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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LA TIERRA ÁREA: GEOMÁTICA

““AANNÁÁLLIISSIISS GGEEOOEESSTTAADDÍÍSSTTIICCOO DDEE LLOOSS ÍÍNNDDIICCEESS DDEE CCAALLIIDDAADD

DDEELL AAGGUUAA YY SSUU RREEPPRREESSEENNTTAACCIIÓÓNN CCAARRTTOOGGRRÁÁFFIICCAA EENN EELL RRÍÍOO

AARRMMEERRÍÍAA,, EENN EELL PPEERRIIOODDOO CCOOMMPPRREENNDDIIDDOO DDEESSDDEE EELL AAÑÑOO 22000000

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COQUIMATLÁN, COL. MAYO DE 2013

AANNÁÁLLIISSIISS GGEEOOEESSTTAADDÍÍSSTTIICCOO DDEE LLOOSS ÍÍNNDDIICCEESS DDEE CCAALLIIDDAADD DDEELL AAGGUUAA YY SSUU RREEPPRREESSEENNTTAACCIIÓÓNN CCAARRTTOOGGRRÁÁFFIICCAA EENN EELL RRIIOO AARRMMEERRÍÍAA

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D E D I C A T O R I A

A mis hijos por ser mi fuerza, mi templanza y mi motivación de cada día.

Y aquellas personas especiales que no necesito nombrar, porque tanto ellas

como yo sabemos que desde lo más profundo de mi corazón les agradezco el

haberme brindado todo el apoyo, colaboración, ánimo, cariño, amistad y

compañía en las diferentes etapas de mi vida. Algunas están aquí conmigo y otras

en mis recuerdos y en el corazón; sin importar en donde estén o si alguna vez

llegan a leer esta dedicatoria quiero darles las gracias por formar parte de mí, por

todo lo que me han brindado y sobre todo sus bendiciones.

A la Universidad de Colima por el apoyo otorgado con la beca Juan García

Ramos, durante el tiempo que estuve estudiando la maestría.

“Todo mi esfuerzo es hacer un nuevo comienzo (…)”

Osho


12

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE FIGURAS ....................................................................................................... 14

ÍNDICE DE TABLAS ........................................................................................................ 15 RESUMEN .......................................................................................................................... 17 ABSTRACT ........................................................................................................................ 17

I. INTRODUCCION........................................................................................................... 18 1.1 Hipótesis. ................................................................................................................... 20 1.2 Objetivo General........................................................................................................ 20 1.3 Objetivos Particulares ................................................................................................ 20

II. ANTECEDENTES ......................................................................................................... 21 2.1 Antecedentes de la variación de la calidad del agua. ................................................ 22 2.2 Calidad del agua superficial. ..................................................................................... 24

2.2.1 Parámetros físicos de calidad de agua.......................................................... 25 Color ........................................................................................................................ 25 Conductividad eléctrica ........................................................................................... 25

Turbidez ................................................................................................................... 27 Temperatura ............................................................................................................ 28

La importancia de la temperatura ........................................................................... 28 2.2.2 Parámetros biológicos de calidad de agua. .................................................. 29

Coliformes ............................................................................................................... 29

Coliformes fecales ................................................................................................... 30

2.2.3 Parámetros químicos de calidad de agua. ......................................................... 30 Demanda bioquímica de oxígeno (en mg/l). ............................................................ 31

Oxígeno disuelto ...................................................................................................... 31 Cloruros. .................................................................................................................. 31 Alcalinidad .............................................................................................................. 32

Potencial de hidrogeno (pH) ................................................................................... 33 Sulfatos .................................................................................................................... 33

Dureza ..................................................................................................................... 34 2.3 Estudios de calidad de agua en cuencas urbanas. ................................................. 35 2.4 Criterios Normativos De Calidad del Agua .......................................................... 37

2.5 Uso y Calidad del Agua ............................................................................................. 40 Evaluación del uso del agua ............................................................................................ 42

III. METODOLOGÍA .......................................................................................................... 45 3.1 Construcción de índices de calidad de agua (ICAs) .................................................. 46

3.1.1 Procedimientos y fórmulas de ICAs .................................................................. 47 3.1.2. Estimación del índice de calidad del agua ........................................................ 48 3.1.3. Evaluación utilizando el ICA ............................................................................. 56

3.2 Sistemas de información geográficos (S.I.G.) ........................................................... 58 3.2.1. Definición .......................................................................................................... 59 3.2.2 Conceptos simples .............................................................................................. 59 3.2.3. Obstáculos: ........................................................................................................ 59

3.2.4. El valor del SIG para la conservación de cuencas ........................................... 60 3.2.5. El poder de comunicación de los mapas ........................................................... 61 3.2.6. Análisis sencillos ............................................................................................... 62

3.2.7. Análisis de la distribución. ................................................................................ 62 3.2.8. Representación mediante modelos .................................................................... 62


13

3.2.9. Planificación ...................................................................................................... 62 3.2.10. ¿Por qué utilizar un SIG asequible al usuario? .............................................. 63

3.3 Técnicas Geoestadísticas ........................................................................................... 65 3.4 Cálculos estadísticos o estadística descriptiva........................................................... 65

3.4.1.- Número de casos .............................................................................................. 65 3.4.2.- Rango de la distribución .................................................................................. 65 3.4.3.- Media ................................................................................................................ 65 3.4.4.- Moda ................................................................................................................ 66 3.4.5.- Mediana ............................................................................................................ 66

3.4.6.- Varianza ........................................................................................................... 66 3.4.7.- Desviación estándar ......................................................................................... 67

3.4.8.- Coeficiente de asimetría ................................................................................... 67 3.4.9.- Curtosis ............................................................................................................ 67 3.4.10.- Error estándar ................................................................................................ 68 3.4.11.- Coeficiente de variación ................................................................................ 68

3.5 Representación cartográfica .................................................................................. 69

3.6 Metodología propuesta para la variación de la calidad del agua en cuencas con

trayectos urbanos. ............................................................................................................ 69 3.6.1.- Delimitación de la cuenca. ............................................................................... 69 3.6.2.- Determinación del cauce principal y sus afluentes urbanos. .......................... 70

3.6.3.- Ubicación de los puntos de Muestreo de la calidad del Agua ......................... 70 3.6.4.-Base de datos ..................................................................................................... 71

IV.- DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO ............................................................... 73 4.1 Características del área de estudio ............................................................................. 74

4.1.1. Ubicación .......................................................................................................... 74

4.1.2. Superficie ........................................................................................................... 74 4.1.3. Hidrografía ........................................................................................................ 74 4.1.4 Datos socioeconómicos ...................................................................................... 75

4.1.5. Fisiografía ......................................................................................................... 75 4.1.6. Uso de las aguas superficiales .......................................................................... 75

4.2 La calidad del agua en el Río Armería. ..................................................................... 76 4.2.1. Antecedentes ...................................................................................................... 76

4.2.2. Objetivos y Alcances ......................................................................................... 76 4.2.3. Delimitación de la Región y Cuenca Hidrológica............................................. 76

4.2.4. Red Nacional de Monitoreo de la Calidad del Agua ........................................ 78 4.2.5. Índice de Calidad del Agua en el Período 1994 a 2001 .................................... 79 4.2.6. Índice de Calidad del Agua y Criterios Ecológicos de Calidad del Agua ........ 79 4.2.7. Caudales Ecológicos ......................................................................................... 81

V. ANALISIS DE LA VARIACION ESTACIONAL DE LOS DATOS DE MUESTREO

EN EL CAUCE DEL RIO ARMERIA ............................................................................... 82

VI. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS Y DISCUSIONES ............................................. 93 6.1 Análisis de los resultados .......................................................................................... 94 6.2 Medidas de Mitigación ............................................................................................ 102

VII. CONCLUSIONES. ..................................................................................................... 104

VIII RECOMENDACIONES ............................................................................................. 108

IX. BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... 110

X. ANEXOS ....................................................................................................................... 115


14

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1, El ciclo Hidrológico- Vital Vulnerable ............................................................ 40 Figura 2, Uso Global anual de agua, estimación total y por sector 1900 - 2000 ... 41 Figura 3, Valoración de la calidad de agua en función de Coliformes Fecales ...... 51

Figura 4, Valoración de la calidad de agua en función del pH .................................. 52 Figura 5, Valoración de la calidad de agua en función de la DBO5 ......................... 52

Figura 6, Valoración de la calidad de agua en función del Nitrógeno ...................... 53

Figura 7, Valoración de la calidad de agua en función del Fósforo.......................... 53

Figura 8, Valoración de la calidad de agua en función de la Temperatura. ............ 54 Figura 9, Valoración de la calidad de agua en función de la Turbidez .................... 54 Figura 10, Valoración de la calidad de agua en función del Residuo Total ............ 55

Figura 11, Valoración de la calidad de agua en función del % de Saturación del Oxigeno Disuelto ............................................................................................................... 56 Figura 12, Criterios generales según el índice de calidad del agua ......................... 57

Figura 13, Delimitación de la Cuenca Armería ............................................................ 69 Figura 14, Cauce Principal de la cuenca Armería ...................................................... 70

Figura 15, Puntos de Muestreo ...................................................................................... 70 Figura 16. Estaciones de Muestreo Hidrológicas ........................................................ 72

Figura 17, Ubicación de la Cuenca Armería ................................................................ 74

Figura 18, Rio Ayuquila – Armería ................................................................................. 77

Figura 19, Línea de Tendencia año 2000 ..................................................................... 95

Figura 20, Línea de tendencia año 2001 ...................................................................... 96

Figura 21, Línea de Tendencia año 2002 ..................................................................... 97

Figura 22, Línea de tendencia año 2003 ...................................................................... 98

Figura 23, Línea de tendencia año 2004 .................................................................... 100 Figura 24, Línea de Tendencia año 2005 ................................................................... 101

Figura 25, Línea de Tendencia año 2006 ................................................................... 102 Figura 26, Mapa Final .................................................................................................... 103

Figura 27, Promedio Mensual de ICAs ....................................................................... 106

Figura 28, Línea de Tendencia Global ........................................................................ 106


15

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1, Valores de conductividad de algunas muestras típicas .............................. 26

Tabla 2, Valores de Resistividad y Conductividad ...................................................... 28 Tabla 3, Valores de Resistividad y Conductividad ...................................................... 29 Tabla 4, Relación de PH .................................................................................................. 33

Tabla 5, Interpretación de la Dureza ............................................................................. 35

Tabla 6, Límites Máximos Permisibles Para Contaminantes Básicos ..................... 37

Tabla 7, Límites Máximos permisibles para metales pesados y cianuros .............. 37 Tabla 8, Límites permisibles según la NOM-127-SSA1-1994 ................................... 38

Tabla 9, Limites permisibles de Coliformes .................................................................. 38 Tabla 10, Límites Permisibles de Color, Turbiedad, olor y Sabor ............................ 39 Tabla 11, Límites Permisibles en la Legislación Europea.......................................... 39

Tabla 12, Estimación de la tasa de consumo neto de diferentes sectores de uso de agua ............................................................................................................................... 43 Tabla 13, Fórmula para determinar el ICA ................................................................... 48

Tabla 14 Índice de Calidad del Agua Utilizado en México ......................................... 49

Tabla 15, Evaluación de Contaminantes ...................................................................... 49

Tabla 16, Pesos relativos para cada parámetro del “ICA” ......................................... 51

Tabla 17, Solubilidad del Oxígeno en Agua Dulce ...................................................... 55 Tabla 18, Hoja para el cálculo del “ICAm” .................................................................... 56

Tabla 19, Criterios Generales según el índice de calidad del agua ......................... 58 Tabla 20, Registro de la Estación de Muestreo ........................................................... 71

Tabla 21, Estaciones de Muestreo Georeferenciadas ................................................ 71 Tabla 22, Uso de las aguas superficiales en la Cuenca del Río Armería ............... 75

Tabla 23, Estaciones de Monitoreo y Periodo con información de ICAs ................. 78 Tabla 24, Criterio de Clasificación ................................................................................. 78

Tabla 25, Aptitud respecto del índice de Calidad del agua ........................................ 79

Tabla 26, ICA en las estaciones de Monitoreo del estado de Jalisco ...................... 79

Tabla 27, ICA en las estaciones de Monitoreo del Estado de Colima ..................... 79

Tabla 28, Índice de Calidad del Agua del Río Armería y sus afluentes ................... 80 Tabla 29, Tabla con los registros de las nueve variables .......................................... 84

Tabla 30, cálculo de Sub1 de la estación peñitas del año 2000. .............................. 85

Tabla 31, rectas para interpolar el Sub1 ....................................................................... 85

Tabla 32, registros de pH de la estación peñitas año 2000 ....................................... 85

Tabla 33, segmentos de recta para calcular el sub2 .................................................. 86 Tabla 34, determinación del Sub2 correspondiente al pH ......................................... 86

Tabla 35, segmentos de recta para determinar el Sub3 correspondiente al DBO5. ............................................................................................................................................. 86

Tabla 36, cálculo del Sub3 para el DBO5 ..................................................................... 87 Tabla 37, segmentos de recta para interpolar los valores de Sub4 ......................... 88

Tabla 38, Sub4 para cada valor de Sulfatos disueltos. .............................................. 88

Tabla 39, Diferencia de Temperaturas .......................................................................... 89 Tabla 40, Segmentos de recta para Calcular el Sub6 ................................................ 89

Tabla 41, Determinación del Sub6 ................................................................................. 89 Tabla 42, segmentos de recta para calcular los Sub7 ................................................ 90

Tabla 43, cálculo del Sub7 correspondiente a Turbiedad .......................................... 90 Tabla 44, Segmentos de Recta para interpolar los Sub8 .......................................... 90

Tabla 45, Sub8 correspondientes a los Sólidos disueltos totales............................. 91


16

Tabla 46, Segmentos de recta para el Cálculo del Sub9 ........................................... 91 Tabla 47, Calculo de Sub9 .............................................................................................. 91

Tabla 48, Calculo de Ica de la estación Peñitas Año 2000........................................ 92

Tabla 49, Valores de ICAs año 2000 ............................................................................. 94

Tabla 50, Valores de ICAs Año 2001 ............................................................................ 96 Tabla 51, Valores de ICAs año 2002 ............................................................................. 97 Tabla 52, Valores de ICAs año 2003 ............................................................................. 98

Tabla 53, Valores de ICAs año 2004 ............................................................................. 99 Tabla 54, Valores de ICAs año 2005 ........................................................................... 100

Tabla 55, Valores de ICAs año 2006 ........................................................................... 101 Tabla 56, Datos Globales ICAs .................................................................................... 105

Tabla 57, Promedio Mensual de ICAs ......................................................................... 105


17

RESUMEN

Esta investigación determina la variación de la calidad del agua, en la

cuenca del Río Armería, debido a la contaminación de los afluentes urbanos que

descargan en el mismo.

Para lograr el objetivo de la investigación se utilizó la herramienta de los

sistemas de información geográfica, así como técnicas geoestadísticas para

poder representar cartográficamente la variabilidad de la calidad a lo largo de su

cauce y determinar períodos de comportamiento anual, la finalidad de este trabajo

es establecer una base para formular medidas de saneamiento y mejorar o

prevenir la contaminación del Río Armería.

ABSTRACT

This investigation determines the variation of the quality of the water, in the

basin of Armería River, due to the contamination of the urban tributaries that

discharge in the same one.

To achieve the objective of the investigation geographical information

systems tool, as well as geostatistical technical were used to be able to model the

variability of the water quality along this river and to determine periods annual

behavior, the purpose of this work is to establish a base to formulate reparation

measures and to improve or to prevent the Armería River contamination.


18

I. INTRODUCCION


19

En la actualidad uno de los problemas más grandes que se presenta en el

Estado, es el originado por las descargas de aguas residuales municipales,

mismas que se disponen principalmente en ríos y arroyos sin ningún tratamiento,

deteriorando la calidad de los mismos.

A menudo las normas de calidad del agua se establecen de manera que se pueda

mantener una concentración mínima de oxígeno disuelto tal que sea capaz de

proteger el ciclo natural en los cursos de agua, aprovechando su capacidad de

asimilación natural.

Por esta razón los estudios de calidad del agua en cuencas con trayectos

urbanos, cobran cada vez mayor importancia debido principalmente al círculo

vicioso en que se ha convertido el proceso de uso y manejo del agua por los

usuarios de una cuenca. Esto es, que los pobladores ubicados aguas arriba se

abastecen de agua la cual la toman del cauce con una calidad aceptable pero

aguas abajo y luego de su utilización la vierten al mismo cauce con calidad inferior

a como la obtuvieron para su uso, provocando así dicho circulo vicioso.

Esta investigación determina la variación de la calidad del agua, en la

cuenca del Río Armería, debido a la contaminación de los afluentes urbanos que

descargan en el mismo, así mismo el presente trabajo es una contribución al

monitoreo constante y al establecimiento de una red de control de la calidad de

los ríos y con ello detectar las descargas adicionales así como de los afluentes

que provocan e inciden en el proceso de eutrofización de los cauces.

Para lograr el objetivo de la investigación se utilizó la herramienta de los

sistemas de información geográfica, así como técnicas geoestadísticas para

poder representar cartográficamente la variabilidad de la calidad a lo largo de su

cauce y determinar períodos de comportamiento anual.

Esta indagación tiene como finalidad establecer una base para formular

medidas de saneamiento y mejorar o prevenir la contaminación del Río Armería.

De igual manera es conveniente tomar en cuenta que, para que se

establezca un proceso de gestión integral de la cuenca, es necesario contar con

la colaboración de los usuarios de la misma y llevar a cabo acciones que permitan

un uso racional y sustentable del agua.


20

1.1 Hipótesis.

Existe una relación espacial y temporal de la variabilidad de la calidad del agua a

lo largo del cauce del Río Armería.

1.2 Objetivo General.

Determinar el grado de contaminación del Río Armería a través de un estudio de

calidad del Agua desde el punto de vista físico, químico y biológico que junto con

el desarrollo de los sistemas de información geográfica se pueda representar

cartográficamente los indicadores de calidad del agua, y que sirva de base para

diseñar una metodología para la gestión integral de cuenca.

1.3 Objetivos Particulares

- Analizar el estado del conocimiento generado recientemente en

estudios relativos a la caracterización y variación de la calidad del agua.

- Ubicar y georeferenciar los puntos de muestreo y establecer una base

para un sistema de información geográfico para la gestión integral de

cuencas.

- Establecer y representar cartográficamente el índice de calidad de agua

del cauce principal de la cuenca del Río Armería.

- Emitir una serie de recomendaciones y conclusiones sobre la utilidad de

realizar estudios de variación temporal y espacial de la caracterización

de las aguas del cauce principal de una cuenca.


21

II. ANTECEDENTES


22

2.1 Antecedentes de la variación de la calidad del agua.

En las corrientes de agua naturales existe un equilibrio entre la vida vegetal y

animal, habiendo una gran interacción entre las diversas formas de vida. Las

aguas de buena calidad se caracterizan por una gran variedad de especies, sin

predominio de unas sobre otras. La materia orgánica vertida a un cauce es

descompuesta por las bacterias en nitrógeno amoniacal, nitratos, sulfatos, dióxido

de carbono, etc., los cuales son utilizados por las plantas y algas para producir

carbohidratos y oxígeno. Las especies vegetales sirven de alimento a animales

microscópicos (protozoos, rotíferos, entre otros), y estos a su vez son el alimento

de los crustáceos, insectos, gusanos y peces. Algunos organismos se alimentan

de los residuos producidos por otros, ayudando de esta manera a la

desintegración bacteriana.

La introducción de cantidades excesivas de residuos en una corriente de agua,

altera el ciclo al promover el rápido crecimiento bacteriano, que puede producir

una disminución del oxígeno disuelto en el agua. Las aguas contaminadas se

caracterizan por tener una gran cantidad de un número reducido de especies. Al

estabilizarse el exceso de materia orgánica se restablece el ciclo normal según un

proceso conocido como auto depuración.

A menudo las normas de calidad del agua se establecen de manera que se pueda

mantener una concentración mínima de oxígeno disuelto tal que sea capaz de

proteger el ciclo natural en los cursos de agua, aprovechando su capacidad de

asimilación natural.

Por esta razón los estudios de calidad del agua en cuencas con trayectos

urbanos, cobran cada vez mayor importancia debido principalmente al círculo

vicioso en que se ha convertido el proceso de uso y manejo del agua por los

usuarios de una cuenca. Esto es, que los pobladores ubicados aguas arriba se

abastecen de agua la cual la toman del cauce con una calidad aceptable pero

aguas abajo y luego de su utilización la vierten al mismo cauce con calidad inferior

a como la obtuvieron para su uso, provocando así dicho circulo vicioso.


23

En la actualidad uno de los problemas más grandes que se presenta en el Estado,

es el originado por las descargas de aguas residuales municipales, mismas que

se disponen principalmente en ríos y arroyos sin ningún tratamiento, deteriorando

la calidad de los mismos, y que a su vez vierten sus aguas al cauce principal de la

cuenca del Río Armería, provocando con ello un proceso acelerado de

contaminación.

El objeto de la presente investigación es precisamente determinar el grado de

contaminación de una cuenca con trayectos urbanos y representar

cartográficamente los indicadores de calidad del agua en un sistema de

información geográfico y con ello llevar a cabo el proceso de gestión integral de la

cuenca en este caso la del Río Armería.

La investigación consiste en el estudio de calidad del agua desde el punto de vista

físico, químico y biológico que junto con el desarrollo de los sistemas de

información geográfica se pueda representar cartográficamente, conjugando la

información de campo obtenida a través de una observación continua y

estandarizada del flujo de agua con registros de la comisión nacional del agua de

los años 2000 al 2006, y la obtenida con un proceso de integración de información

cartográfica, que nos ayuden a diseñar una metodología para la gestión integral

de cuencas.

El presente trabajo es una contribución al monitoreo constante y al

establecimiento de una red de control de la calidad de los ríos y con ello detectar

las descargas adicionales así como de los afluentes que provocan e inciden en el

proceso de eutroficación de los cauces. La detección oportuna de la calidad y

características del agua con el uso de muestreos estratégicamente ubicados y

georeferenciados, nos dará la pauta para establecer la base de un sistema de

información geográfica que nos permita con ello disminuir, en gran medida los

efectos adversos, tanto al medio ambiente como a la sociedad. Es conveniente

tomar en cuenta que, para que se establezca un proceso de gestión integral de la

cuenca, es necesario contar con la colaboración de los usuarios de la misma y

llevar a cabo acciones que permitan un uso racional y sustentable del agua.

La gestión del recurso hídrico requiere la integración de un gran número de datos

referenciados en el espacio y en el tiempo. Para el manejo y análisis de toda esta


24

información los Sistemas de Información Geográfica (SIG) son en la actualidad

una herramienta imprescindible en la toma de decisiones respecto al manejo de

los recursos, siendo especialmente interesantes en la valoración, seguimiento y

determinación de variables en el manejo de los recursos (análisis, modelación y

predicciones para la toma de decisiones de gestión). Los recursos hídricos

constituyen un ámbito cuya gestión requiere la integración de datos referidos tanto

a la realidad presente como a las previsiones futuras y, en algunos casos, a las

existencias en el pasado. En esta tarea los SIG y las técnicas geoestadísticas se

manifiestan como una herramienta de trabajo clave, ya que forman un sistema

único capaz de combinar ambas necesidades.

2.2 Calidad del agua superficial.

La calidad del agua superficial es distinta según la estación. En verano, cuando

hace más calor y hay más horas de sol, el agua de entrada o producto puede

contener más material orgánico. El pH es también diferente durante el año, y

también la contaminación por las industrias próximas y de carreteras puede ser

difícil de eliminar.1

Para saber en qué condiciones se encuentra un río se analizan una serie de

parámetros de tipo físico, otros de tipo químico, biológicos y después comparar

estos datos con unos baremos aceptados internacionalmente que nos indicarán la

calidad de esa agua para los distintos usos: consumo, para la vida de los peces,

para baño y actividades recreativas, etc.

Los parámetros físicos, químicos y microbiológicos se suelen muestrear

mensualmente, mientras que el estudio biológico de las riberas y el lecho del río

se suele hacer más esporádicamente, por ejemplo, dos veces al año, una en

primavera y otra en verano.2

baremo.(De B. F. Barrême, 1640-1703, matemático francés). 1. m. Cuaderno o tabla de cuentas ajustadas. 2. m. Lista o repertorio de tarifas. 3. m. Cuadro gradual establecido convencionalmente para evaluar los méritos personales, la solvencia de empresas, etc., o los daños derivados de accidentes o enfermedades.

1 http://www.lenntech.com/espanol/agua-superficial.htm

2 http://www.tecnun.es/asignaturas/ecologia/Hipertexto/11CAgu/130RioLa.htm


25

2.2.1 Parámetros físicos de calidad de agua.

No son índices absolutos de contaminación, por lo que en cada caso debe medirse la desviación de la norma. Los parámetros físicos más importantes son: 3

Color Conductividad eléctrica Turbidez Temperatura

Color

Usualmente cuando se examina el agua, las primeras propiedades que se suelen

considerar son las siguientes: color, sabor y olor, características inherentes a ella.

Considerando la primera de ellas, el color: el agua de uso doméstico e industrial

tiene como parámetro de aceptación la de ser incolora, pero en la actualidad,

gran cantidad del agua disponible se encuentra colorida y se tiene el problema de

que no puede ser utilizada hasta que no se le trata removiendo dicha coloración.

Las aguas superficiales pueden estar coloridas debido a la presencia de iones

metálicos naturales (hierro y manganeso), humus, materia orgánica y

contaminantes domésticos e industriales como en el caso de las industrias de

papel, curtido y textil; esta última causa coloración por medio de los desechos de

teñido los cuales imparten colores en una amplia variedad y son fácilmente

reconocidos y rastreados.

Al color que en el agua produce la materia suspendida y disuelta, se le denomina

"Color aparente", una vez eliminado el material suspendido, el color remanente se

le conoce como "Color verdadero" siendo este último el que se mide en esta

determinación. 4

Conductividad eléctrica

La conductividad eléctrica, se define como la capacidad que tienen las sales

inorgánicas en solución (electrolitos) para conducir la corriente eléctrica. El agua

pura, prácticamente no conduce la corriente, sin embargo el agua con sales

3 http://www.recursoshidricos.gov.ar/CalidadAgua.htm

4 http://members.tripod.com/Arturobola/color.htm


26

disueltas conduce la corriente eléctrica. Los iones cargados positiva y

negativamente son los que conducen la corriente, y la cantidad conducida

dependerá del número de iones presentes y de su movilidad.

En la mayoría de las soluciones acuosas, entre mayor sea la cantidad de sales

disueltas, mayor será la conductividad, este efecto continúa hasta que la solución

está tan llena de iones que se restringe la libertad de movimiento y la

conductividad puede disminuir en lugar de aumentar, dándose casos de dos

diferentes concentraciones con la misma conductividad. (Ver Tabla 1)

Todos los valores de conductividad están referidos a una temperatura de

referencia de 25 ° C

Temperatura de la muestra 25 ° C

Conductividad, µS/cm

Agua ultra pura 0.05

Agua de alimentación a calderas

1 a 5

Agua potable 50 a 100

Agua de mar 53,000

5 % NaOH 223,000

50 % NaOH 150,000

10 % HCl 700,000

32 % de HCl 700,000

31 % HNO3 865,000

Tabla 1, Valores de conductividad de algunas muestras típicas Fuente: http://members.tripod.com/Arturobola/conducti.htm

Algunas sustancias se ionizan en forma más completa que otras y por lo mismo

conducen mejor la corriente. Cada ácido, base o sal tienen su curva característica

de concentración contra conductividad.

Son buenos conductores: los ácidos, bases y sales inorgánicas: HCl, NaOH,

NaCl, Na2CO3....etc. Son malos conductores: Las moléculas de sustancias

orgánicas que por la naturaleza de sus enlaces son no iónicas: como la sacarosa,

el benceno, los hidrocarburos, los carbohidratos.... etc., estas sustancias, no se

ionizan en el agua y por lo tanto no conducen la corriente eléctrica.

Un aumento en la temperatura, disminuye la viscosidad del agua y permite que

los iones se muevan más rápidamente, conduciendo más electricidad. Este efecto

de la temperatura es diferente para cada ion, pero típicamente para soluciones


27

acuosas diluidas, la conductividad varía de 1 a 4 % por cada ° C.

Conociendo estos factores, la medición de la conductividad nos permite tener una

idea muy aproximada de la cantidad de sales disueltas.5

Turbidez

La turbidez es la expresión de la propiedad óptica de la muestra que causa que

los rayos de luz sean dispersados y absorbidos en lugar de ser transmitidos en

línea recta a través de la muestra. La turbiedad en el agua puede ser causada por

la presencia de partículas suspendidas y disueltas de gases, líquidos y sólidos

tanto orgánicos como inorgánicos, con un ámbito de tamaños desde el coloidal

hasta partículas macroscópicas, dependiendo del grado de turbulencia. En lagos

la turbiedad es debida a dispersiones extremadamente finas y coloidales, en los

ríos, es debido a dispersiones normales. La eliminación de la turbiedad, se lleva a

cabo mediante procesos de coagulación, asentamiento y filtración. La medición de

la turbiedad, en una manera rápida que nos sirve para saber cuándo, cómo y

hasta qué punto debemos tratar el agua para que cumpla con la especificación

requerida. La turbiedad es de importante consideración en las aguas para

abastecimiento público por tres razones:

Estética: Cualquier turbiedad en el agua para beber, produce en el consumidor

un rechazo inmediato y pocos deseos de ingerirla y utilizarla en sus alimentos.

Filtrabilidad: La filtración del agua se vuelve más difícil y aumenta su costo al

aumentar la turbiedad.

Desinfección: Un valor alto de la turbidez, es una indicación de la probable

presencia de materia orgánica y microrganismos que van a aumentar la cantidad

de cloro u ozono que se utilizan para la desinfección de las aguas para

abastecimiento de agua potable.

El límite máximo permisible en el agua potable es de 10 NTU (unidades de

turbidez nefelométricas)6

5 http://members.tripod.com/Arturobola/conducti.htm

6 http://members.tripod.com/Arturobola/turbi.htm


28

Temperatura

La temperatura del agua no es sólo importante para los que se dedican a la

natación o a la pesca, pero también para las industrias y aún los peces y las

algas. Mucha agua se utiliza para enfriar las plantas generadoras de energía que

producen electricidad, estas plantas necesitan enfriar el agua y generalmente la

liberan posteriormente al ambiente más caliente que en su estado normal. La

temperatura de esta agua que se regresa, puede dañar la vida acuática. También

puede afectar la habilidad del agua para retener oxígeno y la habilidad de los

organismos para resistir ciertos tipos de contaminantes.7

La importancia de la temperatura

La conductividad y la resistividad dependen de la temperatura. A 25ºC, un agua

totalmente pura tiene una resistividad de 18,2 MΩ-cm (una conductividad de 0,055

µS/cm) debido a los iones hidrógeno e hidróxilo presentes.

Un aumento en la temperatura del agua producirá una mayor conductividad y una

menor resistividad. Esto no debe interpretarse como un deterioro de la calidad del

agua tratada. Si la temperatura aumenta un 1ºC, la conductividad del agua de

alimentación se incrementará alrededor del 2%, mientras que la del agua ultra

pura aumentará hasta un 6%. La práctica normal es corregir todos los valores de

conductividad y resistividad a 25ºC. Esto se realiza automáticamente en

medidores de conductividad más sofisticados, y es fundamental para realizar un

trabajo preciso.8

Resistividad (MΩ-cm) 0,1 1,0 10,0 18,2

Conductividad (µS/cm) 10,0 1,0 0,1 0,055

Tabla 2, Valores de Resistividad y Conductividad Fuente: http://www.elgalabwater.com/?id=500&language=es

7 http://water.usgs.gov/gotita/characteristics.html

8 http://www.elgalabwater.com/?id=500&language=es


29

Conductivity (S/m) Resistivity (Ohm m)

Ultrapure Water 0.0000055 182,000.00

Distilled Water 0.0001 10,000.00

Drinking Water 0.005 200.00

Ocean Water 5.3 0.19

Great Salt Lake, USA 15.8 0.06

Tabla 3, Valores de Resistividad y Conductividad Fuente: http://www.seed.slb.com/qa2/FAQView.cfm?ID=873&Language=ES

2.2.2 Parámetros biológicos de calidad de agua.

Se refiere a la presencia de microorganismos patógenos de diferentes tipos:

bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten enfermedades

como el cólera, tifus, gastroenteritis diversas, hepatitis, etc. En los países en vías

de desarrollo las enfermedades producidas por estos patógenos son uno de los

motivos más importantes de muerte prematura, sobre todo de niños.

Normalmente estos microorganismos llegan al agua en las heces y otros restos

orgánicos que producen las personas y animales. Por esto, un buen índice para

medir la salubridad de las aguas, en lo que se refiere a estos microorganismos, es

el número de bacterias coliformes presentes en el agua.

Los parámetros microbiológicos más comunes son:

Coliformes totales

Estreptococos fecales

Coliformes fecales

Coliformes

Bacterias gram negativas de forma alargada capaces de fermentar lactosa con

producción de gas a la temperatura de 35° o 37º C (coliformes totales) aquellas

que tienen las mismas propiedades a la temperatura de 44° o 44.5º C se

denominan coliformes fecales.

Se utilizan como indicadores de contaminación biológica aquellas que tienen las

mismas propiedades a 44,5 ± 0,2º C, en 24 horas, se denominan coliformes

fecales (ahora también denominados coliformes termo tolerantes).9

9 http://www.aguamarket.com/diccionario/terminos.asp?Id=2995


30

Coliformes fecales

Bacterias aerobias gram-negativas, no formadoras de esporas, de forma bacilar y

que, incubadas 44.5° C, fermentan la lactosa en un término de 48 horas, con

producción de gas, pudiendo ser residentes del tracto digestivo humano y de

animales de sangre caliente.

Coliformes fecales son bacterias cuya presencia indica que el agua podría estar

contaminada con heces fecales humanas o de animales. Los microbios que

provocan enfermedades (patógenos) y que están presentes en las heces, causan

diarrea, retortijones, náuseas, cefaleas u otros síntomas. Estos patógenos podrían

representar un riesgo de salud muy importante para bebés, niños pequeños y

personas con sistemas inmunológicos gravemente comprometidos.

2.2.3 Parámetros químicos de calidad de agua.

Son los más importantes para definir la calidad del agua. Si el agua en estudio no

ha recibido vertidos urbanos o industriales, la prospección debe comprender la

determinación de los siguientes parámetros:

Iones más importantes (bicarbonatos, cloruros, sulfatos, calcio, magnesio

y sodio)

Oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno, Carbono orgánico

Si es necesario realizar un estudio más detallado pueden irse incorporando otros

grupos de parámetros químicos:

Compuestos de nitrógenos, fosfatos, hierro, demanda bioquímica de

oxigeno

Fenoles, derivados del petróleo, detergentes, pesticidas

Fósforo orgánico e inorgánico, metales pesados, fluoruros


31

Demanda bioquímica de oxígeno (en mg/l).

Es la cantidad de oxígeno necesaria para descomponer biológicamente la materia

orgánica carbonácea. Se determina en laboratorio a una temperatura de 20° C y

en 5 días.10

Oxígeno disuelto

El Oxígeno Disuelto (OD) es la cantidad de oxígeno que está disuelta en el agua y

que es esencial para los riachuelos y lagos saludables. El nivel de oxígeno

disuelto puede ser un indicador de cuán contaminada está el agua y cuán bien

puede dar soporte esta agua a la vida vegetal y animal. La cantidad de oxígeno

que puede disolverse en el agua (OD) depende de la temperatura.11

Cloruros.

Los cloruros son una de las sales que están presentes en mayor cantidad en

todas las fuentes de abastecimiento de agua y de drenaje.

El sabor salado del agua, producido por los cloruros, es variable y dependiente

de la composición química del agua, cuando el cloruro está en forma de cloruro

de sodio, el sabor salado es detectable a una concentración de 250 ppm de NaCl.

Cuando el cloruro está presente como una sal de calcio ó de magnesio, el típico

sabor salado de los cloruros puede estar ausente aún a concentraciones de 1000

ppm. El cloruro es esencial en la dieta y pasa a través del sistema digestivo,

inalterado. Un alto contenido de cloruros en el agua para uso industrial, puede

causar corrosión en las tuberías metálicas y en las estructuras. La máxima

concentración permisible de cloruros en el agua potable es de 250 ppm, este valor

se estableció más por razones de sabor, que por razones sanitarias. 12

10

http://www.aguamarket.com/diccionario/terminos.asp?Id=3232 11

http://www.k12science.org/curriculum/dipproj2/es/docs/actividad_practica.shtml 12

http://members.tripod.com/Arturobola/cloru.htm


32

Alcalinidad

La alcalinidad en el agua tanto natural como tratada, usualmente es causada por

la presencia de iones carbonatos (CO3=) y bicarbonatos (HCO3

-), asociados con

los cationes Na+, K+ Ca+2 y Mg+2.

La alcalinidad se determina por titulación de la muestra con una solución

valorada de un ácido fuerte como el HCl, mediante dos puntos sucesivos de

equivalencia, indicados ya sea por medios potenciométricos o por medio del

cambio de color utilizando dos indicadores ácido-base adecuado.


33

Potencial de hidrogeno (pH)

En 1909, el químico danés Sorensen definió el potencial hidrógeno (pH) como el

logaritmo negativo de la concentración molar (más exactamente de la actividad

molar) de los iones hidrógeno. Esto es: pH = - log [H +]

Desde entonces, el término pH ha sido universalmente utilizado por la facilidad de

su uso, evitando así el manejo de cifras largas y complejas. Por ejemplo, una

concentración de [H+] = 1x10-8 M (0.00000001)

es simplemente un pH de 8 ya que : pH= - log[10-8] = 8 La relación entre pH y

concentración de iones H se puede ver en la Figura 1, en la que se incluyen

valores típicos de algunas sustancias conocidas: 13

Más Básico

PH Conc. H+ Conc. H- pOH

NaOH, 0.1M 14 1 x 10¯14 1 x 10¯0 0

Blanqueador Casero 13 1 x 10¯13 1 x 10¯1 1

Amoniaco Casero 12 1 x 10¯12 1 x 10¯2 2

Agua de Cal 11 1 x 10¯11 1 x 10¯3 3

Leche de Magnesia 10 1 x 10¯10 1 x 10¯4 4

Borax, Clara de huevo, Agua de Mar 9 1 x 10¯9 1 x 10¯5 5

Sangre Humana, Lagrimas 8 1 x 10¯8 1 x 10¯6 6

Punto de Neutro 7 1 x 10¯7 1 x 10¯7 7

Lluvia 6 1 x 10¯6 1 x 10¯8 8

Café Negro; Plátanos, Tomates 5 1 x 10¯5 1 x 10¯9 9

Vino 4 1 x 10¯4 1 x 10¯10 10

Coca Cola, Vinagre 3 1 x 10¯3 1 x 10¯11 11

Jugo de Limón 2 1 x 10¯2 1 x 10¯12 12

Jugo Gástrico 1 1 x 10¯1 1 x 10¯13 13

0 1 x 10¯0 1 x 10¯14 14

Más Ácido

Tabla 4, Relación de PH Fuente: http://members.tripod.com/Arturobola/ph.htm

Sulfatos

Los sulfatos se encuentran en las aguas naturales en un amplio intervalo de

concentraciones. Las aguas de minas y los efluentes industriales contienen

grandes cantidades de sulfatos provenientes de la oxidación de la pirita y del uso

del ácido sulfúrico.

13

http://members.tripod.com/Arturobola/ph.htm


34

Los estándares para agua potable del servicio de salud pública tienen un límite

máximo de 250 ppm de sulfatos, ya que a valores superiores tiene una acción

"purgante”. Los límites de concentración, arriba de los cuales se percibe un sabor

amargo en el agua son: Para el sulfato de magnesio 400 a 600 ppm y para el

sulfato de calcio son de 250 a 400 ppm. La presencia de sulfatos es ventajosa en

la industria cervecera, ya que le confiere un sabor deseable al producto.

En los sistemas de agua para uso doméstico, los sulfatos no producen un

incremento en la corrosión de los accesorios metálicos, pero cuando las

concentraciones son superiores a 200 ppm, se incrementa la cantidad de plomo

disuelto proveniente de las tuberías de plomo.14

Dureza

La Dureza es una característica química del agua que está determinada por el

contenido de carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y ocasionalmente

nitratos de calcio y magnesio. La dureza es indeseable en algunos procesos, tales

como el lavado doméstico e industrial, provocando que se consuma más jabón, al

producirse sales insolubles. En calderas y sistemas enfriados por agua, se

producen incrustaciones en las tuberías y una pérdida en la eficiencia de la

transferencia de calor. Además le da un sabor indeseable al agua potable.

Grandes cantidades de dureza son indeseables por razones antes expuestas y

debe ser removida antes de que el agua tenga uso apropiado para las industrias

de bebidas, lavanderías, acabados metálicos, teñido y textiles.

La mayoría de los suministros de agua potable tienen un promedio de 250 mg/l de

dureza. Niveles superiores a 500 mg/l son indeseables para uso domestico.15 La

dureza es caracterizada comúnmente por el contenido de calcio y magnesio y

expresada como carbonato de calcio equivalente.

Existen dos tipos de DUREZA:

Dureza Temporal: Está determinada por el contenido de carbonatos y

bicarbonatos de calcio y magnesio. Puede ser eliminada por ebullición del agua y

14

http://members.tripod.com/Arturobola/sulfat.htm 15

http://members.tripod.com/Arturobola/dureza.htm


35

posterior eliminación de precipitados formados por filtración, también se le conoce

como "Dureza de Carbonatos".

Dureza Permanente: está determinada por todas las sales de calcio y magnesio

excepto carbonatos y bicarbonatos. No puede ser eliminada por ebullición del

agua y también se le conoce como "Dureza de No carbonatos".

Interpretación de la Dureza:

Dureza como CaCO3 Interpretación

0-75 agua suave

75-150 agua poco dura

150-300 agua dura

>300 agua muy dura

En agua potable El Límite máximo permisible es de 300 mg/l de dureza

En agua para calderas El límite es de 0 mg/l de dureza

Tabla 5, Interpretación de la Dureza Fuente: http://members.tripod.com/Arturobola/dureza.htm

2.3 Estudios de calidad de agua en cuencas urbanas.

En varias cuencas hidrológicas del país, a través de estudios de calidad de agua

en cuencas, basado en monitoreo constante y la realización de estudios físicos,

químicos y biológicos se ha observado que los sistemas acuáticos se encuentran

contaminados. Mediante análisis y caracterizaciones de agua de los cauces

principales se han detectado las causas de contaminación así como los efectos al

medio ambiente que éstas originan, y en consecuencia los riesgos tanto a la salud

pública como a los desequilibrios al ecosistema.

Dentro de los estudios realizados se pueden mencionar el Estero en Mazatlán

cuyas causas de contaminación es por descargas industriales y domesticas

provocando afectación en poblaciones de peces. En el Río Zahuapan en Tlaxcala

contaminado por lo antes señalado y con un proceso de eutroficación importante,

y como este cauce se encuentra el Río Blanco y Papaloapan, Río Bravo, Río

Santiago en Jalisco. Así como los estudios realizados al Lerma-Santiago y al lago

de Chapala. 16

16

Citado por Ortiz L. en Tesis de Licenciatura de (Fernández, 1995)


36

De acuerdo con los resultados de la Red Nacional de Monitoreo, la cual cuenta

con una red primaria de aproximadamente 460 estaciones de monitoreo de

calidad del agua, de las cuales 230 son para aguas superficiales, 130 para aguas

subterráneas y 100 para aguas costeras, las sub-regiones hidrológicas con el

mayor grado de contaminación son (con un índice de calidad del agua (ICA) entre

0 y 40%): Lerma, Alto Balsas y Alto Pánuco. De igual forma, se tienen datos de

que en 20 cuencas se genera el 89% de la carga orgánica total del país medida

en términos de Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO), entre las que destacan:

Valle de México, Lerma, San Juan y Pánuco.

En Chile en el Río Biobío existe un modelo de calidad del agua que será

desarrollado como un programa computacional con una interface apropiada para

permitir la evaluación de distintos escenarios hidrológicos y de descargas urbanas

e industriales. La interface permitirá además visualizar de un modo dinámico los

resultados de la modelación. Las ecuaciones matemáticas serán resueltas con

métodos numéricos que garanticen la estabilidad de las soluciones y un mínimo

error. Además, se implementará una metodología para la estimación de

parámetros a través de valores de literatura, experiencias de laboratorio y

calibración-validación del modelo con datos in situ.


37

2.4 Criterios Normativos De Calidad del Agua

En México existe la norma oficial mexicana NOM-001-ECOL-1996, que establece

los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas

residuales en aguas y bienes nacionales

LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES PARA CONTAMINANTES BÁSICOS

PARÁMETROS

RÍOS EMBALSES NATURALES

Y ARTIFICIALES AGUAS COSTERAS SUELO

( m

iligra

mo

s p

or

litro

, e

xce

pto

cu

an

do

se

esp

ecifiq

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ieg

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la (

A)

Uso P

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B)

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n d

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B)

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lico

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C)

Exp

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B)

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Hum

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ale

s

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B)

P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D.

Temperatura °C (1)

NA NA 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 NA NA 40 40

Grasas y Aceites (2)

15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25 15 25

Materia Flotante (3)

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

ausente

Sólidos Sedimentables ml/l

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 NA NA 1 2

Sólidos Suspendidos Totales

150 200 75 125 40 60 75 125 40 60 150 200 75 125 75 125 NA NA 75 125

Demanda Bioquímica de Oxigeno

150 200 75 150 30 60 75 150 30 60 150 200 75 150 75 150 NA NA 75 150

Nitrógeno Total

40 60 40 60 15 25 40 60 15 25 NA NA NA NA 15 25 NA NA NA NA

Fosforo Total

20 30 20 30 5 10 20 30 5 10 NA NA NA NA 5 10 NA NA NA NA

Tabla 6, Límites Máximos Permisibles Para Contaminantes Básicos Fuente: http://www.economia.gob.mx/work/normas/noms/1997/001-ecol.pdf

LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES PARA METALES PESADOS Y CIANUROS

PARÁMETROS RÍOS EMBALSES

NATURALES Y ARTIFICIALES

AGUAS COSTERAS SUELO

(*) ( miligramos por litro) U

so e

n R

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Agrí

cola

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(C

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A)

Recre

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B)

Uso e

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Agrí

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(A

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Natu

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B)

P.M

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P.M

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P.D

.

P.M

.

P.D

.

P.M

.

P.D

.

Arsénico 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2

Cadmio 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.05

0.1 0.1 0.2

Cianuros 1 3 1 2 1 2 2 3 1 2 1 2 2 3 1 2 2 3 1 2

Cobre 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6

Cromo 1 1.5 0.5 1 0.5 1 1 1.5 0.5 1 0.5 1 1 1.5 0.5 1 0.5 1 0.5 1

Mercurio 0.01

0.02 0.005 0.01 0.005

0.01 0.01 0.02

0.005

0.01

0.01

0.02

0.01

0.02

0.01

0.02

0.005

0.01

0.005

0.01

Niquel 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4

Plomo 0.5 1 0.2 0.4 0.2 0.4 0.5 1 0.2 0.4 0.2 0.4 0.5 1 0.2 0.4 5 10 0.2 0.4

Zinc 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20

(*) Medios de manera total

P.D.= Promedio Diario

P.M.= Promedio Mensual

N.A.= No es Aplicable

(A), (B) y ( C): Tipo de cuerpo receptor según la Ley.

Tabla 7, Límites Máximos permisibles para metales pesados y cianuros Fuente: http://www.economia.gob.mx/work/normas/noms/1997/001-ecol.pdf


38

Parámetro NOM-127-SSA1-1994.

Valor

Límite Permisible

Organismos coliformes totales (NMP/100ml)* 2 1,146.50

Organismos coliformes fecales (NMP/100ml)* No detectable 113

Color ( U. Pt. Co.)** 20 164.6

Turbiedad. (UTN)*** 5 32.05

Aluminio(mg/l) 0.2 4.58

Fierro(mg/l) 0.3 2.29

Arsénico(mg/l) 0.05 <0.05

Cadmio(mg/l) 0.005 <0.005

Cromo(mg/l) 0.05 <0.05

Manganeso(mg/l) 0.15 >0.15

Mercurio(mg/l) 0.001 <0.001

Plomo(mg/l) 0.025 <0.025

pH 6.5 a 8.5 8.92

Tabla 8, Límites permisibles según la NOM-127-SSA1-1994 Fuente: Modificado de http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/127ssa14.html

* Número más probable por 100 ml, **Unidades de color verdadero en la escala

de platino-cobalto, ***Unidades nefelométricas17

Norma oficial mexicana nom-127-ssa1-1994, "Salud ambiental, agua para uso y

consumo humano - limites permisibles de calidad y tratamientos a que debe

someterse el agua para su potabilización".

CARACTERISTICA LIMITE PERMISIBLE.

Organismos coliformes totales Ausencia

E. Coli Ausencia

Tabla 9, Limites permisibles de Coliformes Fuente: http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/m127ssa14.html

El agua abastecida por el sistema de distribución no debe contener E. coli en

ninguna muestra de 100 ml. Los organismos coliformes totales no deben ser

detectables en ninguna muestra de 100 ml; en sistemas de abastecimiento de

localidades con una población mayor de 50 000 habitantes, estos organismos,

deberá estar ausentes en el 95% de las muestras tomadas durante cualquier

período de doce meses.

17

Fuente: Comisión Nacional del Agua, CNA; Sistema Inter - municipal de Agua Potable y Alcantarillado

de la zona metropolitana de la ciudad de Guadalajara


39

CARACTERISTICA LIMITE PERMISIBLE.

Color 20 unidades de color verdadero en la escala de platino-cobalto

Olor y Sabor Agradable ( se aceptaran aquellos que sean tolerables para la mayoría de los

consumidores, siempre que no sean resultado de condiciones objetables desde el punto de

Turbiedad 5 unidades de turbiedad nefelométricas (UTN) o su equivalencia en otro método.

Tabla 10, Límites Permisibles de Color, Turbiedad, olor y Sabor Fuente: http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/m127ssa14.html

Límites máximos permisibles en la Legislación Europea para aguas cuyo fin sea el

consumo humano.

PARAMETRO UNIDAD TIPO A1 TIPO A2 TIPO A3

pH 6.5 - 8.5 5.5 - 9 5.5 - 9

Color (O) Escala Pt 20 100 200

Solidos en suspensión mg/l 25

Temperatura °C 25 25 25

Conductividad a 20°C uS/cm 1,000 1,000 1,000

Nitratos mg/l NO3 50 50 50

Fluoruros mg/l F 1.5 0.7 - 1.7 0.7 - 1.7

Hierro disuelto mg/l Fe 0.3 2 1

Manganeso mg/l Mn 0.05 0.1 1

Cobre mg/l Cu 0.5 0.05 1

Zinc mg/l Zn 0.5 5 5

Boro mg/l B 3 1 1

Arsénico mg/l As 1 0.05 0.1

Cadmio mg/l Cd 0.05 0.005 0.005

Cromo Total mg/l Cr 0.005 0.05 0.05

Plomo mg/l 0.05 0.05 0.05

Selenio mg/l Se 0.01 0.01 0.01

Mercurio mg/l Hg 0.001 0.001 0.001

Bario mg/l Ba 0.1 1 1

Cianuros mg/l CN 0.05 0.05 0.05

Sulfatos mg/l SO4 250 250 250

Cloruros mg/l Cl 200 200 200

Detergentes mg/l (lauril-sulfato) 0.2 0.2 0.5

Fosfatos mg/l P2O5 0.4 0.7 0.7

Fenoles mg/l C6H5OH 0.001 0.005 0.1

Hidrocarburos disueltos o emulsionados (tras extracción en éter de petróleo)

mg/l 0.05 0.2 1

Carburos aromáticos poli cíclicos mg/l 0.0002 0.0002 0.001

plaguicidas totales mg/l 0.001 0.0025 0.005

DQO mg/l O2 30

Oxigeno Disuelto % saturación 70 50 30

DBO5 mg/l O2 3 5 7

Nitrógeno Kjedahi mg/l N 1 2 3

Amoniaco mg/l NH4 0.05 1.5 4

Sustancias extraíbles con cloroformo mg/l SEC 0.1 0.2 0.5

Coliformes Totales 37°C 50 5,000 50,000

Coliformes Fecales 100 ml 20 2,000 20,000

estreptococos Fecales 100 ml 20 1,000 10,000

Salmonellas

Ausente en 50,000 ml

Ausente en 1,000 ml

Tabla 11, Límites Permisibles en la Legislación Europea Modificado de: http://www.unizar.es/fnca/varios/panel/15.pdf


40

2.5 Uso y Calidad del Agua

Es común considerar los recursos hídricos como aquella parte del ciclo del agua

que corre hacia los ríos y se infiltra en los acuíferos (Figura 1). Esto corresponde

a la parte de la lluvia que cae sobre las regiones extraoceánicas y que no se

evapora. Según esta definición, los recursos hídricos son renovables y su valor es

computado en base anual. Los recursos globales de agua sobre estas regiones se

estiman en cerca de 40 000 km³/año. De este volumen, sólo una pequeña parte, 9

000 km³/año se considera que está disponible para su uso y el resto se pierde en

inundaciones. En 1990, esto representó cerca de 1 800 m3/persona/año de agua

disponible; desde el momento que el uso estimado promedio de agua fue de 800

m3/persona/año, se podría concluir que habrá suficiente cantidad de agua

disponible en el futuro.

Figura 1, El ciclo Hidrológico- Vital Vulnerable Fuente: http://www.fao.org/DOCREP/004/W4745S/w4745s11.htm

Sin embargo, tal conclusión no toma en consideración las grandes variaciones

regionales de los recursos hídricos y de su uso, los cuales ya han llevado a su

escasez en varias partes del mundo, mientras que otras regiones reciben mucha

más de la que podrían usar. Por ejemplo, África central que representa el 18% del

área del continente recibe el 49% del agua mientras África del Norte, con un área

similar, recibe solo el 1,2% del agua que recibe el continente.18

18 J-M. Faurès, Dirección de Fomento de Tierras y Aguas,

FAO, Roma, Italia


41

La agricultura es el mayor usuario de agua con un promedio mundial de 69%,

seguida por la industria con 23% y el uso doméstico ciudadano con 8%. Pero la

agricultura también es el sector que presenta el más bajo retorno de la inversión y

el más alto nivel de malgasto y, en condiciones competitivas, disminuye su

participación a nivel de las satisfacciones de la industria y de las ciudades. La

Figura 2 muestra la evolución del uso del agua durante el siglo XX con

estimaciones hasta el año 2000 y el dramático incremento que ha acompañado el

crecimiento de la población y el desarrollo durante la segunda parte de ese siglo.

Figura 2, Uso Global anual de agua, estimación total y por sector 1900 - 2000 Fuente: http://www.fao.org/DOCREP/004/W4745S/w4745s11.htm

¿Qué es la vulnerabilidad? La vulnerabilidad es aquello que puede ser herido o recibir lesión, física o moral

(García Pelayo, 1991). Para que haya daño debe ocurrir: a) un evento

potencialmente adverso (un riesgo endógeno o exógeno); b) una incapacidad de


42

respuesta frente a esa contingencia; y c) una inhabilidad para adaptarse al nuevo

escenario generado por la materialización del riesgo.

La vulnerabilidad representa la interface de la exposición a amenazas para el

bienestar humano y la capacidad de las personas y comunidades para

controlarlas. Las amenazas pueden surgir de una combinación de procesos

biofísicos y sociales. Así, en la vulnerabilidad humana se integran muchos

problemas ambientales que tienen una dimensión social, económica y ecológica

(SEI, 2004). Por tal razón, la vulnerabilidad la defino como el proceso a través del

cual la población humana y los ecosistemas están sujetos a un riesgo por daños o

amenazas ocasionadas por factores biofísicos y sociales. Esto conduce a una

situación de limitada o nula capacidad de respuesta frente a tal contingencia y

grandes dificultades para adaptarse al nuevo escenario generado por la

materialización del riesgo.19

VULNERABILIDAD Y SEGURIDAD HIDRICA EN MEXICO Vulnerabilidad y seguridad hídrica son dos conceptos estrechamente

relacionados. La vulnerabilidad mide el riesgo y daño que los procesos biofísicos

y sociales pueden tener sobre la población y ecosistemas; y la seguridad hídrica

muestra la capacidad de una sociedad para satisfacer sus necesidades básicas

de agua; la conservación y uso sostenible de los ecosistemas acuáticos y

terrestres; la capacidad para producir alimentos, sin atentar con la calidad y

cantidad de los recursos hídricos disponibles; y los mecanismos y regulaciones

sociales para reducir y manejar los conflictos o disputas por el agua. Como una

forma de evaluar la vulnerabilidad por el agua propongo un método de análisis, de

tipo cualitativo y exploratorio, que muestra la diversidad de procesos que

conducen a una situación de riesgo. Para ello analizo el caso de México y las

diferentes regiones que lo conforman, con el fin de conocer la diversidad de

situaciones y problemáticas que afectan la seguridad hídrica.

Evaluación del uso del agua

Se debe distinguir entre el uso del agua y su retiro. Los datos presentados

anteriormente se refieren al retiro físico de una fuente de agua, ya sea un río, un 19

http://www.ine.gob.mx/dgioece/cuencas/descargas/cambio_global_y_rec_hdricos_mex.pdf


43

lago o un acuífero y corresponden al retiro bruto. De hecho, solo una parte del

agua que se retira es realmente usada y el resto se pierde en los sistemas de

conducción o vuelve al ciclo del agua después de su uso o flujo de retorno. El uso

consuntivo es esa parte del agua que se pierde y que no vuelve al sistema o sea

que es evaporada o transpirada en la producción de biomasa. La figura 3 ofrece

estimaciones de la tasa de consumo neto de los mayores sectores usuarios del

agua 20

La figura 3 muestra que se debe hacer una distinción entre los sectores que

tienen una cierta tasa de consumo: agricultura, industrias, ciudades y los sectores

que usan el agua sin un consumo físico vida acuática y ambiente, recreación,

navegación. Aunque generalmente se reconoce que esos sectores pueden ser de

importancia en el balance total del agua de una región, por razones prácticas no

son tomados en consideración en el cálculo del uso físico del agua. Cuando se

trabaja a un nivel detallado, estos requerimientos pueden ser considerados para

determinar, por ejemplo, el flujo mínimo del nivel del agua que debe ser

mantenido en los ríos. Sin embargo, a nivel de país o de continente este enfoque

no es posible. Esta restricción representa una seria limitación del valor de las

cifras del agua agregadas a nivel de país.

Sector

Tasa de

consumo (%)

Agricultura 60-90

Uso doméstico 50 - 10

Industrias 5

Pesquerías 0

Recreación 0

Ambiente 0

Navegación 0

Tabla 12, Estimación de la tasa de consumo neto de diferentes sectores de uso de agua Fuente: http://www.fao.org/DOCREP/004/W4745S/w4745s11.htm

Aun cuando se use el retiro bruto del agua como medida del uso de la misma

agua, existen aun grandes limitaciones. El retiro del agua agrícola raramente se

mide, y la mayoría de las veces es estimada con base a las áreas irrigadas y a los

requerimientos de los cultivos, con una pérdida estimada de las pérdidas de

20

(Margat, 1996)


44

conducción. En algunos casos se han observado errores de hasta 100%, a nivel

de país, en el sector agrícola. 21

En el caso de algunas industrias importantes y de ciudades grandes, los valores

más seguros, por lo general se obtienen a partir de los datos de la red de

distribución si bien en muchos casos el retiro del agua puede ser evaluado

indirectamente con base a la población o al tipo de industrias.

Otro factor limitante que es difícil de tomar en consideración a nivel de país es la

calidad del flujo de retorno. Las industrias, las ciudades y la agricultura no

preservan la calidad del agua en el flujo de retorno y esto tiene importantes

consecuencias en lo que hace a la disponibilidad de la calidad del agua (aguas

abajo). Aun así, la variedad de situaciones hace imposible cuantificar

adecuadamente este aspecto del desarrollo del agua.22

21

http://www.fao.org/docrep/004/W4745S/w4745s11.htm 22

http://www.fao.org/docrep/004/W4745S/w4745s11.htm


45

III. METODOLOGÍA


46

El aumento en los niveles de contaminación de las aguas superficiales y

subterráneas ha generado la necesidad de cuantificar y evaluar la calidad de los

cuerpos de agua. Por otra parte, debido a las diferencias de interpretación entre

los encargados de tomar decisiones, los expertos en el tema y del público en

general, existe un esfuerzo creciente para desarrollar un sistema indicador que

agrupe los parámetros contaminantes más representativos dentro de un marco de

referencia unificado.

El Índice de Calidad del Agua (ICA), como forma de agrupación simplificada de

algunos parámetros, indicadores de un deterioro en calidad del agua, es una

manera de comunicar y evaluar la calidad de los cuerpos de agua. Sin embargo,

para que dicho índice sea práctico debe de reducir la enorme cantidad de

parámetros a una forma más simple, y durante el proceso de simplificación algo

de información se sacrifica. Por otro lado si el diseño del ICA es adecuado, el

valor arrojado puede ser representativo e indicativo del nivel de contaminación y

comparable con otros para enmarcar rangos y detectar tendencias.

Se presenta en el siguiente capítulo una recopilación de los métodos para el

cálculo de los ICA, y se adopta, con ciertas modificaciones, La técnica

multiplicativa utilizando 9 variables.

3.1 Construcción de índices de calidad de agua (ICAs)

El monitoreo de un cuerpo de agua para detectar su grado de contaminación,

conduce a obtener una inmensa cantidad de datos de varios parámetros, incluso

dimensionalmente distintos, que hace difícil detectar patrones de contaminación.

Horton (1965) y Liebman (1969) son los pioneros en el intento de generar una

metodología unificada para el cálculo del ICA. Posteriormente con trabajos de

mayor envergadura, la Fundación Nacional de Saneamiento (NSF por sus siglas

en inglés), realizó un estudio para evaluar el ICA con base en nueve parámetros.

Pratti (1971), presenta un trabajo con trece parámetros y Dinius (1972) realiza

otro similar con once parámetros.

La descripción de los sistemas arriba mencionados se puede encontrar en la

recopilación hecha por Landwehr (1974). En México, durante el estudio

limnológico del lago de Chapala, realizado por el Instituto de Ingeniería de la


47

UNAM (1974), se adoptaron los resultados del NSF y se modificaron para doce

parámetros medidos en el lago.

Para la agrupación de los parámetros existen dos técnicas básicas; las

denominadas aritméticas y las multiplicativas, Brown (1970). A su vez pueden o

no ponderarse con pesos específicos para cada parámetro. Landwehr y

Denninger (1976), demostraron la superioridad del cálculo a través de técnicas

Multiplicativas, que son mucho más sensibles que las aritméticas a la variación de

los parámetros, por lo que reflejan con mayor precisión un cambio de calidad. En

cuanto a la ponderación, Otto (1978) indica que el asignar pesos específicos a los

parámetros tiene el riesgo de introducir cierto grado de subjetividad en la

evaluación, pero por otro lado sugiere que es importante una asignación racional

y unificada de dichos pesos de acuerdo al uso del agua y de la importancia de los

parámetros en relación al riesgo que implique el aumento o disminución de su

concentración.

El intento más reciente para el diseño del ICA es el de Dinius (1987). En dicho

trabajo y usando el método Delphi de encuestas (creado con el objeto de integrar

efectivamente las opiniones de expertos y eliminar las desventajas colaterales de

un proceso de comité), agrupó a un panel de expertos en cuestiones ambientales

y diseñó, a partir de la evaluación e interacción de ellos, un ICA de tipo

multiplicativo y con asignación de pesos específicos por parámetro.

3.1.1 Procedimientos y fórmulas de ICAs

Para conocer el grado de calidad de las aguas, independientemente del posible

uso al que vayan a ser destinadas, se parte de la toma de muestras para la

obtención de una serie de parámetros como pueden ser la concentración de

diversos elementos, temperaturas, turbiedad, aspectos microbiológicos, etc.

Estos datos, analizados y procesados posteriormente se convierten en un valor

numérico, que permite obtener una serie de índices que determinan el estado

general de las aguas en función de unos rangos de calidades establecidos.

Existen dos tipos básicos de índices para la determinación de la calidad; los que

miden parámetros concretos como sales, nitratos, determinados contaminantes,

etc., que pueden constatarse en las tablas de calidades exigidas por la legislación


48

vigente o, los que a partir de fórmulas algebraicas que combinan distintas

variables físicas y/o químicas, ofrecen unos valores abstractos que únicamente

tienen sentido sí son introducidos en la correspondiente tabla de rango de

calidades.

En general, la calidad de un agua se valora por sus características físico-químicas

y biológicas, en función de estos parámetros se establece una clasificación en la

que el ICA varía entre 0 y 100. .23

DESARROLLADO POR BROWN, et al 1987 (NSF)

FORMULA O PROCEDIMIENTO

Medición de los parámetros

Obtención de los valores de calidad (Q valúes)

Multiplicar los Q-valúes por un factor de peso

Sumar los resultados de cada parámetro

PARAMETROS

Oxigeno Disuelto (% saturación)

Coliformes Fecales ( #/ 100ml)

pH ( unidades estándar)

Demanda Bioquímica de Oxigeno a 5 días ( mg/l)

Temperatura (°C)

Fosfatos Totales ( mg/l de PO4-P )

Nitratos ( mg/l de NO3 )

Turbiedad (NTU)

Solidos Totales (mg/l)

INTERPRETACION DE RESULTADOS

91 - 100 Excelente calidad de agua

71 - 90 Buena calidad de agua

51 - 70 Calidad de agua promedio

26 - 50 Mala calidad de agua

0 - 25 Pobre calidad de agua

Tabla 13, Fórmula para determinar el ICA

Fuente: BROWN, 1987

3.1.2. Estimación del índice de calidad del agua

El “ICA” adopta para condiciones óptimas un valor máximo determinado de 100,

que va disminuyendo con el aumento de la contaminación el curso de agua en

estudio.

Posteriormente al cálculo el índice de calidad de agua de tipo “General” se

clasifica la calidad del agua con base a la siguiente tabla:

23

http://www.ambientum.com/revista/2004_04/INDICES_imprimir.htm


49

Tabla 14 Índice de Calidad del Agua Utilizado en México Fuente: http://www.pnuma.org/agua-

miaac/CODIA%20CALIDAD%20DE%20LAS%20AGUAS/MATERIAL%20ADICIONAL/PONENCIAS/PONENTES/Tema%203%20GRH%20Uruguay%20A%20Guarani/INDICES%20DE%20CALIDAD%20DEL%20AGUA%20SUPERFICIAL.pdf

CALIDAD DE AGUA COLOR VALOR

Excelente 91 a 100

Buena 71 a 90

regular 51 a 70

Mala 26 a 50

Pésima 0 a 25

Tabla 15, Evaluación de Contaminantes Fuente: Lobos, José. Evaluación de los Contaminantes del Embalse del Cerrón Grande

PAES 2002.

Las aguas con “ICA” mayor que 90 son capaces de poseer una alta diversidad de

la vida acuática. Además, el agua también sería conveniente para todas las

formas de contacto directo con ella.

Las aguas con un “ICA” de categoría “Regular” tienen generalmente menos

diversidad de organismos acuáticos y han aumentado con frecuencia el

crecimiento de las algas. Las aguas con un “ICA” de categoría “Mala” pueden

solamente apoyar una diversidad baja de la vida acuática y están experimentando

probablemente problemas con la contaminación.

INDICE DE CALIDAD DEL AGUA (utilizado en México)

I i W i

ICA =

W i

Wi Wi

Demanda Bioquímica de Oxígeno 5.0 Nitrógeno en Nitratos 2.0

Oxígeno Disuelto 5.0 Alcalinidad 1.0

Coliformes Fecales 4.0 Color 1.0

Coliformes Totales 3.0 Dureza Total 1.0

SAAM (Detergentes) 3.0 pH 1.0

Conductividad Eléctrica 2.0 Sólidos Suspendidos 1.0

Fosfatos Totales 2.0 Cloruros 0.5

Grasas y Aceites 2.0 Sólidos Disueltos 0.5

Nitrógeno Amoniacal 2.0 Turbiedad 0.5

Valores cercanos al 0% : Altamente contaminada

Valores cercanos a 100% : Excelente calidad

INTERPRETACIÓN DE

RESULTADOS

DESARROLLADO POR

PARÁMETROS

FÓRMULA O

PROCEDIMIENTO

n

i - 1

n

i – 1


50

Las aguas con un “ICA” que caen en categoría “Pésima” pueden solamente poder

apoyar un número limitado de las formas acuáticas de la vida, presentan

problemas abundantes y normalmente no sería considerado aceptable para las

actividades que implican el contacto directo con ella, tal como natación.

Para determinar el valor del “ICA” en un punto deseado es necesario que se

tengan las mediciones de los 9 parámetros implicados en el calculo del Índice

los cuales son: Coliformes Fecales, pH, (DBO5), Nitratos, Fosfatos, Cambio de la

Temperatura, Turbidez, Sólidos disueltos Totales, Oxigeno disuelto. La evaluación

numérica del “ICA”, con técnicas multiplicativas y ponderadas con la asignación

de pesos específicos se debe a Brown. Para calcular el Índice de Brown se puede

utilizar una suma lineal ponderada de los subíndices (ICAa) o una función

ponderada multiplicativa (ICAm). Estas agregaciones se expresan

matemáticamente como sigue:

Fuente: http://www.snet.gob.sv/Hidrologia/Documentos/calculoICA.pdf

Dónde:

wi: Pesos relativos asignados a cada parámetro (Subi), y ponderados entre 0 y 1,

de tal forma que se cumpla que la sumatoria sea igual a uno.

Subi: Subíndice del parámetro i.

Otros autores (Landwehr y Denninger, 1976), demostraron que el cálculo de los

“ICA” mediante técnicas multiplicativas es superior a las aritméticas, es decir que

son mucho más sensibles a la variación de los parámetros, reflejando con mayor

precisión un cambio de calidad. Es por esta razón que la técnica que se aplicará

en este estudio es la multiplicativa. Para determinar el valor del “ICA” es necesario

sustituir los datos en la ecuación 2 obteniendo los Subi de distintas graficas como

se explicará a continuación, dicho valor se eleva por sus respectivos wi de la

Tabla 15 y se multiplican los 9 resultados obteniendo de esta manera el “ICA”.


51

Los pesos de los diversos parámetros son:

i Sub-i wi

1 Coliformes Fecales 0.15

2 pH 0.12

3 DBO5 0.1

4 Nitratos 0.1

5 Fosfatos 0.1

6 Temperatura 0.1

7 Turbidez 0.08

8 Solidos Disueltos Totales 0.08

9 Oxígeno Disuelto 0.17

Tabla 16, Pesos relativos para cada parámetro del “ICA” Fuente: http://www.snet.gob.sv/Hidrologia/Documentos/calculoICA.pdf

Los pasos a seguir para calcular los (Subi) del Índice de Calidad General son: Si

los Coliformes fecales son mayores de 100,000 Bact/100 mL el (Sub1) es igual a

3. Si el valor de Coliformes fecales es menor de 100,000 Bact/100 mL, buscar el

valor en el eje de (X) en la Figura 3 se procede a interpolar al valor en el eje de

las (Y). El valor encontrado es el (Sub1) de Coliformes fecales, se procede a

elevarlo al peso w1.

Figura 3, Valoración de la calidad de agua en función de Coliformes Fecales Fuente: http://www.snet.gob.sv/Hidrologia/Documentos/calculoICA.pdf

Si el valor de pH es menor o igual a 2 unidades el (Sub2) es igual a 2, sí el valor

de pH es mayor o igual a 10 unidades el (Sub2) es igual a 3. Si el valor de pH

esta entre 2 y 10 buscar el valor en el eje de (X) en la Figura 4 se procede a


52

interpolar al valor en el eje de las (Y). El valor encontrado es el (Sub2) de pH y se

procede a elevarlo al peso w2.

Figura 4, Valoración de la calidad de agua en función del pH


Si la DBO5 es mayor de 30 mg/L el (Sub3) es igual a 2. Si la DBO5 es menor de

30 mg/L buscar el valor en el eje de (X) en la Figura 5 se procede a interpolar al

valor en el eje de las (Y). El valor encontrado es el (Sub3) de DBO5 y se procede

a elevarlo al peso w3.

Figura 5, Valoración de la calidad de agua en función de la DBO5


Si Nitratos es mayor de 100 mg/L el (Sub4) es igual a 2. Si Nitratos es menor de

100 mg/L buscar el valor en el eje de (X) en la Figura 6 se procede a interpolar al


53

valor en el eje de las (Y). El valor encontrado es el (Sub4) de Nitratos y se

procede a elevarlo al peso w4.

Figura 6, Valoración de la calidad de agua en función del Nitrógeno


Si el Fosfatos es mayor de 10 mg/L el (Sub5) es igual a 5. Si el Fosfatos es menor

de 10 mg/L buscar el valor en el eje de (X) en la Figura 7 se procede a interpolar

al valor en el eje de las (Y). El valor encontrado es el (Sub5) y se procede a

elevarlo al peso w5.

Figura 7, Valoración de la calidad de agua en función del Fósforo


Para el parámetro de Temperatura (Sub5) primero hay que calcular la diferencia

entre la T°ambiente y la T°Muestra y con el valor obtenido proceder. Si el valor de


54

esa diferencia es mayor de 15°C el (Sub5) es igual a 9. Si el valor obtenido es

menor de 15°C, buscar el valor en el eje de (X) en la Figura 8 se procede a

interpolar al valor en el eje de las (Y). El valor encontrado es el (Sub6) de

Temperatura y se procede a elevarlo al peso w6.

Figura 8, Valoración de la calidad de agua en función de la Temperatura.


Si la Turbidez es mayor de 100 FAU el (Sub7) es igual a 5. Si la Turbidez es

menor de 100 FAU, buscar el valor en el eje de (X) en la que se procede a

interpolar al valor en el eje de las (Y). El valor encontrado es el (Sub7) de

Turbidez y se procede a elevarlo al peso w7. Tal como se indica en la Figura 9.

Figura 9, Valoración de la calidad de agua en función de la Turbidez



55

Si los Sólidos disueltos Totales son mayores de 500 mg/L el (Sub8) es igual a 3,

si es menor de 500 mg/L, buscar el valor en el eje de (X) en la Figura 10 se

procede a interpolar al valor en el eje de las (Y). El valor encontrado es el (Sub8)

de Residuo Total y se procede a elevarlo al peso w8.

Figura 10, Valoración de la calidad de agua en función del Residuo Total


Para el parámetro de Oxígeno Disuelto (OD) primero hay que calcular el

porcentaje de saturación del OD en el agua. Para esto hay que identificar el valor

de saturación de OD según la temperatura del agua (Tabla 16).

Temp. °C OD mg/l Temp. °C OD mg/l Temp. °C OD mg/l Temp. °C OD mg/l

1 14.19 12 10.76 23 8.56 34 7.05

2 13.81 13 10.52 24 8.4 35 6.93

3 13.44 14 10.29 25 8.24 36 6.82

4 13.09 15 10.07 26 8.09 37 6.71

5 12.75 16 9.85 27 7.95 38 6.61

6 12.43 17 9.65 28 7.81 39 6.51

7 12.12 18 9.45 29 7.67 40 6.41

8 11.83 19 9.26 30 7.54 41 6.31

9 11.55 20 9.07 31 7.41 42 6.22

10 11.27 21 8.9 32 7.28 43 6.13

11 11.01 22 8.72 33 7.16 44 6.04

Tabla 17, Solubilidad del Oxígeno en Agua Dulce Fuente: Tabla 3-140 de PERRY “Manual del Ingeniero Químico”

Luego si él % de Saturación de OD es mayor de 140% el (Sub9) es igual a 47. Si

el valor obtenido es menor del 140% de Saturación de OD buscar el valor en el


56

eje de (X) en la Figura 11 se procede a interpolar al valor en el eje de las (Y). El

valor encontrado es el (Sub9) de Oxígeno Disuelto y se procede a elevarlo al peso

w9.

Figura 11, Valoración de la calidad de agua en función del % de Saturación del Oxigeno

Disuelto Fuente: http://www.snet.gob.sv/Hidrologia/Documentos/calculoICA.pdf

Los datos obtenidos se incorporan en la siguiente Tabla para obtener el valor del

“ICA” en el punto de muestreo deseado.

Parámetro Valor Unidades Sub-i wi Total

1 Coliformes Fecales NMP/ 100 ml 0.15

2 pH unidades de pH 0.12

3 DBO5 mg / l 0.10

4 Nitratos mg /l 0.10

5 Fosfatos mg / l 0.10

6 cambio de la Temperatura °C 0.10

7 Turbidez FAU 0.08

8 Solidos Disueltos Totales mg / l 0.08

9 Oxigeno Disuelto % saturación 0.17

Valor del ICA ∑= Tabla 18, Hoja para el cálculo del “ICAm”


3.1.3. Evaluación utilizando el ICA

En relación al valor numérico del ICA, este no representa más que una posibilidad

de comparación si se es consistente en su cálculo. Con la idea de tener criterios

generales, a continuación se presentan algunos lineamientos arrojados por el

panel de expertos, Dinius (1987). Asociado al valor numérico del ICA se definen 6

rangos de estado de calidad del agua: (E) Excelente; (A) Aceptable; (LC)


57

Levemente Contaminada; (C) Contaminada; (FC) Fuertemente Contaminada y

(EC) Excesivamente Contaminada.

En función de esta clasificación se establecieron los criterios (ver Figura 12) que a

continuación se presentan, dependiendo del uso al que se destina el agua

indicándose las medidas o límites aconsejables.

Es importante mencionar que dichos criterios no deben tomarse como dogma y

deberán ser analizados para cada caso en particular.24

Figura 12, Criterios generales según el índice de calidad del agua Fuente: http://www.science.uwaterloo.ca/~lfleonvi/artics/art09.pdf

USO EN:

RANGO DE ICA

ESCALA DE

CALIDAD

ESTADO

Agua P

ota

ble

90 a 100 E

No requiere purificación para consumo.

80 a 90 A

Purificación menor requerida.

70 a 80 LC Dudoso su consumo sin purificación.

50 a 70 C Tratamiento potabilizador necesario.

40 a 50 FC Dudosa para consumo.

0 a 40 EC Inaceptable para consumo.

Agric

ultura

90 a 100 E

No requiere purificación para riego.

70 a 90 A Purificación menor para cultivos que requieran de alta calidad de agua.

24

http://www.science.uwaterloo.ca/~lfleonvi/artics/art09.pdf


58

50 a 70 LC Utilizable en mayoría de cultivos.

30 a 50 C Tratamiento requerido para la mayoría de los cultivos.

20 a 30 FC Uso solo en cultivos muy resistentes.

0 a 20 EC Inaceptable para riego.

P

esca y

Vid

a

Acuatica

70 a 100 E

Pesca y vida acuática abundante.

60 a 70 A Límite para peces muy sensitivos.

50 a 60 LC Dudosa la pesca sin riesgos de salud.

40 a 50 C Vida acuática limitada a especies muy resistentes.

30 a 40 FC Inaceptable para actividad pesquera.

0 a 30 EC Inaceptable para vida acuática.

Industr

ial

90 a 100 E

No se requiere purificación.

70 a 90 A Purificación menor para industrias que requieran alta calidad de agua para operación.

50 a 70 LC No requiere tratamiento para mayoría de industrias de operación normal.

30 a 50 C Tratamiento para mayoría de usos.

20 a 30 FC Uso restringido en actividades burdas.

0 a 20 EC Inaceptable para cualquier industria.

Recre

ativo

70 a 100 E

Cualquier tipo de deporte acuático.

50 a 70 A Restringir los deportes de inmersión, precaución si se ingiere dada la posibilidad de presencia de bacterias.

40 a 50 LC Dudosa para contacto con el agua.

30 a 40 C Evitar contacto, sólo con lanchas.

20 a 30 FC Contaminación visible, evitar cercanía

0 a 20 EC Inaceptable para recreación.

Tabla 19, Criterios Generales según el índice de calidad del agua Fuente: LEON, L.F.,(1991)

Adicionalmente a los lineamientos presentados es conveniente analizar en forma

individual cada una de las calificaciones de los parámetros con el objeto de

establecer si el deterioro se debe a la alta presencia de nutrientes, a la falta de

oxígeno, al exceso de presencia de bacterias riesgosas para la salud, etc. Un

aspecto que se considera importante, es la posible escasez de datos completos

en un monitoreo, por lo que en la metodología de estimación del ICA se considera

que al faltar el valor de alguno de los parámetros, su peso específico se reparte

en forma proporcional entre los restantes, excluyéndolo del operador multiplicativo

en el momento de estimar el ICA.

3.2 Sistemas de información geográficos (S.I.G.)

Los SIG son una tecnología surgida en el contexto de la sociedad de la

información. Permiten gestionar y analizar información de tipo espacial con

suficiente rapidez y flexibilidad. De la misma manera, el SIG permite centralizar

una importante cantidad de información, muchas veces dispersa, descrita y


59

almacenada en distintos formatos (algo que dificulta su empleo en el proceso de

gestión de los recursos).

Un SIG define al programa o conjunto de programas diseñados para representar y

gestionar grandes volúmenes de datos localizados por sus coordenadas

espaciales o geográficas. Al incluir las de estos datos se consigue añadir la

localización espacial de los elementos, y es precisamente esta capacidad para

trabajar con información espacial lo que les diferencia de otros Sistemas de

Información y es lo que les hace realmente útiles a la hora de modelar de manera

fiel ciertos aspectos del mundo real. Con frecuencia los SIG están orientados a

facilitar información en el proceso de toma de decisiones, y su objetivo último es

la resolución de problemas complejos de planificación y gestión.25

3.2.1. Definición: El Sistema de Información Geográfico (SIG) combina el soporte

lógico con el soporte físico para acceder a visualizar, manipular y desplegar una

amplia serie de información orientada geográficamente, tal como usos de la tierra,

tipos de suelos, tipos de vegetación, precipitaciones, curvas de nivel,

infraestructura humana o distribuciones de las especies, es decir todo lo que

pueda ser registrado en un mapa.

3.2.2 Conceptos simples: El concepto del SIG no es difícil: su metodología

básica consiste en superponer dos hojas de acetato transparente, cada una con

información geográfica sobre una zona. Cuando los diferentes conjuntos de datos

sobre la misma zona geográfica se superponen y visualizan juntos, a menudo

surgen configuraciones y relaciones entre ellos que de otra manera

permanecerían ocultas.

3.2.3. Obstáculos: A pesar de su valor y simplicidad conceptual, el SIG ha

quedado fuera del alcance de muchas personas encargadas de la conservación

en el terreno debido a los elevados costos iníciales, a una curva de aprendizaje

marcada, y al desconocimiento de su valor para la conservación. Pero esto

necesariamente no tiene por qué ser así, un ordenador normal y una inversión del

orden de 750 a 1000 dólares EE.UU. en soporte lógico, una tablilla digitalizadora

25

http://agua.rediris.es/conferencia_iberdrola_2000/conferencia/edurne.htm


60

más pequeña, una impresora de chorros de tinta y un GPS (Sistema de

Posicionamiento Global) manual proporcionarán a la mayoría de los grupos

suficiente capacidad, desde el punto de vista del SIG, como para producir mapas

y llevar a cabo análisis ecológicos básicos.

Durante más de un decenio, han existido varias opciones de alta tecnología y

poderosos SIG que clasifican y analizan grandes imágenes por satélite y/o llevan

a cabo programas avanzados de modelación. Esta alta tecnología, en manos de

expertos informáticos, ha resultado sumamente valiosa para los análisis

mundiales, continentales y regionales. Sin embargo, está surgiendo ahora otro

nivel de SIG que permite a los encargados de la gestión y de la conservación a

nivel de terreno aplicar, con mínimos conocimientos informáticos, los mismos

tipos de análisis para la protección y la gestión de una región determinada.

Se centrara en esta exposición en la puesta a disposición de los administradores

que trabajan en los distintos sitios la tecnología propia del SIG. Existen sistemas

más sencillos, cuyo aprendizaje lleva sólo unos pocos días, y no meses, que

cuestan unos pocos cientos de dólares, en lugar de miles, que pueden adquirirse

y prestar la mayoría de las funciones que necesitan los usuarios en la esfera de la

conservación y gestión de los recursos naturales. Estos sistemas se basan en

ordenadores estándar, que están al alcance de la mayoría de los grupos

dedicados a la conservación.

Por supuesto, el alcance del proyecto de cada uno, así como las necesidades de

análisis y presentación del mismo, determinarán la escala de la inversión en

soportes lógico y físico. Sin embargo, es importante reconocer que muchas de las

funciones básicas, especialmente a nivel de la reserva o del sitio objeto de

investigación, pueden ser desempeñadas por los administradores o

investigadores mismos con un equipo corriente.

3.2.4. El valor del SIG para la conservación de cuencas

La utilidad de un SIG asequible al usuario para la conservación de cuencas

hidrológicas depende de las necesidades del administrador de los recursos. Se

podría preparar un mapa en el que se indique la ubicación de un proyecto de

carretera o fábricas en relación con una cuenca existente, mientras en otro mapa


61

se podría determinar en qué forma la hidrología de la zona corresponde a las

ubicaciones de colonias de aves o comunidades de vegetación. Sin embargo, tal

vez otros deseen preparar mapas de la vegetación existente en la cuenca en

distintos años para indicar la difusión o la disminución de determinadas especies.

Un SIG asequible al usuario puede ayudar a los profesionales encargados de la

conservación a proteger y administrar los recursos de cuencas mediante: 1) la

comunicación de una situación o relación; 2) la realización de análisis sencillos,

tales como la medición y la intersección de los elementos cartográficos; 3) el

análisis de las distribuciones de especies y hábitat; 4) la elaboración de modelos

de variaciones potenciales o cambios en la cuenca, tales como el flujo de agua

transmisora de contaminantes; y 5) la guía de los recursos y la planificación del

aprovechamiento de la tierra, respondiendo a preguntas sobre gestión a través de

la superposición de los datos.

3.2.5. El poder de comunicación de los mapas

Uno de los usos más básicos e importantes del SIG para la gestión es la

comunicación de información a las personas encargadas de adoptar decisiones,

los donantes, la prensa, los vecinos y el público en general. Una simple

demostración como puede resultar de gran ayuda para que las personas

encargadas de adoptar decisiones y que carecen de información suficiente

comprendan las amenazas de una acción. Si es cierto que una imagen vale mil

palabras, un mapa anotado que indique las posiciones relativas de los

componentes sensibles, nos permite reunir rápidamente los elementos pertinentes

de una cuestión y presentarlos en una forma muy elocuente.

La capacidad de un SIG para exponer información a diversas escalas espaciales

ayuda a los propietarios, a los administradores de sitios y a otros a reconocer el

papel que cumple su propiedad o sitio en el paisaje más amplio. Dado que no

siempre son evidentes las conexiones entre los datos de una región para los

políticos o el público en general, puede ser de ayuda mostrar la información de

que se dispone en mapas a diferentes escalas espaciales.


62

3.2.6. Análisis sencillos

En el SIG los mapas se utilizan no sólo para mostrarlos a los demás sino también

para determinar las prioridades de investigación o conservación en el seno del

propio equipo de investigación o conservación. Análisis geográficos simples, tales

como la medición, la amplificación, y la intersección de los elementos

cartográficos, permitirá establecer distancias, tales como la existente entre un

terreno para edificar y un humedal, o superficies tales como la extensión de un

bosque inundado o una zona continuamente inundada.

3.2.7. Análisis de la distribución.

Los análisis de distribuciones, tales como tipos de hábitat o movimientos

estacionales de individuos o grupos, pueden llevarse a cabo mediante un SIG

asequible al usuario. Se pueden combinar mapas oficiales de la vegetación o de

la vida en determinada zona, o imágenes por satélite, con los datos reunidos en el

terreno que se incluirán en el SIG a partir de un sistema de posicionamiento

global (GPS) o señalamientos sobre mapas del terreno impresos.

3.2.8. Representación mediante modelos

Si bien el programa SIG a nivel de sitios a menudo se utiliza principalmente para

elaborar mapas y presentar información, puede resultar útil también para predecir

situaciones futuras, según las actividades actuales. Al administrador tal vez le

interesen los efectos de los cambios en el uso de la tierra para los cursos de agua

de determinada vertiente o la proporción de petróleo o contaminantes que las

aguas pueden llevar a la costa o a otra extensión de agua, y la dirección en que

pueden hacerlo.

3.2.9. Planificación

La planificación para la conservación de los sitios puede incluir una o varias de

las actividades siguientes: la determinación de los sitios prioritarios para conectar

las zonas naturales, la negociación sobre la selección de los emplazamientos

para una nueva reserva, una nueva obra de construcción o un proyecto agrícola,

o la formulación de recomendaciones de políticas a nivel de sitios para los

encargados de adoptar decisiones. Para llevar a cabo cualquiera de estas


63

actividades, los profesionales encargados de la conservación deben considerar

diversos factores naturales y humanos, tales como la inclinación, el tipo de suelo,

el nivel freático, la distribución de las especies amenazadas, el precio de la tierra

y la extensión del hábitat en el sitio, así como su distancia de otros hábitat

naturales, corredores de transporte y centros de población. La superposición de

tales datos proporciona información sobre las interacciones y situaciones

geográficas relativas de estos diferentes factores. Esta información es decisiva

para poder responder a preguntas de gestión tales como 1) ¿Cuáles superficies

están inundadas todo el año? 2) ¿Qué zonas no protegidas son fundamentales

para mantener las corrientes de agua que se dirigen a una zona de humedales?

3) ¿Qué zonas son utilizadas más intensamente por las aves? 4) ¿Qué sitios

exigen restauración? 5) ¿Qué zonas contienen plantas amenazadas? 6) Qué

zonas contienen plantas amenazadas y requieren restauración?

Las respuestas a preguntas como éstas permiten al administrador tener

información acerca de los lugares donde se presentan oportunidades y amenazas

de conservación, indican sitios que merecen una atención prioritaria y ayudan a

fortalecer los argumentos en pro de la conservación en lo que concierne a la

ubicación de obras de construcción o al desarrollo de políticas favorables a las

zonas.

3.2.10. ¿Por qué utilizar un SIG asequible al usuario?

El empleo de un SIG puede beneficiar prácticamente a todos aquellos que se

ocupan de la investigación, el monitoreo ecológico, la gestión y la conservación.

Todas estas actividades tienen un componente espacial importante y, en

consecuencia, se pueden facilitar con el tratamiento de la información geográfica.

La experiencia de grupos que se ocupan del medio ambiente, estudiantes,

administradores de zonas protegidas e investigadores de países en desarrollo,

han comprobado que para que los encargados de la conservación en el terreno

sean eficientes, el SIG debe resultar fácil tanto desde el punto de vista del

aprendizaje y la aplicación, como desde el punto de vista de la enseñanza.

Además, debe permitir al usuario almacenar, actualizar, visualizar, analizar y

desplegar información utilizando siempre un equipo informático normalizado. Esto


64

es especialmente válido para el personal y los grupos que trabajan en el terreno

en comunidades más pequeñas, que no tienen acceso a departamentos

comerciales o institucionales de geografía y tratamiento de datos. A menudo estos

grupos no tienen la capacidad técnica de un analista SIG a tiempo completo ni los

fondos para contratar especialistas en SIG para que preparen los mapas que

necesitan.

En algunos países, los usuarios de SIG pueden adquirir archivos de datos

específicos tales como fronteras políticas, zonas protegidas, carreteras y ríos de

una región en formato digital, que ahorra considerable tiempo para el ingreso de

los datos. Sin embargo, en muchos casos, estos datos generalmente se obtienen

de fuentes a una escala aproximada, y a menudo no se consiguen en el mundo

en desarrollo. En muchos países en desarrollo, el acceso a los datos digitalizados

es limitado o inexistente, y muchos grupos deben ingresar todos los datos básicos

de sus esferas de interés en el SIG ellos mismos. Y, por supuesto, un proyecto

típico de investigación irá generando continuamente nuevos datos, que luego

podrán incorporarse a la base de información.

Incluso si uno dispone de datos digitales o imágenes por satélite de su sitio o

región, nada podrá sustituir una verdadera verificación en el terreno y el

conocimiento de su zona. El administrador de recursos, que conoce el sitio de su

proyecto y las especies de interés puede detectar errores en los mapas en papel y

las imágenes a una escala aproximada y utilizar el SIG para actualizar la

información geográfica cuando sea necesario.

En consecuencia, un SIG que permita el fácil ingreso de los datos de los mapas

en papel, los sistemas de posicionamiento global, la brújula, las lecturas a

distancia, y los archivos de datos permitirán a una Organización o a un proyecto

de investigación reunir la información geográfica básica que necesita para

comenzar a analizar y presentar información. Un sistema de bajo costo y

asequible al usuario también alienta a una gama más amplia de funcionarios de

organizaciones o de proyectos a utilizar el programa, asegurando de esa manera

la continuidad del acceso a los datos, incluso si un usuario importante del SIG

abandona el grupo.


65

Permitiendo al usuario llevar a cabo operaciones tales como las que acabamos de

examinar sobre un sistema cuyo aprendizaje y empleo resulta fácil, el SIG a nivel

de sitios podrá ayudar a las organizaciones más pequeñas en el terreno y a los

estudiosos a aprovechar sus limitados recursos de conservación de la forma más

eficiente y eficaz posible.

3.3 Técnicas Geoestadísticas

En el campo de las geociencias es común encontrar variables distribuidas

espacialmente. Para el estudio de estas variables son usados diversos

procedimientos geoestadísticos de estimación y/o simulación. Esto es, a partir de

un conjunto de muestras tomadas en localizaciones del dominio en que se

manifiesta un fenómeno a estudiar y consideradas representativas de su realidad,

que por lo general es siempre desconocida, estos procedimientos permiten la

descripción o caracterización de las variables con dos fines diferentes, primero,

proporcionar valores estimados en localizaciones de interés y segundo, generar

valores que en conjunto presenten iguales características de dispersión que los

datos originales.

3.4 Cálculos estadísticos o estadística descriptiva.

Permiten determinar si la distribución de los datos es normal, lognormal, ó si no se

ajustan a una distribución estadística, lo cual implica tener conocimiento de:

3.4.1.- Número de casos

Es el número de valores muestreados del fenómeno en estudio, representados

por n y los datos por xi, i = 1, . . . , n, que llamamos distribución.

3.4.2.- Rango de la distribución

Es la diferencia entre el valor máximo y el mínimo.

3.4.3.- Media

Es la media aritmética de la distribución, dado por la fórmula:

http://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTES

http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos6/sipro/sipro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos7/doin/doin.shtml

http://monografias.com/trabajos10/anali/anali.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos7/tain/tain.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/carso/carso.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtml


66

3.4.4.- Moda

Es el valor más frecuente de la distribución.

3.4.5.- Mediana

Es el valor para el cual la mitad de los datos son menores y la otra mitad están

por encima de este valor.

Si ordenamos los datos en orden ascendente podemos calcular la mediana como.

X(n+1)/2 si n es impar.

M =

(Xn/2 + Xn/2+1)/2 si n es par.

La mediana es también llamada percentil 50, además los datos no solo se dividen

en dos grupos, sino que se pueden dividir en cuatro partes, cuartiles, donde Q1 =

percentil 25, Q2 = Mediana y Q3 = percentil 75, si los datos se dividen en 10,

tenemos los deciles. De forma general estas medidas se pueden calcular por:

p(n+1)/100 ésima observación de los datos ordenados ascendentemente,

donde p es el percentil que se desea calcular.

3.4.6.- Varianza

Describe la variabilidad de la distribución. Es la medida de la desviación o

dispersión de la distribución y se calcula por:

La razón principal por la que se aboga por la división entre n-1 en la estimación de

la varianza, es porque proporciona un mejor estimado; si dividimos por n-1 nos

referimos a la varianza muestral S2 como un estimador insesgado de la varianza


67

poblacional 2. Esto significa que si un experimento fuera repetido muchas veces

se podría esperar que el promedio de los valores así obtenidos para S2 igualaría a

2. Por otra parte si dividimos entre n los valores obtenidos para S2 serían como

promedio demasiado pequeño.

3.4.7.- Desviación estándar

Describe la tendencia o dispersión de la distribución. Es la medida de desviación

alrededor de la media. Se calcula por:

=

3.4.8.- Coeficiente de asimetría

Describe la simetría de la distribución relativa a la distribución normal. Se calcula

por:

En la distribución normal la asimetría tiene valor cero, un valor negativo indica una

cola a la izquierda y un valor positivo indica una cola a la derecha.

3.4.9.- Curtosis

Describe el grado de esbeltez de la distribución, tomado por lo general en relación

a una distribución normal, y se puede calcular por:

La distribución normal tiene curtosis igual a tres, y es llamada mesocúrtica. A las

distribuciones más agudas, con colas relativamente anchas, se les llama

leptocúrticas, tienen valores de curtosis mayores que tres, y las distribuciones


68

más bien achatadas en el centro se llaman platicúrticas, tienen valores menores

que tres, en ocasiones se acostumbra a definir la curtosis como 4 - 3.

3.4.10.- Error estándar

Describe el grado de conocimiento de los datos y se puede calcular por:

=

La distribución normal tiene un valor de error estándar menor que 1.25 y la

distribución lognormal o una distribución con tendencia positiva, tiene valores de

error estándar mayores que 1.25.

3.4.11.- Coeficiente de variación

Es una medida de la variación relativa de los datos y puede ser calculado por:

CV = S/Xm

y en porcentaje como: 100 CV = 100 (S/Xm) %

Proporciona una comparación entre la variación de grandes valores y la variación

de pequeños valores. Las técnicas Geoestadística Lineal que predomina en el

campo de las geociencias producen los mejores resultados cuando el coeficiente

de variación es menor que uno, CV 1. Para CV 1 se recomiendan técnicas de

Geoestadística no Lineal.


69

3.5 Representación cartográfica

En este trabajo no se pretende revisar el "estado del arte" de los modelos de calidad

de aguas superficiales, sino mostrar, muy escuetamente las relaciones entre los

problemas de calidad del agua y los modelos de calidad de agua fluvial de mayor

potencialidad y mayor uso a nivel mundial.

Los modelos más poderosos, por su gran capacidad de modelar múltiples

constituyentes de calidad de aguas, son una muy buena herramienta para predecir

el impacto en la calidad del agua, de cualquier proyecto o actividad sobre un

sistema fluvial u otro cuerpo acuático, convirtiéndose en una valiosa herramienta en

la Evaluación de Impacto Ambiental. Indudablemente, su aplicación, dado la gran

cantidad de muestras y mediciones a efectuar en terreno, tiene un costo oneroso,

que los hace restrictivos a algunas situaciones.

Conceptualmente, vale más un modelo simple calibrado y validado, que un modelo

muy completo capaz de simular innumerables situaciones, que solo puede

calibrarse para una situación particular.

La aplicación de modelos de calidad de aguas superficiales, requiere conocer muy

bien la variabilidad temporal natural del sistema natural a estudiar, de tal forma de

identificar en forma clara y precisa los efectos contaminantes de un nuevo proyecto

o actividad.

Con los avances de la informática y computación, los modelos son cada vez más

interactivos y "amigables".

3.6 Metodología propuesta para la variación de la calidad del agua en cuencas con trayectos urbanos.

3.6.1.- Delimitación de la cuenca.

Con la utilización de un modelo

digital de elevación, se delimita

la cuenca Armería, comprendida

en el estado de Colima. El

proceso consiste en la

determinación del parteaguas de

la cuenca el cual se obtiene de

manera manual o con la ayuda

de una extensión del programa Arc View.

Figura 13, Delimitación de la Cuenca Armería

Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez


70

3.6.2.- Determinación del cauce principal y sus afluentes urbanos.

Con la ayuda de las curva de

nivel se determina el cauce

principal de la cuenca al

encontrar los puntos bajos de la

cuenca, el resultado obtenido

es una línea que deberá

comprobarse en campo con la

ayuda de un GPS levantando

puntos conocidos del cauce del

Río Armería.

3.6.3.- Ubicación de los puntos de Muestreo de la calidad del Agua

Es necesario que los puntos de muestreo sean georeferenciados, con la ayuda

de un GPS. De esta manera se localizan puntos sobre la línea del cauce principal.

Figura 15, Puntos de Muestreo

Figura 14, Cauce Principal de la cuenca Armería Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez



71

Estaciones de Muestreo

Cada uno de estos puntos cuenta con una base de datos que contiene los

parámetros de mayor incidencia en la calidad del agua tanto físicos, químicos,

biológicos.

ES

TA

CIO

N

FE

CH

A

HO

RA

AL

CA

LIN

IDA

D T

OT

AL

CL

OR

UR

OS

CO

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OR

ME

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FE

CA

LE

S

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OR

ME

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TO

TA

LE

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CO

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R A

PA

RE

NT

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ND

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IDA

D

DB

O5

DU

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ZA

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L

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OX

IGE

NO

DIS

UE

LT

O

PH

SD

T

SS

US

US

_T

OT

AL

E

TU

RB

IED

AD

Peñitas

1 14/02/2000 15:55 163 27,01 210 150 12,5 638 1,7 379,62 0,727 9,11 9,36 572 26 6,1

2 23/03/2000 16:20 150 18 43 93 12,5 603 1,9 329,7 1,87 10,2 9,08 506 20 2,3

3 24/04/2000 15:50 153 18,98 75 460 12,5 521 1,7 239,8 4,56 9,7 8,69 471 31 4,2

4 25/05/2000 16:00 148 18,98 23 43 12,5 559 1,9 359,6 1,33 8 8,75 426 26 3,8

5 19/06/2000 15:30 178 30,2 430 930 100 705 1,7 359,6 0,51 6,6 8,77 323 819 9

6 25/07/2000 17:30 180 26,2 1100 2400 62,5 680 1,1 369,6 0,9 9,11 8,43 585 369 7,5

7 14/08/2000 13:30 153 21,2 1100 2400 400 581 2,1 339,7 4,03 6,28 8,25 276 502 4,8

8 26/09/2000 8:30 110 15,6 28 2400 150 434 2,7 229,9 7,09 7,09 8,4 279 219 9

9 09/10/2000 15:30 163 26,8 90 150 25 587 1,3 549,5 3,5 7,8 8,71 482 66 2,3

10 13/11/2000 17:30 153 23,45 93 240 100 643 2,1 379,6 1 7,39 8,44 576 92 3,6

11 04/12/2000 18:30 160 33,5 210 1100 50 659 4 379,2 0,64 7,6 8,67 636 68 8

Tabla 20, Registro de la Estación de Muestreo Fuente. Comisión Nacional del Agua, Gerencia Estatal Colima, departamento de Hidrología.

3.6.4.-Base de datos

Las coordenadas UTM obtenidas del levantamiento con GPS (navegador), de

cada una de las estaciones hidrológicas son:

ESTE NORTE ESTACION

625,155 2,137,311 Peñitas

622,537 2,122,845 Pueblo Juárez

617,251 2,113,618 Jala

Tabla 21, Estaciones de Muestreo Georeferenciadas Fuente. Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Con las estaciones georeferenciadas, se crea una base de datos con los

resultados de las muestras obtenidas por la Comisión Nacional del agua,

Gerencia Estatal Colima, Departamento de Hidrológica. Del año 2000 al 2006 de

las estaciones Hidrológicas Peñitas, Pueblo Juárez y Jala.


72

Los datos son cargados en un sistema de información geográfica, donde

aparecen como elementos puntuales las 3 estaciones hidrológicas, que permiten

visualizar espacialmente los registros de cada estación.

Figura 16. Estaciones de Muestreo Hidrológicas Fuente. Google Earth


73

IV.- DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO


74

4.1 Características del área de estudio

4.1.1. Ubicación

Se encuentra ubicada dentro de los Estados de Colima y Jalisco, teniendo como

coordenadas extremas los paralelos 18° 51' a 20°28' de latitud norte, y 103°36' a

104°36' de longitud oeste.

Figura 17, Ubicación de la Cuenca Armería Fuente: http://www.ayuquila-armeria.col.gob.mx/datos.htm

4.1.2. Superficie

Cubre una superficie correspondiente a 30 municipios, 21 en el Estado de Jalisco

y 9 en el Estado de Colima, con una extensión territorial de 9,803 km²

4.1.3. Hidrografía

Se encuentra localizada dentro de la Región Hidrológica n°16 denominada

Armería- Coahuayana, teniendo como principales corrientes la del Río Ayutla que

en su parte baja se le denomina Ayuquila, el Río Tuxcacuesco y el Río Autlán en

el Estado de Jalisco, y que al confluir y entrar en el Estado de Colima se le

denomina Armería, teniendo este como principales afluentes los ríos San Palmar

y el Colima


75

El escurrimiento medio anual del rió Ayuquila-Armería es de 2,076 millones de m3

(Mm3) con una demanda total del sistema de usuarios de 1,379 Mm3 de los

cuales; 96% Es de uso agrícola, 3% de uso doméstico y 1% de uso pecuario. Por

lo que respecta a las aguas subterráneas la Cuenca cuenta con ocho (8)

acuíferos, Tecolotlán, Unión de Tula, Talpa, Jiquilpan, Autlán en el Estado de

Jalisco y tres (3) en el estado de Colima, Pueblo Juárez Colima y Armería-

Tecomán Periquillos, la recarga total anual en ambos estados es de 439 Mm3 con

una demanda de extracción de 198 Mm3, de los cuales son aprovechados por el

uso agrícola el 79 % por el doméstico el 20 % y el 1 % por el uso industrial.

4.1.4 Datos socioeconómicos

La Cuenca está integrada por la superficie perteneciente a 30 municipios, en unos

casos de forma parcial y en otros en forma total, 21 del estado de Jalisco y 9 de

Colima. Se cuenta en la cuenca según INEGI 2000 con una población de 492,391

habitantes de ambos estados, lo que representa una densidad de 50 habitantes

por kilómetro cuadrado, distribuidos 74% en el ámbito urbano y 26% en el rural,

teniéndose como principales centros de población a las ciudades conurbadas de

Colima y Villa de Álvarez, Col, Autlán de Navarro y el Grullo, Jal. La población

económicamente activa es de 210,432 habitantes.

4.1.5. Fisiografía

Fisiográficamente la cuenca se encuentra ubicada en las regiones comprendidas

por el eje Neovolcánico, la Sierra Madre del Sur y la Sierra Madre de Occidente.26

4.1.6. Uso de las aguas superficiales

El uso de las aguas superficiales se observan en la siguiente tabla:

Jalisco Colima

Escurrimiento virgen = 1,258 Mm3 Escurrimiento virgen = 818 Mm

3

Uso hidroagrícola = 468 Mm3 Uso agropecuario = 875 Mm

3

Usos municipales = 0.2 Mm3 Usos municipales = 35 Mm

3

Usos industriales = 0.0 Mm3 Usos industriales = 0.52 Mm

3

Tabla 22, Uso de las aguas superficiales en la Cuenca del Río Armería (Mm

3) Millones de metros cúbicos.

Fuente: http://www.ayuquila-armeria.col.gob.mx/datos.htm

26

http://www.ayuquila-armeria.col.gob.mx/datos.htm


76

4.2 La calidad del agua en el Río Armería.

4.2.1. Antecedentes

El Programa Nacional del Medio Ambiente y Recursos Naturales 2001-2006

establece los principios bajo los cuales se diseñan las estrategias del Sector

Hidráulico:

Lograr sectores productivos competitivos y ambientalmente sustentables

Garantizar la conservación de la biodiversidad del país

Detener y revertir la contaminación del agua y el suelo

Detener y revertir la deforestación y la erosión del suelo

El río Ayuquila – Armería muestra ya los efectos de la dinámica poblacional y

económica en la cuenca, la disponibilidad y el uso seguro y productivo del agua

se ve restringida por el uso intensivo y la contaminación del recurso.

4.2.2. Objetivos y Alcances

Dado lo anterior, se decidió llevar a cabo el estudio de calidad del agua del río

Armería, cuyo objetivo general es determinar el grado de contaminación desde el

punto de vista físico, químico y biológico, que junto con el desarrollo de los

sistemas de información geográfica se puede representar cartográficamente los

indicadores de calidad del agua, y con base en el análisis y evaluación de la

información hidrométrica de los años 2000 al 2006, como los datos de monitoreo y

aforo generados en el Estudio, se puedan establecer acciones estratégicas para

la protección y, en su caso, mejoramiento de la calidad del agua del río Armería y

su entorno.

4.2.3. Delimitación de la Región y Cuenca Hidrológica

El río Ayuquila - Armería nace como río Ayutla a 20 Km. del poblado del mismo

nombre, a una elevación de 2,600 metros sobre el nivel del mar. El río se conoce

como Ayuquila, en el estado de Jalisco, y como Armería, tras la confluencia del río

Tuxcacuesco. Su descarga ocurre al océano Pacífico en la Boca de Pascuales.


77

Ubicándose en los estados de Colima y Jalisco. Entre los paralelos 20°15´ y

19°00´ Norte y los meridianos 103°40´ y 104°30´ Oeste.

La superficie total de la cuenca es de 9,803 km 2, correspondiendo el 82.4 %

(8,078 km 2) de la superficie al estado de Jalisco y el 17.6 % (1725 km 2) al

estado de Colima.

El río Tuxcacuesco es el principal tributario del río Ayuquila, a partir de la

confluencia de ambas corrientes el río cambia de nombre a Armería. Los

principales afluentes del Ayuquila son los ríos Ayutla, Jiquilpan y Tuxcacuesco,

con importantes aportaciones procedentes de la Sierra de Manantlán; en la

cuenca baja del río Armería sus principales afluentes son el río Colima y el río

San Palmar y Comala.

Figura 18, Rio Ayuquila – Armería Fuente: http://www.ayuquila-armeria.col.gob.mx/estudio.htm

Las presas Tacotán y Trigomil controlan el flujo del río Ayutla antes de su ingreso

al cañón del Corcovado y al valle de El Grullo - Autlán. La presa Basilio Badillo

regula las aportaciones del río Tuxcacuesco, por lo que la totalidad de las

aportaciones del tercio alto de cuenca están reguladas.

La población total es de 492,391 habitantes, de los cuales 211,041 se encuentran

en Jalisco y 281,350en Colima. (INEGI, XII Censo General de Población y


78

Vivienda, 2000). La densidad poblacional en la parte de la cuenca

correspondiente a Jalisco es de 26 hab. /km 2, en el estado de Colima es de 163

hab/km 2. La población urbana y semiurbana en la cuenca es de 380,122

habitantes y representa el 77% de la población total.

4.2.4. Red Nacional de Monitoreo de la Calidad del Agua

La Red Nacional de Monitoreo de la Calidad del Agua (RNMCA) de la CNA opera

varias estaciones de monitoreo en el río Ayuquila – Armería y en sus principales

tributarios. La localización de las estaciones y el período con información

disponible de calidad del agua se indica en el siguiente cuadro.

Estaciones de monitoreo y período con información de calidad del agua

Corriente S i t i o 94 95 96 97 98 99 2000 2001

Ayuquila Puente carretero Ayutla – Talpa Ö Ö Ö

Ayuquila Puente El Corcovado Ö Ö Ö Ö Ö Ö Ö Ö

Ayuquila Puente Ejido Palo Blanco Ö Ö Ö

Ayuquila Aguas abajo de la población de El Grullo Ö Ö Ö Ö Ö Ö Ö Ö

Ayuquila Antes de la confluencia con el río Armería

Ö Ö Ö Ö Ö Ö Ö

Tuxcacuesco Aguas arriba de la confluencia con río Ayuquila

Ö Ö Ö Ö Ö

Armería Aguas abajo del río Tuxcacuesco Ö Ö Ö Ö Ö

Armería Derivadora Peñitas Ö Ö Ö Ö Ö Ö

Armería Derivadora Jala Ö Ö Ö Ö Ö Ö

Colima Aguas abajo emisor principal de Colima Ö Ö

Armería Puente Periquillos Ö Ö Ö Ö Ö

Tabla 23, Estaciones de Monitoreo y Periodo con información de ICAs Fuente: http://www.ayuquila-armeria.col.gob.mx/estudio.htm

Criterio de clasificación

Criterio General ICA

Altamente Contaminado 0 - 29.9

Contaminado 30 - 49.9

Poco Contaminado 50 - 69.9

Aceptable 70 - 84.9

Excelente 85 – 100

Tabla 24, Criterio de Clasificación Fuente: http://www.ayuquila-armeria.col.gob.mx/estudio.htm


79

Aptitud respecto del Índice de Calidad del Agua.

Uso del Agua APTO NO APTO

Fuente de Abastecimiento Público 50 – 100 < 50

Recreación 50 – 100 < 50

Pesca y Vida Acuática 60 – 100 < 60

Industrial y Agrícola 30 – 100 < 30

Tabla 25, Aptitud respecto del índice de Calidad del agua Fuente: http://www.ayuquila-armeria.col.gob.mx/estudio.htm

4.2.5. Índice de Calidad del Agua en el Período 1994 a 2001

Con los datos de calidad del agua reportados por CNA se calculó el ICA de las

estaciones de monitoreo: Puente Ayutla, Corcovado, Puente Palo Blanco,

Ayuquila aguas abajo de El Grullo, Ayuquila aguas arriba del Tuxcacuesco,

Armería aguas abajo del Tuxcacuesco, así como el río Tuxcacuesco antes de

confluir con el Ayuquila.

ICA en las estaciones del Monitoreo del estado de Jalisco

Concepto Puente Ayutla Corcovado Puente Palo

Blanco Aguas Abajo

El Grullo

Aguas Arriba Tuxca

cuesco

Río Tuxca

cuesco

Aguas Abajo Tuxca cuesco

Mediana 55.8 63 48.6 53.4 61.9 58.6 59.9

Mínimo 47 46.6 38.9 35.5 37.7 49 42.5

Máximo 68.4 82.3 60 67.7 75.7 82.6 67.6

Tabla 26, ICA en las estaciones de Monitoreo del estado de Jalisco Fuente: http://www.ayuquila-armeria.col.gob.mx/estudio.htm

ICA del río Armería en las estaciones Peñitas, Jala, Periquillos y río Colima, RNMCA

Concepto Peñitas Jala Periquillos Río Colima

Mediana 56.4 57.2 55.3 22.6

Mínimo 42.2 38 43.5 18.8

Máximo 65.8 78.3 69.7 27.8

Tabla 27, ICA en las estaciones de Monitoreo del Estado de Colima Fuente: http://www.ayuquila-armeria.col.gob.mx/estudio.htm

4.2.6. Índice de Calidad del Agua y Criterios Ecológicos de Calidad del Agua

El promedio de los ICA de la Red Nacional de Monitoreo (RNMCA) en el período

1994 - 2001, como los del Estudio de Calidad del Agua (octubre - diciembre

2001), están en el rango 50 a 70, aplicando el Criterio General de Poco

Contaminado para la calidad del agua de los ríos Ayuquila, Tuxcacuesco,

Armería y el tramo final del río Colima.


80

En el Puente Palo Blanco el ICA promedio es apenas superior a 50 y la mediana

de los valores es 48.6, por lo que en este sitio el río Ayuquila se considera

Contaminado.

Índice de Calidad del Agua del río Ayuquila – Armería y sus afluentes

Estación de

Monitoreo

Puente Ayutla

El Corco vado

Puente Palo

Blanco

Aguas abajo del

Grullo Tuxca

cuesco

Aguas abajo Tuxca

cuesco Peñitas Jala

Peri quillos

Río Colima*

El Aguacate

Teutlán

R N M C A

Promedio 56.6 62.3 50.8 53.5 60.8 58.4 56.4 57.2 55.3 22.6

Mediana 55.8 63 48.6 53.4 58.6 59.9 56.6 58.1 54.4

Estudio -- 67.2 -- 51.1 --- 60.7 61.4 --- 60.5 57.8

Tabla 28, Índice de Calidad del Agua del Río Armería y sus afluentes

* Los ICA del Río Colima no son comparables, el de la RNM es en el sitio inmediato a la descarga de Colima – Villa de Álvarez y él del Estudio es previo a su confluencia con el río Armería.

Fuente: http://www.ayuquila-armeria.col.gob.mx/estudio.htm

El tramo del río Ayuquila – Armería con mejor calidad de agua es el comprendido

entre la Presa Trigomil y El Corcovado. Esto como resultado de la autodepuración

en el embalse y la baja densidad poblacional. En la margen izquierda del río

Ayuquila se localiza el tiradero municipal de Unión de Tula, que aporta residuos

sólidos y lixiviados.

El tramo de menor calidad del agua del río Ayuquila – Armería es el delimitado por

la Derivadora Corcovado y la estación El Aguacate, el deterioro se acentúa en el

sitio Puente Palo Blanco. Las fuentes de contaminación son: el Ingenio Melchor

Ocampo y las descargas municipales de Autlán y El Grullo. Con fundamento en

los Criterios Ecológicos de Calidad del Agua (CECA), los ríos Ayuquila - Armería,

Tuxcacuesco y Colima son Aptos sin ninguna restricción para Uso Pecuario. En

las campañas de muestreo del Estudio se detectan 11 parámetros en diversas

estaciones que exceden el nivel máximo establecido en los CECA, aplicando la

condición de No Apto para uso en riego agrícola, abastecimiento de agua potable

y recreativo con contacto primario.

Los parámetros que más restringen la aptitud del río son: coliformes fecales,

sulfatos, sólidos disueltos y cianuro. La contaminación bacteriológica si bien se


81

presenta a lo largo del río, se manifiesta con mayor intensidad en las estaciones:

Aguas abajo del Grullo, Palo Blanco, Puente Ayutla y Derivadora Jala.

4.2.7. Caudales Ecológicos

Los caudales ecológicos requeridos fueron calculados por el Método de Tennant,

los valores obtenidos se confrontaron con los caudales aforados los últimos 5

años por la CNA en cuatro estaciones hidrométricas, utilizadas como puntos de

control y verificación. En general el caudal ecológico se cubre de manera

Aceptable a Excelente, exceptuando los siguientes sitios: Estación Corcovado y

Colimán, cuatro meses aplica condición Mínima; Estación Colimán, en abril y

mayo aplica Degradación Severa. Los tramos del río localizados aguas abajo de

las presas derivadoras: Corcovado, Peñitas, Jala y Colimán, requieren especial

manejo para satisfacer los caudales ecológicos. En estiaje el caudal que escurre

aguas abajo es mínimo y en ocasiones prácticamente nulo.27

4.3 Situación actual e infraestructura.

Distribución del Agua Superficial en la Cuenca del Río Ayuquila – Armería

El principal uso que se le da al agua dentro de la Cuenca del Río Ayuquila –

Armería es para uso agrícola, el segundo lugar lo ocupa el uso público urbano

(agua potable) y el tercero el uso pecuario, ya que los usos de servicios e

industriales son mínimos en la cuenca. La superficie agrícola de riego en la

cuenca es aproximadamente de 60,979 hectáreas de las cuales 36,244 ha

pertenecen a Distritos de Riego. Del total de superficies de riego 28,013 ha

corresponden al estado de Jalisco y 32,968 ha al de Colima. El Distrito de Riego

094, Jalisco Sur, tiene una superficie de proyecto de 18,278 ha mientras que el

Distrito de Riego 053, Estado de Colima, tiene dentro de la cuenca una superficie

de 17,966 ha, por lo que el resto de las superficies de 9,735 ha y 15,000 ha

corresponden a Unidades de Riego de los estados de Jalisco y Colima

respectivamente. 28

27

http://www.ayuquila-armeria.col.gob.mx/estudio.htm 28

http://www.ayuquila-armeria.col.gob.mx/distribucion.htm


82

V. ANALISIS DE LA VARIACION ESTACIONAL DE LOS DATOS DE MUESTREO EN EL CAUCE

DEL RIO ARMERIA


83

Para poder iniciar esta investigación fue necesario recabar datos de muestreo de

los últimos 9 años realizados en el Río Armería, por la comisión de nacional del

agua.

La confiabilidad de los resultados obtenidos dependerá mucho del cuidado que se

tenga al realizar las muestras por la “Comisión Nacional del Agua”.

En una visita realizada a la CNA delegación colima, se solicitó el registro de cada

una de las estaciones del rio armería en los últimos nueve años. Dicha

información fue proporcionada por el Ing. Victorio Vázquez Avelino responsable

de la calidad del agua en la CNA delegación Colima. La información contenida

data desde 1999 al 2007 de las estaciones Peñitas, Pueblo Juárez y Jala, esta

información se encuentra en el anexo1 de este documento, donde puede ser

consultada.

Cada una de los registros contiene los resultados obtenidos al muestrear

periódicamente cada una de las estaciones, las variables inscritas en dichos

registros son:

1. Fecha de la realización de la muestra

2. Hora de la realización de la muestra

3. Alcalinidad a la fenolftaleína

4. Alcalinidad total

5. Cloruros

6. Coliformes fecales

7. Coliformes Totales

8. Color aparente

9. Conductividad especifica

10. Demanda bioquímica de oxígeno al 5º dia

11. Dureza Cálcica

12. Dureza total

13. Grasas y aceites

14. Oxígeno Disuelto

15. PH de Laboratorio

16. Sólidos disueltos Totales

17. Sólidos Suspendidos Totales

18. Sólidos Totales


84

19. Sulfatos disueltos

20. Temperatura ambiente

21. Temperatura del Agua

22. Turbiedad

Se cuentan con 22 variables de las cuales utilizaremos únicamente 9 variables

para ejecutar el método multiplicativo explicado anteriormente en el capítulo 3.

De esta manera iniciamos seleccionando únicamente las 9 variables, de las 3

estaciones y de cada uno de los años registrados obteniendo de esta manera la

siguiente tabla.

PRESA DERIVADORA PEÑITAS RIO

ARMERIA FE

CH

A

HO

RA

CO

LI_

FE

C

PH

_L

AB

DB

O5

SU

LF

_D

IS

TE

MP

_A

MB

TE

MP

_A

GU

A

TU

RB

IED

AD

SD

T

OX

I_D

IS

1 14/02/2000 15:55 210.00 9.36 1.70 155.50 28.00 25.00 6.10 572.00 9.11

2 23/03/2000 16:20 43.00 9.08 1.90 2,052.00 30.00 33.00 2.30 506.00 10.20

3 24/04/2000 15:50 75.00 8.69 1.70 124.00 32.00 29.00 4.20 471.00 9.70

4 25/05/2000 16:00 23.00 8.75 1.90 124.00 32.00 28.00 3.80 426.00 8.00

5 19/06/2000 15:30 430.00 8.77 1.70 151.70 33.00 31.00 90.00 323.00 6.60

6 25/07/2000 17:30 11,000.00 8.43 1.10 179.40 31.00 29.00 75.00 585.00 9.11

7 14/08/2000 13:30 1,100.00 8.25 2.10 131.00 29.00 28.00 480.00 276.00 6.28

8 26/09/2000 08:30 28.00 8.40 2.70 80.80 27.00 26.00 90.00 279.00 7.09

9 09/10/2000 15:30 90.00 8.71 1.30 143.07 30.00 28.00 23.00 482.00 7.80

10 13/11/2000 17:30 93.00 8.44 2.10 184.50 29.00 28.00 36.00 576.00 7.39

11 04/12/2000 18:30 210.00 8.67 4.00 210.50 27.00 25.00 8.00 636.00 7.60

Tabla 29, Tabla con los registros de las nueve variables

Fuente. Comisión Nacional del Agua, Gerencia Estatal Colima, departamento de Hidrología.

De esta manera simplificamos al eliminar las otras variables que en su momento

pueden llegar a complicar el proceso de la información, pero esto no significa que

dejen de ser importantes, pues estas ayudan también a la determinación de la

calidad del agua.

Ahora se procede a calcular el (Sub1) descrito en el capítulo 3 correspondiente a

los coliformes Fecales

De acuerdo al valor de cada celda contenida en la columna de coliformes fecales

se interpola y se calcula el (Sub1) obteniendo de esta manera la siguiente Tabla.


85

PRESA DERIVADORA PEÑITAS RIO ARMERIA

FECHA HORA COLI_FEC Sub1

1 14/02/2000 15:55 210 42.27

2 23/03/2000 16:20 43 62.73

3 24/04/2000 15:50 75 52.78

4 25/05/2000 16:00 23 68.96

5 19/06/2000 15:30 430 36.89

6 25/07/2000 17:30 11000 8.93

7 14/08/2000 13:30 1100 22.89

8 26/09/2000 08:30 28 67.40

9 09/10/2000 15:30 90 48.11

10 13/11/2000 17:30 93 47.18

11 04/12/2000 18:30 210 42.27

Tabla 30, cálculo de Sub1 de la estación peñitas del año 2000. Fuente: Modificado de Comisión Nacional del Agua, Gerencia Estatal Colima, Departamento de Hidrología.

Para poder interpolar dichos datos se procedió a formar segmentos de rectas,

determinado la pendiente y su ordenada, obteniendo 5 ecuaciones simplificadas

de la recta.

X X PENDIENTE ORDENADA

0 100

10 73 -2.7 100 recta 1

100 45 -0.311111 76.1111 recta 2

1000 23 -0.024444 47.4444 recta 3

10000 9 -0.001556 24.5556 recta 4

100000 3 -0.000067 9.66667 recta 5

Tabla 31, rectas para interpolar el Sub1 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Ejemplo, si un valor de coliforme es menor a 10 unidades entonces se utiliza la

primer ecuación de la recta para interpolar su valor Sub1, de esta manera primero

se determina en que rango se encuentra dicho valor y posteriormente se

selecciona la ecuación de la recta a utilizar, obteniéndose los valores Sub1 para

cada valor de los coliformes.

Posteriormente procedemos a determinar el Sub2 del PH. De la misma manera

trabajamos únicamente con la columna de los registro de PH.


FE

CH

A

HO

RA

pH

_L

AB

1 14/02/2000 15:55 9.36

2 23/03/2000 16:20 9.08

3 24/04/2000 15:50 8.69

4 25/05/2000 16:00 8.75

5 19/06/2000 15:30 8.77

6 25/07/2000 17:30 8.43

7 14/08/2000 13:30 8.25

8 26/09/2000 08:30 8.4

9 09/10/2000 15:30 8.71

10 13/11/2000 17:30 8.44

11 04/12/2000 18:30 8.67

Tabla 32, registros de pH de la estación peñitas año 2000 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez


86

Inicialmente se determinan aproximadamente las coordenadas de segmentos de

recta, indicados en la Figura 4 de pH, obteniéndose 8 ecuaciones de recta que

nos ayudan a interpolar y determinar el sub2 según el valor de pH de cada

muestra.

X Y PENDIENTE ORDENADA

0 0

4 10 2.5 0 recta 1

5 30 20 -70 recta 2

6 54 24 -90 recta 3

7 90 36 -162 recta 4

7.5 95 10 20 recta 5

8 85 -20 245 recta 6

10 20 -32.5 345 recta 7

12 2 -9 110 recta 8

Tabla 33, segmentos de recta para calcular el sub2 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

A continuación se calcula el valor de Sub2 obteniéndose los siguientes resultados.


FE

CH

A

HO

RA

pH

_L

AB

Su

b2

1 14/02/2000 15:55 9.36 40.80

2 23/03/2000 16:20 9.08 49.90

3 24/04/2000 15:50 8.69 62.58

4 25/05/2000 16:00 8.75 60.63

5 19/06/2000 15:30 8.77 59.98

6 25/07/2000 17:30 8.43 71.03

7 14/08/2000 13:30 8.25 76.88

8 26/09/2000 08:30 8.4 72.00

9 09/10/2000 15:30 8.71 61.93

10 13/11/2000 17:30 8.44 70.70

11 04/12/2000 18:30 8.67 63.23

Tabla 34, determinación del Sub2 correspondiente al pH Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Cabe mencionar que este proceso se realiza en cada una de las estaciones,

Peñitas, Jala y Pueblo Juárez y en cada registro anual desde 2000 al 2006.

Para calcular el valor de Sub3 correspondiente al DBO5, se determinaron 5

segmentos de recta útiles para interpolar el valor de Sub3. Las cuales se indican

en la siguiente tabla.


0.00 98.00

5.00 55.00 -8.60 98.00

10.00 34.00 -4.20 76.00

15.00 20.00 -2.80 62.00

22.50 10.00 -1.33 40.00

30.00 3.00 -0.93 31.00

Tabla 35, segmentos de recta para determinar el Sub3 correspondiente al DBO5. Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Una vez realizada la interpolación para cada valor se obtiene la siguiente tabla

correspondiente al Sub3 del DBO5.


87


ARMERIA FECHA HORA DBO5 Sub3

1 14/02/2000 15:55 1.7 83.38

2 23/03/2000 16:20 1.9 81.66

3 24/04/2000 15:50 1.7 83.38

4 25/05/2000 16:00 1.9 81.66

5 19/06/2000 15:30 1.7 83.38

6 25/07/2000 17:30 1.1 88.54

7 14/08/2000 13:30 2.1 79.94

8 26/09/2000 08:30 2.7 74.78

9 09/10/2000 15:30 1.3 86.82

10 13/11/2000 17:30 2.1 79.94

11 04/12/2000 18:30 4 63.60

Tabla 36, cálculo del Sub3 para el DBO5 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Ahora se procede al calcular el Sub4 correspondiente a los Nitratos, pero nos

encontramos con un inconveniente, los registros de la CNA no poseen datos de

Nitratos ni de Fosfatos, los registros que se tienen son de Sulfatos disueltos. Por

lo que se decide trabajar con esta variable y se deja a un lado las variables de

nitratos y fosfatos.

Para poder trabajar con esta variable se investigó la curva que debe seguir el

Sub4 para los datos de Sulfatos disueltos.

El nivel máximo de sulfato sugerido por la organización Mundial de la Salud

(OMS) en las Directrices para la Calidad del Agua Potable, establecidas en

Génova, 1993, es de 500 mg/l. Las directrices de la Unión Europea son más

recientes, 1998, completas y estrictas que las de la OMS, sugiriendo un máximo

de 250 mg/l de sulfato en el agua destinada al consumo humano. Las personas

que no están acostumbradas a beber agua con niveles elevados de sulfato

pueden experimentar diarrea y deshidratación. Los niños son a menudo más

sensibles al sulfato que los adultos. Como precaución, aguas con un nivel de

sulfatos superior a 400 mg/l no deben ser usadas en la preparación de alimentos

para niños. Niños mayores y adultos se acostumbran a los niveles altos de sulfato

después de unos días.29

En base a esta información se determinó lo siguiente, para poder interpolar los

valores del Sub4 correspondientes a los Sulfatos disueltos.

29

http://www.lenntech.com/espanol/sulfatos.htm


88

Cuando los valores de sulfato disuelto sean menores a 250 mg/l su valor

correspondiente Sub4 será 80, ya que a este nivel requiere de un menor proceso

de purificación y a este nivel de Sulfatos del agua, puede ser consumida por el ser

Humano.

Para los valores mayores a 750 mg/l, el valor del Sub4 será igual a 5, ya que con

estos niveles de sulfatos causan estragos hasta en el ganado.

Así encontramos las siguientes ecuaciones:


0 100

250 80 -0.08 100 recta 1

750 5 -0.15 117.5 recta 2

Tabla 37, segmentos de recta para interpolar los valores de Sub4 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez


ARMERIA FECHA HORA SULF_DIS Sub4

1 14/02/2000 15:55 155.5 87.56

2 23/03/2000 16:20 2052 5.00

3 24/04/2000 15:50 124 90.08

4 25/05/2000 16:00 124 90.08

5 19/06/2000 15:30 151.7 87.86

6 25/07/2000 17:30 179.4 85.65

7 14/08/2000 13:30 131 89.52

8 26/09/2000 08:30 80.8 93.54

9 09/10/2000 15:30 143.07 88.55

10 13/11/2000 17:30 184.5 85.24

11 04/12/2000 18:30 210.5 83.16

Tabla 38, Sub4 para cada valor de Sulfatos disueltos. Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

No tenemos Sub5 ya que se incluyen los fosfatos y nitratos en la variable de

Sulfatos-disueltos.

Consecutivamente se procede a calcular el Sub6 correspondiente al cambio de

temperatura del medio ambiente con la temperatura de la muestra.

En esta ocasión utilizamos la siguiente tabla:


ARMERIA

FECHA HORA TEMP_AMB TEMP_AGUA DIFERENCIA

1 14/02/2000 15:55 28 25 3

2 23/03/2000 16:20 30 33 -3

3 24/04/2000 15:50 32 29 3


89

4 25/05/2000 16:00 32 28 4

5 19/06/2000 15:30 33 31 2

6 25/07/2000 17:30 31 29 2

7 14/08/2000 13:30 29 28 1

8 26/09/2000 08:30 27 26 1

9 09/10/2000 15:30 30 28 2

10 13/11/2000 17:30 29 28 1

11 04/12/2000 18:30 27 25 2

Tabla 39, Diferencia de Temperaturas Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Una vez obtenida la diferencia de temperaturas se procede a interpolar el Sub6

correspondiente a la diferencia de temperaturas de acuerdo a la Figura 8 del

capitulo3. Obteniéndose los siguientes segmentos de recta adecuados para la

obtención de los Sub6.


-5 55

0 94 7.8 94 recta 1

2.5 73 -8.4 94 recta 2

5 44 -11.6 102 recta 3

7.5 28 -6.4 76 recta 4

12.5 17 -2.2 44.5 recta 5

15 9 -3.2 57 recta 6

Tabla 40, Segmentos de recta para Calcular el Sub6 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Haciendo uso de esta información se procede al cálculo de los Sub6.


ARMERIA

FECHA HORA TEMP_AMB TEMP_AGUA DIFERENCIA Sub6

1 14/02/2000 15:55 28 25 3 67.2

2 23/03/2000 16:20 30 33 -3 70.6

3 24/04/2000 15:50 32 29 3 67.2

4 25/05/2000 16:00 32 28 4 55.6

5 19/06/2000 15:30 33 31 2 77.2

6 25/07/2000 17:30 31 29 2 77.2

7 14/08/2000 13:30 29 28 1 85.6

8 26/09/2000 08:30 27 26 1 85.6

9 09/10/2000 15:30 30 28 2 77.2

10 13/11/2000 17:30 29 28 1 85.6

11 04/12/2000 18:30 27 25 2 77.2

Tabla 41, Determinación del Sub6 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Para el cálculo del Sub7 correspondiente a la Turbiedad fue necesario determinar

3 segmentos de recta, que nos ayudan a determinar el grado de concentración de

la turbiedad, dichos segmentos fueron obtenidos de la Figura 9. Derivando la

siguiente tabla:


90


0 100

20 60 -2 100 recta 1

50 38 -0.73 74.67 recta 2

100 19 -0.38 57 recta 3

Tabla 42, segmentos de recta para calcular los Sub7 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Una vez encontradas las ecuaciones de recta a utilizar se procede a interpolar los

datos de Turbiedad determinando los Sub6 correspondiente a cada Valor de

turbiedad:


ARMERIA FECHA HORA TURBIEDAD Sub7

1 14/02/2000 15:55 6.1 87.8

2 23/03/2000 16:20 2.3 95.4

3 24/04/2000 15:50 4.2 91.6

4 25/05/2000 16:00 3.8 92.4

5 19/06/2000 15:30 90 22.8

6 25/07/2000 17:30 75 28.5

7 14/08/2000 13:30 480 10

8 26/09/2000 08:30 90 22.8

9 09/10/2000 15:30 23 57.88

10 13/11/2000 17:30 36 48.39

11 04/12/2000 18:30 8 84

Tabla 43, cálculo del Sub7 correspondiente a Turbiedad Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Posteriormente se procede al cálculo de los Sub8 correspondiente a los Valores

de Sólidos disueltos Totales, Basados en la Figura 10 del capítulo 3, se

encontraron 5 segmentos de recta, indicados en la siguiente tabla:


0 80

50 88 0.16 80 recta 1

100 85 -0.06 91 recta 2

250 68 -0.11 96.33 recta 3

375 50 -0.14 104 recta 4

500 30 -0.16 110 recta 5

Tabla 44, Segmentos de Recta para interpolar los Sub8 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Al calcular dichos valores se obtienen los siguientes resultados


ARMERIA FECHA HORA SDT Sub8

1 14/02/2000 15:55 572 3.00

2 23/03/2000 16:20 506 3.00

3 24/04/2000 15:50 471 34.64

4 25/05/2000 16:00 426 41.84

5 19/06/2000 15:30 323 58.78

6 25/07/2000 17:30 585 3.00


91

7 14/08/2000 13:30 276 65.36

8 26/09/2000 08:30 279 64.94

9 09/10/2000 15:30 482 32.88

10 13/11/2000 17:30 576 3.00

11 04/12/2000 18:30 636 3.00

Tabla 45, Sub8 correspondientes a los Sólidos disueltos totales. Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Para finalizar el cálculo de cada uno de los Subi, se procede a determinar el

cálculo del Sub9 perteneciente al Oxígeno Disuelto. En este cálculo se

encontraron 4 segmentos de recta que nos ayudan a encontrar el Sub9. Estos se

representan en la siguiente tabla:


0 0

40 30 0.75 0 recta 1

80 88 1.45 -28 recta 2

100 100 0.6 40 recta 3

140 78 -0.55 155 recta 4

Tabla 46, Segmentos de recta para el Cálculo del Sub9 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez


ARMERIA FECHA HORA

% SAT OXI_DIS

Sub9

1 14/02/2000 15:55 110.56 94.19

2 23/03/2000 16:20 146.05 47.00

3 24/04/2000 15:50 127.43 84.91

4 25/05/2000 16:00 102.97 98.36

5 19/06/2000 15:30 90.44 94.26

6 25/07/2000 17:30 119.68 89.18

7 14/08/2000 13:30 80.83 88.50

8 26/09/2000 08:30 87.71 92.63

9 09/10/2000 15:30 100.40 99.78

10 13/11/2000 17:30 95.12 97.07

11 04/12/2000 18:30 92.23 95.34

Tabla 47, Calculo de Sub9 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Una vez encontrados todos los Subi, correspondiente a cada una de las variables,

estamos en posición de poder calcular cada Ica para cada registro de la estación

Peñitas, llenando la siguiente tabla:

PR

ES

A

DE

RIV

AD

O

RA

PE

ÑIT

AS

RIO

AR

ME

RIA

FE

CH

A

HO

RA

Wi

CO

LI_

FE

C

Su

b1

Wi

PH

_L

AB

Su

b2

Wi

DB

O5

Su

b3

Wi

SU

LF

_D

IS

Su

b4

1 14/02/2000 15:55 0.15

42.267 0.12 40.8 0.1

83.38 0.2 87.6

2 23/03/2000 16:20 0.15

62.734 0.12 49.9 0.1

81.66 0.2 5

3 24/04/2000 15:50 0.15

52.779 0.12

62.575 0.1

83.38 0.2 90.1

4 25/05/ 16:00 0.15 68.9 0.12 60.6 0.1 81.6 0.2 90.1


92

2000 56 25 6

5 19/06/2000 15:30 0.15

36.889 0.12

59.975 0.1

83.38 0.2 87.9

6 25/07/2000 17:30 0.15

8.933 0.12

71.025 0.1

88.54 0.2 85.6

7 14/08/2000 13:30 0.15

22.888 0.12

76.875 0.1

79.94 0.2 89.5

8 26/09/2000 08:30 0.15 67.4 0.12 72 0.1

74.78 0.2 93.5

9 09/10/2000 15:30 0.15

48.112 0.12

61.925 0.1

86.82 0.2 88.6

10 13/11/2000 17:30 0.15

47.179 0.12 70.7 0.1

79.94 0.2 85.2

11 04/12/2000 18:30 0.15

42.267 0.12

63.225 0.1 63.6 0.2 83.2

PRESA DERIVADORA PEÑITAS

RIO ARMERIA

FECHA

HORA

Wi DIFEREN

CIA TEMPERATURA

Sub6

Wi TURBIEDA

D

Sub7

Wi SDT

Sub8

Wi % SAT

OXI_DIS

Sub9

ICA

1 14/02/2000 15:55 0.1 67.2 0.08 87.8 0.08 3 0.17

94.19

53.67

2 23/03/2000 16:20 0.1 70.6 0.08 95.4 0.08 3 0.17 47

29.52

3 24/04/2000 15:50 0.1 67.2 0.08 91.6 0.08

34.64 0.17

84.91

70.43

4 25/05/2000 16:00 0.1 55.6 0.08 92.4 0.08

41.84 0.17

98.36

74.49

5 19/06/2000 15:30 0.1 77.2 0.08 22.8 0.08

58.78 0.17

94.26

63.65

6 25/07/2000 17:30 0.1 77.2 0.08 28.5 0.08 3 0.17

89.18

41.78

7 14/08/2000 13:30 0.1 85.6 0.08 10 0.08

65.36 0.17 88.5

57.59

8 26/09/2000 08:30 0.1 85.6 0.08 22.8 0.08

64.94 0.17

92.63

72.44

9 09/10/2000 15:30 0.1 77.2 0.08

57.88 0.08

32.88 0.17

99.78

69.44

10 13/11/2000 17:30 0.1 85.6 0.08

48.39 0.08 3 0.17

97.07

56.68

11 04/12/2000 18:30 0.1 77.2 0.08 84 0.08 3 0.17

95.34

55.17

Tabla 48, Calculo de Ica de la estación Peñitas Año 2000 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

En la tabla 48 se colocan, todos los valores de Subi con su respectivo Wi,

correspondiente a cada registro, posteriormente cada Subi es ponderado por su

respectivo Wi, para obtener el valor del ICA se multiplican los 8 resultados,

obteniendo de esta manera el valor del ICA, par cada estación.

Este proceso se realiza en las tres estaciones de muestreo, Jala, Peñitas y

Pueblo Juárez, y en los 9 años en que se tiene registro, en el siguiente capítulo se

muestran los resultados obtenidos y el análisis de los mismos.


93

VI. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS Y DISCUSIONES


94

6.1 Análisis de los resultados

En el siguiente capítulo se muestran los resultados obtenidos, al realizar los

cálculos de ICAs para cada uno de los años de los que se tiene registro.

Al realizar el método multiplicativo para la obtención de ICAs, de los registros

proporcionados por la CNA para el año 2000, se obtuvieron los siguientes

resultados enlistados en la tabla 32, en donde se indica el valor del ICA obtenido

en estas fechas

ESTACIÓN FECHA ICA

PEÑITAS 14/02/2000 53.67

PEÑITAS 23/03/2000 29.52

PEÑITAS 24/04/2000 70.43

PEÑITAS 25/05/2000 74.49

PEÑITAS 19/06/2000 63.65

PEÑITAS 25/07/2000 41.78

PEÑITAS 14/08/2000 57.59

PEÑITAS 26/09/2000 72.44

PEÑITAS 09/10/2000 69.44

PEÑITAS 13/11/2000 56.68

PEÑITAS 04/12/2000 55.17

P. JUÁREZ 25/04/2000 53.95

P. JUÁREZ 25/09/2000 71.93

JALA 15/02/2000 57.27

JALA 25/04/2000 54.69

JALA 20/06/2000 38.93

JALA 14/08/2000 45.32

JALA 11/10/2000 48.23

JALA 05/12/2000 53.7

PROMEDIO 56.26

MÍNIMO 29.52

MÁXIMO 74.49

DES. STD 12.26 Tabla 49, Valores de ICAs año 2000


El promedio obtenido en esta año del Índice de Calidad del Agua es de 56.26, en

el mes de marzo se registró el valor con menor Índice de Calidad, y en mayo se

obtuvo el mayor índice de calidad.


95

Con la ayuda de la fórmula para obtener la desviación estándar se determinó un

valor de 12.26 unidades de Desviación estándar.

Con el apoyo de una herramienta computacional, para el análisis de hojas de

cálculo, se determinó la línea de tendencia para este año, obteniéndose la

siguiente Figura:

Figura 19, Línea de Tendencia año 2000



96

Para el año 2001 se obtuvieron los siguientes valores de ICAs, un promedio de la

calidad del agua de 55.69, mientras que el menor índice que se tubo es de 44.89

y un máximo de 70.47.

ESTACIÓN FECHA ICA

PEÑITAS 30/01/2001 58.48

PEÑITAS 26/02/2001 60.90

PEÑITAS 26/03/2001 62.57

PEÑITAS 23/04/2001 70.47

PEÑITAS 21/05/2001 57.50

PEÑITAS 19/06/2001 47.64

PEÑITAS 30/07/2001 51.61

PEÑITAS 20/08/2001 44.89

JALA 30/01/2001 53.35

JALA 27/02/2001 60.12

JALA 26/03/2001 52.80

JALA 23/04/2001 53.84

JALA 21/05/2001 60.13

JALA 19/06/2001 55.19

JALA 30/07/2001 45.79

PROMEDIO 55.69

MÍNIMO 44.89

MÁXIMO 70.47

DES. STD 6.85 Tabla 50, Valores de ICAs Año 2001


De la misma manera se determina la línea de tendencia para este año arrojando

la Figura 20.

Figura 20, Línea de tendencia año 2001



97

En el año 2002 empleando la misma técnica multiplicativa, se obtuvo para cada

estación de monitoreo los siguientes resultados.

ESTACIÓN FECHA ICA ESTACIÓN FECHA ICA

PEÑITAS 21/01/2002 63.61 JALA 21/01/2002 53.84

PEÑITAS 26/02/2002 57.54 JALA 25/02/2002 50.33

PEÑITAS 19/03/2002 61.72 JALA 18/03/2002 58.66

PEÑITAS 15/04/2002 60.71 JALA 15/04/2002 50.86

PEÑITAS 20/05/2002 41.83 JALA 20/05/2002 36.39

PEÑITAS 18/06/2002 48.68 JALA 17/06/2002 49.89

PEÑITAS 15/07/2002 43.47 JALA 15/07/2002 46.30

PEÑITAS 12/08/2002 45.62 JALA 12/08/2002 40.57

PEÑITAS 23/09/2002 52.26 JALA 23/09/2002 48.55

PEÑITAS 21/10/2002 44.37 JALA 21/10/2002 34.01

PEÑITAS 18/11/2002 52.78 JALA 18/11/2002 40.78

PEÑITAS 02/12/2002 60.17 JALA 02/12/2002 48.67

PROMEDIO 49.65

MÍNIMO 34.01

MÁXIMO 63.61



En este periodo anual se registró un promedio de 49.65 de índice de calidad de

agua, así mismo el menor registro de índice fue de 34.01 en el mes de octubre en

la estación de jala. Y el máximo es de 63.61 en la estación peñitas en el mes de

enero. Al determinar la línea de tendencia anual se obtuvo la siguiente Figura

correspondiente al año 2002.




98

En el año 2003 se produjeron los siguientes resultados de la tabla 51

ESTACION FECHA ICA ESTACION FECHA ICA

PEÑITAS 27/01/2003 56.05 JALA 27/01/2003 53.02

PEÑITAS 25/02/2003 52.87 JALA 24/02/2003 52.06

PEÑITAS 17/03/2003 52.57 JALA 17/03/2003 54.35

PEÑITAS 21/04/2003 57.39 JALA 21/04/2003 59.61

PEÑITAS 20/05/2003 61.70 JALA 19/05/2003 53.27

PEÑITAS 16/06/2003 53.19 JALA 16/06/2003 50.97

PEÑITAS 21/07/2003 42.75 JALA 21/07/2003 49.65

PEÑITAS 18/08/2003 38.63 JALA 18/08/2003 49.03

PEÑITAS 22/09/2003 61.17 JALA 22/09/2003 58.91

PEÑITAS 28/10/2003 71.71 JALA 28/10/2003 46.55

PEÑITAS 24/11/2003 55.97 JALA 24/11/2003 57.62

PEÑITAS 01/12/2003 59.07 JALA 01/12/2003 51.97

PROMEDIO 54.17

MÍNIMO 38.63

MÁXIMO 71.71

DES. STD 6.67

Tabla 52, Valores de ICAs año 2003 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

El mínimo índice de calidad de agua correspondiente a este año es de 38.63 de la

estación de peñitas en el mes de agosto. El máximo es en la estación de peñitas

con valor de 71.71 en el mes de octubre.

La línea de tendencia es una polinómica de grado 5, tal como se muestra en la

Figura 22.

Figura 22, Línea de tendencia año 2003



99

En el 2004 valor de ICA obtenido para cada una de las estaciones de monitoreo son:


JALA 26/01/2004 55.16 PEÑITAS 13/07/2004 55.16

JALA 21/02/2004 52.95 PEÑITAS 17/08/2004 38.20

JALA 22/03/2004 50.84 PEÑITAS 21/09/2004 54.46

JALA 21/04/2004 54.13 PEÑITAS 19/10/2004 68.91

JALA 17/05/2004 59.56 PEÑITAS 09/11/2004 63.08

JALA 15/06/2004 51.87 PEÑITAS 07/12/2004 50.15

JALA 12/07/2004 54.50 P. JUÁREZ 26/01/2004 61.59

JALA 16/08/2004 44.97 P. JUÁREZ 21/02/2004 58.97

JALA 21/09/2004 46.65 P. JUÁREZ 22/03/2004 58.50

JALA 18/10/2004 63.02 P. JUÁREZ 21/04/2004 56.42

JALA 09/11/2004 54.09 P. JUÁREZ 17/05/2004 58.63

JALA 06/12/2004 53.72 P. JUÁREZ 14/06/2004 47.42

PEÑITAS 26/01/2004 59.52 P. JUÁREZ 12/07/2004 57.80

PEÑITAS 24/02/2004 62.54 P. JUÁREZ 16/08/2004 55.86

PEÑITAS 22/03/2004 53.46 P. JUÁREZ 21/09/2004 49.78

PEÑITAS 22/04/2004 64.00 P. JUÁREZ 18/10/2004 61.56

PEÑITAS 17/05/2004 54.00 P. JUÁREZ 09/11/2004 73.18

PEÑITAS 14/06/2004 48.02 P. JUÁREZ 07/12/2004 60.58

PROMEDIO 55.92

MÍNIMO 38.20

MÁXIMO 73.18



El mínimo registro que se obtuvo es de 38.20, un máximo de 73.18 y un promedio

anual de 55.92


100

La línea de tendencia anual parta este año es una polinómica de 5

grado

Figura 23, Línea de tendencia año 2004 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez


JALA 24/01/2005 61.95 PEÑITAS 08/11/2005 54.78

JALA 21/02/2005 55.96 PEÑITAS 28/11/2005 59.84

JALA 14/03/2005 52.00 P. JUÁREZ 24/01/2005 61.62

JALA 18/04/2005 55.79 P. JUÁREZ 22/02/2005 62.06

JALA 16/05/2005 60.69 P. JUÁREZ 14/03/2005 59.17

JALA 21/06/2005 53.25 P. JUÁREZ 18/04/2005 64.79

JALA 01/08/2005 54.15 P. JUÁREZ 16/05/2005 56.49

JALA 22/08/2005 50.59 P. JUÁREZ 22/06/2005 59.14

JALA 20/09/2005 48.87 P. JUÁREZ 01/08/2005 64.56

JALA 18/10/2005 46.23 P. JUÁREZ 22/08/2005 45.93

JALA 08/11/2005 45.30 P. JUÁREZ 21/09/2005 41.04

JALA 29/11/2005 55.46 P. JUÁREZ 18/10/2005 56.48

PEÑITAS 24/01/2005 57.92 P. JUÁREZ 08/11/2005 62.27

PEÑITAS 22/02/2005 74.54 P. JUÁREZ 28/11/2005 63.46

PEÑITAS 14/03/2005 72.38

PEÑITAS 18/04/2005 73.13 PROMEDIO 57.96

PEÑITAS 17/05/2005 70.22 MÍNIMO 41.04

PEÑITAS 22/06/2005 71.06 MÁXIMO 74.54

PEÑITAS 01/08/2005 44.45 DES. STD 8.40

PEÑITAS 22/08/2005 64.13

PEÑITAS 21/09/2005 51.91

PEÑITAS 18/10/2005 55.03

Tabla 54, Valores de ICAs año 2005 Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez


101




JALA 23/01/2006 52.35 PEÑITAS 25/07/2006 41.81

JALA 20/02/2006 53.80 PEÑITAS 22/08/2006 52.71

JALA 13/03/2006 54.57 PEÑITAS 26/09/2006 46.21

JALA 02/05/2006 52.87 PEÑITAS 16/10/2006 58.10

JALA 22/05/2006 64.16 PEÑITAS 13/11/2006 61.72

JALA 19/06/2006 50.42 PEÑITAS 27/11/2006 51.14

JALA 25/07/2006 45.65 P. JUÁREZ 23/01/2006 65.14

JALA 21/08/2006 43.92 P. JUÁREZ 20/02/2006 58.47

JALA 25/09/2006 50.06 P. JUÁREZ 14/03/2006 58.60

JALA 16/10/2006 55.76 P. JUÁREZ 02/05/2006 74.05

JALA 13/11/2006 39.59 P. JUÁREZ 22/05/2006 63.47

JALA 27/11/2006 38.21 P. JUÁREZ 20/06/2006 50.34

PEÑITAS 23/01/2006 72.96 P. JUÁREZ 25/07/2006 55.24

PEÑITAS 20/02/2006 67.89 P. JUÁREZ 21/08/2006 43.73

PEÑITAS 14/03/2006 80.76 P. JUÁREZ 26/09/2006 58.16

PEÑITAS 03/05/2006 65.78 P. JUÁREZ 16/10/2006 53.27

PEÑITAS 23/05/2006 56.08 P. JUÁREZ 13/11/2006 53.53

PEÑITAS 20/06/2006 61.20 P. JUÁREZ 28/11/2006 58.02

PROMEDIO 55.93

MÍNIMO 38.21

MÁXIMO 80.76




102



6.2 Medidas de Mitigación

Para poder encontrar una mayor utilidad en el uso de la información obtenida, en

el cálculo de los ICAs, de cada una de las estaciones. Y poder emitir una serie de

recomendaciones o sirva de sustento para futuras investigaciones.

Es necesario poder representar dicha información en el espacio, para esto nos

valemos de la herramienta SIG, donde conocidas las coordenadas geográficas de

las 3 estaciones de monitoreo, nos permite crear una plataforma en un SIG.

En este ambiente se genera una base de datos que contiene cada una de las

variables obtenidas en cada muestra, de cada estación. Este tipo de trabajos nos

permiten crear un historial de los índices de calidad del agua del Rio Armería, sus

causas y sus efectos dentro de la superficie de la cuenca, permitiendo así

gestionar recursos que mitiguen el degradamiento de la calidad del agua en el

Río. El resultado es la creación de un mapa que nos permite visualizar en el

espacio el comportamiento de los ICAS en cada una de las estaciones y lo largo

de los últimos 6 años, tal como se muestra en la Figura 26.


103

Figura 26, Mapa Final Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez


104

VII. CONCLUSIONES.


105

En general la calidad del agua en los últimos siete años ha sido regular

manteniéndose entre 50 y 70 ICAs, estos valores se encuentran dentro de los

rangos permisibles para el uso agrícola que no requiere de una alta calidad de

riego. Cabe señalar que el promedio general anual es de 55.29 (Tabla 39) esto

quiere decir que estamos a un paso de que la calidad del agua del Rio Armería se

encuentre por debajo de los niveles de 50, en este momento la calidad del agua

seria dudoso para los usos a los actualmente se encuentra, como son la

recreación, el riego agrícola y en algunas regiones es para consumo humano.

PROMEDIO 55.29

MÍNIMO 29.52

MÁXIMO 80.76

DES. STD 8.69

Tabla 56, Datos Globales ICAs Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez

Actualmente nos encontramos en una posición en la que se puede prevenir y

mitigar los efectos que producen algunas vertientes que contaminan y degradan la

calidad del agua.

En este trabajo se demuestra que tanto en las estaciones de Jala. Peñitas y

Pueblo Juárez el índice de calidad del agua es de un promedio anual de 55 ICAs.

(Tabla 40)

ENERO 58.11

FEBRERO 57.34

MARZO 56.14

ABRIL 57.18

MAYO 57.74

JUNIO 52.73

JULIO 48.58

AGOSTO 49.88

SEPTIEMBRE 51.39

OCTUBRE 55.92

NOVIEMBRE 55.68

DICIEMBRE 54.80

Tabla 57, Promedio Mensual de ICAs Fuente: Ing. José Raúl Carrillo Gutiérrez


106

Figura 27, Promedio Mensual de ICAs


Al realizar las líneas de tendencias para cada uno de los años de muestreo se

observa que la línea que más se aproxima a esta tendencia es una polinómica de

5° grado.

Se realizó un análisis global de todos los registros de los siete años a la tendencia

que se tuvo se muestra en la siguiente Figura.

Figura 28, Línea de Tendencia Global



107

Es importante señalar adicionalmente, que por las simplificaciones mencionadas

al inicio del trabajo, ésta evaluación está acompañada de valores límites

permisibles de los parámetros involucrados en el cálculo, como de aquellos que

no lo están; por ejemplo, es posible tener un valor aceptable del ICA acompañado

de concentraciones elevadas de sólidos suspendidos que incluso superen el

máximo permisible para la sustancia y que dicha variable no fue tomada en

cuenta para el cálculo del ICA, por motivos de simplificación. Incluso se pueden

tener valores aceptables aun excediendo los valores límite de algunos de los

parámetros involucrados.

El índice de calidad del agua que se ha presentado, bajo las premisas de que

debe ser útil, en un solo sistema homogéneo, debe permitir comparaciones entre

varios cuerpos de agua bajo un criterio unificado y debe ser tan sencillo y

representativo que aún personas no entrenadas en cuestiones científicas o

expertos en el tema puedan familiarizarse con la estimación de los ICA y utilizar

los resultados para evaluar su propio problema de contaminación.

Como en cualquier trabajo, el presente índice simplifica y organiza la inmensa

cantidad de datos de calidad en un marco homogéneo que permite comunicar y

evaluar el estado del cuerpo de agua en una forma comprensible y sin una

distorsión importante en la información de calidad del agua y además de que este

puede ser representado cartográficamente para su análisis, prevención y

mitigación de la calidad del agua.


108

VIII RECOMENDACIONES


109

a) Deben implementarse estaciones de muestreo urbano que permitan obtener muestras de los afluentes en el tramo de la zona urbana, que ayuden a aumentar la precisión de los resultados. b) La metodología propuesta puede adoptarse por las instituciones correspondientes para identificar aquellos puntos críticos, con anticipación y proteger la calidad del agua. c) Establecer acuerdos entre los usuarios de la cuenca para su adecuado manejo. d) Las experiencias que se obtengan de la metodología propuesta, podrían aprovecharse para extender posteriormente el programa a otras cuencas con afluentes urbanos de mayor complejidad. e) Finalmente, se recomienda que las instituciones pertinentes que existen en el estado y la región, aborden este importante tema en sus reuniones y que no piensen que por ser un estado pequeño estamos exentos de la contaminación de nuestros ríos.


110

IX. BIBLIOGRAFÍA


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115

X. ANEXOS


116


117

UNIDADES DE VARIABLES MONITOREADAS

facultad de ingenierÍa civil maestrÍa en ciencias de …digeset.ucol.mx/tesis_posgrado/pdf/tesis...

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