UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO
FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE
TESIS
“EVALUACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA OCASIONADA POR ACTIVIDADES PISCÍCOLAS DEL RÍO CHÍA
EN EL DISTRITO DE INGENIO - HUANCAYO”
PRESENTADA POR:
Ing. JOSÉ BERNABÉ ORÉ VELÁSQUEZ
PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE MAGISTER SCIENTIAE EN GESTIÓN AMBIENTAL Y DESARROLLO SOSTENIBLE
HUANCAYO – PERÚ 2016
ASESOR
Dr. Mauro Rodríguez Cerrón
DEDICATORIA
A mis queridos padres Artemio (+) y Emilia que con amor y sacrificio, me dieron invalorable ayuda en mi formación profesional y logro de mis aspiraciones; para ellos mi eterna gratitud.
AGRADECIMIENTO
A Dios, fuente suprema de toda sabiduría;
a la Universidad Nacional del Centro del Perú, por ofrecerme el delicioso néctar espiritual:
el Paradigma del Desarrollo Sostenible.
A la Dirección Regional de la Producción del Gobierno Regional de Junín por el auspicio económico e institucional de esta
investigación, y a la colaboración académica de los M. Sc. Mauro Mariano
Astocondor y Manuel Bedriñana Sosa.
INDICE
Pág.
Dedicatoria i
Agradecimiento ii
Índice iii
Resumen iv
Abstract v
Introducción 1
Capítulo I 3
1. Planteamiento y formulación del problema 3
1.1. Descripción del problema 3
1.2. Formulación del problema 6
1.2.1. Problema general 6
1.2.2. Problemas específicos 6
1.3. Justificación 7
Capitulo II 9
2. Marco teórico de la investigación 9
2.1. Antecedentes de la investigación 9
2.2. Impacto de la acuicultura sobre el medio ambiente 13 2.3. Indicadores físico, químicos y biológicos de contaminación
acuática. 17
2.4. La acuicultura y el desarrollo sostenible 21 2.5. La producción de truchas en el Perú y el mundo 23
2.6. Legislación ambiental nacional 26
2.7. Definición de términos 28
2.8. Hipótesis de la investigación 29
2.8.1. Hipótesis general 29
2.8.2. Hipótesis especifica s 29
2.9. Objetivos de la investigación 29
2.9.1. Objetivo general 29
2.9.2. Objetivos específicos 30
Capitulo III 31
3. Materiales y métodos 31
3.1. Lugar de ejecución 31
3.2. Delimitación de la investigación 32
3.3. Metodología de la investigación 34
3.3.1. Tipo y nivel de investigación 34 3.3.2. Método y diseño de la investigación 35
3.4. Población 35
3.5. Muestra 36
3.5.1. Muestreo y análisis físico, químico y bacteriológico del
agua 36
3.5.1. Muestreo y análisis de macroinvertebrados bentónicos 38
3.6. Identificación de las variables 48
3.7. Operacionalización de hipótesis: variables, indicadores y fuente 48
Capitulo IV 49
4. Resultados 49
Capítulo V 65
5. Discusión 65
Capítulo VI 73
6. Conclusiones 73
Capitulo VII 75
7. Recomendaciones 75
Capitulo VIII 76
8. Referencias bibliográficas 76
Anexos 84
INDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla 1 Clasificación de las aguas contaminadas de acuerdo a los valores del Índice de Diversidad de Shannon- Wiener (H´) según Wilhm y Dorris (1968) y Staub et al.
(1970)
42
Tabla 2 Calidad del agua según los índices bióticos para Ríos del Norte del Perú - nPeBMWP.
45
Tabla 3 Clasificación de los valores de nPeBMWP, según los rangos de calidad de Prat et al. 2000
47
Tabla 4 Composición taxonómica de macroinvertebrados bentónicos encontrados en el río Chía.
59
Tabla 5 Composición promedio de la densidad (org/0.09m2) de macroinvertebrados bentónicos por estación.
60
Tabla 6 Características de los macroinvertebrados en las estaciones de muestreo del río Chía. Índice de riqueza de especies de Margalef. Índice de Diversidad de Shannon (H´). Índice de Dominancia de Berger-Parker e Índice de Simpson.
61
Tabla 7 Clasificación de las estaciones de muestreo de las aguas del río Chía, según el Índice de Shannon- Wiener (H´)
63
Tabla 8 Puntuaciones asignadas a las familias de macroinvertebrados encontradas en las tres estaciones de muestreo del río Chía, según el Índice Biótico nPeBMWP.
63
Tabla 9 Clasificación de las estaciones de muestreo de las aguas del río Chía, de acuerdo al Índice Biótico para Ríos del Norte del Perú - nPeBMWP.
64
INDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 1 Elementos de la acuicultura sostenible. Obtenido a partir de At a Crossroads: Will Aquaculture Fulfill the Promise of the Blue Revolution a Sea Web Aquaculture Clearinghouse
23
Figura 2 Producción de truchas arco iris en el Perú. 2005 - 2014.
24
Figura 3 Producción de truchas arco iris en la región Junín.
2005 - 2014
25
Figura 4 Producción de truchas arco iris en la microcuenca del río Chía – 2015.
25
Figura 5 Mapa de ubicación y localización de la microcuenca del río Chía.
31
Figura 6 Mapa de ubicación de las estaciones de muestreo de la microcuenca del río Chía.
33
Figura 7 Valores de conductividad de las estaciones de muestreo del río Chía comparado con los ECA-2015.
49
Figura 8 Valores de sólidos disueltos totales de las estaciones de muestreo del río Chía comparado con los ECA- 2015 Categoría 1-A.
50
Figura 9 Valores de turbidez de las estaciones de muestreo del río Chía comparado con los ECA-2015.
51
Figura 10 Valores de temperatura de las estaciones de muestreo del río Chía comparado con los ECA-2015.
52
Figura 11 Valores de oxígeno disuelto de las estaciones de muestreo del río Chía comparado con los ECA-2015.
53
Figura 12 Valores de pH de las estaciones de muestreo del río Chía comparado con los ECA-2015.
53
Figura 13 Valores de dureza total de las estaciones de muestreo del río Chía comparado con los ECA-2015.
54
Figura 14 Valores de fósforo de las estaciones de muestreo del río Chía comparado con los ECA-2015.
55
Figura 15 Valores de nitratos de las estaciones de muestreo del río Chía comparado con los ECA-2015.
56
Figura 16 Valores de cloruro de las estaciones de muestreo del río Chía comparado con los ECA-2015.
56
Figura 17 Valores de coliformes totales de las estaciones de muestreo del río Chía comparado con los ECA-2015.
57
Figura 18 Valores de coliformes termotolerantes de las estaciones de muestreo del río Chía comparado con los ECA-2015.
58
Figura 19 Distribución porcentual de familias de macroinvertebrados indicadores de calidad de agua, encontradas en las tres estaciones del río Chía.
59
Figura 20 Contribución porcentual de las familias de macroinvertebrados indicadores de la presencia de tensores ambientales en las tres estaciones.
61
Figura 21 Dendograma correspondiente al análisis de agrupamiento (UPGMA) de las estaciones de muestreo.
64
ANEXOS
Pág.
Anexo 1 Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua (Decreto Supremo N° 015-2015-MINAM)
84
Anexo 2 Valores de los parámetros físicos, químicos, bacteriológicos de las tres estaciones de muestreo de la microcuenca del río Chía
85
Anexo 3 Número y familia de macroinvertebrados bentónicos recolectados en la microcuenca del río Chía.
86
Anexo 4 Centros de producción de truchas instalados en el área de estudio de la microcuenca del río Chía.
86
Anexo 5 Panel fotografico de las familias de macroivertebrados bentonicos colectados en el río Chía – 1
87
Anexo 6 Panel fotografico de las familias de macroivertebrados bentonicos colectados en el río Chía – 2
88
Anexo 7 Materiales para la toma de muestras de macroinvertebrados bentonicos y equipos multiparametros portatiles de analisis de agua
89
Anexo 8 Analisis fisicoquímico del agua del río Chía con el equipo de análisis de agua edge® de Hanna instruments
89
Anexo 9 Analisis fisicoquímico del agua del río Chía con el equipo de análisis de agua La Motte
90
Anexo 10 Muestreo de macroinvertebrados bentónicos empleando la red Surber.
90
Anexo 11 Colección, limpieza y separación de macroinvertebrados bentónicos para el conteo e identificación en el laboratorio.
91
Anexo 12 Identificación de macroinvertebrados bentónicos del río Chía en el Laboratorio del Centro Piscícola El Ingenio.
91
Resumen
La presente investigación, tuvo como objetivo evaluar la contaminación de las aguas del río Chía por la actividad truchícola. Se establecieron tres estaciones de muestreo, la estación 1 en el paraje Ancal, la estación 2 en el paraje Uyluso, y la estación 3 en el paraje Intihuasi. En cada estación se midieron los parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos, como conductividad (µS/cm), sólidos totales disueltos (mg/l), turbidez (UNT), oxígeno disuelto (mg/l), dióxido de carbono (mg/l), alcalinidad total (mg/l), fosfato (mg/l), cloro (mg/l), dureza total (mg/l), pH, nitrato (mg/l), temperatura (ºC), coliformes totales (NMP/100 ml) y coliformes termotolerantes (NMP/100 ml) para evaluar la calidad del agua mediante los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental (D. S. Nº 015-2015- MINAM). Se colectaron macroinvertebrados bentónicos y se identificaron mediante claves taxonómicas hasta el nivel de familias, para determinar el índice de diversidad de Shannon-Wiener (H’) y el índice de biótico para los Ríos del Norte del Perú - nPeBMWP para estimar el grado de contaminación del agua. Las familias reportadas en las tres estaciones fueron: Lumbriculidae, Physidae, Planorbidae, Hyalellidae, Libellulidae, Odontoceridae, Simuliidae y Notonectidae. En las tres estaciones, el índice de diversidad de Shannon-Wiener valoró el río Chía como, agua moderada o ligeramente contaminada; el índice biótico nPeBMWP clasificó como agua contaminada y de calidad biológica regular; y los parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos se hallaron dentro de los límites de los ECA-2015.
Palabras clave: Contaminación, truchicultura, macroinvertebrados bentónicos e índice biológico.
Abstract
The present investigation had as objective to evaluate the contamination of the waters of the river Chía for the trout farming activity. Three sampling stations were set, station 1 in the place Ancal, station 2 in the place Uyluso, and station 3 in the place Intihuasi. At each station overall physicochemical and bacteriological parameters, such as conductivity (mS/cm), dissolved solids (mg/l), turbidity (NTU), total dissolved oxygen (mg/l), carbon (mg/l) dioxide were measured, total alkalinity (mg/l), phosphate (mg/l), chlorine (mg/l), total hardness (mg/l), pH, nitrate (mg/l), temperature (°C), total coliforms (NMP/100 ml) and thermotolerant coliforms (NMP/100 ml) to assess water quality by the National Environmental quality Standards (D.S.
Nº 015-2015-MINAM). Benthic macroinvertebrates were collected and identified by taxonomic keys to the level of families. To determine the diversity index of Shannon-Wiener (H') and the Biotic Index for Northern Peru Rivers - nPeBMWP to estimate the degree of contamination of the water. Families reported in the three stations were: Lumbriculidae, Physidae, Planorbidae, Hyalellidae, Libellulidae, Odontoceridae, Simuliidae and Notonectidae. In the three station, the diversity index of Shannon- Wiener valued the river Chía, as moderate or slightly contaminated water;
the biotic index nPeBMWP classified as contaminated biological quality and regular water; and physico-chemical and bacteriological parameters were within the limits of the ECA-2015.
Keywords: Pollution, trout farming, benthic macroinvertebrates and biological index.
INTRODUCCIÓN
La truchicultura en la microcuenca del río Chía, ha sido desde el siglo pasado uno de los impulsores de la actividad económica en la región central del país. Sin embargo, se desconoce los impactos ambientales de esta actividad sobre el ecosistema acuático, generada por la incorporación de los residuos metabólicos que son expulsado por los peces, el alimento que no es ingerido que se dispersa en el medio acuático, y el uso indiscriminado de fármacos para controlar o prevenir enfermedades de los peces, que en definitiva viene provocando un impacto medioambiental de mayor o menor grado en los cuerpos de agua.
La contaminación orgánica, producida por los vertidos de piensos no ingeridos y por los desechos de los peces. Este aporte de materia orgánica perturba al ecosistema más próximo a la piscigranja, afectando a la supervivencia de la flora y fauna del bentos. Hay que tener en cuenta que el 10% del pienso administrado a los peces no es ingerido, pasando al medio. En conjunto, en torno al 85 % del fósforo, 80 % del carbono y 52 % de nitrógeno introducido en las jaulas pasa al medio marino a través de la comida, excreciones de los peces y respiración. (1).
En las últimas décadas los ecosistemas acuáticos continentales son los que más han sufrido los impactos causados por la actividad humana. Los desechos industriales y domésticos de una población cada vez más grande, tienen como destino final los ríos, y en último término, el mar. Por estos motivos la fauna de muchos ríos del mundo ha desaparecido, o se ha visto sustancialmente reducida (2).
La acuicultura constituye una de las actividades económicas más importantes, sin embargo ésta cuenta con muchos opositores por los efectos negativos que genera en el ambiente, como son: la contaminación de agua y suelo, los cambios en la biodiversidad y la destrucción de los bosques de manglar. (3)
En la actualidad, es un requerimiento impostergable para el país que la ponderación de los efectos ambientales ocasionados por las actividades acuícolas, y en particular por la truchicultura, se realicen sobre la base de estudios aplicados con técnicas de muestreo y análisis de información que permitan generalizar sus conclusiones.(4)
El presente estudio tiene como objetivo, evaluar la contaminación del agua del río Chía, mediante el índice biótico para los ríos del norte del Perú (nPeBMWP), basado en una modificación y adaptación del índice biótico andino (ABI) y de sus similares del Biological Monitoring Working Party elaborados en Inglaterra, España, Colombia, Venezuela, Costa Rica y Chile, el índice de diversidad de Shannon – Wiener, y los estándares nacionales de calidad ambiental para agua.
CAPITULO I
1. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
1.1. Descripción del Problema
Las actividades acuícolas atentan contra la biodiversidad cuya conservación es motivo de preocupación a nivel mundial ya que su pérdida disminuirá drásticamente la calidad de vida de la humanidad. El hombre ha provocado la disminución de la biodiversidad en organismos marinos y dulceacuícolas por diferentes causas especialmente ligadas a la acuicultura, la posibilidad de mejorar peces cultivados mediante la hibridación, ha sido considerada por algunos acuicultores como la solución para los problemas de bajo rendimiento, sin embargo, no siempre ha dado resultados positivos; si estos híbridos alcanzan el medio ambiente natural podrían intercambiar genes con esta especie paterna y acarrear consecuencias difíciles de predecir. (5)
Los autores, (6) estiman que por cada tonelada de salmón producido se generan 1,4 toneladas de lodo, lo que indica que se deben buscar alternativas para su destino y uso. En España, una granja truchícola que produzca 150 toneladas anuales de carne, estaría generando 50 toneladas de sólidos (7). En Chile al producir una tonelada de salmón se emitirían desde las jaulas alrededor de 78 kilos de nitrógeno y 9,5 kilos de fósforo, (8)
considerando un 0,8 por ciento de fósforo y un 6,74 por ciento de nitrógeno, en el alimento.
El cultivo de truchas en la región Junín, específicamente en la microcuenca del río Chía, según la Dirección Regional de la Producción Junín, genera anualmente una producción promedio de 250 toneladas de carne, y según lo citado en el párrafo anterior, ésta producción estaría generando aproximadamente unas 82 toneladas de sólidos por año, 19 toneladas de nitrógeno y 2.4 toneladas de fósforo. Compuestos que pueden superar la capacidad de asimilación de los ecosistemas, y causar impactos severos tanto en la columna de agua como en el bentos (comunidades del sustrato), como eutrofización, agotamiento de oxígeno y alteración de la biodiversidad local. Lo que amerita realizar investigaciones referentes a este tema, al carecer de estudios sobre contaminación o alteración del ecosistema acuático a nivel de esta microcuenca.
Los recursos de agua dulce son un componente esencial de la hidrosfera, y parte indispensable de todos los ecosistemas terrestres. El agua se necesita en todos los aspectos de la vida;
es imprescindible velar por que se mantenga un suministro suficiente de agua de buena calidad para toda la población del planeta y preservar al mismo tiempo las funciones hidrológicas, biológicas y químicas de los ecosistemas, adaptando las actividades humanas a los límites de la capacidad de la naturaleza. (09)
Los efluentes generados por los centros piscícolas suelen contener unas elevadas cargas orgánicas, nutrientes y sólidos en suspensión. También pueden contener residuos químicos, incluidos suplementos y antibióticos presentes en los alimentos.
El impacto de los sistemas acuáticos incluye la creación de zonas eutróficas en las aguas receptoras, una mayor fluctuación de los niveles de oxígeno disuelto, la creación de penachos visibles y la acumulación de nutrientes en las aguas receptoras. (10)
Las elevadas concentraciones de nutrientes son consecuencia de los intentos por elevar artificialmente el nivel de producción incrementando el suministro de alimentos a las especies cultivadas. Esto se hace elevando la disponibilidad de nutrientes bien de forma directa, utilizando alimentos complementarios, o bien indirectamente fertilizando los estanques para elevar la productividad primaria. Los ecosistemas de los estanques tienen una capacidad limitada para reciclar materias orgánicas y nutrientes. Esta capacidad se ve mermada al incrementar la tasa de siembra, lo que provoca la acumulación de materia orgánica, residuos nitrogenados y fósforo tanto en la masa de agua como en el fondo del estanque o corral / jaula. (11)
Tantos años de desarrollo de la acuicultura han sometido a los ecosistemas del sur chileno a una intensa modificación producida por las actividades humanas. Estos diversos y múltiples efectos sobre el medio ambiente pueden originar tanto peligros para la salud humana, como también cambios en la biodiversidad. Y en muchas ocasiones, los conflictos de intereses generados por las iniciativas requeridas para mitigar estos impactos ambientales dificultan la discusión y retardan las medidas concretas de acción, confundiendo un ámbito que por sí solo es complejo. (8)
Uno de los problemas ambientales más relevantes es la contaminación del agua y suelo, que es ocasionada principalmente por los antibióticos utilizados para prevenir y eliminar las enfermedades entre la población de los animales
cultivados en las granjas acuícolas, así como el uso de pesticidas para destruir la flora y la fauna que afecta las granjas y los desechos orgánicos e inorgánicos. (12)
En muchos sistemas de producción piscícola en estanques, solamente el 30 % de los nutrientes suministrados son convertidos en producto, el resto es acumulado en los sedimentos o es liberado en los efluentes (que generalmente va hacia los ríos) (13, 14), por lo que la degradación ambiental causada por los efluentes de la acuicultura, hoy en día es uno de los aspectos de mayor atención. (15)
El estado y la calidad de las aguas de los ríos donde se desarrolla actividades piscícolas, es un asunto de importancia para la salud y calidad de vida. El sobre enriquecimiento de los cuerpos de agua con nutrimentos y la contaminación con organismos patógenos afecta adversamente su uso para el consumo público, industrial y agrícola, o como hábitat para la vida silvestre.
1.2. Formulación del Problema
1.2.1. Problema general
¿Qué grado de contaminación del agua viene ocasionando la actividad truchícola en el río Chía?
1.2.2. Problemas específicos
a. ¿La actividad truchícola está alterando la riqueza y composición de las comunidades de macroinvertebrados bentónicos del río Chía?
b. ¿La actividad truchícola está alterando los indicadores fisicoquímicos y bacteriológicos del agua del río Chía?
1.3. Justificación de la investigación
La acuicultura impacta en el medio ambiente a través de tres procesos: el consumo de recursos, el proceso de transformación y la generación del producto final. Para producir el alimento de especies carnívoras, como los salmónidos, se está generando una alta presión sobre los bancos de peces. Además, la intervención intensiva que generan las prácticas acuícolas va degradando el medio ambiente: primero por la utilización del agua que recibe grandes cantidades de desechos, como el alimento no consumido por los peces que sedimenta el fondo marino, dañando un espacio que no sólo es utilizado por los peces cultivados sino también por otras las especies.
Segundo porque se introducen antibióticos y sustancias químicas al ecosistema, necesarias para realizar la actividad. Además, la introducción de ovas foráneas aumenta la probabilidad de expansión de enfermedades en el medio, entre otros impactos.
Finalmente se genera una enorme cantidad de desechos en el proceso de faena del producto que muchas veces termina en los cursos de agua. A esto se agrega que una significativa porción de los nutrientes queda disuelta en la columna de agua, produciendo fenómenos de eutroficación.
El concepto de huella ecológica considera que un centro de cultivo tiene una influencia en el medio ambiente diez mil veces superior a su superficie. Este impacto tiene un costo ambiental, económico y social, y la pregunta que surge es si esto es
sustentable en el tiempo, lo que implica también un riesgo para la salud humana; razones por la cuales se justifica desde el punto de vista ambiental, social y económico. (16)
CAPITULO II
2. MARCO TEORICO DE LA INVESTIGACIÓN
2.1. Antecedentes de la investigación
En el año 2005, se realizó un estudio de Diagnóstico Ambiental de la Actividad Truchícola en los Centros Turísticos ubicados en el Macizo de la Muerte, Costa Rica cuyo objetivo era analizar la sostenibilidad ambiental de la truchicultura, mediante la evaluación de la calidad del agua antes y después de su utilización, así como verificar si la actividad tiene potencial turístico. Para ello se usaron dos índices como indicadores de calidad de agua: WQI, que trabaja con parámetros físico- químicos y microbiológicos, y BMWP, que utiliza macroinvertebrados (insectos) acuáticos. Además, se consideraron los residuos que genera la truchicultura, entre estos las vísceras, piel, esqueletos, aguas para el lavado de plantas procesadoras y otros como estereofón y cartón, que se usan para el transporte de los huevos de trucha importados.
Como parte de la metodología empleada, se tomaron muestras de agua 10 metros antes y 10 metros después de cada uno de los proyectos, que fueron analizados en diferentes laboratorios de la Universidad de Costa Rica. Se evaluaron parámetros como los siguientes: oxígeno disuelto, temperatura, pH, sólidos
disueltos, turbidez, demanda bioquímica de oxígeno, nitratos, fosfatos, amonio, sólidos totales y coliformes.
Los resultados del estudio en cuanto a la evaluación del agua indicaron que los cuatro proyectos tenían una calidad de agua media, tanto en las entradas como en las salidas de los estanques, según el índice WQI. También se pudo comprobar que la turbidez del agua aumenta en forma considerable a su salida de los estanques, debido sobre todo a la cantidad de residuos de alimento no consumido por las truchas, el cual es aplicado sin ninguna medida.
Otra fuente de contaminación identificada fue la presencia de coliformes, situación que se asocia a los excrementos dejados por los animales, como caballos, perros y zopilotes, que frecuentan los alrededores de los estanques. Los coliformes también tendrían relación con la cercanía y a veces escasez de letrinas para los trabajadores de las empresas, quienes se ven obligados a hacer sus necesidades en el campo y las heces son arrastradas por el agua.
Al valorar los insectos acuáticos como indicadores de calidad del agua (índice BMWP), el estudio reveló que algunos proyectos tienen una excelente calidad de agua a la entrada de los estanques, pero después de la actividad truchícola pasa a ser agua contaminada. Entre los grupos de macroinvertebrados indicadores de contaminación del agua sobresalieron las familias Tubificidae, Planariidae, Chironomidae y Physidae.
También se encontraron algunos insectos acuáticos antes de la actividad (familias Leptophlebiidae, Lepidostomatidae, entre otras), pero que desaparecieron después, posiblemente porque no toleran ciertos grados de contaminación. (17)
En Colombia, se determinó la calidad del agua mediante macroinvertebrados acuáticos y parámetros fisicoquímicos en la Estación Piscícola la Granja Montelindo (Universidad de Caldas), ubicada en la Vereda Santágueda (Municipio de Palestina), Colombia. Los puntos de muestreo seleccionados corresponden a la entrada y a la salida de agua de la Estación y al recorrido dentro de la misma, áreas donde se tomaron muestras puntuales sujetas a los parámetros fisicoquímicos para analizar la calidad. En el estudio se encontraron 55 familias, de las cuales sobresalen: Chironomidae con un 32,5%, seguida de Thiaridae con un 26,7% y Palaemonidae con una presencia del 6,7% de la población total; las demás se encuentran por debajo del 5% de representatividad. Según el BMW`P/Col. el agua que circula en la Estación Piscícola es de clase tres o medianamente contaminada y no presenta una disminución en la calidad al circular por la estación ni al ser devuelta al cañon El Berrión. (18)
En España, la piscicultura intensiva de carácter intensivo gira principalmente alrededor de la trucha arco iris Oncorhynchus mykiss (Wlabaum 1792), con una producción aproximada de cuatro mil toneladas anuales. Con el fin de conocer los posibles impacto de los centros acuícolas sobre el ecosistema se realizó un estudio de dos años (2005-2006) a través de una evaluación piloto de los impactos sobre las comunidades de macroinvertebrados bentónicos, indicadores biológicos recogidos en la Directiva Marco de Aguas. El objetivo del estudio era valorar si existen perturbaciones atribuibles a las tres piscifactorías de truchas arco iris, situadas en Olivan (río Gallego), Cimballa (río Piedra) y Villarluengo (río Pitarque).
Tras determinar los macroinvertebrados bentónicos en el laboratorio, aplicaron las métricas con el fin de detectar
desviaciones entre el tramo pre-vertido, el tramo de vertido y post-vertido: riqueza global de taxones, riqueza de taxones por campaña, IBMWP, IASPT, EPT, diversidad de Shannon-Wiever, equidad de Pielou y Dominancia de Simpson. Los resultados fueron similares ambos años, sin detectarse perturbaciones de origen humano notables en las comunidades de macroinvertebrados. La valoración del IBMWP y riqueza de taxones mostró un ligero incremento en el punto de vertido y disminución posterior, al igual que la densidad de macroinvertebrados. Sin embargo, aunque presentan un impacto sobre las comunidades, dichos vertidos son momentos inferiores a la capacidad de depuración del río, ya que no disminuye el estado ecológico del tramo. (19)
Teniendo en cuenta que los vertimientos de aguas residuales generado por el cultivo de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) de la Estación Piscícola “El Molino H&V” sobre las aguas del Río Grande, ubicada en Coconuco en el Municipio de Pucaré, Departamento del Cauca. Se determinó y analizó el deterioro del ecosistema acuático en términos de la contaminación del agua, reflejada en la alteración de las características fisicoquímicas hídricas, proliferación de agentes patógenos y afectación de la biota acuática. La metodología utilizada fue la identificación de la comunidad de macroinvertebrados utilizando el Índice de Monitoreo Biológico (BMWP), la calidad fisicoquímica y microbiológica de las aguas entrantes y salientes de la estación piscícola para así poder determinar la calidad del agua tanto del vertimiento como del cuerpo de agua receptor.
Durante la realización de los muestreos biológicos, los resultados obtenidos en cuanto a la calidad biológica muestran
que para el Punto 1 la calidad del agua buena, no contaminada o alterada de modo sensible; para el Punto 2 se define como agua de calidad aceptable, medianamente contaminada; y el Punto 3, la calidad del agua es crítica, lo que indica que son aguas muy contaminadas, que no se debe únicamente al vertimiento de la piscícola a las aguas residuales aportadas por las viviendas ubicadas cerca del Río Grande.
El agua para el tramo de la piscícola en el Río Grande es apta para destinarla para tratamientos convencionales, ya que algunos parámetros cumplen con el decreto 3960 de 2010 de Minsalud, a excepción de los coliformes fecales y totales. (20)
2.2. Impacto de la acuicultura sobre el medio ambiente
El crecimiento exponencial de la acuicultura ha provocado serias preocupaciones entre los gobiernos, grupos de ambientalistas y la sociedad misma por los posibles daños que estuviera generando sobre el medio, al ser considerada como una actividad en proceso de expansión hay que tener cautela en cómo y dónde se realiza ya que puede afectar a la calidad de las aguas y afectar negativamente a los ecosistemas, tanto en los ríos como en el mar (21) las cuales son fuertemente alteradas por los desechos de las piscigranjas.
El cultivo de truchas genera dos tipos de efluentes, principal y de lavado. El efluente principal tiene un caudal asociado al 85 – 99
% del flujo de agua que ingresa al estanque (22). Se caracteriza por contener bajas concentraciones de sólidos suspendidos totales, nitrógeno y fósforo, que alcanzan valores de 14, 1.4 y 0.13 mg L-1 respectivamente (23). Las permanentes descargas de materias orgánicas y nutrientes generan un impacto
ambiental variable, que pueden alterar el régimen hidrológico, introducir especies impropias en el medio silvestre y la contaminación del recurso hídrico (24).
El uso generalizado de antibióticos en la acuicultura ha provocado la aparición de patógenos resistentes, (25). Otros efectos negativos son la acumulación de antibióticos en los órganos internos del pez, haciéndolo inapropiado para el consumo humano, y los riesgos de contaminación ambiental.
Algunas de estas sustancias son excretadas sin haber sido metabolizadas o liberadas como metabolitos activos (26) persistiendo en el ambiente durante largos periodos de tiempo.
De hecho se ha podido observar que la liberación de forma continuada de efluentes contaminados con antibióticos genera una constante presión de selección que ha propiciado el cambio en la microbiota del entorno, incrementando la aparición de cepas resistentes. Además, muchas bacterias patógenas son capaces de transportar los genes de resistencia a los antibióticos, desde las zonas de producción piscícola hasta los humanos (27), pudiendo generar cepas resistentes en la microbiota intestinal humana. Estos inconvenientes hacen inadecuado el uso de antibióticos como medida profiláctica.
Impactos de la acuicultura sobre el medio ambiente, se trate de una bonanza económica para los países en desarrollo, o como una de las industrias alimenticias más destructivas con el medio ambiente, la acuicultura ha sido objeto de creciente escrutinio y la crítica como el mundo trata de suministro de alimentos para una población superior a seis millones.
La acuicultura, el cultivo de organismos acuáticos tales como peces, moluscos, crustáceos y las plantas, es el más rápido del sector de alimentos de producción cada vez mayor en el mundo, pero su sostenibilidad no está asegurada. La contaminación, la destrucción de hábitats costeros sensibles, las amenazas para los organismos acuáticos biodiversidad e importantes costes económicos - sociales deben ser equilibrados con los beneficios sustanciales. La acuicultura tiene un gran potencial para la producción alimentaria y la mitigación de la pobreza para las personas que viven en las zonas costeras, muchos de los que se encuentran entre los más pobres del mundo. Un equilibrio entre la seguridad alimentaria y los costes medioambientales de la producción han de ser alcanzados. (28)
Mires (29) manifestó que el alimento es parcialmente distribuido en el agua como sólidos suspendidos totales o materia disuelta, tal como el carbono, nitrógeno y fósforo. Una investigación de los efectos de una gran área de cultivo de truchas sobre el río Hull, al noreste de Inglaterra (30) mostró un aumento en el número de unidades formadoras de colonias (UFC) de bacterias totales y un metabolismo bacteriano, aguas abajo del área de cultivo de peces, tanto en el agua como en el sedimento.
Debido a que en la mayor parte de las operaciones resulta casi imposible determinar la verdadera cantidad de alimento que se ingiere; el alimento que no es consumido contribuye significativamente al total de residuos que se producen. (31) A pesar de que los residuos producidos en las operaciones de acuicultura son básicamente similares en su cantidad y calidad, (32) los componentes específicos dependen de la especie cultivada y de las prácticas de cultivo que se adoptan. El principio más importante en lo que se refiere a la calidad del agua (33) es
que un estanque tiene una capacidad finita para asimilar nutrientes y materia orgánica. Por lo tanto, cuando su capacidad es excedida, la calidad del agua se deteriora.
El uso de recursos y el proceso de producción de la actividad acuícola tienen diversos efectos sobre el medio ambiente. Los desechos producen efectos tanto en la columna de agua como en el fondo de las instalaciones de cultivo. Los productos de la excreción de los organismos en cultivo son dispersados por las corrientes, en tanto que los sólidos, como el alimento no ingerido y heces, se depositan en el fondo de lagos y zonas costeras.
Durante el proceso de sedimentación, las partículas pueden ser consumidas por peces silvestres descompuestas en unas aún más finas. La actividad microbiana permite que los diferentes nutrientes se solubilicen. La cantidad y velocidad de descomposición y solubilización depende de factores como la velocidad de corrientes, temperatura del agua y propiedades físico-químicas de las partículas, entre otros.
Además, en sitios con depósitos de materia orgánica se generan nutrientes disueltos hacia la columna de agua. Se ha estimado en diferentes regiones, organismos y sistemas de cultivo, que más del 60% del fósforo (P) y el 80% del nitrógeno (N), aportado por los desechos de las especies cultivadas, termina, finalmente en la columna de agua. Estos cambios en la columna de agua incluirían alzas en los niveles de nutrientes (N y P); aumento de la materia orgánica disuelta; una reducción de la concentración de oxígeno disuelto; alteración del pH, de los niveles de conductividad y transparencia del agua. (8)
2.3. Indicadores físicos, químicos y biológicos de contaminación acuática
El staff de Georgia Adopt-A-Stream (2004) definen a la contaminación ambiental como “Alteración ambiental causada por la energía o los materiales de desecho descargados al medio, donde pueden dañar la salud humana y los Ecosistemas”
y establecen ciertos indicadores ambientales que permiten predecir el deterioro ambiental; uno de estos indicadores son los ensambles de animales que integran las comunidades acuáticas.
El concepto de bioindicador aplicado a la evaluación de calidad de agua, es definido como: “especie (o ensamble de especies) que poseen requerimientos particulares con relación a uno o a un conjunto de variables físicas o químicas, tal que los cambios de presencia/ausencia, número, morfología o de conducta de esa especie en particular, indiquen que las variables físicas o químicas consideradas, se encuentran cerca de sus límites de tolerancia” (34). Es decir, que un bioindicador es aquel cuyas respuestas biológicas son observadas frente a una perturbación ecológica y están referidos como organismos o sistemas biológicos que sirven para evaluar variaciones en la calidad ambiental.
Los macroinvertebrados acuáticos han adquirido una creciente importancia en el análisis de la calidad del agua, debido a que no sólo revelan las condiciones ambientales actuales, sino que actúan como reveladores de las condiciones en el tiempo (35).
Estos organismos incluyen grupos como platelmintos, anélidos, artrópodos y moluscos. Los artrópodos constituyen el grupo más numeroso y entre estos las larvas y ninfas de insectos son las más importantes representadas por efemerópteros, odonatos,
plecópteros, neurópteros, hemípteros, coleópteros, tricópteros, lepidópteros y dípteros (36). Estos viven adheridos a hojas, rocas, en contacto con el sustrato y por lo tanto, con las sustancias tóxicas que se encuentren en él, y que como resultado de sus estrategias de vida y su hábito sedentario, actúan como monitoreadores continuos del lugar que habitan Rosenberg & Resh, 1993 citado en (37).
Estos organismos bentónicos presentan una amplia distribución, ciclos de vida relativamente largos, de fácil identificación y apreciables a simple vista, lo que hace de ellos el grupo con más amplia aceptación como indicadores de la calidad del agua (38).
La evaluación de la calidad del ambiente, en particular de las comunidades acuáticas, ha sido por tradición, desarrollada con base en métodos soportados por mediciones y determinaciones de las características físicas y químicas. Cuando se trata de estimar o determinar la calidad ambiental en general, son aplicados los procedimientos físico-químicos clásicos para denotar el grado de calidad o afectación del parámetro estudiado (39).
Para el análisis de la calidad de las aguas de un río pueden utilizarse diferentes métodos, tanto físico-químicos como biológicos. Los problemas de los parámetros físico-químicos radican en que sus resultados, más o menos exactos, son siempre puntuales. Así, estos métodos sirven para detectar un vertido en el momento en que está en el agua, pero pueden no detectar un vertido realizado unos días atrás. Además, no tienen en cuenta en muchas ocasiones otras alteraciones del ecosistema acuático que pueden afectar a sus componentes (39).
Para complementar a los anteriores se recurre a métodos biológicos, basados en las comunidades de organismos acuáticos, ya que éstos reaccionan ante alteraciones en la calidad de las aguas cambiando su composición específica.
Aportan una visión, no sólo puntual, sino también histórica: así, el bentos fluvial es visto como una acumulación de la historia (36) que afecta al tramo y aguas arriba.
De acuerdo a la literatura existente a partir de los años 50´s la tendencia de la evaluación biológica ha sido la de producir índices. Como resultado se conoce actualmente cerca de 100 índices, (40) discuten varias experiencias para Europa y están de acuerdo con los macroinvertebrados como mejores biondicadores de la calidad de agua, (41) distingue tres enfoques principales para evaluar la respuesta de las comunidades de los macroinvertebrados a la contaminación. Estos son; saprobio, el de diversidad y el biótico.
El enfoque de la Diversidad, usa tres componentes de las estructuras de la comunidad, a saber: riqueza, uniformidad y abundancia para describir la respuesta de la comunidad a la calidad ambiental. Una comunidad natural se caracteriza por tener una alta diversidad o riqueza y un bajo número de individuos por especies. Por el contrario, una comunidad bajo la presión de la contaminación, se caracteriza por poseer un bajo número de especies, pero muchos individuos por especie. Esto lo provocan también las condiciones naturales extremas.
Basado en lo anterior, la diversidad de la comunidad se toma como una medida de la calidad del agua del río. Se han desarrollado muchos índices para medir la diversidad. El más conocido y usado es el de Shannon-Weaver (1949). Este refleja
la igualdad; mientras más uniforme es la distribución entre las especies que lo componen la comunidad, mayor es el valor. (42)
El enfoque biótico, incluye los aspectos esenciales de la saprobiedad y la diversidad, combinando una medida cuantitativa de diversidad de especies con la información cualitativa sobre la sensibilidad ecológica de taxones individuales en una expresión numérica simple.
En 1970 el Biological Monitoring Working Party (BMWP) estableció en Inglaterra un método simple de puntaje para todos los grupos de macroinvertebrados identificados hasta el nivel de familia y que requiere solo datos cualitativos (presencia/ausencia). El puntaje va de 1 a 10 de acuerdo con su tolerancia a la contaminación orgánica. Las familias más sensibles (por ejemplo Perlidae, Oligoneridae) reciben una puntuación de 10; en cambio las más tolerantes a la contaminación (Oligochaeta) reciben puntuación de 1. La suma de puntajes de las familias en un sitio dado da el puntaje de BMWP total. El puntaje promedio por taxón conocido como ASPT (Average Scores per Taxon) esto es, el puntaje total BMWP dividido por el número de taxas en un índice particularmente valioso para la evaluación del sitio. (42)
Durante el 2008, (43) ha generado el Índice Biótico para Ríos del Norte del Perú (nPeBMWP), a partir del Andean Biotic Index (ABI), del Grupo de Recerca F.E.M. Universidad de Barcelona, propuesto por Ríos et al. (44), incorporando familias y valores de los índices: IBMWP, para ríos de Chile (Peu Peu), elaborado por la Universidad Católica de Temuco (45); el ChBMWP, para ríos de Chile mediterráneo, elaborado en la Universidad de Chile (46) y Molina (47), el índice BMWP (RP-NdS) del río Pamplonita del
Norte de Santander, elaborado en Venezuela (48), el índice BMWP-CR, modificado para Costa Rica (49), el índice BMWP, para el rio Chama, elaborado en la Universidad de los Andes de Venezuela (50) y el índice BMWP-Col, elaborado por la Universidad de Antioquia de Colombia. (51)
2.4. La acuicultura y el desarrollo sostenible
El desarrollo sostenible es un objetivo social ampliamente aceptado para el desarrollo económico de los recursos naturales, de acuerdo con el informe de la comisión Bruntland.
Según la FAO: (52) “Desarrollo sostenible es la gestión y conservación de los recursos naturales y el cambio en la orientación tecnológica e institucional que asegure el alcance y la continua satisfacción de las necesidades humanas para las generaciones actuales y futuras. Tal desarrollo sostenible conserva la tierra, el agua, los recursos genéticos de plantas y animales, no degrada el medio ambiente, es técnicamente adecuado, económicamente viable y socialmente aceptable”.
En este sentido, el Gesamp (53) propuso una serie de estrategias para la sostenibilidad de la actividad acuicultora:
a) Aplicar procesos de evaluación para determinar el impacto ambiental que causa la acuicultura, con la finalidad de prevenir y reducir el daño al medio ambiente.
b) Controlar las actividades acuícolas en las zonas, para asegurar que su impacto se sitúe en los límites aceptables.
c) Establecer guías de buenas prácticas para el uso de compuestos químicos.
d) Regular los desechos que son vertidos al ambiente, utilizando estándares de calidad (límites de desechos vertidos y calidad de los mismos), y
e) Vigilar si existe un cambio ecológico.
En el documento de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura: (54) “Desarrollo de la acuicultura, enfoque ecosistémico a la acuicultura”, establece que el enfoque ecosistémico de la acuicultura como estrategia, debe ser el medio para lograr o alcanzar un nivel superior de políticas que refleje los objetivos y acuerdos relevantes de desarrollo a nivel nacional, regional e internacional, encausados hacia la sostenibilidad, la equidad y la capacidad de recuperación de los sistemas socio-ecológicos interconectados.
Con este enfoque, la sostenibilidad parte en razón de tres dimensiones relacionadas con procesos: un sistema ecológico o ambiental, como base fundamental de la vida en el planeta, el sistema económico, que considera la producción de bienes y servicios materiales y el sistema social que permita la participación activa de la sociedad y las instituciones, estableciendo como estrategias para alcanzar el desarrollo sostenible un plan de acción integral y como soporte legal la normatividad ambiental nacional e internacional.
Con base en los mecanismos de gestión ambiental y en las políticas de aprovechamiento de los recursos naturales, una aproximación de acuicultura sostenible es el enfoque hacia el equilibrio de estos tres componentes del desarrollo sostenible:
no puede existir desarrollo económico y social si no hacemos un uso responsable de nuestros recursos.
En la Figura 1, se observa estratégicamente cómo interactúan las tres dimensiones del desarrollo para hacer sostenible la actividad acuícola.
Figura 1: Elementos de la acuicultura sostenible. (55). Obtenido a partir de At a Crossroads: Will Aquaculture Fulfill the Promise of the Blue Revolution a Sea Web Aquaculture Clearinghouse
2.5. La producción de truchas en el Perú y el mundo
Los principales países productores de trucha arco iris a nivel mundial son en primer lugar Chile con 155,355 TM, Turquía con 90,884 TM, Irán con 88,201 TM, Noruega con 79,857 TM, Italia con 37,352 TM, Francia con 33,121 TM, Dinamarca con 30,910 TM, Alemania con 21,803 TM, España con 18,848 TM, más adelante se encuentran Estados Unidos de Norteamérica con 16,911 TM y China con 16,357 TM entre otros países. (74)
En la Región de América Latina y El Caribe y Norteamérica, el principal productor de dicha especie es Chile seguido por Estados Unidos de Norteamérica, ubicándose el Perú en el puesto 12avo a nivel mundial y en el puesto número tres a nivel de Región.
Los volúmenes de cosecha de trucha arco iris en el Perú ha venido incrementándose de manera significativa desde el año 2005 a una tasa de crecimiento anual de 24 %, alcanzando en el año 2014 una cosecha registrada de 32,923 TM. (Figura 2).
Figura 2. Producción de truchas arco iris en el Perú. 2005 – 2014.
A nivel de la región Junín la producción de truchas arco iris desde el año 2005 ha tenido un comportamiento sostenido, a excepción del año 2012 donde hubo un crecimiento del 73% con relación al año anterior. La producción promedio anual esta alrededor de 2000 toneladas métricas, cuyo destino principal es el mercado regional.
Figura 3. Producción de truchas arco iris en la región Junín. 2005 – 2014.
A nivel de la microcuenca del río Chía, la producción de truchas arco iris se desarrolla bajo el sistema intensivo, empleando estanques de cemento con un espejo de agua total de 12,242 m2, estimándose una producción promedio anual de 250 mil kilogramos de trucha de peso comercial. (Figura 4)
Figura 4. Producción de truchas arco iris en la microcuenca del río Chía - 2015.
2.6. Legislación ambiental nacional
Ley N° 28611 Ley General del Ambiente
Es la norma ordenadora del marco normativo legal para la gestión ambiental en el Perú. Establece los principios y normas básicas para asegurar el efectivo ejercicio del derecho a un ambiente saludable, equilibrado y adecuado para el pleno desarrollo de la vida, así como cumplimiento del deber de contribuir a una efectiva gestión ambiental y de proteger el ambiente, así como sus componentes, con el objetivo de mejorar la calidad de vida de la población y lograr el desarrollo sostenible del país.
Decreto Supremo Nº 002-2008-MINAM aprueban Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua.
Aprueban los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental, con el objetivo de establecer el nivel de concentración o el grado de elementos, sustancia o parámetros físicos, químicos y biológicos presentes en el agua, en su condición de cuerpo receptor y componente básico de los ecosistemas acuáticos, que no representa riesgo significativo para la salud de la persona ni para el ambiente. Los Estándares aprobados son aplicables a los cuerpos de agua del territorio nacional en su estado natural y son obligatorios en el diseño de normas legales y políticas siendo un referente obligatorio en el diseño y aplicación de todos los instrumentos de gestión ambiental.
Decreto Supremo Nº 023-2009-MINAM Aprueban disposiciones para la implementación de los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental (ECA) para Agua.
Disposición legal que tiene por objetivo la implementación de los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental (ECA) para Agua, aprobado por Decreto Supremo Nº 162-2008-MINAM, precisando las siguientes categorías: Categoría 1: Poblacional y recreacional, b) Categoría 2: Actividad marino Costero, Categoría 3: Riego de vegetales y bebidas de animales, y Categoría 4: Conservación del ambiente acuático. Además la metodología y criterios para el monitoreo de la calidad ambiental del agua, consideraciones para la aplicación de los ECA, sistematización de la información, fiscalización y sanciones por incumplimiento de la norma.
Decreto Supremo Nº 015-2015-MINAM Modifican los Estándares Nacionales de Calidad Ambientales para Agua y establecen disposiciones complementarias para su aplicación.
Modifican los parámetros y valores de los Estándares Nacionales de Calidad Ambientales (ECA) para Agua, aprobados por Decreto Supremo Nº 002-2008-MINAM (Anexos Nº I); y modifican el artículo 2) de las disposiciones complementarias de los Estándares Nacionales de Calidad Ambientales (ECA) para Agua, aprobados por Decreto Supremo Nº 023-2009-MINAM, precisando las siguientes Categorías:
Categoría 1: Poblacional y Recreacional, Categoría 2:
Actividades de Extracción y Cultivo Marino Costeras y Continentales, Categoría 3: Riego de Vegetales y Bebida de Animales y Categoría 4: Conservación del Ambiente Acuático.
2.7. Definición de términos
Contaminación del agua
Es una modificación de esta, generalmente provocada por el ser humano, que la vuelve impropia o peligrosa para el consumo humano, la industria, la agricultura, la pesca y las actividades recreativas.
Bentos
En ecología se llama bentos a la comunidad formada por los organismos que habitan el fondo de los ecosistemas acuáticos, u organismos que viven y realizan sus funciones vitales en dependencia estricta de un sustrato.
Macroinvertebrados
El término macroinvertebrados refiere a los animales invertebrados con tamaños superiores a las 500 µm, tales como los insectos, crustáceos, moluscos y anélidos entre otros, que habitan principalmente en sistemas de agua dulce,
Impacto ambiental
Comprende el efecto que produce una determinada acción humana sobre el medio ambiente en sus distintos aspectos.
Técnicamente, es la alteración de la línea de base, debido a la acción antrópica o a eventos naturales.
2.8. Hipótesis de la investigación
2.8.1. Hipótesis general
El grado de contaminación del agua del río Chía, según los índices biológicos, califican como agua extremadamente contaminada.
2.8.2. Hipótesis Especificas
H1: El Índice de Biodiversidad de Shannon-Wiener, indica que el río Chía está siendo contaminado severamente por la actividad truchícola.
H2: El Índice Biótico para Ríos del Norte del Perú - nPeBMWP, indican que el río Chía está siendo contaminado extremadamente por la actividad truchícola.
H3: Los indicadores fisicoquímicos y bacteriológicos de la calidad de agua del río Chía, superan los límites de los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua - 2015.
2.9. OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN
2.9.1. Objetivo General
Evaluar la contaminación del agua del río Chía mediante los índices bióticos y de diversidad.
2.9.2. Objetivos Específicos
a. Determinar el nivel de contaminación del agua del río Chía mediante el índice de diversidad de Shannon- Wiener.
b. Determinar el nivel de contaminación del agua del río Chía mediante el índice biótico para Ríos del Norte del Perú - nPeBMWP.
c. Determinar la calidad de agua del río Chía mediante los indicadores fisicoquímicos y bacteriológicos.
CAPITULO III
3. MATERIALES Y METODOS
3.1. Lugar de la ejecución
La zona de estudio se encuentra en el distrito de Ingenio, provincia de Huancayo, departamento de Junín; dentro de la microcuenca del río Chía, entre las coordenadas UTM según Datum WGS84 a 476058 m. Este, 8693601 m. Sur y 478612 m.
Este, 8686125 m. Sur; y altitudes comprendidas entre los 3536 a 3741 metros sobre el nivel del mar. (Figura 5).
Figura 5. Mapa de ubicación y localización de la microcuenca del río Chía.
Según el Mapa Ecológico de Perú (ONERN 1976), elaborado de acuerdo al Sistema de Clasificación de Zonas de Vida propuesto por el Dr. L. H. Holdridge, el ámbito en estudio se encuentra comprendido en la Formación Ecológica de Bosque Húmedo Montano Tropical (bh-MT).
3.2. Delimitación de la investigación
El estudio se realizó en el ámbito de la microcuenca del río Chía, perteneciente a la subcuenca del río Achamayo, microcuenca que se extiende en la cordillera central de los Andes cuya longitud aproximada es de 12.7 kilómetros desde su desembocadura de la laguna Quiullacocha hasta la confluencia con el río Rangra que da origen al río Achamayo afluente del río Mantaro.
La referida microcuenca presentó una gran homogeneidad en cuanto a las características geomorfológicas y ecosistémicas tales como el grado de sinuosidad, substrato dominante, nivel de estrechamiento, turbulencia, cobertura ribereña e intervención humana; ésta última que está constituida por la actividad de la truchicultura intensiva, que se desarrolla en la periferia del río Chía (Anexo 4), actividad que vienen incorporando al cuerpo de agua residuos metabólicos de los peces, deshechos de alimento balanceado y residuos de fármacos que son utilizados para controlar o prevenir enfermedades de las truchas la cual viene generando un impacto medioambiental al ecosistema acuático.
Para el establecimiento de los puntos o estaciones de muestreo (Figura 6) se empleó un mapa hidrográfico, herramientas informáticas como el Google Earth y localización de fuentes de contaminación, que permitieron la recopilación e integración de
información del ámbito de la investigación, determinándose las siguientes estaciones de muestreo:
Figura 6. Mapa de ubicación de las estaciones de muestreo de la microcuenca del río Chía.
Estación I
Esta zona se encuentra situada en la coordenada UTM 474240.33E, 8687154.11S, a 3741 msnm, cuyo punto de colecta se ubicó en paraje Ancal a 400 metros del primer centro de producción de truchas, que se caracteriza por ser un ámbito geográfico donde existen algunos centros poblados asentados que desarrollan actividades económicas como la ganadería y agricultura, que provocan algún tipo de contaminación al río Chía.
Estación II
Está situada en el paraje Uyluso en la coordenada UTM 472114.04E, 8686810.77S, a 3563 msnm, cuyo punto de recolección se ubicó en la zona media del área en estudio, donde
los centros piscícolas vienen desarrollando actividades de truchicultura intensiva de menor escala e inclusive otras actividades económicas (agricultura, ganadería, comercio y turismo) que probablemente estén provocando algún tipo de contaminación al río Chía.
Estación III
Se localizó en la coordenada UTM 471860.90E, 8686408.04S, a 3536 msnm, situada en el paraje Intihuasi cuyo punto de recolección de muestras se ubicó al final del área en estudio, situada después de todos los centros piscícolas instalados en la microcuenca objeto del estudio, donde se cree que los valores fisicoquímicos, bacteriológicos y las comunidades macrobentónicas han sufrido algún tipo de perturbación o alteración derivado de la truchicultura y otras actividades antrópicas.
3.3. Metodología de la investigación
3.3.1. Tipo y nivel de investigación
El tipo de investigación es básica - descriptiva, porque busca profundizar la información y los conocimientos de la fauna bentónica para resolver el problema práctico de contaminación ambiental. El nivel de investigación es el descriptivo, porque permitió describir, analizar e interpretar la situación actual de la contaminación por las actividades truchícolas.
3.3.2. Método y diseño de investigación
El método de investigación es el método descriptivo, porque se describieron las variables y los indicadores cuantitativamente.
El diseño es “no experimental” dado que no se ha manipulado ninguno de los factores presentes en el río Chía; el tipo es transeccional, porque se recolectaron datos en un solo día, para describir las variables y analizar su incidencia e interrelación en un momento dado.
El modelo tiene la forma de:
G1 O1
G2 O2
G3 O3
G4 O4
G = Grupo (Indicadores físicos, químicos, bacteriológico y macroinvertebrados bentónicos)
O = Observación de las variables e indicadores
3.4. Población
La población objetivo estuvo compuesta por las aguas del río Chía y la población de macroinvertebrados bentónicos que habitan en el río, en una extensión de doce kilómetros y setecientos metros aproximadamente desde su nacimiento hasta su desembocadura en el rio Achamayo.
3.5. Muestra
Las unidades de muestreo estuvieron representadas por las muestras de agua y de macroinvertebrados bentónicos, que fueron colectadas en el paraje Ancal (Estación-1), paraje Uyluso (Estación-2) y paraje Intihuasi (Estación-3); es decir antes, a mitad de cuenca y después de los centros truchícolas ubicados en la microcuenca del río Chía; muestreos que se realizaron a finales del mes de diciembre de 2015, periodo en los cuales se esperaba encontrar una comunidad más estable de organismos bentónicos, la cual fue establecido en base en los registros históricos de las estaciones pluviométricas, y con regímenes finales de sequía e inicio de la época de lluvias.
3.5.1. Muestreo y análisis físico, químico y bacteriológico del agua
Para la recolección de las muestras de agua y los análisis físico, químico y bacteriológico, se empleó el método establecido en el Protocolo Nacional de Monitoreo de Calidad de Cuerpos Naturales de Agua Superficiales aprobado con Resolución Jefatural Nº 182-2011-ANA, en la que están establecido criterios generales para el desarrollo del monitoreo en la que se considera desde la logística mínima necesaria, planificación, conocimiento de la zona de muestreo y de la toma de muestras, preservación y transporte, y finalmente análisis de muestras.
Los análisis físicos y químicos de la muestras de agua se realizó in situ en un solo día. Los puntos de muestreo fue ubicado en zonas que presentaron un flujo regular de
agua, es decir sin turbulencia y de profundidad homogénea.
Para la toma de muestras, se procedió a coger el recipiente por debajo del cuello del mismo, y sumergido en dirección opuesta al flujo de agua, sin tocar la superficie interna del frasco y/o tubo. Antes de colectar la muestra se procedió a enjuagar dos veces como mínimo.
El análisis se realizó, empleando el equipo portátil La Motte, con los que se evaluó siguientes parámetros:
oxígeno disuelto (mg/l), dureza total (mg/l), alcalinidad total (mg/l), potencial de hidrogeno, dióxido de carbono (mg/l), nitratos (mg/l), cloruro (mg/l), fosfato (mg/l); y con el medidor Multiparámetro edge® de Hanna Instruments Conductividad eléctrica (µS/cm), total de sólidos disueltos TDS (mg/l) y temperatura (ºC).
Para la determinación de coliformes totales y coliformes termotolerantes las muestras de agua se colectaron en recipientes estériles rotulados de medio litro de capacidad, y fueron remitidos al Laboratorio Especializado de Salud Ambiental de la Dirección Regional de Salud Junín, donde fueron analizadas mediante la técnica de fermentación de tubos múltiples, de acuerdo a lo indicado en el Standart method for the examination o water and wastewater, 21 th Edition, 2005, parte 9221B, E y 9221 F1.
Los resultados de los análisis físicos, químicos y bacteriológicos del agua superficial del río Chía, fueron comparados con los Estándares Nacionales de Calidad
Ambiental para Agua aprobado con Decreto Supremo Nº 015-2015-MINAM del 19 de diciembre de 2015. (Anexo 1).
3.5.2. Muestreo y análisis de macroinvertebrados bentónicos
Para la recolección de las muestras de macroinvertebrados, la metodología de colecta se definió en base a los objetivos del estudio y en base a los sustratos de los ecosistemas acuáticos continentales, para ello se eligió el método de colecta, identificación y análisis de comunidades biológicas: plancton, perifiton, bentos (macroinvertebrados) y necton (peces) en aguas continentales del Perú, del Departamento de Limnología e Ictiología del Museo de Historia Natural de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (2014) y el Ministerio del Ambiente, metodología actualizada y estandarizada para la colecta, preservación y análisis de la biota proveniente de aguas continentales, además cubren los métodos que se consideran los más idóneos para la realización de cualquier estudio hidrobiológico continental. Ellos incluyen, además de los métodos de colecta en campo, el análisis posterior de acuerdo al tipo de comunidad colectada, aspectos espacio-temporales y consideraciones del tipo de muestras obtenidas, el mismo que sirve de guía a los diferentes agentes de estudio dedicadas a las evaluaciones hidrobiológicas y a las actividades económicas que necesitan de su caracterización.
Como se sabe, las comunidades de macroinvertebrados muestran gran variabilidad espacial y temporal, y muchos taxones tienen gran afinidad por determinado tipo de hábitat.
Todo ello se ha tenido en cuenta para establecer el programa de muestreo idóneo, se empleó la metodología de recolección cuantitativa en la cual se utilizó la red Surber, que consta de un marco metálico de 30 x 30 cm, al cual está sujeta una red de unos 80 cm de longitud y con una abertura de malla de aproximadamente 500 μ. El marco se colocó sobre el fondo y en contra de la corriente y con las manos se removió el material del fondo durante cinco minutos, quedando atrapados los organismos en la red los cuales fueron lavadas dentro de un tamiz de 0.5 mm de abertura de malla. Esta operación se repitió tres veces en cada estación de muestreo, pudiéndose calcular el número de organismos por m2. Todo el material biológico colectado se depositó en un frasco de vidrio conteniendo alcohol etílico al 70% para su posterior análisis en el laboratorio. Estos frascos fueron rotulados con el número de la estación y fecha de muestreo.
La red Surber también se usa para recolección cualitativa colocándose sobre varios lugares de la corriente, pero es importante saber que ésta ha sido diseñada para uso cuantitativo. Las técnicas cualitativas, si bien no aportan datos cuantitativos precisos, proporcionan una información a menudo más completa de la riqueza de taxones del tramo, e incluso dan una idea de la relación de abundancia entre los diferentes taxones.
