ≤ 8, entonces IpH = 1
ICA (Índice de calidad de agua).
( ) ( ) ( ) ( )
El agua se encuentra en el rango de 0,5495-0,7495, entre agua regular y agua de
aceptable calidad.
NOTA: Se estipula este rango debido a que la DQO fue descartada en este punto
102
3. Muestreo fisicoquímico tercer punto- Día primero.
Oxígeno Disuelto: 6,07 mg/l
Cp.: Concentración de equilibrio de oxigeno (mg/L) se determina por la temperatura (Goyenola,
2007).
Temperatura: 12,5°c
Interpolación
TEMPERATURA OD (mg/l)
12 10,43
12,5 10,315
13 10,20
Fuente: Autores.
( )
( )
( )
103
Sólidos suspendidos totales: 90,2 mg/l
( )
( )
(
)
Conductividad eléctrica:180,4us/cm
( )
( )
( )
pH: 7,583
Si 7 < pH ≤ 8, entonces IpH = 1
ICA (Índice de calidad de agua).
( ) ( ) ( ) ( )
4. Muestreo fisicoquímico primer punto- Día Segundo.
xígeno Disuelto: 5,22mg/l
El agua se encuentra en el rango de 0,5508-0,7508, entre agua regular y agua de
aceptable calidad
NOTA: Se estipula este rango debido a que la DQO fue descartada en este punto
104
Cp.: Concentración de equilibrio de oxigeno (mg/L) se determina por la temperatura (Goyenola,
2007).
Temperatura: 10,112
Interpolación
TEMPERATURA OD (mg/l)
13 10,20
13,2 10,156
13,4 10,112
13,6 10,068
13,8 10,024
14 9,98
Fuente: Autores.
( )
( )
( )
Sólidos suspendidos totales: 83,1mg/l
( )
( )
105
(
)
Conductividad eléctrica: 166,2us/cm
( )
( )
( )
pH: 7,36
Si 7 < pH ≤ 8, entonces IpH = 1
ICA (Índice de calidad de agua).
( ) ( ) ( ) ( )
5. Muestreo fisicoquímico segundo punto- Día Segundo.
Oxígeno Disuelto: 5,46
El agua se encuentra en el rango de 0,5530-0,7530, entre agua regular y agua de
aceptable calidad.
NOTA: Se estipula este rango debido a que la DQO fue descartada en este punto
106
Cp.: Concentración de equilibrio de oxigeno (mg/L) se determina por la temperatura (Goyenola,
2007).
Temperatura: 13,3
Interpolación
TEMPERATURA OD (mg/l)
13 10,20
13,1 10,178
13,2 10,156
13,3 10,134
13,4 10,112
13,5 10,09
13,6 10,068
13,7 10,046
13,8 10,024
13,9 10,002
14 9,98
Fuente: Autores.
( )
( )
( )
Sólidos suspendidos totales: 92,45mg/l
( )
( )
107
(
)
Conductividad eléctrica: 184,9
( )
( )
( )
pH: 7,36
Si 7 < pH ≤ 8, entonces IpH = 1
ICA (Índice de calidad de agua)
( ) ( ) ( ) ( )
6. Muestreo fisicoquímico Tercer punto- Día Segundo
Oxígeno Disuelto:
El agua se encuentra en el rango de 0,5364-0,7364, entre agua regular y agua de
aceptable calidad
NOTA: Se estipula este rango debido a que la DQO fue descartada en este punto
108
Cp.: Concentración de equilibrio de oxigeno (mg/L) se determina por la temperatura (Goyenola,
2007).
Temperatura: 13.7º
Interpolación
TEMPERATURA OD (mg/l)
13 10,20
13,1 10,178
13,2 10,156
13,3 10,134
13,4 10,112
13,5 10,09
13,6 10,068
13,7 10,046
13,8 10,024
13,9 10,002
14 9,98
Fuente: Autores
( )
( )
( )
Sólidos suspendidos totales: 108,4mg/l
( )
( )
109
(
)
Conductividad eléctrica:216,8us/cm
( )
( )
( )
pH:7,6
Si 7 < pH ≤ 8, entonces IpH = 1
ICA (Índice de calidad de agua)
( ) ( ) ( ) ( )
7. Muestreo fisicoquímico primer punto- Día tercero
Oxígeno Disuelto: 5,22mg/l
El agua se encuentra en el rango de 0,4969-0,6969, entre agua regular y agua
de aceptable calidad.
NOTA: Se estipula este rango debido a que la DQO fue descartada en este
punto.
110
Cp.: Concentración de equilibrio de oxigeno (mg/L) se determina por la temperatura (Goyenola,
2007).
Temperatura: 12.3ºc
Interpolación
TEMPERATURA OD (mg/l)
12 10,43
12,1 10,407
12,2 10,384
12,3 10,361
12,4 10,338
12,5 10,315
12,6 10,292
12,7 10,269
12,8 10,246
12,9 10,223
13 10,20
Fuente: Autores.
( )
( )
( )
111
Sólidos suspendidos totales: 73,95mg/l
( )
( )
(
)
Conductividad eléctrica: 147,9us/cm
( )
( )
( )
pH: 7,18
Si 7 < pH ≤ 8, entonces IpH = 1
DQO: 63 mg/l
Si 40 < DQO ≤ 80, entonces IDQO = 0,26
ICA (Índice de calidad de agua)
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
8. Muestreo fisicoquímico segundo punto- Día tercero
Oxígeno Disuelto: 5,67mg/l
El ICA promedio de este punto es 0,6236 significando que es agua de regular
calidad.
112
Cp.: Concentración de equilibrio de oxigeno (mg/L) se determina por la temperatura (Goyenola,
2007).
Temperatura: 12.5ºc
Interpolación
TEMPERATURA OD (mg/l)
12 10,43
12,5 10,315
13 10,20
Fuente: Autores.
( )
( )
( )
Sólidos suspendidos totales: 94,6mg/l
( )
( )
(
)
113
Conductividad eléctrica: 189,2us/cm
( )
( )
( )
pH: 7,45
Si 7 < pH ≤ 8, entonces IpH = 1
DQO: 94mg/l
Si DQO > 80, entonces IDQO = 0,125
ICA (Índice de calidad de agua)
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
9. Muestreo fisicoquímico tercer punto- Día tercero
Oxígeno Disuelto: 4,61mg/l
El ICA promedio de este punto es 0,5586 significando que es agua de regular
calidad.
114
Cp.: Concentración de equilibrio de oxigeno (mg/L) se determina por la temperatura (Goyenola,
2007).
Temperatura: 12.9ºc
Interpolación
TEMPERATURA OD (mg/l)
12 10,43
12,1 10,407
12,2 10,384
12,3 10,361
12,4 10,338
12,5 10,315
12,6 10,292
12,7 10,269
12,8 10,246
12,9 10,223
13 10,20
Fuente: Autores
( )
( )
( )
Sólidos suspendidos totales: 112,3mg/l
( )
( )
115
(
)
Conductividad eléctrica: 224,6us/cm
( )
( )
( )
pH: 7,32
Si 7 < pH ≤ 8, entonces IpH = 1
DQO: 40mg/l
Si 25 < DQO ≤ 40, entonces IDQO =0,51
ICA (Índice de calidad de agua)
( ) ( ) ( ) ( ) )
El ICA promedio de este punto es 0,5732 significando que es agua de regular
calidad.
116
ICA (Índice de calidad de agua)
Muestreo 13/11/2016
Primer Punto 0,5938-0,7938
Segundo Punto 0,5495-0,7495
Tercer Punto 0,5508-0,7508
Muestreo 20/11/2016
Primer Punto 0,5530-0,7530
Segundo Punto 0,5364-0,7364
Tercer Punto 0,4969-0,6969
Muestreo 11/12/2016
Primer Punto 0,6236
Segundo Punto 0,5586
Tercer Punto 0,5732
117
ANEXO 2
Índice de Shannon – Wiener- Punto 1
Hydrobiosidae 0,263157895 0,506841952
Chironomidae 0,105263158 0,341887107
Sphaeriidae 0,157894737 0,42046816
Planorbidae 0,105263158 0,341887107
Turficidae 0,368421053 0,530737271
1 2,141821596
Los datos se obtuvieron dividiendo el número de individuos de una familia por la
totalidad de individuos recolectados sin importar la familia en el punto muestreado, este
resultado se multiplica por la fórmula: (LOG(N)/LOG(2)). Este procedimiento se repite con cada
una de las familias recolectadas en el punto y al finalizar se hace la sumatoria, ese resultado es el
valor del índice de Shannon- Wiener para cada punto.
Índice de Shannon – Wiener- Punto 2
Hydrobiosidae 0,2 0,464386
Chironomidae 0,55 0,474373
Tipulidae 0,05 0,216096
Sphaeriidae 0,1 0,332193
Acanthodrilidae 0,05 0,216096
Turficidae 0,05 0,216096
1 1,919241
Índice de Shannon – Wiener- Punto 3
Hydrobiosidae 0,19047619 0,45567951
Chironomidae 0,04761905 0,20915797
Simuliidae 0,0952381 0,32307785
Tipulidae 0,14285714 0,4010507
Sphaeriidae 0,0952381 0,32307785
Acanthodrilidae 0,04761905 0,20915797
Turficidae 0,28571429 0,51638712
Glossiphoniidae 0,0952381 0,32307785
2,76066683
118
ANEXO 3
Sorensen 2*C A+B 2*C/A+B
Punto 1 y 2 8 11 0,72727273
Punto 2 y 3 12 14 0,85714286
Punto1 Y 3 8 13 0,61538462
Para hallar el valor de Sorensen se utiliza la ecuación 10 en la (pág 38)
119
ANEXO 4
Especificaciones técnicas del Oximetro.
Medidor. Efluentes y otros.
Parámetros de medición. Oxígeno disuelto (OD) / O2 Gas / % de
saturación.
Principio de medición. Amperometrica.
Indicación local. Pantalla LCD alfanumérica de 2 líneas x 16
caracteres.
Oxígeno disuelto rango de lectura. 0 a 60 ppm.
Gas rango de lectura de O2. 0 a 30 % de gas.
Lectura de % de saturación. 0 a 100%
Rango de lectura de temperatura. 0 a 60º C
Compensación de temperatura. Automatic (de 0 a 60ºC)
Salida digital. RS232
Fuente: Digimed 2017.
120
ANEXO 5
Especificaciones técnicas del Turbidimetro
Rango de medición Autorango 0 – 1100 NTU
Precisión (0 – 500 NTU) ± 2% de la lectura o ± 0,01 NTU lo que sea
mayor
Precisión (500 - 1100 NTU) ± 3% de la lectura
Principio de operación Nefelómetrico
Resolución 0.01 NTU < 100 NTU
0.1 < 100.0 – 999.9 NTU
1 < 1000 – 1100 NTU
Tiempo de respuesta 14 segundos
Pantalla LCD 4 dígitos – 7 segmentos
Calibración 0.02 NTU, 10.0 NTU y 1000 NTU
Método USEPA 180.1
Lámpara Tungsteno (Luz blanca)
Celdas Vidrio 15 ml (uso 10ml de muestra)
Carcasa ABS (equipo) y Polietileno de alta densidad
(maletín).
Temperatura ambiente permitida (ºC) 0 – 50
Humedad relativa permitida (%) 0-90
Dimensiones (cm) 28 x 30.5 x 7.6 cm
Peso aproximado (kg) 1.22
Certificación CE , diseñado para satisfacer IP67 &
NEMA 4X
Fuente: Yareth químicos, 2015.
121
ANEXO 6
Especificaciones técnicas del Conductivimetro.
Medio ambiente operativo de la sonda Fresco, mar o agua contaminada y la
mayoría de las demás soluciones liquidas.
Parámetros de medición. Conductividad ( en uS/cm o mS/cm),
Salinidad (PPT), Temperatura (ºC)
Temperatura (ºC) -5°C a + 95 ºC
Profundidad 0 – 100 pies
Dimensiones 24,13 cm de altura
5,6 cm de espesor
8.89 cm de ancho
Peso 0,77 kg
Pantalla 5,8 cm ancho
3,8 cm de largo
Baterías 9 VCC – 6 baterías tamaño AA
Norma Cumplimiento IP65
Precisión conductividad 0 de 4999 µS/cm 1,0 µS/cm ± 0,5% FS
0 a 49,99 mS/cm 0,01 mS/cm ± 0,5% FS
0 a 200,0 mS/cm 0.1 mS/cm ± 0,5% FS
Precisión salinidad 0-80 ppt ppt 0,1 ± 2% o ± 0,1 ppt
Precisión temperatura -5 a 95º C 0.1º C ± 0.1º C (± 1 lsd)
Material ABS, acero inoxidable y otros materiales.
Certificación CE, para la directiva CEM 89/336/CEE
Fuente: Brannum Lane, 2007.
122
ANEXO 7
Especificaciones técnicas del pHmetro.
Dimensiones 172 cm de longitud
80 cm de ancho
37 cm de alto
Peso 0,3 kg
Tipo de protección IP66
Clase de protección III
Marca de tipificación cETLua, CE
Temperatura de funcionamiento - 10 - + 55ºC
Humedad relativa < 90% promedio anual
Rango de medición pH -2,00 - +19,99 a resolución 0,01
Rango de medición temperatura -5,0 - + 105,0 a resolución 0,01
Exactitud pH ± 0,005 a + 15ºC - + 35ºC ± 0,1
Baterías 4 x 1,5 V pilas alcalinas al magnesio tipo
AA
Vida útil 5000 horas de servicio
Directivas y normas aplicadas Directiva de la Comunidad Europea
EN 612326
EN 61000-3-2-t995 + pr A14 – 2000
EN 61000 -3-3 t995
FCC Clase A
EN 61010 – 1 A2 : t995
VDI/VDE 3540
EN60529: t991
Fuente: Carbotecnia, 2014.
123
ANEXO 8
Puntajes dados para las diferentes familias de macroinvertebrados acuáticos para el índice
BMWP/COL.
Fuente: Roldán, 2003.
124
ANEXO 9
Muestras recolectadas de macroinvertebrados acuáticos.
Fuente: Autores.
Estas muestras fueron recolectadas los 3 días de muestreos en los 3 puntos determinados
dentro de la Quebrada Padre de Jesús.
125
ANEXO 10
Primer punto muestreado.
Fuente: Autores.
En el punto 1 encontramos menor afectación antrópica en comparación de los otros
puntos, en el ingreso de la quebrada a la Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas Facultad
de Medio Ambiente y Recursos Naturales.
126
ANEXO 11
Segundo punto muestreado.
Fuente: Autores.
El punto 2 se encuentra dentro de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales a 25 metros más abajo del primer.
127
ANEXO 12
Tercer punto muestreado.
Fuente: Autores.
Nota: El tercer y último punto de muestreo está ubicado a 157 metros del primer punto
debajo de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas detrás de carpintería.
128
ANEXO 13
Resultados del analisis de DQO realizado en el laboratorio H2O es vida del tercer día
muestreado.
Fuentes: Autores.
