Determinación del Índice de Calidad del Agua (ICA) en la parte
sur de la P.H. El Infiernillo, Michoacán
Miguel A. Sánchez-Rodríguez1,*,+, Marcelo E. Alvarado-Espinoza2 y Omar Calvario-Martínez1
1,*,+ Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C
Unidad Mazatlán y Manejo Ambiental/ Av. Sábalo-Cerritos s/n. Estero del Yugo Mazatlán, Sinaloa / [email protected] Tel. 6699-89-87-00; Fax. 6699-89-87-01
2 Instituto Tecnológico de Mazatlán /
Calle corsario 1 No. 203 Col. Urías CP 82070, AP 757 Mazatlán, Sinaloa /[email protected]
* Autor que presentará trabajo.
+ Autor a quien la correspondencia deba ser enviada; Tel. (52)-(669)-9898700; Fax (52)-(669)-9898701; [email protected]
Área del Conocimiento: Biología de recursos naturales
Resumen: El presente trabajo de investigación describe la determinación del Índice de
Calidad del Agua (ICA) en la presa Hidroeléctrica El Infiernillo en el estado de Michoacán. Para esto fue necesario realizar análisis tales como: demanda bioquímica de oxigeno, solidos suspendidos totales, solidos disueltos totales, nitritos, nitratos, dureza, alcalinidad, demanda química de oxígeno, amonio, y de esta manera señalar el estado de calidad del agua. Los muestreos fueron realizados durante los periodos de febrero y mayo del 2013. La estimación del índice ICA se realizó según la ecuación de León Vizcaíno. El Índice de Calidad del Agua para la parte sur de la P.H. El Infiernillo registra valores con una calidad del agua entre Aceptable y Excelente, para los dos periodos de estudio, lo cual hace que el cuerpo de agua sea una zona para la pesca y vida acuática abundante principalmente. Siendo solo 4 los parámetros que hacen que caigan algunas estaciones de Excelente a Aceptable: temperatura, demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), dureza total y cloruros totales.
Palabras Clave: ICA; El Infiernillo; Calidad del agua
Abstract: This research work describes the determination of Water Quality Index (ICA) at
the Hydroelectric Dam El Infiernillo in the state of Michoacán. This required the analysis of biochemical oxygen demand, total suspended solids, total dissolved solids, nitrites, nitrates, hardness, alkalinity, chemical oxygen demand, ammonia, and thus indicate the state of water
quality. Sampling was conducted during the period February to May 2013. The ICA index estimation was performed according to the equation of Leon Vizcaino. The Water Quality Index for the southern part of the El Infiernillo dam resulted in values between Acceptable water quality and Excellent, for the two study periods, which causes the body of water to be a suitable area for fishing and abundant aquatic life mainly. Being just four parameters that cause some stations to be Excellent to Acceptable: temperature, biochemical oxygen demand (BOD5), total hardness and total chlorides.
Keywords: ICA; El Infiernillo; water quality
1. Introducción
Si bien es cierto que existe una cantidad considerable de agua en el planeta, estimada en 1,400 millones de km3, sólo el 2.5% es agua dulce y la mayor parte de ésta se encuentra en forma de hielo o en depósitos subterráneos de difícil acceso. De esta manera, el agua disponible para las actividades humanas se reduce, en teoría y en el mejor de los casos al 0.01% del total. Además, esta mínima porción de agua frecuentemente se localiza en lugares inaccesibles o está contaminada, lo que dificulta su aprovechamiento [1].
Bajo estas circunstancias, el agua es considerada como un factor crítico para el desarrollo de las naciones y, de hecho, quizá sea el recurso que define los límites del desarrollo sustentable [2], ya que no sólo es indispensable para el desarrollo económico y social de la humanidad, sino también para el funcionamiento de los ecosistemas del planeta. De ahí la importancia de contar con información confiable acerca de la cantidad y calidad de este recurso, en términos de su disponibilidad, usos y grado de deterioro.
La calidad del agua no es una característica absoluta, sino que es más un atributo definido socialmente en función del uso que se le piense dar al líquido [3]; cada uso requiere un determinado estándar de calidad. Por esta razón, para evaluar la calidad del agua es necesario considerar el contexto del uso probable que tendrá.
La calidad del agua puede ser utilizada como una propiedad con la cual se indica si esta se encuentra contaminada, ya que se relaciona con sus características físicas, químicas y biológicas, de ahí a que para evaluar la calidad o grado de contaminación del agua se hallan desarrollado diversos índices de calidad tanto generales como de uso específico. Un índice de calidad del agua consiste básicamente en una expresión más simple de los parámetros más o menos complejos, que sirven como medidas de calidad del agua. Un número, un rango, una descripción verbal, un símbolo o un color puede ser usado para representar el índice [4].
En México se ha empleado por varios años el Índice de Calidad del Agua (ICA) [5], que agrupa de manera ponderada 15 parámetros fisicoquímicos (entre los que se encuentran la demanda bioquímica de oxígeno, oxígeno disuelto, coliformes, fosfatos, pH y sólidos suspendidos) y denota el deterioro de la
calidad del líquido [5]. El índice considera valores en una escala de 0 a 100, donde a mayor valor, mejor calidad. La metodología descrita por León, del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, presenta una situación más adaptable a las condiciones de nuestro país. El autor explica que la evaluación numérica del ICA, utiliza técnicas multiplicativas y ponderadas con la asignación de pesos específicos [6], obteniéndose a partir de una media geométrica.
Por tal motivo, el presente trabajo pretende determinar la calidad del agua en la parte baja de la Presa Hidroeléctrica El Infiernillo en el estado de Michoacán mediante la implementación del índice de calidad del agua aplicado por León Vizcaíno.
2. Materiales y Métodos
2.1 Área de estudio
La Presa Hidroeléctrica El Infiernillo se ubica entre las coordenadas 18° 14' 21'’ a 18° 48' 51'’ latitud norte y 101° 36' 25'’ a 102° 03' 1.7'’ longitud oeste, colinda con las Estados de Guerrero, Michoacán y los Municipios de Arteaga, Churumuco, Coahuayutla de José María Izazaga, La Huacana, Zirandaro (Fig. 1), siendo importante señalar que los estudios de calidad del agua se concentraron al sur de la presa, en la cercanías de la cortina de la misma (Fig.2). Esta región corresponde a la parte baja de captación hídrica de la presa Infiernillo, dentro de la cuenca del Balsas. La región presenta gran fragmentación y las áreas que rodean a la presa presentan vegetación de selva baja caducifolia con vegetación secundaria. En la parte norte predomina la vegetación de selva baja caducifolia con vegetación secundaria y agricultura de temporal así como porciones de pastizales inducidos.
Figura 2. Ubicación de la Presa El Infiernillo en la zona de la cortina.
2.2 Colecta de muestras
La colecta de muestras de agua se realizo en dos periodos, el primero el 24 de febrero del 2013 y el segundo el 18 de mayo del 2013, a bordo de una embarcación, en 12 puntos diferentes alrededor de la presa (Fig.3).
Figura3. Ubicación de estaciones de muestreo en la presa Hidroeléctrica El Infiernillo, zona de la
Las muestras fueron colectadas en frascos de plástico de entre 60 y 1000 mL de capacidad según el análisis. Previo a la colecta, estos frascos fueron ambientados, realizando tres lavados previos del recipiente con la misma agua del sitio de muestreo, excepto el de grasas y aceites que se colecto en frasco de vidrio de 1000 mL y no requirió de ser ambientado.
2.3 Índice de Calidad del Agua (ICA)
Para la estimación de la calidad del agua se empleó el método que se consideró más adecuado a la situación de nuestro país [7], modificándose con la inclusión de algunos parámetros sugeridos en el estudio realizado por el Instituto Ingeniería de la UNAM en 1974 [8].
La evaluación numérica del ICA, con técnicas multiplicativas y ponderadas con la asignación de pesos específicos [6], obteniéndose a partir de una media geométrica:
……… (1)
Donde:
ICA índice de calidad del agua
Wi pesos específicos asignados a cada parámetro (i), ponderados entre 0 y 1
de tal forma que se cumpla que la sumatoria sea igual a 1
Qi calidad del parámetro (i), en función de su concentración y cuya
calificación oscila entre 0 y 100
Πi (Pi) representa la operación multiplicativa de las variables Q elevadas a la
potencia W
Finalmente el ICA que arroja la ecuación (1) es un número entre 0 y 100 que califica la calidad, a partir del cual y en función del uso del agua, permite estimar el nivel de contaminación (Cuadro 1).
El ICA [5] requiere de 15 parámetros como ponderación del 100%, en esta trabajo de investigación se evaluaron los siguientes parámetros: oxígeno disuelto, nitrato, amonios, fosfatos, pH, demanda bioquímica de oxígeno, sólidos suspendidos, dureza, cloruros, alcalinidad, demanda química de oxígeno y temperatura los cuales representan una ponderación del 74%.
Cuadro 1. Criterios generales según el índice de calidad del agua para uso en pesca y vida acuática. Valor
numérico del ICA
Estado de calidad del agua Características del agua 70-100 Excelente (E) Pesca y vida acuática abundante
60-70 Aceptable (A) Límite para peces muy sensitivos 50-60 Levemente Contaminada (LC) Dudosa la pesca sin riesgos de salud 40-50 Contaminada (C) Vida acuática limitada a especies muy resistentes 30-40 Fuertemente Contaminada (FC) Inaceptable para actividad pesquera
0-30 Excesivamente Contaminada (EC) Inaceptable para vida acuática
3. Resultados
Los resultados para la determinación del índice de calidad del agua se especifican en el Cuadro 2, donde se puede observar que para el primer periodo de muestreo (24-02-2013), todas la estaciones de muestreo registran valores de ICA que indican una calidad del agua Excelente, debido a que se presentan dentro del rango de 70-100 correspondiente a pesca y vida acuática abundante, siendo importante señalar, que las estaciones que registraron los valores más bajos fueron la estación 10 con un ICA de 76.9, correspondiente al aporte del río Grande sobre la presa, así como la estación 12 con un ICA de 76.7, ubicada en las cercanías de la cortina de la presa. En cuanto los valores para el segundo periodo de muestreo, lo valores para las estaciones 1, 2, 3 y 6 se registró valores de ICA que indican una calidad del agua Excelente, debido a que se presentan dentro del rango de 70-100 correspondiente a pesca y vida acuática abundante, sin embargo el resto de las estaciones bajaron un nivel en cuanto a la calidad de sus aguas, con valores que indican un estado de calidad Aceptable, debido a que se presentan dentro del rango de 60 a 70. Entre los parámetros que influyeron más para que el índice ICA disminuyera para este periodo de muestreo en la mayoría de las estaciones esta la temperatura, ya que el diferencial de la temperatura ambiente, respecto a la del agua para esta época es mayor, así como a los incrementos en la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), dureza total y cloruros totales.
4. Discusión.
La valoración del índice ICA para este trabajo de investigación consideró 12 parámetros con un peso ponderado correspondiente al 74 %, que en comparación con otro trabajos, resulta ser muy bueno, ya que para el trabajo hecho en la Cuenca Lerma-Chapala en 1991 [5] se monitorearon solo 4 (oxígeno disuelto, demanda química oxígeno, pH, solidos suspendidos totales). Así también existe un estudio en el río Amajac, Hidalgo México, donde se analizaron 8 diferentes técnicas de laboratorio entre las cuales se encuentran: oxígeno disuelto, pH, demanda bioquímica oxígeno, nitratos, nitritos solidos disueltos totales. De ahí la importancia de que este trabajo considere un importante número de parámetros.
Cuadro 2. Valores del índice de calidad del agua ICA para las estaciones de la P.H. El Infiernillo, Mich. Estación de muestreo Índice de Calidad del agua 24‐02‐2013 18‐05‐2013 1 79.5 70.7 2 81.4 76.2 3 79.5 75.9 4 81.0 69.4 5 80.7 67.9 6 79.7 74.5 7 78.1 68.7 8 77.7 65.7 9 78.2 64.8 10 76.9 61.7 11 79.5 65.9 12 76.7 65.7
En cuanto a los resultados encontrados en el presente estudio indican que la parte sur de la P.H. El Infiernillo cuenta con una calidad del agua entre Aceptable y Excelente, lo cual hace un cuerpo de agua una zona para la pesca y vida acuática abundante principalmente, lo que no se ha podido observar en otros sistemas acuáticos, tal es el caso del estudio presentado en la Cuenca Lerma-Chapala en 1991 [5], donde los valores obtenidos de ICA oscilan entre los 30 y 60, con un estado de calidad de agua entre fuertemente contaminada y levemente contaminada, siendo dudosa para la pesca, incluso inaceptable. Por otro lado está un estudio en la cuenca del río Amajac, Hidalgo México en el 2006 [9], en la cual se tomaron 17 puntos de muestreo, los cuales arrojaron índices muy similares a la cuenca Lerma-Chapala, donde el 59 % de las estaciones muestreadas presentaron un estado de calidad del agua de contaminada y fuertemente contaminada, con valores oscilantes entre 30 y 50, donde la vida acuática es limitada a especies muy resistentes, así como inaceptable para actividad pesquera.
Por otro lado, en 2010 se realizó un estudio de calidad del agua del Río San Pedro en el estado de Aguascalientes, México, [10] donde se pudo notar que el embalse está seriamente contaminado dando valores de 20 en la mayor parte de sus estaciones de muestreo, lo que indica una calidad del agua Excesivamente Contaminada (EC), así como inaceptable para vida acuática.
5. Conclusiones
El Índice de Calidad del Agua para la parte sur de la P.H. El Infiernillo registra valores con una calidad del agua entre Aceptable y Excelente, para los dos periodo de estudio, lo cual hace un cuerpo de agua una zona para la pesca y vida acuática abundante principalmente. Siendo solo 4 los parámetros que hacen que caigan algunas estaciones de Excelente a Aceptable: temperatura, demanda bioquímica de
oxígeno (DBO5), dureza total y cloruros totales Este trabajo consideró 12 parámetros con un peso
ponderado correspondiente al 74%, que en comparación con otros trabajos, resulta ser muy bueno.
Se agradece al Proyecto FORDECYT No. 172471 "Sistema Regional de Producción Intensiva de Tilapia para Mercados de Alto Valor Comercial e Impulsar el Desarrollo Económico y Social en el Occidente de México" por el apoyo económico otorgado al primer autor.
Referencias
[1] PNUMA. (2002). Perspectivas del Medio Ambiente Mundial GEO-3. Grupo Mundi-Prensa. España.
[2] FNUAP. (2001). El estado de la población mundial 2001. Huellas e hitos: población y cambio del medio ambiente. Fondo de Población de las Naciones Unidas.
[3] WRI. (2000). Pilot Analysis of Global Ecosystems: Freshwater Systems. World Resources Institute. USA.
[4] Fernández, N., Ramírez, A. y Solano, F. (2004). Índices Fisicoquímicos de calidad del agua, un estudio comparativo. Conferencia Internacional: Usos múltiples de Agua, para la vida y el desarrollo sostenible. Universidad de Pamplona, Colombia.
[5] León Vizcaíno Luis F., (1991). Índices de Calidad del Agua (ICA), Forma a de Estimarlos y Aplicación en la Cuenca Lerma-Chapala. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, México, pág. 1-7.
[6] Brow, N, R., McCleland, N. (1973). Water Quality Index. Application in the Kansas River Basin, 46th. Conf., Water Poll. Fed., Cleveland, Ohio.
[7] Dinius, S.H., (1987). Design of a Water Quality Index, W.R. Bulletin (23) 5: pp. 833-43.
[8] Instituto Ingeniería. (1974). Estudio Limnológico del Lago de Chapala. Inf. SARH, UNAM,
México.
[9] Amado-Álvarez J et al. (2006). Índice de calidad del agua en la cuenca del río Amajac, Hidalgo, México: Diagnóstico y Predicción. Revista Internacional de botánica experimental México; Pág., 13.
[10] Guzmán-Colis, G., et al. (2010). Evaluación Espacio-Temporal de la Calidad del Agua del Río San Pedro en el Estado de Aguascalientes, México, Revista Internacional de Contaminación Ambiental pág. 14
