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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y
AMBIENTAL
CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL
EVALUACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA MEDIANTE
PARÁMETROS FÍSICO QUÍMICOS EN LAS DESEMBOCADURAS DE LOS
PRINCIPALES AFLUENTES Y EFLUENTE DEL LAGO SAN PABLO,
PROVINCIA DE IMBABURA (AÑO 2017).
Trabajo De Titulación, Modalidad Proyecto de Investigación previo a la
obtención del Título de Ingeniera Ambiental
AUTORA: Sara Gabriela Yánez Flores
TUTOR: Dr. Carlos Ordóñez, MSc.
Quito
2018
i
A mi madre
por su tenacidad ante la vida, por darme alas para volar
por ser mi apoyo incondicional en los días amargos y la alegría más grande en los días
de sol. Por enseñarme el ímpetu de luchar, algún día quisiera tener un poco de su
grandeza.
ii
iii
iv
v
Contenido
pág.
LISTA DE TABLAS ...................................................................................................... vii
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................... viii
RESUMEN ...................................................................................................................... ix
ABSTRACT ..................................................................................................................... x
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 1
1. MARCO TEÓRICO .................................................................................................. 3
1.1. Disponibilidad de agua y su importancia ........................................................... 3
1.2. Calidad de agua .................................................................................................. 3
1.2.1. Métodos para calcular el índice de calidad del agua ...................................... 4
1.2.2. Índice de la Fundación Nacional de Saneamiento (INSF) ............................. 4
1.3. Parámetros físico químicos y biológicos ........................................................... 5
1.3.1. Conductividad ................................................................................................ 5
1.3.2. Oxígeno disuelto ............................................................................................ 5
1.3.3. Potencial de Hidrógeno .................................................................................. 6
1.3.4. Temperatura ................................................................................................... 6
1.3.5. Sólidos Totales, Sólidos Suspendidos y Sólidos Disueltos ............................ 7
1.3.6. Demanda Química de Oxígeno ...................................................................... 7
1.3.7. Nitratos, Nitritos y Fosfatos ........................................................................... 7
1.3.8. Coliformes Totales ......................................................................................... 8
1.4. Metales pesados ..................................................................................................... 8
1.5. Lago San Pablo ...................................................................................................... 9
1.5.1. Afluentes y Efluente del Lago San Pablo..................................................... 10
1.5.2. Estudios realizados en el Ecuador ................................................................ 11
2. METODOLOGÍA ................................................................................................... 12
2.1. Descripción Geográfica del área de estudio..................................................... 12
2.2. Tipo de muestreo y parámetros medidos ......................................................... 14
2.3. Análisis de laboratorio ..................................................................................... 16
vi
2.4. Determinación del Índice de Calidad de Agua ICA ........................................ 18
2.5. Análisis estadístico .......................................................................................... 19
3. CÁLCULOS Y RESULTADOS ............................................................................. 20
3.1. Mediciones de parámetros físico-químicos y microbiológicos. ...................... 20
3.1.1. Resultados de mediciones “in situ” .............................................................. 20
3.1.2. Resultados de mediciones en laboratorio ..................................................... 29
3.1.3. Metales Pesados ........................................................................................... 36
3.2. Resultados en comparación con la normativa legal vigente. ........................... 37
3.3. Resultados Índice de Calidad de Agua según la NSF ...................................... 38
3.4. Estadística ........................................................................................................ 38
4. DISCUSIÓN............................................................................................................ 40
5. CONCLUSIONES .................................................................................................. 44
6. RECOMENDACIONES ..................................................................................... 46
7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 47
ANEXOS ........................................................................................................................ 52
vii
LISTA DE TABLAS
pág.
Tabla 1. Ubicación de los puntos de muestreo _______________________________ 13
Tabla 2. Técnica de análisis por parámetro físico-químico y biológico ____________ 17
Tabla 3. Pesos Ponderados Variables ICA NSF _____________________________ 18
Tabla 4. Rangos de Clasificación de calidad establecidos por la NSF _____________ 19
Tabla 5. Conductividad Eléctrica _________________________________________ 21
Tabla 6. Potencial Hidrógeno del agua _____________________________________ 23
Tabla 7. Temperatura __________________________________________________ 25
Tabla 8. Oxígeno Disuelto ______________________________________________ 27
Tabla 9. Resultados de parámetros físico-químicos y microbiológicos medidos en
laboratorio de las desembocaduras de los afluentes río Itambi y vertiente Premiadilla. 30
Tabla 10. Resultados de parámetros físico-químicos y microbiológicos medidos en
laboratorio del efluente Desaguadero ______________________________________ 30
Tabla 11. Resultados estadísticos de las mediciones de los parámetros físico-químicos y
microbiológicos de las desembocaduras de los afluentes río Itambi y vertiente
Premiadilla. __________________________________________________________ 31
Tabla 12. Resultados estadísticos de las mediciones de los parámetros físico-químicos y
microbiológicos del efluente Desaguadero. _________________________________ 31
Tabla 13. Límites Máximo-Permisibles (TULSMA, Anexo 1).__________________ 37
Tabla 14. Resultados del ICA (NSF), en las desembocaduras de los afluentes río Itambi,
Vertiente Preñadilla y el efluente Desaguadero en época de estiaje. ______________ 38
Tabla 15. Correlaciones entre parámetros físico-químicos. _____________________ 39
viii
LISTA DE FIGURAS
pág.
Figura 1. Descargas de aguas servidas al lago San Pablo; Fuente: Plan de .................. 10
Figura 2. Ubicación de Puntos de Muestreo................................................................. 13
Figura 3. Vertiente Preñadilla: Conductividad
Figura 4. Río Itambi: Conductividad ............................................................................. 21
Figura 5. Desaguadero: Conductividad ......................................................................... 22
Figura 6. Conductividad Eléctrica de los afluentes y afluente ...................................... 22
Figura 7. Vertiente Preñadilla: pH
Figura 8. Río Itambi: pH............................................................................................... 23
Figura 9. Desaguadero: pH ............................................................................................ 24
Figura 10. pH de los afluentes río Itambi y vertiente .................................................... 24
Figura 11. Vertiente Preñadilla: Temperatura
Figura 12. Río Itambi: Temperatura ............................................................................. 25
Figura 13. Desaguadero: Temperatura .......................................................................... 26
Figura 14. Variación de temperatura de los afluentes río .............................................. 26
Figura 15. Vertiente Preñadilla: Oxígeno Disuelto
Figura 16. Río Itambi: Oxígeno Disuelto ...................................................................... 27
Figura 17. Desaguadero: Oxígeno Disuelto .................................................................. 28
Figura 18. % de Saturación de Oxígeno Disuelto en los ............................................... 28
Figura 19. Variación de sólidos disuelto y sólidos totales en los .................................. 32
Figura 20. Variación de DQO en los afluentes río Itambi y.......................................... 32
Figura 21. Variación de nitratos en los afluentes río Itambi y ...................................... 33
Figura 22. Variaciones de nitritos en los afluentes río .................................................. 34
Figura 23. Variaciones de fosfatos en los ...................................................................... 34
Figura 24. Variación de los parámetros químicos en los afluentes río .......................... 35
Figura 25. Variación de coliformes totales en los afluentes río Itambi y ...................... 36
ix
TEMA: “EVALUACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA MEDIANTE
PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS EN LAS DESEMBOCADURAS DE LOS
PRINCIPALES AFLUENTES Y EFLUENTE DEL LAGO SAN PABLO,
PROVINCIA DE IMBABURA” (AÑO 2017).
RESUMEN
El lago San Pablo está ubicado en el cantón Otavalo, provincia de Imbabura, está
conformado por varios afluentes provenientes de ríos y quebradas de montañas y un
solo efluente que converge en la formación de la cascada de Peguche. La
cuantificación de la contaminación del agua se realizó mediante parámetros físico-
químicos en los afluentes “vertiente Preñadilla”, río Itambi y en el efluente
“Desaguadero” los parámetros medidos fueron: pH, conductividad, oxígeno disuelto,
temperatura, sólidos totales, suspendidos y disueltos, nitratos, nitritos, fosfatos,
DQO, coliformes totales y metales pesados (Cd, Co, Ni, y Pb); los resultados se
compararon con los límites permisibles de la normativa técnica ambiental y se
determinó el índice de calidad de agua NSF, el total de muestras recolectadas fue de
seis por cada punto de muestreo, en los meses de julio, agosto y septiembre del 2017.
Los resultados obtenidos de sólidos disueltos, oxígeno disuelto y coliformes totales
no están dentro de norma. Los metales pesados medidos están bajo el límite de
detección del equipo utilizado en el estudio; el índice de calidad de agua obtenido
resaltó que las aguas del río Itambi, presentan mala calidad, mientras que la
“vertiente Preñadilla” y “Desaguadero” tienen una calidad de agua media.
PALABRAS CLAVES: /ÍNDICE NSF/ AFLUENTES/ EFLUENTE/
CONTAMINACIÓN ACUÁTICA / LAGO SAN PABLO/ LÍMITES
PERMISIBLES/
x
THEME: "EVALUATION OF WATER POLLUTION BY PHYSICOCHEMICAL
PARAMETERS IN THE MOUTHS OF THE MAIN TRIBUTARIES AND
EFFLUENT OF LAKE SAN PABLO, IMBABURA PROVINCE" (YEAR 2017).
ABSTRACT
San Pablo Lake is located in Otavalo canton, province of Imbabura, has several
tributaries from rivers and mountain streams and a single effluent that converges in the
formation of the Peguche waterfall. The quantification of the contamination of the water
was made by physical-chemical parameters in the tributaries "Prentilla" slope, Itambi
river and in the "Desaguadero" effluent. The parameters measured were: pH,
conductivity, dissolved oxygen, temperature, total solids, suspended and dissolved,
nitrates, nitrites, phosphates, COD, total coliforms and heavy metals (Cd, Co, Ni, and
Pb); the results were compared with the permissible limits of the environmental
technical regulations and the water quality index NSF was determined, the total of
samples collected was six for each sampling point, in the months of July, August and
September of 2017. Dissolved solids, dissolved oxygen and total coliforms are not
within the norm. The heavy metals measured are below the limit of detection of the
equipment used in the study; the water quality index obtained highlighted that the
waters of the Itambi river present poor quality, while the "Prentilla" and "Desaguadero"
slopes have an average water quality.
KEY WORDS: / INDEX NSF / AFLUENTES / EFFLUENTS / AQUATIC
POLLUTION / LAKE SAN PABLO / PERMISSIBLE LIMITS /
1
INTRODUCCIÓN
La Cordillera de los Andes tiene gran diversidad de ecosistemas lóticos y lénticos,
los cuales poseen características propias según su geología, topografía, clima y
ecología. En Ecuador yacen lagunas de alta montaña y lagos de alta montaña-
subtropicales (Gunkel, 2001), de los cuales son escasos o ambiguos los estudios
limnológicos y los estudios de calidad físico-química, biológica e hidromorfológica
de los afluentes y efluentes de los mismos, que permitan conocer la modificación de
sus características, físicas, químicas y biológicas debido a actividades antrópicas o
naturales.
Tomando en cuenta los beneficios ecológicos, servicios ambientales que algunos
cuerpos de agua presentan, los sistemas hídricos están amparados bajo un marco
legal vigente nacional como La Constitución de la República del Ecuador, Ley
Orgánica de Aguas, TULSMA. El contexto legal posee diversidad de enfoque, cómo
la conservación de los sistemas hídricos, el uso sostenible del agua, la calidad
ecológica y la atenuación de las descargas de aguas residuales directas a los
diferentes cuerpos de agua, marcando directrices para la protección de cuerpos de
agua vulnerables ante actividades antrópicas.
Dentro del marco expuesto, el proyecto de investigación direccionado a indagar
sobre la calidad de agua en las desembocaduras de los afluentes y efluente del Lago
San Pablo nace con el fin de contribuir a la conservación, protección y preservación
de la calidad ecológica del mismo.
La investigación generó información para identificar el índice de calidad de agua
entrante y saliente del Lago San Pablo, con datos correspondientes a análisis físico-
químicos y biológicos. La información generada es primaria respecto a las cargas
contaminantes de los afluentes y efluente, que servirá posteriormente como un
lineamiento de monitoreo para futuras investigaciones.
2
Según el trabajo de campo previo (recorrido de campo realizado el 30 de Junio de
2017), se planteó la hipótesis de que los afluentes Vertiente Preñadilla y Río Itambi
del lago San Pablo aportan con carga contaminante al lago, por tanto, el efluente
Desaguadero posee también carga contaminante. El objetivo general de esta
investigación fue cuantificar las concentraciones de los contaminantes presentes en
los afluentes río Itambi y vertiente Preñadilla y en el efluente Desaguadero del Lago
San Pablo; los objetivos específicos planteados fueron: medir las concentraciones de
los contaminantes mediante parámetros físico-químicos en los afluentes: Río Itambi
y vertiente Premiadilla y en el efluente Desaguadero, comparar las concentraciones
obtenidas con la normativa legal vigente (TULSMA LIBRO VI, ANEXO I) del
Ecuador, calcular el índice de calidad de agua en los afluentes y efluente del Lago
San Pablo.
La investigación se realizó en la época de estiaje, es decir en los meses de julio
hasta septiembre del año 2017, para lo cual se realizaron seis muestreos “in situ”
por cada punto de muestreo, a partir de esto se realizó la medición de los
parámetros físico-químicos y biológicos. Para la recolección de muestras se aplicó
la norma NTE INEN 5667-3: 2014 (Conservación y manipulación de las muestras
de agua y la norma NTE INEN 5667-1:2014 (programa de muestreo y técnicas de
muestreo). Para el cálculo del índice de calidad de agua se utilizó el método ICA
NSF de la Fundación de Saneamiento de Estados Unidos.
3
1. MARCO TEÓRICO
1.1.Disponibilidad de agua y su importancia
Los lagos y ríos corresponden apenas a 93.000 km3 de agua dulce, es decir, un 0,0067%
del total del agua existente en el planeta. (Briones, 2015). La importancia del agua
radica, en que es un recurso natural que comprende de ambientes marinos, estuarios,
agua dulce (ríos y lagos) y aguas subterráneas que se extienden a través de las zonas
costeras y del interior. (OEH, Oficina de Medio Ambiente y Patrimonio), del total de
agua en la tierra el 3% corresponde a agua dulce. La importancia de la calidad y
cantidad del agua es crucial para todas las interacciones de vida efectuadas dentro de un
ecosistema.
En América del Sur, a pesar de su riqueza hídrica con acuíferos, lagos y embalses, la
elevada densidad de población en ciertas áreas y las aguas residuales sin tratar que se
producen provocan problemas de contaminación en el agua (ONU, 2007), también las
interacciones del medio acuático al igual que el conjunto de las variables eco-sistémicas
que lo rodean puede verse afectado, al estar en contacto con diferentes agentes (aire,
suelo, vegetación, subsuelo, etc.), que incorporan parte de los mismos por disolución o
arrastre, o incluso, en el caso de ciertos gases, por intercambio (Carrera, 2015).
1.2.Calidad de agua
La calidad del agua es fundamental para una buena salud del río, sostiene procesos
ecológicos que respaldan las poblaciones de peces nativos, la vegetación, los
humedales, muchos de los usos dependen de la calidad del agua que es adecuada para el
riego, el almacenamiento de agua, el consumo humano, la pesca etc. (OEH, Oficina de
Medio Ambiente y Patrimonio,) la calidad del agua se define comúnmente por sus
características físicas, químicas, biológicas y estéticas (apariencia y olor). La calidad del
agua entendida como la condición del agua con respecto a la presencia o ausencia de su
4
contaminación, involucra acciones de valoración y monitoreo (Fernández y Solano
,2005). Es por ello, que es necesario la utilización de índices de calidad de agua para la
evaluación de calidad, además que, la calidad de agua está amparada bajo lineamientos
técnicos legales cómo son las normativas de calidad de agua según su uso, en Ecuador
el TULSMA, Anexo 1 demarca los límites permisibles de calidad de agua para
preservación de vida acuática, agua de riego, uso recreativo etc.
1.2.1. Métodos para calcular el índice de calidad del agua
El desarrollo de indicadores de calidad y contaminación tienen el fin de valorar la
calidad del agua. El concepto de un indicador de calidad o contaminación está basado
en la comparación de la concentración de contaminantes con sus respectivos estándares
ambientales, de tal manera que el índice refleja el número, la frecuencia y la magnitud
por el cual el estándar ambiental para un grupo de variables específicas es o no
alcanzado en un periodo determinado (Khan et al., 2003 citado en Ramírez, 2004).
1.2.2. Índice de la Fundación Nacional de Saneamiento (INSF)
El índice de calidad de agua “water Quality Index” (WQI), fue desarrollado en 1970 por
la National Sanitation Foundation (NSF) de Estados Unidos, por medio del uso de la
técnica de multiparámetro. (Ball y Church, 1980 citado en Solano 2005). El ICA-NSF
es un índice público ya que ignora tanto el tipo de uso que se le dará al agua, como el o
los métodos utilizados para determinar las características físico químicas y biológicas.
(Poonam et al., 2013).
Las variables que toma en cuenta el ICA- NSF con sus respectivos pesos ponderados
son: oxígeno disuelto (0,17), Coliformes (0,15), pH (0,12), DBO5 (0,10), nitratos (0,10),
fosfatos (0,10), temperatura (0,10), turbiedad (0,08) y sólidos totales (0,08). (Ott, 1978,
citado en Solano et al, 2005).
Para el cálculo del ICA NSF se utiliza la siguiente ecuación, que representa un
promedio aritmético ponderado (Fernández & Solano, 2005).
∑
(1)
5
Dónde
WQI= Índice de Calidad de Agua
Qi= Subíndice del Parámetro i
Wi = Factor de Ponderación para el Subíndice i
El valor de Qi se estima a partir de funciones de calidad, expresadas a partir de
ecuaciones o curvas (Anexo B) para cada variable. (Fernández, Izquierdo & Menéndez,
2017).
1.3. Parámetros físico químicos y biológicos
1.3.1. Conductividad
Se define como conductividad a la expresión numérica de la capacidad que posee una
solución para transportar una corriente eléctrica. Esta capacidad depende de la presencia
de iones y de su concentración total, de su movilidad, valencia y concentraciones
relativas, así como de la temperatura de la medición. (APHA, 2012).
La conductividad de un agua natural está mediatizada por el terreno que atraviesa y por
la posibilidad de disolución de rocas y materiales, el tipo de sales presentes, el tiempo
de disolución, temperatura, gases disueltos, pH y toda la serie de factores que pueden
afectar la solubilidad de un soluto de agua. (Marín, 2003). Según la EPA (Agencia de
Protección Ambiental de los Estados Unidos) la presencia de sólidos disueltos
inorgánicos tales como cloruro, nitrato, sulfato y aniones fosfato (iones que llevan una
carga negativa) o cationes de sodio, magnesio, calcio, hierro y aluminio (iones que
llevan una carga positiva) afectan a la conductividad.
1.3.2. Oxígeno disuelto
Los niveles de oxígeno disuelto (OD) en aguas naturales y residuales dependen de la
actividad física, química y bioquímica del sistema de aguas. (APHA, 2012). El oxígeno
es un gas muy relevante en dinámica de aguas, su solubilidad está en función de varios
factores como temperatura, la cual influye en la velocidad de las reacciones químicas y
biológicas.
6
Existe una relación directa entre aguas poco oxigenadas y altos contenidos de Fe 2+
,
Mn4+
, así como materias orgánicas ricas en C, N y P, debido a las acciones microbianas.
(Marín, 2003), el oxígeno disuelto juega el papel de indicador de la calidad ambiental
del agua, la concentración baja de oxígeno en un cauce no puede albergar vida. Según
Tevés (2016) a mayor temperatura ocurre liberación de oxígeno al medio ambiente y la
aceleración de los procesos biológicos que consumen OD.
1.3.3. Potencial de Hidrógeno
El potencial hidrógeno (pH) es una medida de los iones hidrógeno en la muestra, se
determina mediante una escala que varía entre 1 y 14, reflejando así la alcalinidad o
acidez de una muestra. El pH influye en la acidez, basicidad o neutralidad, aguas con
valores de pH menores de 7 son aguas ácidas y favorecen la corrosión de las piezas
metálicas en contacto con ellas, y las que poseen valores mayores de 7 se denominan
básicas y pueden producir precipitación de sales insolubles (incrustaciones) (Carrera &
Guevara, 2015).
El pH del agua se debe sobre todo al equilibrio carbónico y a la actividad vital de los
microorganismos acuáticos, el intervalo de pH de las aguas superficiales se encuentra en
el intervalo de 6 a 8,5 (Marín, 2003). En el TULSMA, anexo 1, tabla 2, se establece un
pH de 6,5-9 para la preservación de vida acuática en agua dulce.
1.3.4. Temperatura
La temperatura presente en el agua es a causa de la absorción de la radiación en las
capas superiores del líquido, las variaciones de temperatura afectan a la solubilidad de
sales y gases en agua y en general a todas sus propiedades tanto químicas como su
comportamiento microbiológico (Marín, 2003), la temperatura del agua tiene una gran
importancia en el desarrollo de los diversos procesos que en ella se realizan, de forma
que un aumento de la temperatura modifica la solubilidad de las sustancias (Aznar &
Barba, 2010)
7
1.3.5. Sólidos Totales, Sólidos Suspendidos y Sólidos Disueltos
El contenido total de materia sólida contenida en el agua se define como sólidos totales
también se define como la expresión que se aplica a los residuos de material que quedan
en un recipiente después de la evaporación de una muestra y su consecutivo secado en
estufa a temperatura definida. (APHA, 2012).
Los sólidos totales están comprendidos tanto de los orgánicos o volátiles (V) como los
inorgánicos o fijos (F). Estos pueden encontrarse como: ‰ Sólidos disueltos (SD), que
no sedimentan, estando en estado iónico o molecular. ‰ Sólidos en suspensión (SS),
que pueden ser sedimentables (Ss), los que por su peso sedimentan fácilmente en un
período de tiempo, y no sedimentables (Sc), que no sedimentan tan fácilmente porque
su peso específico es próximo al del líquido o por encontrarse en estado coloidal.
(Menéndez, 2010).
Campos (2003) se refiere a los sólidos disueltos como los materiales que permanecen en
el agua, los sólidos disueltos en el agua resultan de la acción solvente del agua luego de
actuar sobre sólidos, líquidos y gases, los sólidos suspendidos se refieren a las partículas
orgánicas e inorgánicas, así como los líquidos inmiscibles que se encuentran en el agua.
Los STS pueden ser aportados tanto por procesos de arrastre como de remoción de
tierras y también por vertimientos urbanos e industriales.
1.3.6. Demanda Química de Oxígeno
La demanda química de oxígeno (DQO), corresponde a la cantidad de oxígeno
requerido para oxidar la fracción orgánica e inorgánica de un medio de agua (Ramlho,
1993, citado en Robles, 2006). Según Marín (2003) la materia orgánica se ve
estrechamente relacionada con las bacterias que en ella pueden existir.
1.3.7. Nitratos, Nitritos y Fosfatos
Los nitratos inorgánicos se forman en la naturaleza por la descomposición de los
compuestos nitrogenados como las proteínas, la urea (Carrera, 2011), son sustancias
químicas que se encuentran naturalmente en los suelos en pequeñas cantidades. Los
fertilizantes y las aguas negras de origen animal también son fuentes de nitratos.
(Yaguachi, 2013)
8
El nitrito es un estado intermedio de la oxidación del nitrógeno, tanto en la oxidación
del amoníaco a nitrato como en la reducción del nitrato. (APHA, 2012). La presencia
de nitritos en un agua suele indicar una contaminación de carácter fecal reciente, en
aguas superficiales bien oxigenadas, la concentración de nitritos no suele superar los
0,100 mg/l (Marín, 2003). El límite permisible de nitritos para la preservación de vida
acuática es de 0,2 mg/l, según la tabla 2 del Anexo 1 del TULSMA.
El mayor impacto de los nitratos y nitritos en cuerpos de agua dulce es el de la
fertilización que conduce a la eutrofización. Los niveles excesivos de nitrógeno pueden
causar una sobreproducción de algas y plancton, el consumo y el agotamiento eventual
de oxígeno pueden conducir a la asfixia de otros organismos. (Solís et al 2011)
Los fosfatos se encuentran en los fertilizantes y detergentes, llegan al agua a través del
escurrimiento agrícola, los desechos industriales y las descargas de aguas servidas. El
ión fosfato suele operar como nutriente limitante, es decir que controla el crecimiento de
algas. (Baird, 2004), al igual que los nitratos las concentraciones desmesuradas de
fosfatos en agua puede ocasionar problemas de agotamiento de oxígeno del agua y
exceso de materia orgánica producida, las cuales dan lugar a la eutrofización. (Marín,
2003).
1.3.8. Coliformes Totales
Dentro de los coliformes totales (CT), se distinguen dos tipos: coliformes fecales que
provienen del tracto intestinal de animales de sangre caliente y coliformes residentes
naturales en el suelo y agua. (Perdomo C. H. et al, 2001), además los coliformes están
presentes en aguas servidas.
1.4. Metales pesados
Los metales pesados, considerados por Manahan (2007) como elementos trazas, por su
existencia a niveles muy bajos. Entre los elementos traza más importantes que se han
encontrado en las aguas naturales son: Arsénico, Berilio, Boro, Cromo, Manganeso,
Plomo, Cadmio etc., algunos de estos son reconocidos como nutrientes para la vida de
las plantas y animales, esenciales a niveles bajos y tóxicos a niveles altos. Los
problemas de contaminación de agua por metales, por lo general se debe a explotaciones
9
mineras cerca de un cuerpo de aguas receptor. Además, existen bajas concentraciones
de metales en cuerpos de agua, ya que pueden presentar fondos geoquímicos propios de
la geología de la zona.
1.5. Lago San Pablo
El lago San Pablo perteneciente al cantón de Otavalo, provincia de Imbabura, se
encuentra al norte de la Cordillera de los Andes, en la meseta interandina, a una altura
de 2600 m.s.n.m, situado en un valle entre los volcanes Imbabura (4,609 m), Cusin
(3,889 m) y Mojanda (4,263 m), (Gunkel & Casallas, 2002), por lo qué Gunkel, 2001
lo considera un lago de alta montaña subtropical, tiene una superficie de 6,7km2, una
profundidad máxima de 35m, y 3,2 años de tiempo de residencia hidráulico, es el
segundo lago más grande del país. (Gunkel, 2001), tiene una unidad hidrográfica de
15.489 la cual representa la mayoría de agua presente en el cantón Otavalo. (PDOT,
2015). Alrededor del lago se encuentran las parroquias: San Pablo, San Rafael de la
Laguna, Eugenio Espejo y González Suárez, como lo menciona Gómez (2017).
La zona del lago está subdividida, en: Zona pantanosa litoral, zona litoral baja y zona
pelágica o profunda, las cuáles son zonas donde predominan: cultivo de totora y la
presencia de plantas acuáticas, vegetación acuática sumergida y algas considerados
como productores primarios dominantes respectivamente. (CEPCU, 2001 citado en
Galarraga et al 2013). La climatología del lago en los meses de octubre y mayo presenta
época lluviosa y la época seca concierne a los meses de junio y septiembre, en la zona
de influencia del volcán Imbabura y el Lago San Pablo existe un rango de precipitación
de 800 mm/año, según los datos reportados por el (INAMHI, 1999).
En la cuenca alta del lago San Pablo y a los alrededores de sus afluentes y efluente
existe actividad agrícola, la cual presenta una expansión desordenada y amenaza con la
destrucción de los pocos remanentes de bosque que garantizan la afluencia de agua al
lago. (Soria, 2010).
Según la información establecida en el Plan de Ordenamiento Territorial (PDOT) del
GAD Otavalo, el lago San Pablo recepta desechos líquidos no controlados ni procesados
en las plantas de tratamiento. En la figura 1 se visualiza las descargas de aguas
residuales al lago y los puntos dónde a su vez se pretende establecer acciones para la
recuperación del lago.
10
Figura 1. Descargas de aguas servidas al lago San Pablo; Fuente: Plan de
Recuperación lago San Pablo, 2012, citado en PDOT GAD, Otavalo, 2015.
1.5.1. Afluentes y Efluente del Lago San Pablo
La red hídrica del Lago San Pablo se dinamizó por las formaciones geológicas, el grado
de inclinación de la pendiente, las precipitaciones anuales y los páramos existentes en el
volcán Imbabura, a partir de estas características se han formado redes hídricas
superficiales y subterráneas que drenan al lago San Pablo (Cevallos et al, 2015), en la
figura 2 (ubicada en el apartado siguiente) se visualiza las quebradas que llegan al lago
San Pablo.
El principal afluente del lago es el río Itambi, el cual contribuye aproximadamente con
el 90% de los aportes de agua, y el principal efluente es el llamado Desaguadero
(Gunkel, 2001).
La cuenca de captación del río Itambi comprende un área montañosa de 121.33 km2,
con áreas de cultivos que llegan por encima de los 3400 msnm (Paredes,1994 citado en
Gómez, 2017). La estación ubicada en el Itambi, que nutre a Imbakucha, tiene caudales
promedio anuales del orden del 1,39 m3 /s con un máximo de 2,03 m 3 /s en abril y 0,98
m3/s en agosto. La importancia de este caudal radica en que es el alimentador de la
laguna. El Desaguadero de la laguna en conjunto con otros pequeños efluentes en la
estación ubicada en el área registra un caudal promedio anual de 1,34m3 /s con
máximos de 2,19 m3 /s en abril y mínimos de 0,62m3 /s en septiembre. (PDOT, 2015).
11
1.5.2. Estudios realizados en el Ecuador
En el lago San Pablo a lo largo de los años se han realizados pocos estudios
limnológicos y estudios que demarquen las características físico-químicas de las aguas
entrantes al mismo, es decir la calidad de agua. Los estudios más significativos del lago
fueron realizados en los años de 1998-2003 por Gunkel junto a otros investigadores
como Cassallas y Carrera que bajo un convenio con la Universidad de Berlín de
Alemania y la Escuela Politécnica Nacional lograron monitorear el lago por dos años
consecutivos.
En uno de los estudios realizados por Gunkel, (2001) caracteriza las propiedades físicas
del lago como los períodos de estratificación y concentraciones en los sedimentos,
además concluye que, desde el punto de vista del estado trófico, el lago se considera
eutrófico, con altas cargas de nutrientes aportadas en gran parte por aguas de escorrentía
(provenientes de actividades agrícolas) y por aguas residuales domésticas. El intenso
desarrollo de macrófitas sumergidas ha contribuido al estado trófico.
En el estudio realizado por Gunkel y Casallas (2001) a partir de análisis físico-químicos
a diferente profundidades del lago y en las aguas del efluente Itambi concluyen que en
el río Itambi la vegetación natural ha desaparecido totalmente, siendo remplazada por
cultivos agrícolas y algunas áreas de bosque secundario, el lago San Pablo presenta
problemas de eutrofización debidos a la entrada permanente de aguas residuales con alto
contenido de nutrientes provenientes de la agricultura intensiva, de los asentamiento
humanos presentes en su cuenca y de una incipiente infraestructura turística asentada en
sus orillas.
Gunkel y Carrera (2003), plantean un estudio geomorfológico, químico, físico y de
biodiversidad del agua en la corriente del Itambi, mediante un monitoreo mensual en
época lluviosa y época seca, dónde establece la baja saturación de oxígeno en la parte
inferior de la corriente, debido a descargas de aguas residuales y la baja biodiversidad
en el cauce.
Un estudio reciente realizado por Gómez (2017), caracteriza la composición físico-
química y microbiológica en los afluentes, efluentes y en el lago, dónde determina las
altas concentraciones de coliformes totales en los afluentes, río Itambi y vertiente
Preñadilla y en el efluente Desaguadero.
12
2. METODOLOGÍA
2.1. Descripción Geográfica del área de estudio
El lago San Pablo es un lago de alta montaña, perteneciente a la provincia de Imbabura,
ubicado al norte de Ecuador, se encuentra cerca de Otavalo, latitud 0 ° 12 'Norte y
longitud 78 ° 13' Este. Es un lago natural situado en un valle entre los volcanes
Imbabura (4,609 m), Cusin (3,889 m) y Mojanda (4,263 m). (Gunkel & Casallas, 2002).
El sistema léntico San Pablo está conformado por varios afluentes derivados de
riachuelos de montañas y un solo efluente que converge en la formación de la cascada
Peguche.
El área de estudio seleccionada son los afluentes río Itambi, vertiente Preñadilla y el
efluente Desaguadero. Los puntos de muestreo se seleccionaron bajo una previa
inspección de campo y a “criterio” como la accesibilidad del sitio, se realizó un
muestreo superficial en la época de estiaje en las desembocaduras de los afluentes y
efluente, que representa la calidad del agua solamente en el tiempo y en el lugar que fue
tomada (Briones, 2015). El muestreo superficial fue efectuado debido a la poca
profundidad de la desembocadura del afluente río Itambi y el efluente Desaguadero,
además por él difícil acceso a la vertiente Preñadilla que posee gran masa de macrófitas;
la descripción de los puntos de muestreo y su ubicación se detallan en la tabla 1 y en la
figura 2.
13
Figura 2. Ubicación de Puntos de Muestreo
14
Tabla 1. Ubicación de los puntos de muestreo
2.2. Tipo de muestreo y parámetros medidos
La presente investigación por el tipo de variables es transversal y observacional, las
variables medidas corresponden a un determinado tiempo y espacio. Se realizó el
muestreo en los meses de julio, agosto y septiembre (2017), correspondientes al período
de estiaje, época con menor cantidad de precipitaciones mensuales. Se recolectó un total
de seis muestras por cada punto: río Itambi, vertiente Preñadilla y Desaguadero.
El protocolo de muestreo se ejecutó bajo los lineamientos de las normas: NTE INEN
5667-3: 2014 (Conservación y manipulación de las muestras de agua). NTE INEN
5667-1:2014 (programa de muestreo y técnicas de muestreo), descrito a continuación:
Punto
Muestreo
Código
Muestra
Descripción
sitio de
muestreo
Coordenadas (UTM
WGS84)
Altitud
(ms.n.m)
X Y
Vertiente
Preñadilla
LG1.1
LG1.2
LG1.3
LG1.4
LG1.5
LG1.6
Desembocadura
de la vertiente,
cerca del
muelle del lago.
Parque acuático
Araque. Sur-
Este. Agua
cristalina, gran
cantidad de
masa de algas.
0.207315
-78.204.952
2601
Río Itambi
LG2.1
LG2.2
LG2.3
LG2.4
LG2.5
LG2.6
Desembocadura
del Itambi,
pasando el
puente de
acceso. Sur-
Oeste. Agua
turbia, con olor.
Poco profundo.
0.197299
-78.214.743
2624
Desaguadero
LG3.1
LG3.2
LG3.3
LG3.4
LG3.5
LG3.6
Desembocadura
del lago, antes
del puente.
Norte del lago.
Agua cristalina,
poco profundo.
0.227461
-78.234.094
2640
15
Con la ayuda del GPS se determinó la ubicación del punto de muestreo.
Para la recolección del volumen de muestra se utilizaron botellas de
polietileno de 1L (recipientes adecuados para la determinación de
parámetros físico-químicos en aguas naturales).
Para la recolección de muestras para análisis microbiológicos se utilizó
recipientes de aproximadamente 50mL, estériles y herméticamente cerrados.
Previo a la toma de muestras, se realizó la homogenización, se sumergieron
los recipientes sellados en el cuerpo de agua a una profundidad determinada
y se lavó la botella, con el fin de evitar la contaminación de la muestra por
factores externos.
En los afluentes: río Itambi, vertiente Preñadilla y en el efluente
Desaguadero, se recogió una muestra superficial puntual con la ayuda de un
equipo manual.
La muestra se almacenó en los respectivos recipientes etiquetados, se
coloraron en el cooler para su preservación a una temperatura aproximada de
4 C.
Los parámetros analizados fueron: conductividad eléctrica (CE), potencial de hidrógeno
(pH), oxígeno disuelto (OD), temperatura, sólidos disueltos totales (SDT), sólidos
suspendidos, sólidos totales (ST), nitratos (NO32-
), nitritos (NO2-), fosfatos (PO4
2-),
coliformes totales, Demanda Química de Oxígeno (DQO), Cadmio (Cd2+
), Cobalto
(Co2+
), Níquel (Ni3+
) y Plomo (Pb2+
).
Las mediciones “in situ” se realizaron para los siguientes parámetros físico-químicos:
pH, temperatura, conductividad eléctrica (CE) y OD (oxígeno disuelto), utilizando el
medidor multiparámetro calibrado previamente, marca WTW, modelo Multi 3410 SET.
El protocolo aplicado para la medición “in situ” fue el siguiente:
Previo a la medición, las sondas fueron lavadas con agua destilada para evitar
la contaminación de la muestra.
16
Para medir los parámetros: pH, temperatura y conductividad se recolectó la
muestra en un vaso plástico de 100mL.
Se colocó la sonda por un tiempo determinado, hasta estabilizar el valor
medido.
El parámetro de OD (oxígeno disuelto) fue medido directamente, la sonda en
el cuerpo de agua hasta la estabilización del valor.
El registro de los datos obtenidos de cada medición en los puntos de muestreo
se anotó en la libreta de campo.
2.3. Análisis de laboratorio
Para el análisis de los parámetros físico-químicos se utilizó las metodologías de la
Asociación Americana de Salud Pública (APHA, 1992) y los procedimientos descritos
en el Handbook del equipo HACH. Las determinaciones físico-químicas analíticas están
registradas en el tabla 2. Los análisis se realizaron en el Laboratorio de Análisis
Químicos y Ambientales de la Facultad de Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y
Ambiental de la Universidad Central del Ecuador (LABFIGEMPA).
Los resultados de los parámetros medidos, se compararon con los criterios y límites
máximos permisibles establecidos en el TULSMA, (véase en Anexo A1), se tomó en
cuenta las siguiente tablas: Tabla 2, Preservación de vida acuática en agua dulce, Tabla
6, Calidad de aguas para fines recreativos mediante contacto primario, ya que tanto en la
Vertiente Preñadilla y Desaguadero, los habitantes del sector usan el recurso agua para
bañarse o a su vez para el lavado de prendas de vestir; Tabla 9, Límites de descarga a un
cuerpo de agua dulce, según Gunkel (2001) en el río Itambi llegan aguas residuales
negras directas o a su vez de las plantas de tratamiento residuales ubicadas cerca del
sector .
17
Tabla 2. Técnica de análisis por parámetro físico-químico y biológico
PARÁMETROS
FÍSICO-QUÍMICOS
EQUIPO MÉTODO
pH
Potenciómetro Elicrom APHA,
1995
Conductividad eléctrica
Multiparámetro Hach 2014. APHA,
1995.
Oxígeno Disuelto
Multiparámetro Hach 2014. APHA,1995
Temperatura
Multiparámetro Hach 2014.
Sólidos suspendidos
Equipo DR 2000 HACH espectrofotometer.
APHA:
2540 D
Sólidos disueltos Equipo marca Thermo Orion. APHA 2540
C
Sólidos totales Gravimetría, utilizando estufa de secado. APHA 2540
B
Demanda Química de
Oxígeno
Colorimetría utilizando reactivo DQO hach.
Equipo DR4000V HACH Espectrofotometer.
Digestor DQO.
APHA:5220
C
Nitratos Colorimetría, utilizando reactivo nitraver 6.
Equipo DR4000V HACH Espectrofotometer
APHA:
4500- B
Nitritos
Colorimetría, utilizando nitraver 3Equipo
DR4000V HACH Espectrofotometer
APHA:
8191
Fosfatos
Colorimetría, utilizando reactivo fosfaver
6Equipo DR4000V HACH Espectrofotometer
APHA 8190
Coliformes Totales
Método incubación, utilizando petrifilm.
Equipo incubadora microbiológica.
APHA 9221
B
Cadmio (Cd ) Espectrofotometría Absorción Atómica. APHA 3111
B
Cobalto (Co) Espectrofotometría Absorción Atómica. APHA3111
B
Níquel (Ni ) Espectrofotometría Absorción Atómica. APHA3111
B
Plomo (Pb) Espectrofotometría Absorción Atómica. APHA3111
B
18
2.4. Determinación del Índice de Calidad de Agua ICA
Para el cálculo del índice de Calidad de Agua se utilizó el método del “water Quality
Index” desarrollado por la Fundación Nacional de Saneamiento de Estados Unidos
(INSF).
El índice de calidad de agua propuesto por la NSF se fundamenta en un procedimiento
que tiene en cuenta el promedio aritmético ponderado de nueve variables, (Fernández,
Izquierdo & Menéndez, 2017), dónde cada variable responde a un peso ponderado,
detallado en la tabla 3. En caso de no existir el valor de una variable el peso ponderado
de la variable correspondiente se divide para el número de variables medidas total, el
resultado de la división se adiciona a cada peso ponderado de las variables existentes.
En el presente estudio no se obtuvo la medida de turbidez y DBO5 por lo cual se dividió
0,08/8 y el resultado se adicionó al peso ponderado de cada variable.
Tabla 3. Pesos Ponderados Variables ICA NSF
Para el cálculo del ICA NSF se utilizó un promedio aritmético ponderado (ecuación 1)
como lo describe (Fernández & Solano, 2005).
∑
Dónde
WQI= Índice de Calidad de Agua
Qi= Subíndice del Parámetro i
Wi = Factor de Ponderación para el Subíndice i
Variable Peso Ponderado
Oxígeno Disuelto 0,17
Coliformes Totales 0,15
pH 0,12
DBO5 0,10
Nitratos 0,10
Fosfatos 0,10
Temperatura 0,10
Turbidez 0,08
Sólidos Suspendidos 0,08
(1)
19
El valor de Qi se estima a partir de funciones de calidad, expresadas a partir de
ecuaciones o curvas para cada variable. (Fernández, Izquierdo & Menéndez, 2017). Las
curvas utilizadas para la obtención de Qi están representadas en el anexo B, las cuáles
fueron tomadas del Manual de ICAs e ICOs y su Importancia Mundial de Fernández &
Solano, 2005.
Los datos para el cálculo de índice de calidad de agua se realizaron en el software de
Excel versión 2016.
Los resultados de los valores obtenidos tras el cálculo del índice, se comparó con los
rangos de clasificación de calidad establecidos por la NSF, detallados en la tabla 4. Los
resultados deben ser números que cubran el rango de 0 a 100, dónde 0 dictamina la
calidad de agua muy pobre y 100 calidad de agua excelente.
Tabla 4. Rangos de Clasificación de calidad establecidos por la NSF
Calidad de Agua Criterio Color
Excelente 91-100
Buena 71-90
Media 51-70
Mala 26-50
Muy Mala 0-25
2.5. Análisis estadístico
Utilizando estadística descriptiva básica, se calculó el coeficiente de correlación de
Pearson (r) entre los parámetros físico-químicos; los datos fueron procesados en el
software Minitab versión 18. Además, se consideró la tendencia central de los
resultados y la variabilidad o dispersión con un 95% de confianza.
El presente estudio es observacional. Según, Veiga de Cabo, De la Fuente &
Zimmermann, (2008), cuando un estudio es observacional no existe ninguna
intervención por parte del investigador, es decir se limita a medir el fenómeno y
describirlo tal y como se encuentra presente en la población de estudio, a su vez se
define como una investigación transversal, porque se midió una sola vez las variables,
en este caso, sus características físico-químicas para un momento específico, no se
pretendió evaluar la evolución de las mismas (Kerlinger & Lee, 2002; citado en Carrera,
2011).
20
3. CÁLCULOS Y RESULTADOS
3.1. Mediciones de parámetros físico-químicos y microbiológicos.
Los valores numéricos de los parámetros físico-químicos y biológicos se detallan a
continuación, dónde para cada resultado se calculó: media, varianza y desviación
estándar, las cuáles son medidas estadísticas que indican una tendencia central de los
resultados obtenidos y a su vez la variabilidad de estos.
3.1.1. Resultados de mediciones “in situ”
La conductividad eléctrica de las desembocaduras de los afluentes y efluente están en el
intervalo de 279-339 µS/cm; la conductividad más alta presentó el efluente río Itambi
con una media de 328,5 µS/cm, el valor intermedio de conductividad medida presentó el
efluente Desaguadero con 311,5 µS/cm, consecuentemente en relación con las medidas
de las aguas en estudio, la conductividad más baja presentó el afluente vertiente
Preñadilla con una media de 287,83 µS/cm. En la tabla 5 se presentan en detalle los
valores medidos y los cálculos estadísticos.
Las variaciones de los valores numéricos medidos de conductividad eléctrica y límites
de desviación máxima y mínima de los afluentes y efluente están representadas en las
figuras 3, 4 y 5 respectivamente, dónde están graficados los límites máximos (Vertiente
Premiadilla: 291 µS/cm; Desaguadero: 315 µS/cm; Río Itambi: 322 µS/cm) y mínimos
(Vertiente Premiadilla: 279µS/cm; Desaguadero: 301µS/cm; Río Itambi: 316µS/cm).
21
Tabla 5. Conductividad Eléctrica
Código de Muestra Conductividad (
µS/cm)
Media Varianza Desviación
Estándar
%
Error
típico
L1.1 279
287,83
19,77
4,45
1,82
L1.2 288
L1.3 290
L1.4 289
L1.5 291
L1.6 290
L2.1 322
328,50
111,50
10,56
4,31 L2.2 337
L2.3 338
L2.4 339
L2.5 317
L2.6 318
L3.1 301
311,5
27,10
5,21
2,13 L3.2 313
L3.3 313
L3.4 315
L3.5 313
L3.6 314
Figura 3. Vertiente Preñadilla: Conductividad Figura 4. Río Itambi: Conductividad
22
Figura 5. Desaguadero: Conductividad
La variación de la conductividad eléctrica comparada con los dos afluentes y el efluente
es significativa, la mayor conductividad se presenta en el río Itambi, los límites
responden a una desviación normal, cómo se puede observar en la figura 6.
Figura 6. Conductividad Eléctrica de los afluentes y afluente
del Lago San Pablo.
Los resultados del pH para cada uno de los afluentes y efluente están descritos en la
tabla 6. El rango de las mediciones de pH de los tres puntos de muestreo va desde 6,79-
7,32, no existe gran variación de pH entre las aguas de las desembocaduras de los
afluentes río Itambi y vertiente Preñadilla y del efluente Desaguadero.
654321
340
330
320
310
300
290
280
Muestreo
Co
nd
ucti
vid
ad
( µ
S/c
m)
Vertiente Preñadilla
Río Itambi
Desaguadero
23
La variabilidad de los datos de pH de los afluentes y efluente respecto a la media está
descrita en las figuras 7,8 y 9 respectivamente. Los valores son aceptables al no
sobrepasar los límites de desviación máximos (Vertiente Premiadilla=7,05;
Desaguadero=7,6; Río Itambi=7,05) y mínimos (Vertiente Premiadilla=6,4;
Desaguadero=7,3; Río Itambi=6,89).
Tabla 6. Potencial Hidrógeno del agua
Código
de Muestra
Potencial
Hidrógeno
Media Varianza Desviación
Estándar
% Error
típico
L1.1 6,41
6,79
0,095
0,31
0,13 L1.2 7,00
L1.3 7,05
L1.4 6,40
L1.5 7,04
L1.6 6,86
L2.1 7,05
6,98
0,005
0,07
0,03 L2.2 6,98
L2.3 6,89
L2.4 7,04
L2.5 7,03
L2.6 6,89
L3.1 7,13
7,32
0,04
0,21
0,08 L3.2 7,18
L3.3 7,17
L3.4 7,30
L3.5 7,56
L3.6 7,58
Figura 7. Vertiente Preñadilla: pH Figura 8. Río Itambi: pH
24
Figura 9. Desaguadero: pH
Figura 10. pH de los afluentes río Itambi y vertiente
Preñadilla y el efluente Desaguadero del Lago San Pablo.
Los valores registrados de temperatura en los distintos puntos de muestreo y el cálculo
de los valores estadísticos relevantes están detallados en la tabla 7. Los valores de la
media de temperatura no fluctúan de manera apreciable entre los puntos de muestreo.
Las deviaciones máximas y mínimas alrededor de la media de los datos registrados de
temperatura se visualizan en las figuras 11, 12 y 13, los límites de desviación máxima
654321
7,75
7,50
7,25
7,00
6,75
6,50
Muestreo
pH
Vertiente Preñadilla
Río Itambi
Desaguadero
25
de temperatura (Vertiente Premiadilla=19,6; Desaguadero=18,7; Río Itambi=19,3) y los
límites de desviación mínima de temperatura (Vertiente Preñadilla=17,5;
Desaguadero=16,6; Río Itambi=14,9
Tabla 7. Temperatura
Figura 11. Vertiente Preñadilla: Temperatura Figura 12. Río Itambi: Temperatura
Código de Muestra empe atu a Media Varianza Desviación
Estándar
%
Error
típico
L1.1 18,8
18,18
0,702
0,84
0,34 L1.2 17,7
L1.3 17,9
L1.4 19,6
L1.5 17,5
L1.6 17,6
L2.1 19,3
16,58
3,510
1,87
0,76 L2.2 14,9
L2.3 15,1
L2.4 14,9
L2.5 17,7
L2.6 17,6
L3.1 16,6
17,92
0,600
0,78
0,31 L3.2 18,3
L3.3 17,9
L3.4 17,5
L3.5 18,7
L3.6 18,5
26
Figura 13. Desaguadero: Temperatura
La congruencia de los valores registrados de temperaturas de las aguas de los tres
puntos de muestreo se visualiza en la figura 14, dónde los valores más bajos de
temperatura presentaron el afluente Río Itambi.
Figura 14. Variación de temperatura de los afluentes río
Itambi, vertiente Preñadilla y efluente Desaguadero del
lago San Pablo.
En la tabla 8 se detallan los valores registrados de OD, allí a partir de las medias
calculadas para cada punto de muestreo se registra la variación de saturación de oxígeno
disuelto entre las aguas de los afluentes y efluente, la media de OD de la Vertiente
Premiadilla representa el valor más alto con 142,62 %, subsiguiente el efluente
654321
20
19
18
17
16
15
Muestreo
Tem
pera
tura
(°C
)
Vertiente Preñadilla
Río Itambi
Desaguadero
27
Desaguadero con 82,85 % y el valor de la media más baja de 79,17 % en el efluente Río
Itambi.
Tabla 8. Oxígeno Disuelto
Código de
Muestra
Oxígeno
Disuelto
(%)
Media Varianza Desviación
Estándar
% Error
típico
L1.1 147,5
142,62
11,97
3,46
1,41 L1.2 142,5
L1.3 143,2
L1.4 145
L1.5 138,6
L1.6 138,9
L2.1 75,64
79,17
20,58
4,53
1,85 L2.2 76,6
L2.3 75,9
L2.4 76,9
L2.5 85
L2.6 85
L3.1 82,3
82,85
1,71
1,31
0,53 L3.2 81,6
L3.3 81,9
L3.4 82,3
L3.5 84,6
L3.6 84,4
Las variaciones de los límites máximos (Vertiente Premiadilla= 147,5;
Desaguadero=84,6; Río Itambi=85) y los límites de desviación mínima de oxígeno
disuelto (Vertiente Preñadilla=142,5; Desaguadero=81,6; Río Itambi= 75,6), se
visualizan en las figuras 21,22 y 23.
Figura 15. Vertiente Preñadilla: Oxígeno Disuelto Figura 16. Río Itambi: Oxígeno Disuelto
28
654321
150
140
130
120
110
100
90
80
70
Muestreo
OD
(%
satu
ració
n)
Vertiente Preñadilla
Río Itambi
Desaguadero
Figura 17. Desaguadero: Oxígeno Disuelto
Las variaciones de los valores registrados de oxígeno disuelto en las aguas de los
afluentes y efluente en época de estiaje se visualizan en la figura 18, los valores de OD
en la Vertiente Preñadilla registran gran variación en comparación de los valores de OD
en el río Itambi y Desaguadero los cuales mantienen valores similares.
Figura 18. % de Saturación de Oxígeno Disuelto en los
afluentes río Itambi y vertiente Preñadilla y efluente
Desaguadero del Lago San Pablo en época de estiaje.
29
3.1.2. Resultados de mediciones en laboratorio
La composición físico-química y microbiológica de los afluentes Vertiente Preñadilla,
Río Itambi y el efluente Desaguadero con sus respectivos valores de las mediciones
efectuadas en laboratorio están detallados en las tablas 9, 10, 11 y 12.
Parámetros Físicos
Dentro de los parámetros físicos están contemplados los sólidos totales (ST), sólidos
disueltos (SD) y sólidos suspendidos (SS).
Los rangos de los valores de sólidos suspendidos en las aguas estudiadas son los
siguientes: En los afluentes Vertiente Preñadilla 0-8 mg/l, río Itambi 0-6 mg/l y el
efluente Desaguadero presentó un rango de 0-3 mg/l, los valores obtenidos de sólidos
suspendidos son relativamente bajos, el mayor valor obtenido de sólidos suspendidos es
8mg/l correspondiente a la Vertiente Preñadilla.
En cuanto a sólidos disueltos (STD), el rango de los valores obtenidos oscila entre
184,67 mg/l - 198,83 mg/l, dónde el valor máximo de sólidos disueltos corresponde al
afluente Río Itambi, el valor intermedio al efluente Desaguadero con 197,33 mg/l y el
valor más bajo corresponde a la Vertiente Preñadilla con 184,67 mg/l. Los sólidos
disueltos entre las aguas de los afluentes y efluente no tienen una variabilidad alta cómo
se observa en la figura 19. La media de los sólidos totales calculados: 224mg/l en la
Vertiente Preñadilla, 233,33mg/l en el río Itambi y 202,33 mg/l en el efluente
Desaguadero. La variación de sólidos disueltos y sólidos totales en función del muestreo
se observa en la figura 20, dónde el rango de 1-6 corresponde a los valores de la
Vertiente Preñadilla, el rango de 7-12 corresponde al río Itambi y el rango de 13-18 al
efluente Desaguadero.
30
Tabla 9. Resultados de parámetros físico-químicos y microbiológicos de los
afluentes río Itambi y vertiente Premiadilla.
Tabla 10. Resultados de parámetros físico-químicos y microbiológicos del efluente
Desaguadero
Vertiente Preñadilla
LG1.1 LG1.2 LG1.3 LG1.4 LG1.5 LG1.6
SS (mg/l) 0 0 6 0 2 8
STD (mg/l) 184 186 186 185 184 183
ST (mg/l) 260 212 202 202 238 230
DQO (mg/l) 10 4 4 3 10 6
Nitratos (mg/l) 3,6 4,4 4,2 4 6,9 6,1
Nitritos (mg/l) 0,016 0,007 0,007 0,005 0,057 0,056
Fosfatos (mg/l) 0,636 0,747 0,819 1,646 0,974 0,608
Coliformes Totales
(UFC/100ml)
4500 1300 1300 1300 3600 3600
Río Itambi
LG2.1 LG2.2 LG2.3 LG2.4 LG2.5 LG2.6
SS (mg/l) 0 0 6 0 4 3
STD (mg/l) 213 194 195 194 199 198
ST (mg/l) 248 220 226 224 232 250
DQO (mg/l) 38 13 11 12 58 48
Nitratos (mg/l) 1,9 2,2 2,2 2 3,5 3,4
Nitritos (mg/l) 0,197 0,125 0,125 0,054 0,0492 0,06
Fosfatos (mg/l) 1,789 1,037 1,145 1,258 1,168 1,399
Coliformes Totales
(UFC/100ml)
28000 32400 32400 32400 35500 35500
Desaguadero
LG3.1 LG3.2 LG3.3 LG3.4 LG3.5 LG3.6
SS (mg/l) 0 0 3 0 0 0
STD (mg/l) 199 199 198 199 195 194
ST (mg/l) 224 190 194 198 206 202
DQO (mg/l) 32 10 9 8 14 20
Nitratos (mg/l) 1,4 1,4 1,4 1,3 4,5 4,3
Nitritos (mg/l) 0,013 0,008 0,008 0,003 0,0052 0,008
Fosfatos (mg/l) 2,877 0,826 0,764 0,774 0,726 0,717
Coliformes Totales
(UFC/100ml)
1200 3100 3100 3100 3500 3500
31
Tabla 11. Resultados estadísticos de las mediciones de los parámetros físico-químicos y
microbiológicos de los afluentes río Itambi y vertiente Premiadilla.
Tabla 12. Resultados estadísticos de las mediciones de los parámetros físico-químicos y
microbiológicos del efluente Desaguadero.
Vertiente Premiadilla
Media Varianza Desviación estándar % error típico
SS (mg/l) 2,67 12,27 3,50 1,43
STD (mg/l) 184,67 1,47 1,21 0,49
ST (mg/l) 224 528 22,97 9,38
DQO (mg/l) 6,17 9,76 3,13 1,27
Nitratos (mg/l) 4,87 1,73 1,31 0,54
Nitritos (mg/l) 0,02 0,001 0,025 0,01
Fosfatos (mg/l) 0,905 0,15 0,38 0,18
Coliformes Totales
(UFC/100ml)
2600 213 6000 1461,51 596,65
Río Itambi
SS (mg/l) 2,16 6,57 2,56 1,05
STD (mg/l) 198,83 52,57 7,25 2,96
ST (mg/l) 233,33 162,66 12,75 5,2
DQO (mg/l) 30,00 429,2 20,71 8,45
Nitratos (mg/l) 2,53 0,52 0,72 0,29
Nitritos (mg/l) 0,1 0,003 0,058 0,023
Fosfatos (mg/l) 1,29 0,07 0,26 0,11
Coliformes Totales
(UFC/100ml)
32700 7608 000 25758,26 1126,05
Desaguadero
Media Varianza Desviación estándar % error típico
SS (mg/l) 0,500 1,50 1,22 0,5
STD (mg/l) 197,33 5,06 2,25 0,92
ST (mg/l) 202,33 144,67 12,03 4,91
DQO (mg/l) 15,5 84,7 9,2 3,75
Nitratos (mg/l) 2,38 2,45 1,56 0,64
Nitritos (mg/l) 0,007 0,0001 0,003 0,001
Fosfatos (mg/l) 1,11 0,75 0,86 0,03
Coliformes Totales
(UFC/100ml)
2916 745666,67 863,52 352,53
32
654321
60
50
40
30
20
10
0
Muestreo
DQ
O (
mg
/l)
Vertiente Preñadilla
Río Itambi
Desaguadero
Figura 19. Variación de sólidos disuelto y sólidos totales en los
afluentes río Itambi y vertiente Preñadilla y efluente Desaguadero
del lago San Pablo.
Parámetros Químicos
En la figura 20 se aprecia las variaciones de la demanda química de oxígeno de las
aguas de los afluentes y efluente, dónde los valores más bajos de DQO corresponde a la
vertiente Preñadilla la cuál presenta una media de 6,17 mg/l, el valor intermedio de
DQO presenta el efluente Desaguadero con una media de 15,5mg/l y los valores más
altos de DQO corresponden al río Itambi con una media de 30mg/l.
Figura 20. Variación de DQO en los afluentes río Itambi y
vertiente Preñadilla y efluente Desaguadero del lago San Pablo
181716151413121110987654321
270
260
250
240
230
220
210
200
190
180
Muestreo
Pará
metr
os
Fí si
co
s (m
g/l
)
Sólidos Disueltos
Sólidos Totales
Vertiente Preñadilla Río Itambi Desaguadero
33
Los valores observados en la tabla 10, denotan que el efluente Desaguadero presenta
una media de 2,38mg/l de nitratos presentes en el agua, correspondiente al valor más
bajo, mismo que no difiere considerablemente del afluente Itambi que presenta 2,53
mg/l. El valor de nitratos más alto corresponde a las aguas de la vertiente Preñadilla con
4,87 mg/l. En la figura 27 se observa la variabilidad de nitratos presentes en el agua,
dónde la mayor cantidad de nitratos corresponde a la vertiente Premiadilla, la cual
presenta gran variabilidad respecto al río Itambi y Desaguadero.
Figura 21. Variación de nitratos en los afluentes río Itambi y
vertiente Preñadilla y efluente Desaguadero del lago San Pablo.
Según los resultados de nitritos (NO2-) detallados en la tabla 10, la vertiente Preñadilla
presenta un rango de 0,005-0,057 mg/l, el río Itambi 0,04-0,197 mg/l y el Desaguadero
presenta un rango de 0,03-0,01 mg/l. Los valores de las medias calculadas detalladas en
la tabla 12 denotan que, el río Itambi presenta la media más alta de nitritos con 0,10
mg/l, los valores de la vertiente Preñadilla en los 4 primeros muestreos se mantienen
constante y tiene una tendencia leve a subir en los dos últimos muestreos a diferencia de
los valores del Desaguadero los cuáles son bajos y se mantienen relativamente
constantes, cómo se observa en la figura 22.
654321
7
6
5
4
3
2
1
Muestreo
Nit
rato
s (m
g/l
)
Vertiente Preñadilla
Río Itambi
Desaguadero
34
Figura 22. Variaciones de nitritos en los afluentes río
Itambi y vertiente Preñadilla y efluente Desaguadero
del lago San Pablo.
Los resultados de fosfatos (P-PO4-) denotan que, la más alta concentración de fosfatos
están presentes en las aguas del río Itambi con 1,29 mg/l, valor que no mantiene una
marcada diferencia con el Desaguadero que presenta 1,11 mg/l y la vertiente Preñadilla
con 0,905 mg/l, las variaciones no son muy significativas, sin embargo existen picos
con tendencia a subida (figura 23) en la vertiente Preñadilla y en el Desaguadero lo cual
se puede interpretar como datos atípicos y a su vez recalcar que en el primer muestreo
realizado en el Desaguadero, metros más arriba, habitantes del sector estaban lavando
prendas de vestir.
Figura 23. Variaciones de fosfatos en los
afluentes río Itambi y vertiente Preñadilla y
efluente Desaguadero del lago San Pablo.
654321
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
Muestreo
Nit
rito
s (m
g/l
)
Vertiente Preñadilla
Río Itambi
Desaguadero
654321
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
Muestreo
Fo
sfato
s (m
g/l
)
Vertiente Preñadilla
Río Itambi
Desaguadero
35
Según la figura 24, la variabilidad de los datos medidos más marcados son los
siguientes: los valores más altos de DQO presenta el río Itambi, los valores más altos de
nitratos presentan la vertiente Preñadilla, los valores de nitritos y fosfatos mantienen
una variación no muy marcada entre los tres puntos de muestreo.
Figura 24. Variación de los parámetros químicos en los afluentes río
Itambi y vertiente Preñadilla y en el efluente Desaguadero del lago
San Pablo.
Parámetro Microbiológico
En la tabla 10 y 11 se describen a detalle las medias de los valores medidos para
coliformes totales, dónde el valor más alto presenta el río Itambi con una media de
32700 NFC/100ml, el valor intermedio representa el Desaguadero con 2916 NFC/100ml
y el valor más bajo representa la vertiente Preñadilla con 2600 NFC/100ml. En la figura
25 se observa la variabilidad de coliformes fecales en base a los puntos de muestreo,
existe una marcada diferencia de los valores del río Itambi con respecto a la vertiente
Preñadilla y el Desaguadero, los cuáles mantienen valores relativamente similares.
181716151413121110987654321
60
50
40
30
20
10
0
Muestreo
Pará
metr
os
Qu
í mic
os
(mg
/l)
DQO
Nitratos
Nitritos
Fosfatos
Vertiente Preñadilla Río Itambi Desaguadero
36
Figura 25. Variación de coliformes totales en los afluentes río Itambi y
vertiente Preñadilla y en el efluente Desaguadero del lago San Pablo.
3.1.3. Metales Pesados
Los valores de los metales pesados medidos (cadmio, níquel, plomo y cobalto), están
por debajo del límite de detección del equipo utilizado, es importante mencionar que no
existió variabilidad en ningún punto de muestreo, en los seis muestreos se mantuvieron
constantes, es decir Cd (<0,15), Co (< 0,08), Ni (<0,14) y Pb (<0,15).
181716151413121110987654321
40000
30000
20000
10000
0
Muestreo
Co
lifo
rmes
To
tale
s (U
FC
/10
0m
l)
37
3.2. Resultados en comparación con la normativa legal vigente.
Tabla 13. Límites Máximo-Permisibles
Parámetros Unidad
TULSMA
ANEXO1,
Tabla 2.
TULSMA
ANEXO1
, Tabla6.
TULSM
A
ANEXO
1, tabla 9.
V.Preñ
.
Río
Itamb Desag
pH Unidades
de pH 6,5-9 6,5-8,3 6,79 6,98 7,32
Conductivida
d
eléctrica µS/cm
287,8 328,5 311,5
Oxígeno
Disuelto % >80 142,6 79,17 82,85
Temperatura
18,18 16,58 17,92
Sólidos
Suspendidos
mg/l
máx.
incremento
de 10%
(CN)
2,67 2,16 0,5
Sólidos
Totales mg/l 1600 224 233,33
202,3
3
Sólidos
Disueltos mg/l 130 184,6 198,83 197,3
DQO mg/l 40 200 6,17 30 15,5
Nitratos mg/l 13 4,87 2,53 2,38
Nitritos mg/l 0,2 0,02 0,1 0,007
Fosfatos mg/l 0,905 1,29 1,11
Coliformes
Totales NFC/100ml 2000 2000 2600 32700 2916
Cadmio mg/l 0,001 0,02 <0,15 <0,15 <0,15
Níquel mg/l 0,025 2 <0,08 <0,08 <0,08
Plomo mg/l 0,001 0,2 <0,14 <0,14 <0,14
Cobalto mg/l 0,2 0,5 <0,15 <0,15 <0,15
38
3.3. Resultados Índice de Calidad de Agua según la NSF
En la época seca (época de estiaje) de acuerdo con los monitoreos y cálculos del Índice
de Calidad del Agua NSF realizados, un afluente del lago San Pablo mantiene una
calidad de agua mala, correspondiente al río Itambí que presenta un ICA de 46,56, la
Vertiente Preñadilla, el segundo afluente del lago San Pablo para el presente estudio,
representa una calidad de agua media, es decir un ICA de 59,16. El efluente
Desaguadero presenta un ICA de 55,67, que corresponde a una calidad media de agua.
Los resultados de los ICA calculados están detallados en la tabla 14.
Tabla 14. Resultados del ICA (NSF), en las desembocaduras de los afluentes río Itambi,
Vertiente Preñadilla y el efluente Desaguadero en época de estiaje.
3.4. Estadística
En la tabla 15, se presentan a detalle los resultados de las correlaciones entre todos los
parámetros con el fin de analizar la incidencia de los parámetros fisicoquímicos y
biológico en la calidad de las aguas de las desembocaduras de los afluentes vertiente
Preñadilla, río Itambi y en el efluente Desaguadero del lago San Pablo.
Lugar de Muestreo ICA (NSF) CALIDAD COLOR DE
CALIDAD
Vertiente Preñadilla 59,16 Media
Río Itambi 46,56 Mala
Desaguadero 55,67 Media
39
Tabla 15. Correlaciones entre parámetros físico-químicos.
pH CE T OD ST STS STD DQO PO4 NO3 NO2
Coliformes
Totales
pH 1 0,37 -0,057 -0,561 -0,476 -0,155 0,428 0,111 -0,141 -0,12 -0,14 -0,12
CE 0,37 1 -0,613 -0,0884 -0,055 -0,08 0,646 0,31 0,124 -0,577 0,533 0,749
T -0,057 -0,613 1 0,386 -0,072 -0,175 -0,01 0,043 -0,117 0,282 -0,303 -0,518
OD -0,561 -0,884 0,386 1 0,127 0,221 -0,844 -0,471 -0,269 0,704 -0,348 -0,538
ST -0,476 -0,055 -0,072 0,127 1 0,117 0,014 0,481 0,233 0,223 0,538 0,488
STS -0,155 -0,08 -0,175 0,221 -0,27 1 -0,27 0,014 -0,226 0,338 0,134 0,135
STD 0,428 0,646 -0,01 -0,844 0,014 -0,27 1 0,606 0,412 -0,705 0,464 0,453
DQO 0,111 0,31 0,043 -0,471 0,481 0,014 0,606 1 0,461 -0,171 0,338 0,604
PO4 -0,141 0,124 -0,117 -0,269 0,233 -0,226 0,412 0,461 1 0,363 0,246 0,199
NO3 -0,12 -0,577 0,282 0,704 0,223 0,338 -0,705 -0,171 -0,363 1 -0,154 -0,285
NO2 -0,14 0,533 -0,303 -0,348 0,538 0,134 0,464 0,338 0,246 -0,154 1 0,712
Coliformes
Totales -0,12 0,749 -0,518 -0,538 0,488 0,135 0,453 0,604 0,199 -0,285 0,712 1
40
4. DISCUSIÓN
El método de ICA INSF, utilizado para el cálculo del índice de calidad de agua,
es sustentado y aprobado por la Fundación Nacional de Saneamiento de los
Estados Unidos (INSF), es el índice más empleado en la valoración de la
calidad de las aguas superficiales para consumo humano a nivel mundial, sin
embargo el índice se puede adaptar y modificar de acuerdo con las condiciones
prevalecientes en el medio de cada sistema acuático en particular (Ruiz et el,
2007, citado en Meléndez et al, 2013), es por ello que a partir de esta premisa se
puede establecer que el índice de calidad de agua (INSF) es confiable.
La calidad de agua del afluente Vertiente Preñadilla y efluente Desaguadero, es
media, y la calidad de agua del afluente Río Itambi es mala. Según los reportes
de Gunkel & Casallas, (2001) y (Gómez 2017) el afluente río Itambi, tiene una
afección directa por descargas de aguas residuales mal tratadas y aguas negras,
también presencia de fertilizantes por la agricultura en toda la cuenca alta del
Lago San Pablo, en la Vertiente Preñadilla y el efluente Desaguadero existe
aportación de tensoactivos que incrementan las concentraciones de fosfatos en
el agua, dentro del marco expuesto, los resultados obtenidos de calidad de agua
pueden ser considerados válidos.
Tomando en cuenta la mala calidad de agua del río Itambi y el caudal entrante
al lago San Pablo que este representa (90% de agua que ingresa según Gunkel,
2001), se puede interpretar que la mayor contaminación del lago proviene de las
aguas del río Itambi, el tiempo necesario para presentar nuevas condiciones de
equilibrio ante un cambio en la calidad del agua que ingresa es de 3,2 años que
corresponde al tiempo de retención del agua según Casallas, 2001 y el tiempo
que las cargas contaminantes pueden ser depositadas en los sedimentos del lago
o a su vez mezclados entre los estratos del mismo. (Menéndez, 2010).
41
El valor promedio de pH 6,79 obtenido en la vertiente Preñadilla presenta un leve
nivel ácido, los valores promedios 6,98 y 7,32 obtenidos en el río Itambi y
Desaguadero respectivamente, corresponden a valores ligeramente neutros. Los
valores de pH están dentro de los rangos permisibles establecidos por el TULSMA,
respecto a calidad de agua para preservación de vida acuática en agua dulce y
estuarios (6,5-9) y calidad de agua para uso recreativo de contacto primario (6,5-
8,3).
Los valores promedios de saturación de oxígeno disuelto, 142,62%, (vertiente
Preñadilla) y 82,8% (Desaguadero) cumplen con la normativa legal vigente
(TULSMA Anexo 1 tabla 2), representan los valores más altos de OD, mientras que,
el valor de 79,17% (río Itambi) está ligeramente fuera de los límites permisibles en
cuanto a calidad de agua para la preservación de vida acuática en agua dulce y
estuarios (>80 %). El valor de correlación de Pearson de 0,3 entre la temperatura y
el oxígeno disuelto representa una correlación positiva débil, se puede establecer
una relación inversamente proporcional pues a mayor temperatura menor oxígeno
disuelto, esto ocurre debido a la liberación de oxígeno al medio ambiente y la
aceleración de los procesos biológicos que consumen OD (Téves, 2016). La adición
de aguas residuales al río Itambi como se mencionó anteriormente, es otra de las
causas del valor bajo de OD ya que la re- aireación natural no puede mantener el
ritmo de consumo de oxígeno. (Téves, 2016).
El valor promedio de conductividad en la vertiente Preñadilla, 287,83 µS/cm, río
Itambi 328,5 µS/cm y Desaguadero, 311,5 µS/cm, comparados con los rangos
propuestos por Massol (2010), que establece que los valores menores a 860 µS/cm,
son valores inferiores lo que significa que el agua no se encuentra muy contaminada
por altas concentraciones de iones disueltos. Según la correlación de Pearson de 0,6
entre la conductividad y los sólidos disueltos, muestra una correlación positiva
moderada, que muestra una relación directamente proporcional, a mayor cantidad de
sólidos disueltos mayor conductividad, la conductividad de un agua natural está
mediatizada por el terreno que atraviesa y por la posibilidad de disolución de rocas y
materiales (Galvín, 2003).
42
En cuanto a los sólidos disueltos, los valores promedios en las aguas de estudio son:
184,67 mg/l (Vertiente Preñadilla), 198,83 mg/l (río Itambi) y 197,33 mg/l
(Desaguadero), el valor más alto de sólidos disueltos corresponde al río Itambi; en el
apartado anterior se explicó la relación de sólidos disueltos y conductividad. Los
valores registrados en los afluentes y efluente del lago San Pablo sobrepasan el
límite máximo permisible establecido en el TULSMA, anexo 1 tabla 9, con respecto
a los límites de descarga a un cuerpo de aguas dulce (130 mg/l), se evaluó con dicha
tabla ya que la tabla de preservación para vida acuática no cuenta con ese parámetro.
La demanda química de oxígeno presente en las aguas de estudio, según los valores
expuestos en la tabla 12, muestra que el promedio de DQO en la vertiente Preñadilla
es de 6,17 mg/l, río Itambi 30 mg/l y 15,5 mg/l en el Desaguadero, estos valores se
mantienen bajo el rango de los límites permisibles en cuanto a calidad de agua para
la preservación de vida acuática en agua dulce (40 mg/l) y a los límites de descarga
en cuerpos de agua dulce (200 mg/l). El valor más alto de DQO corresponde al río
Itambi, lo cual puede atribuirse a las descargas de aguas residuales, que aumentan la
carga orgánica. Además, observando el coeficiente de correlación de 0,6
(correlación positiva moderada) respecto a los sólidos disueltos, se establece la
relación que a mayor DQO mayor concentración de sólidos disueltos, esto se
confirma debido a que los SD pueden transportar materia orgánica absorbida en la
superficie de las partículas (Galvés, 2003).
Las concentraciones de nitratos y nitritos en los afluentes vertiente Preñadilla, río
Itambi y en el efluente Desaguadero son relativamente bajas, los valores promedio
de nitratos son: 4,87 mg/l (Vertiente), 2,53 mg/l (río Itambi) y 2,38 mg/l
(Desaguadero) estos están bajo los límites respecto a la calidad de agua para la
preservación de la vida acuática en agua dulce y estuarios (13 mg/l), las
concentraciones de nitritos promedio son: 0,02 mg/l (Vertiente), 0,1 mg/l (río
Itambi) y 0,007 mg/l (Desaguadero), valores que cumplen con el límite permisible
de calidad de agua para la preservación de vida acuática en cuerpos de agua dulce y
estuarios (0,2 mg/l). La concentración más alta de nitritos presenta el río Itambi y la
concentración más alta de nitratos presenta la vertiente Preñadilla, las
concentraciones de nitratos en su mayoría son atribuidos a residuos de fertilizantes.
43
Las concentraciones de nitratos entrantes al lago son responsables de la
eutrofización de este, dónde el factor limitante es el nitrógeno según Gunkel, (2001).
La fluctuación en los promedios de la concentración de fosfatos obtenidos en las
aguas en estudio no tiene una tendencia marcada de un punto a otro. Las
concentraciones de fosfatos en la vertiente Preñadilla presentó un valor de 0,905
mg/l, en el río Itambi de 1,29 mg/l y en el Desaguadero de 1,11 mg/l, las
concentraciones de fosfatos se debe a la adición de tensoactivos, debido a que, en la
vertiente y Desaguadero, los habitantes usan el espacio y el recurso para lavar
prendas de vestir. La correlación (0,5 positiva débil) existente entre los fosfatos y el
DQO establece una relación directamente proporcional, lo cual podría marcar una
tendencia de contaminación del agua por materia orgánica según (Téves, 2016).
Los resultados de coliformes totales en las aguas en estudio están sobre los límites
permisibles en cuanto a la calidad de agua para uso recreativo de contacto primario
(2000 UFC/100ml) y a la los límites permisibles de descarga en un cuerpo de agua
dulce (2000 UFC/100ml), tabla 6 y tabla 9 respectivamente, estipuladas en el anexo
1 del TULSMA. La vertiente Preñadilla presentó un promedio de 2600
(UFC/100ml) que representa un valor alto, según Gómez, 2017 este valor atribuye a
la suposición de que existe en la vertiente una fuente de contaminación puntual. El
río Itambi presentó un promedio de 32 700 (UFC/100ml), el valor más alto a
comparación con la vertiente y el Desaguadero, dato que vuelve a retomar la idea
de las descargas de aguas servidas al cuerpo de agua, por último, en la
desembocadura del efluente Desaguadero se obtuvo un valor promedio de 2916
(UFC/100ml), este valor puede deberse a las descargas directas de aguas servidas
de las poblaciones aledañas al lugar, pero después de pasar por el punto de
autodepuración (totoras), (Gómez, 2017).
Los resultados del contenido de metales pesados: plomo, níquel, cobalto y cadmio
obtenidos, están bajo el límite de detección del equipo utilizado en todo el estudio,
es decir, cadmio (<0,15 ppm), cobalto (<0,08 ppm), níquel (<0,1 ppm) y plomo
(<0,15 ppm), lo cual indicaría que su presencia, de haberla, estaría relacionado
únicamente con la geología de la zona (fondos geoquímicos), (Tevés, 2016).
44
5. CONCLUSIONES
La cuantificación de las concentraciones de contaminantes obtenidos, marcaron
una línea de información para la caracterización del agua en los afluentes
vertiente Preñadilla, río Itambi y el efluente Desaguadero, determinando que
corresponden a aguas neutrales con tendencia débilmente ácida para el caso de la
vertiente Preñadilla. Tienen una buena oxigenación con excepción del río Itambi
que presenta una baja saturación de oxígeno disuelto; presentan alto contenido
de sólidos disueltos y bajo contenido de sólidos suspendidos, también son aguas
con alto contenido de carga biológica (coliformes totales) y bajo contenido de
materia orgánica y metales pesados.
Las mediciones de los parámetros físico-químicos en los afluentes vertiente
Preñadilla, río Itambi y el efluente Desaguadero, se realizó bajo el protocolo de
las normas ISO-INEN 5667-1 y 5667-3, en tanto los protocolos de laboratorio se
realizaron con métodos establecidos por la APHA y por procedimientos
establecidos en el Handbook HACH, mismos que responden a métodos
internacionales.
Dentro del marco de la Normativa Ambiental vigente TULSMA, Anexo 1, se
comprobó que el pH se encuentra dentro de los límites, en cuanto a la
preservación de vida acuática (6,5-9) y calidad de agua de uso recreativo con
contacto primario (6,5-8,3); en el caso de oxígeno disuelto el río Itambi no
cumple con el límite permisible de calidad de agua para la preservación de vida
acuática (>80%), la vertiente Preñadilla y Desaguadero están dentro del límite
requerido. Las concentraciones de sólidos disueltos en los tres casos sobrepasan
el límite permisible respecto a la tabla 9, límites de descarga a un cuerpo de agua
dulce (130 mg/l). Los valores de coliformes totales en las aguas de: vertiente
Preñadilla, río Itambi y Desaguadero, están sobre el límite permisible en cuanto
a la calidad de agua de uso recreativo con contacto directo
45
(2000 UFC/100ml) y límites de descarga a un cuerpo de agua dulce (2000
UFC/100ml), los demás parámetros medidos se encuentran dentro de norma
(véase tabla 13). Por tanto, se puede concluir que, las aguas de los afluentes y
efluente en cuestión se encuentran contaminadas por: sólidos disueltos, baja
concentración de oxígeno y coliformes totales. Lo que se puede atribuir por las
descargas de aguas residuales que se vierten en los cuerpos de agua.
Por los resultados obtenidos se puede afirmar qué, existen fuentes de
contaminación puntual que ingresan a las aguas de la vertiente Preñadilla y río
Itambi, mismas que descargan en el lago San Pablo, por tanto, el lago es
afectado directamente por estos aportes. En el caso del Desaguadero (aguas
provenientes del lago San Pablo), la contaminación de esté puede afectar a la
calidad de agua de dónde desemboca, es decir al río Jatunyaku del cual se forma
la cascada de Peguche.
El río Itambi presentó un índice de calidad de agua bajo, con un valor de 46,56,
representando el color anaranjado con rango (26-50) según los rangos de calidad
establecidos por la NSF, la vertiente Preñadilla y Desaguadero presentaron
valores más altos de índice de calidad, 59,16 y 55,67 respectivamente, mismos
que corresponden al color amarillo con rango (51-70) según el índice de calidad
NSF.
Los resultados obtenidos tras la comparación con los rangos de calidad de agua:
muestran que: el río Itambi corresponde a un nivel de calidad de agua “mala”;
vertiente Preñadilla y Desaguadero corresponden a un nivel de calidad “media”.
46
6. RECOMENDACIONES
Es necesario realizar un monitoreo más exhaustivo de la calidad de las aguas de
los afluentes y efluente del lago San Pablo, en especial del río Itambi con el fin
de determinar las fuentes puntuales de contaminación con mayor exactitud.
Deben realizarse convenios interinstitucionales entre la Academia y el GAD de
Otavalo, con el fin de realizar trabajos conjuntos investigativos del lago San
Pablo y sus alrededores, para así determinar con exactitud el estado del lago
actual.
Realizar un estudio de levantamiento hidrogeológico de los afluentes del lago
San Pablo para determinar los fondos geoquímicos existentes en el lugar.
Sería conveniente levantar una línea de información para establecer políticas
públicas consecuentes que puedan respaldar la conservación ambiental del lago
San Pablo.
47
7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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52
ANEXOS
53
ANEXO A. NORMATIVA AMBIENTAL APLICADA
Tabla A.1. Límites Máximos Permisibles según TULSMA, ANEXO 1.
Parámetro Unidad de
Medida
Criterio Límite
Máximo
Permisible
Referencias
Potencial de
Hidrógeno
(pH)
Unidades de
pH
Preservación de la
vida acuática y
silvestre en aguas
dulces, marinas y
estuarios.
Calidad de aguas
para fines recreativos
mediante contacto
primario.
6,5-9
6,5-8,3
TULSMA,
Anexo 1, tabla
2.
TULSMA.
Anexo 1, tabla
6.
Oxígeno
Disuelto
% de
saturación
Preservación de la
vida acuática y
silvestre en aguas
dulces, marinas y
estuarios.
>80
TULSMA,
Anexo 1, tabla
2.
Temperatura
Límites de descarga a
un cuerpo de agua
dulce.
Condición
natural +-
3.
TULSMA,
Anexo 1, tabla
9.
Sólidos
Suspendidos
mg/l
Preservación de la
vida acuática y
silvestre en aguas
dulces, marinas y
estuarios.
Límites de descarga a
un cuerpo de agua
dulce.
Máx
incremento
de 10% de
la
condición
natural.
130
TULSMA,
Anexo 1, tabla
2.
TULSMA,
Anexo 1, tabla
9.
Sólidos Totales mg/l Límites de descarga a
un cuerpo de agua
dulce.
1600 TULSMA,
Anexo 1, tabla
9.
Sólidos
Disueltos
Límites de descarga a
un cuerpo de agua
dulce.
130
TULSMA,
Anexo 1, tabla
9.
54
CONTINÚA
Nitratos
mg/l
Preservación de la
vida acuática y
silvestre en aguas
dulces, marinas y
estuarios.
13 TULSMA,
Anexo 1, tabla
2.
CONTINÚA
DQO
mg/l
Preservación de la
vida acuática y
silvestre en aguas
dulces, marinas y
estuarios.
Límites de descarga a
un cuerpo de agua
dulce.
40
200
TULSMA,
Anexo 1, tabla
2.
TULSMA,
Anexo 1, tabla 9
Nitritos
mg/l
Preservación de la
vida acuática y
silvestre en aguas
dulces, marinas y
estuarios.
0,2
TULSMA,
Anexo 1, tabla
2.
Coliformes
Totales
NPM/100ml
Aguas para fines
recreativos mediante
contacto primario.
Límites de descarga a
un cuerpo de agua
dulce.
2000
2000
TULSMA,
Anexo 1, tabla
6.
TULSMA,
Anexo 1, tabla
9.
Cadmio
mg/l
Preservación de la
vida acuática y
silvestre en aguas
dulces, marinas y
estuarios.
Límites de descarga a
un cuerpo de agua
dulce.
0,001
0,02
TULSMA,
Anexo 1, tabla
2.
TULSMA,
Anexo 1, tabla 9
Níquel
mg/l
Preservación de la
vida acuática y
silvestre en aguas
dulces, marinas y
estuarios.
0,025
TULSMA,
Anexo 1, tabla
2.
CONTINÚA
55
Límites de descarga a
un cuerpo de agua
dulce.
2
TULSMA,
Anexo 1, tabla
9.
Plomo
mg/l
Preservación de la
vida acuática y
silvestre en aguas
dulces, marinas y
estuarios.
Límites de descarga a
un cuerpo de agua
dulce.
0,001
0,2
TULSMA,
Anexo 1, tabla
2.
TULSMA,
Anexo 1, tabla
9.
CONTINÚA
Cobalto
mg/l
Preservación de la
vida acuática y
silvestre en aguas
dulces, marinas y
estuarios.
Límites de descarga a
un cuerpo de agua
dulce.
0,2
0,5
TULSMA,
Anexo 1, tabla
2.
TULSMA,
Anexo 1, tabla
9.
56
ANEXO B: CURVAS DE FUNCIÓN DE CALIDAD NSF
Gráfico B.1. pH
Gráfico B.2. Turbidez
(Fuente: Fernández & Solano, 2005)
(Fuente: Fernández & Solano, 2005)
57
Gráfico B.3. Variación de Temperatura
Gráfico B.4. Fosfatos
(Fuente: Fernández & Solano, 2005)
(Fuente: Fernández & Solano, 2005)
58
Gráfico B.5. Sólidos Totales Disueltos
Gráfico B.6. Nitratos
(Fuente: Fernández & Solano, 2005)
(Fuente: Fernández & Solano, 2005)
59
Gráfico B.7. Coliformes Fecales
Gráfico B.8. Demanda Química de Oxígeno
(Fuente: Fernández & Solano, 2005)
(Fuente: Fernández & Solano, 2005)
60
Gráfico B.9. % de Saturación de Oxígeno
(Fuente: Fernández & Solano, 2005)
61
ANEXO C: REGISTRO FOTOGRÁFICO
Fotografía C1. Vertiente Preñadilla Plano
Frontal
Fotografía C2. Vertiente Preñadilla Plano
Lateral
Fotografía C3. Medición Parámetros “in
situ” Río Itambi
Fotografía C4. Desaguadero Plano frontal
62
Fotografía C5. Mediciones “in situ” Fotografía C6. Entrada a desembocadura
río Itambi
Fotografía C7. Toma de mestra
Desguadero
Fotografía C8. Vertiente Preñadilla