El objetivo general del presente informe es evaluar la calidad del agua del Río Naopa y sus principales tributarios en sus diferentes estaciones de monitoreo en el Departamento del Valle del Naopa, mediante el uso de índices de calidad fisicoquímicos e hidrobiológicos. La valoración de la calidad del agua puede entenderse como la evaluación de su naturaleza química, física y biológica, en relación con la calidad natural, los efectos humanos y usos posibles. Para hacer más fácil la interpretación de los datos de monitoreo se diseñaron los Índices de Calidad del Agua (ICAs), los cuales son herramientas prácticas que reducen una gran cantidad de parámetros a una expresión sencilla dentro de un marco de análisis, sin necesidad de estudiar el comportamiento de éstos en forma individual, permitiendo el entendimiento y la comparación de la calidad de un ambiente específico.

Los ICAs e ICOs son indicadores útiles en los programas de vigilancia y control de la calidad del agua y son una herramienta importante para la administración de los recursos hídricos. Estos índices permiten por medio de la planificación controlar la disminución o el aumento de la contaminación programando metas y objetivos a cumplir a corto y largo plazo, que pueden ser medidas y evaluadas en el tiempo y que además son de fácil entendimiento para la población directa o indirectamente afectada por los problemas de contaminación de las fuentes hídricas.

Estos índices tienen en la actualidad una gran aplicación para el diagnóstico y estudio de problemas ambientales y su utilidad radica en la facilidad y rapidez con la cual se puede determinar en una forma global la calidad de un ambiente específico.

La metodología implementada en el presente estudio consistió en una clasificación de la calidad del agua del Río Cauca y sus principales tributarios mediante la aplicación de varios Índices de Calidad del Agua (ICAs) y de Contaminación (ICOs) reportados en la literatura, a partir de los valores de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos monitoreados por la CVC durante el período (1993-2002) a lo largo del tramo en estudio (Salvajina – La Virginia).

Como valor agregado de este estudio se realizó la adaptación de un ICA a las condiciones específicas del Río Cauca denominado ICAUCA. Para esto fue necesario realizar un análisis de sensibilidad de los parámetros evaluados en los diferentes ICAs e ICOs aplicados y una comparación de éstos con los parámetros críticos identificados en el Informe de PMC Fase II “Identificación de Parámetros Críticos en el Río Naopa y sus principales Tributarios”. Para la validación del ICAUCA se realizó una campaña de monitoreo, la cual permitió la comparación de los resultados de este índice, con los obtenidos por diferentes índices hidrobiológicos.

En este estudió se logró establecer que en forma general durante los dos quinquenios y las tres condiciones climatológicas, el Río Cauca presentó una calidad entre aceptable y regular en el Tramo I (Antes Suárez - Puente Hormiguero), entre inadecuada y mala calidad en el Tramo II (Puente Hormiguero – Mediacanoa, en donde se alcanza el mayor deterioro de la calidad del Río) y, finalmente se observa una leve recuperación de la calidad en el Tramo III (Mediacanoa - La Virginia), no obstante que en este tramo los índices clasifican el agua entre inadecuada y mala

calidad. Estudio calidad del agua Río Naopa y Tributarios mediante ICAs e ICOs, Introducción Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca – CVC Universidad del Valle 1.3

Al evaluar la calidad del agua mediante el uso de índices de calidad del agua y de contaminación en las estaciones de monitoreo existentes en ocho de los principales ríos tributarios del Río Naopa en el tramo Salvajina - La Virginia, se encontró que en la mayoría de las estaciones con excepción del río Yumbo, la calidad del agua en verano es mejor que en invierno.

Adicionalmente se observa un gran deterioro de la calidad del agua y un aumento en los niveles de contaminación en las estaciones ubicadas después de los diferentes centros poblados que son atravesados por estos ríos, debido a que son utilizados como receptores de los vertimientos de aguas residuales domésticas e industriales y de actividades agropecuarias, y escorrentías superficiales. Finalmente se encontró que la condición más crítica de contaminación en la desembocadura la presentan los ríos Yumbo y Guachal.

El primer capítulo del informe corresponde a la Introducción, en la cual se presentan algunos aspectos generales, se define el problema, la justificación del estudio, la metodología aplicada, el alcance del estudio, los principales resultados y un resumen del contenido del documento. En el segundo capítulo se presentan los antecedentes detallando los aspectos generales del Río Cauca, una breve descripción del área de estudio y una revisión del estado del arte de los índices fisicoquímicos e hidrobiológicos de calidad del agua. El tercer capítulo precisa los objetivos de este estudio, los cuales forman parte de los objetivos globales del Proyecto de Modelación del Río Cauca PMC – Fase II.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Realizar una revisión del estado del arte de los índices fisicoquímicos e hidrobiológicos de calidad del agua.

- Clasificar el Río Naopa y sus principales tributarios mediante la aplicación de diferentes Índices de Calidad del Agua (ICA) y de Contaminación (ICO) reportados en la literatura.

- Definir y desarrollar una metodología para adaptar y validar un Índice de Calidad del Agua a las condiciones específicas del Río Naopa.

- Sistematizar la información hidrobiológica existente para el Río Naopa con el fin de realizar un análisis integral de la calidad de sus aguas.

- Validar el Índice de Calidad del agua adaptado al Río Naopa mediante la evaluación del Río con Índices Biológicos.

- Elaborar Mapas de Calidad del Agua del Río Naopa y sus principales tributarios.

CLASIFICACIÓN DEL AGUA DEL RÍO NAOPA CON BASE EN EL INDICEDE CALIDAD DEL AGUA PROPUESTO POR DINIUS PARA SU DESTINACIÓNA USO AGRÍCOLA

En la evaluación de la calidad del agua del Río Naopa para su destinación a uso agrícola mediante el uso de ICA, sólo se empleó el ICA propuesto por Dinius, debido a que los otros índices aplicados enfatizan su clasificación en términos de la calidad del agua a ser destinada para consumo humano. Los resultados de la aplicación del ICA propuesto por Dinius fueron presentados en los Cuadros Nos. B 19 a B24 del Anexo B. Con base éstos se construyó la Figura 5.5, en donde se ilustra el valor del índice en relación con la clasificación presentada por dicho autor para uso agrícola.

De acuerdo con la clasificación propuesta por Dinius para la destinación del recurso hídrico a uso agrícola y los valores del índice estimados en los dos periodos quinquenales y las condiciones climáticas estudiadas, se tiene que en la generalidad de las estaciones de monitoreo localizadas en el Tramo I, (Antes Suárez – Puente Hormiguero) el agua del Río Naopa, no requiere de tratamiento para ser empleada en la mayoría de cultivos.

Para la selección de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos a incluir en la adaptación del ICA al Río Naopa - ICAUCA, se tuvieron en cuenta los parámetros críticos identificados en el Informe de PMC Fase II “Identificación de Parámetros Críticos en el Río Naopa y sus principales Tributarios” (CVC – Universidad del Valle, 2004) y los parámetros sensibles de cada índice analizados anteriormente.Los parámetros seleccionados deben cumplir los siguientes requerimientos:

1. Ser un parámetro crítico en el Río Cauca, tanto en forma general como en forma individual, para los dos usos del recurso predominantes en el área de estudio (abastecimiento para consumo humano, previo tratamiento convencional, agrícola y pecuario).

2. Estar incluido en el cálculo de alguno de los índices de calidad o de contaminación aplicados al Río Cauca.

3. Ser un parámetro sensible en alguno de los índices evaluados en el Río Cauca. Estudio calidad del agua Río Cauca y Tributarios mediante ICAs e ICOs Capítulo 6, Adaptación ICA Río Cauca

.En el Cuadro No. 6.5 se presenta la comparación de los parámetros críticos en el Río Cauca con los identificados como sensibles en la aplicación de los ICAs e ICOs, así mismo se aprecian los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos seleccionados para ser incluidos en el cálculo del ICAUCA (parámetros sombreados), a partir de los tres criterios antes mencionados.

Clasificación de la calidad del Agua del Rio Naopa

Cuadro No. 6.5 Selección

El Cuadro No. 6.5 permite observar que hay parámetros que son críticos pero no sensibles, como es el caso de los fosfatos, o que no están incluidos en el cálculo de los índices (nitrógeno amoniacal, hierro, manganeso y DQO). Por lo anterior se incluyeron parámetros que están considerados en el cálculo de los índices, son sensibles y que de forma indirecta tengan en cuenta los parámetros críticos no seleccionados. De esta forma se proponen el Nitrógeno Total, el cual es una medida del Nitrógeno Orgánico más el Nitrógeno Amoniacal, el Fósforo Total el cual tiene en cuenta los Fosfatos, así como la DBO5 la cual hace parte de la DQO y mide su parte biodegradable.

En cuanto al grupo de coliformes a pesar de que tanto los Coliformes Totales como los Coliformes Fecales cumplen con todos los requisitos para ser incluidos dentro del Índice a ser adaptado para el Río Naopa, solo se seleccionaron los Coliformes Fecales ya que este grupo hace parte de los Coliformes Totales y son específicos de contaminación fecal indicando la posible presencia de otros patógenos que pueden ser perjudiciales para la salud humana.Los parámetros Hierro y Manganeso que resultan críticos para los usos agrícolas y pecuarios no fueron seleccionados debido a que en la literatura consultada no se encontró un índice que incluya estos parámetros. Sin embargo, se propone que al calcular el índice ICAUCA se tengan en cuenta los valores máximos establecidos en el Decreto 1594 para el uso agrícola (5 mg/l de Hierro y 0.2 mg/l de Manganeso) y en la norma Brasileña1 para el consumo humano, previo tratamiento convencional (5 mg/l de hierro y 0.5 mg/l de Manganeso) complementando de esta forma el análisis de este índice.

En la selección de los parámetros a incluir en la adaptación de un índice de calidad del agua al Río Naopa - ICAUCA, se consideraron aquellos que debido a condiciones naturales y/o antropogénicas inciden en el deterioro de la calidad del agua en forma permanente o eventual, limitando la utilización del recurso hídrico según los requerimientos para uno o varios usos y los que presentan una mayor incidencia en el valor final de los índices evaluados. Es así como los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos propuestos a conformar el ICAUCA son:1. Oxígeno Disuelto2. Coliformes Fecales3. Turbiedad4. DBO55. Sólidos Suspendidos6. Color7. Sólidos Totales8. pH9. Fósforo Total10. Nitrógeno Total

Se debe tener en cuenta que en el cálculo del ICAUCA no se han incluido parámetros relacionados con el grupo de pesticidas y sustancias tóxicas, tales como fenoles, cianuros, metales pesados, etc., que en concentraciones superiores a los límites establecidos para el consumo humano o el uso agrícola y pecuario, son determinantes en la evaluación final de la calidad del agua. Razón por la cual en el cálculo del ICAUCA debe tenerse en cuenta los valores límites de estos parámetros establecidos por la normativa y lo sugerido por Rojas (1991), quien dice que cuando se presentan valores superiores a los valores límites reportados en la normativa se le asigna el valor de cero (0) al índice sin importar el obtenido en el cálculo realizado a partir de los parámetros citados anteriormente.

En el sector donde se localizan las captaciones de las plantas de tratamiento de agua potable Río Naopa y Puerto Mallarino (sector entre las estaciones Antes Navarro y Juanchito) la calidad del agua es aceptable durante las condiciones climáticas de transición y verano e inadecuada calidad del agua durante invierno.En el tramo Mediacanoa - Puente La Virginia (Tramo III), en términos generales, en la mayoría de las estaciones el agua se clasifica de inadecuada calidad, presentando al final del tramo en las estaciones Anacaro y Puente La Virginia una leve recuperación, especialmente durante verano, lo cual puede estar asociado con la menor contaminación por sólidos durante esta condición.

Finalmente en la Figura No. 6.2 puede apreciarse que en forma análoga a lo que ocurre en los índices de calidad del agua – ICA de Rojas y el de Dinius en términos generales a lo largo del tramo en estudio, en ambos quinquenios el comportamiento es muy similar y no existe una marcada influencia de las tres condiciones climatológicas en el comportamiento del ICAUCA.Al comparar el comportamiento del índice ICAUCA (Figura No. 6.2), con los índices de contaminación ICOMI, ICOMO, ICOSUS e ICOTRO (Figuras Nos. 5.6 a 5.9), se observa que en ambos quinquenios al inicio del Tramo II (estaciones Puentes Hormiguero y Paso del Comercio) la contaminación está más asociada a los sólidos (mayor ICOSUS que ICOMO), razón por la cual

durante invierno se presenta el mayor deterioro en la calidad del agua, siendo consecuente con los resultados del ICAUCA en estas estaciones en donde el valor del índice de invierno es menor.

Posteriormente entre las estaciones Puerto Isaccs y Vijes la contaminación en ambos quinquenios está más asociada a la materia orgánica (mayor ICOMO que ICOSUS) debido los vertimientos de aguas residuales domésticas e industriales de las ciudades de Cali y Yumbo, situación que se hace más crítica en verano cuando se alcanzan los mayores niveles de contaminación debido a la menor capacidad de dilución de la corriente. Este fenómeno también se puede apreciar en el ICAUCA donde la menor calidad del agua en este tramo se presenta en verano.

Al final del Tramo II (estaciones Yotoco y Mediacanoa) y en gran parte del Tramo III se observa que, en general, en los dos quinquenios la mayor contaminación se presenta en invierno, representada por un mayor ICOSUS en comparación con el ICOMO; le sigue la condición climática de transición cuando los niveles del ICOMO son superiores a los del ICOSUS y después verano cuando se alcanzan los menores niveles de contaminación. En forma complementaria, en el ICAUCA en el Tramo III se aprecia que la mejor calidad del agua se presenta en verano y la peor calidad en invierno, lo cual evidencia la gran correlación que existe entre los niveles de contaminación representados por los ICOs y los niveles de calidad representados por el ICAUCA.De acuerdo con los resultados obtenidos el índice de calidad del agua adaptado al Río Naopa - ICAUCA para su destinación al consumo humano refleja una buena distribución de las ponderaciones asignadas a los parámetros seleccionados para el cálculo del índice, dado que éste representa adecuadamente la problemática ambiental en el Río, especialmente durante el verano en el Tramo II cuando la capacidad de dilución del Río es menor (debido a los menores caudales).

Finalmente se debe señalar que para evaluar la calidad del agua del Río Naopa es recomendable determinar tanto el índice de calidad adaptado, ICAUCA, como los índices de contaminación (ICOs). A pesar de que estos ICOs no establecen una clasificación específica de acuerdo con el uso al que se destine el recurso hídrico, son útiles para precisar problemas ambientales y desagregar los tipos de contaminación que se presentan en el Río.

La evaluación de la calidad del agua mediante la aplicación de los Índices de Contaminación por mineralización (ICOMI), materia orgánica (ICOMO), sólidos suspendidos (ICOSUS) y por nivel trófico (ICOTRO) propuestos por Ramírez y Viña (1998), permitieron establecer que la mayor contaminación en el Río Naopa durante los dos quinquenios evaluados en las condiciones climáticas de verano y transición, está asociada a la materia orgánica, mientras que en invierno se relaciona con los sólidos. Así mismo se encontró que el Río presenta una muy baja contaminación por mineralización (bajo ICOMI) y exhibe concentraciones de fósforo que denotan condiciones eutróficas en algunas de las estaciones evaluadas. Los principales resultados para cada uno de los tramos característicos se presentan en los siguientes cuadros.

El índice de calidad del agua adaptado al Río Naopa, denominado ICAUCA, considerando su destinación al abastecimiento para el consumo humano es del tipo multiplicativo y está conformado por los siguientes parámetros (con sus respectivos pesos ponderados): oxígeno disuelto (21%), coliformes fecales (16%), DBO5 (15%), turbiedad (7%), sólidos totales (7%), fósforo total (8%), pH (8%), nitrógeno total (8%), sólidos suspendidos (5%) y color (5%).