Feria de Ciencia y Tecnología 2013 Dirección Regional de
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Feria de Ciencia y Tecnología 2013 Dirección Regional de Educación Los Santos Circuito 01 Liceo de Tarrazú LOS MACROINVERTEBRADOS Y SU RELACIÓN CON LA CALIDAD DEL AGUA EN LA MICRO CUENCA EL SITIO. Informe escrito Categoría Investigación Científica Área Temática Ciencias Ambientales Integrantes 1. Arturo Blanco Naranjo Nivel: Décimo año Número de teléfono: 8567-2596 2. Rosa Angélica Mora Garro Nivel: Décimo año Número de teléfono: 8947-7486 3. Carlos Mora Garro Nivel: Noveno año Número de teléfono: 858690-3149 Tutor Daniel Agüero Piedra Número de teléfono: 8337-4723 Resumen La problemática de contaminación y agotamiento del agua potable mostrada en aumento durante los últimos décadas no solamente a nivel mundial, sino también en el ámbito nacional, hace realmente necesaria una consideración a fondo del estilo de vida empleado por los habitantes del cantón de Tarrazú, una región agrícola, poco desarrollada industrialmente pero ubicada en un rango demográfico creciente, en relación al grado de contaminación del agua de la microcuenca El Sitio, red fluvial que riega en gran parte a dicho cantón. En este sentido, es preciso el empleo de diferentes técnicas científicas que permitan obtener resultados claros y concisos respecto al objetivo principal de la investigación. Los macroinvertebrados bentónicos, de acuerdo con Reece y Richardson (1999), son aquellos invertebrados que habitan el fondo de los ecosistemas acuáticos durante algunas etapas de su ciclo de vida. Tienen cortos ciclos de vivencia, pero reflejan con rapidez las alteraciones del medio en el que habitan. Viven y se alimentan sobre sedimentos donde se acumulan toxinas, respondiendo rápidamente a las sustancias contaminantes presentes en el agua. Todas estas características, les definen como excelentes bioindicadores de la calidad del agua. Considerando lo antes mencionado, el presente proyecto busca establecer, mediante la recolección e identificación de distintas especies de macroinvertebrados, una relación entre la densidad y tipo de especies encontradas, y la calidad del agua en la microcuenca El Sitio. Esto se realizará a través de la aplicación de una técnica estandarizada por los National Science Education Standards, llamada Leaf Pack Network. Se realizaran además mediciones de fosfatos, nitratos, pH, conductividad, temperatura y oxígeno disuelto en la quebrada principal de la microcuenca, por su relación con las condiciones salubres del agua. La técnica experimental Leaf Pack Network inicia con la recolección y selección de hojas provenientes de la vegetación circundante a la quebrada que se estudiará. Estas hojas, son introducidas, en una proporción de 30 gramos en un paquete de control, elaborado con malla plástica. Los mismos, se sumergen en el arroyo, quebrada o rio en estudio, sujetados por una cuerda, permaneciendo allí durante tres semanas aproximadamente. Cumplido este periodo de tiempo, los paquetes son extraídos del agua, e inmediatamente se procede al proceso de reconocimiento y conteo de las especies de macroinvertebrados que hayan iniciado su ciclo de vida en las hojas predispuestas, siendo la investigación guiada en los protocolos del manual Leaf Pack Network. En total fueron colocados siete paquetes de control, en tres sectores distintos de la micro cuenca, tres de ellos en agosto de 2012 y los cuatro paquetes restantes entre los meses de junio y julio de 2013. Gracias a la aplicación de dicha técnica, se concluye que la quebrada El Sitio, se encuentra en condiciones que van desde niveles medianamente contaminados hasta muy contaminados. Como uno de los causantes principales de esta condición se identifica el manejo inadecuado de alcantarillados sanitarios y control de las aguas servidas por parte de las urbanizaciones que residen en la microcuenca. Además se considera que el amplio desarrollo agrícola y el lanzamiento de basura como plásticos, cartones y desechos de construcción, así como el vertido de aguas jabonosas al cauce de la quebrada, se relacionan directamente con los resultados obtenidos. Esto justamente es lo que genera que la quebrada El Sitio sea un hábitat apropiado para el desarrollo de macroinvertebrados tolerantes a aguas contaminadas. Agradecimientos Primeramente a Dios por el don de la vida y por darnos la oportunidad de ser mejores personas. A nuestra familia y principalmente a nuestros padres por el apoyo que siempre nos brindan. A los profesores: Álvaro Bonilla, Mauricio Alvarado, Gabriel Morales, por su colaboración y aporte en la realización de este proyecto. Al tutor de este trabajo, el Prof. Daniel Agüero su confianza y ayuda permanente. A la Bióloga Beatriz Hernández por su disponibilidad para colaborar con el proyecto. DIOS LOS BENDIGA Arturo Blanco Naranjo Rosa Angélica Mora Garro Carlos Mora Garro Tabla de contenidos 1. INTRODUCCIÓN Y JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................... 1 1.1 ANTECEDENTES .............................................................................................................................................................. 3 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................................................................... 8 1.3 OBJETIVOS ...................................................................................................................................................................... 9 1.3.1 Objetivo general.................................................................................................................................................... 9 1.3.2 Objetivos específicos ........................................................................................................................................... 9 1.4 FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS .................................................................................................................................. 10 2. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................................................... 12 2.1 2.2 3. MARCO TEÓRICO CONTEXTUAL ............................................................................................................................ 12 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL ............................................................................................................................ 13 METODOLOGÍA ................................................................................................................................................... 32 3.1 DEFINICIÓN. .................................................................................................................................................................. 32 3.2 JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................................................................. 32 3.3 EVENTOS DE ESTUDIO Y FUENTES DE INFORMACIÓN ................................................................................................... 33 3.4 LA POBLACIÓN............................................................................................................................................................... 33 3.5 LA MUESTRA.................................................................................................................................................................. 33 3.6 VARIABLES A CONSIDERAR ........................................................................................................................................... 34 3.7 SELECCIÓN Y DISEÑO DE INSTRUMENTOS .................................................................................................................... 35 3.8 CRONOGRAMA .............................................................................................................................................................. 39 4. DISCUSIÓN, INTERPRETACIÓN Y APLICACIÓN DE LOS RESULTADOS ................................................ 42 5. CONCLUSIONES ................................................................................................................................................. 57 5. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................................... 59 I CAPÍTULO Aspectos generales de la investigación 1 1. Introducción y Justificación El agua es vida. Este recurso indispensable para el planeta, ha sido instrumento fundamental en la evolución y desarrollo de especies tanto de flora como de fauna a lo largo de la historia. Por supuesto, el ser humano ha sido siempre consciente de los grandes beneficios que el agua le brinda: alimento, salud, recreación, empleo, bienestar, entre otros muchos. Dado esto, grandes y poderosas tribus e imperios antiguos, consideraban el agua incluso como un dios, rendían cultos y homenajes en su nombre. Actualmente, el homenaje que rendido a este recurso es muy distinto. Es difícil aceptar que este líquido vital, en un principio fue considerado “recurso renovable”, y aún más difícil reconocer en efecto pudo haberlo sido. Hoy día, el agua se ha ubicado en un contexto alarmante, un contexto en donde el desperdicio, la extracción abusiva, la contaminación y destrucción de humedales, lagos, ríos y acuíferos han provocado entre muchas otras cosas, la disminución considerable de este recurso en la Tierra, la degradación en el nivel de calidad del mismo y la alteración de ecosistemas naturales. Lo más lamentable, es reconocer que el problema de escasez y contaminación del agua ha sido originado en su mayor parte por la acción humana, por esta especie que a pesar de ser la única capaz de razonar, parece no estar del todo consciente de esta situación y sin imaginárselo desde hace varias décadas ha iniciado una crisis en su contra. Un ejemplo de esto, es indicado por Arrojo(1999) en uno de sus artículos, afirmando que: “1.100 millones de personas, según NNUU, no tienen garantizado el acceso al agua potable y, como consecuencia, unas 20.000 mueren cada día”. 2 Es importante recalcar, que Costa Rica no ha sido una nación exenta a dicha problemática. Para bien de todos, el sentido de responsabilidad se ha manifestado en muchas organizaciones, instituciones, campañas, ciudades, pueblos y ciudadanos, que desde pequeñas o grandes acciones, reúnen esfuerzos dirigidos a un mismo objetivo: “salvar lo que nos da la vida, salvar nuestra existencia, salvar el agua”. Guiados en este sentido, surge la inquietud por desarrollar a nivel estudiantil, proyectos que persigan principalmente la valoración y conservación de los recursos hídricos en comunidades del cantón de Tarrazú. Es por ello, que el presente proyecto desea desarrollar una técnica estandarizada por los National Science Education Standards (1996), llamada Leaf Pack Network, que consiste en la identificación de especies de macroinvertebrados presentes en distintos cursos de agua, para posteriormente establecer una relación entre la densidad y tipo de especies encontradas y el nivel de calidad que posea el agua en dicha fuente. Los macroinvertebrados son utilizados para estos fines, debido a su excelente contribución como bioindicadores de las condiciones ambientales del medio donde se desarrollan. En este caso las pruebas se realizarán en tres sectores distintos de la microcuenca El Sitio, ubicada en el cantón de Tarrazú. Obtenidos los datos requeridos, será posible evaluar las condiciones de potabilidad en el agua de la microcuenca y de acuerdo a esto, se establecerán medidas adecuadas para el tratamiento y conservación del agua de la misma. No menos importante, se pretende iniciar con un proceso de divulgación de la información obtenida mediante la investigación y así promover el correcto aprovechamiento del agua en la región. 3 1.1 Antecedentes Según lo indicado por Hernández, Fernández y Batista (2006) “Para adentrarse en el tema es necesario conocer estudios, investigaciones y trabajos anteriores…” (p.36). Un estudio realizado en la Universidad de los Andes en Venezuela, menciona que la evaluación biológica de los ríos se inició a los principios del siglo XX con la introducción del concepto saprobidad como una medida del grado de contaminación orgánica. Posteriormente se dio la introducción de conceptos ecológicos modernos que impulsaron el uso de los índices de diversidad para medir los cambios en la calidad del agua. Además menciona que durante ochenta años la bioindicación se orientó hacia la comparación de las condiciones biológicas de sitios poco intervenidos con respecto a los sitios más impactados. Con el advenimiento de nuevos puntos de vista en la teoría ecológica, los estudios enfocan su atención en los cambios de los patrones de riqueza y abundancia de especies como una manera de evaluar el impacto de los diferentes tipos de perturbaciones ambientales sobre las comunidades lóticas. La premisa ecológica que soporta el uso de la diversidad para cuantificar el grado de deterioro de los ríos estable que la estabilidad de una comunidad incrementa con su complejidad (Lampert y Sommer, 1997). Así con la entrada de los años sesenta se inicia una nueva etapa en la historia de los macroinvertebrados como bioindicadores. Durante ésta década se solidifica el uso de los índices de diversidad, como medida de las perturbaciones ambientales (Washington, 1984). La página oficial de Stroud Water Research Center (2012), menciona quela red Leaf Pack Network se inició como un proyecto piloto del Stroud Water Research Center, en colaboración con el Hudson Basin River Watchy el Riverkeeper Network. Este proyecto recibió apoyo de una donación de la William Penn Foundation y de un contrato con el Departamento de Conservación Ambiental del Estado de Nueva York. Además presenta una 4 selección de los seis proyectos de investigación más activos y recientes en su red. Estos serán descritos a continuación. Christina River Basin Critical Zone Observatory Con 565 millas cuadradas, la Cuenca del río Christinaes estudiada por un equipo científico que trabaja para determinar cómo y con qué rapidez, la erosión del suelo y el transporte de sedimentos a través de los ríos impactan el intercambio de carbono entre la tierra y la atmósfera, y provocan afectaciones en el clima de la región. Schuylkill River Project El proyecto Río Schuylkill pretende describir la calidad del flujo de agua a través de 1900 millas cuadradas en la cuenca del río Schuylkill, en el sureste de Pensilvania. Para ello se evalúa la condición de la corriente mediante el muestreo de los macro-invertebrados (en su mayoría insectos, crustáceos, moluscos y gusanos) que viven en el fondo del arroyo. El Proyecto Perú Este proyecto, desarrollado en el sitio denominado la Madre de Dios, entierras de peruanas, incluye el estudio tanto de pequeños arroyos como investigaciones en los ríos la Madre de Dios y Tambopata. Los objetivos de este proyecto son establecer una línea de base de datos científicos sobre la salud del arroyo y la creación de programas educativos de bajo costo para la población de la región White Clay Creek, Pennsylvania Este centro de investigación estudia las características de arroyos y cuencas asociadas a una zona ribereña, en la que se extiende la cuenta White Clay Creek, localizada en Pensilvania. Con esto pretende proporcionar protección a las cuencas de forma especial 5 frente a las perturbaciones ambientales de origen antropogénico que se puedan generar en la zona. The New York Project Este programa de monitoreo incluyó el análisis específico físicos, químicos y biológicos para medir, cuantificar y determinar las fuentes y los efectos de los contaminantes a lo largo de las cuencas del Estado de New York. El proyecto fue diseñado para mejorar los proyectos en curso de vigilancia de las fuentes de agua. Además se centró en el deterioro del ecosistema natural en la zona y en las fuentes contaminantes, incluyéndose aquellas que son puntuales, tales como plantas de tratamiento de aguas residuales y las fuentes no puntuales, como los campos agrícolas. Ríos de la Área de Conservación Guanacaste, Costa Rica En 1989, el Centro de Investigación del Agua Stroud ayudó a establecer la Estación Biológica Maritza en el Área de Conservación Guanacaste de Costa Rica. Esta se encuentra ubicada en la base del Volcán Orosí, al noroeste del país. La estación sirve como sede central para el estudio de los ecosistemas tropicales. También sirve como una fuente de información para los científicos de América Latina y administradores de tierras que estén interesados en la implementación de estrategias de conservación en ríos y cuencas tropicales. El paquete experimental “Leaf Pack Experiment Kit” y la red Leaf Pack Network® fueron creados para mejorar la comprensión de los ecosistemas de ríos y arroyos y para demostrar la importancia de los bosques ribereños. Históricamente, las corrientes de agua y los tipos de vida que contienen evolucionaron bajo condiciones de cobertura boscosa. Los investigadores 6 del Stroud Water Research Center han venido estudiando la relación entre los bosques ribereños y los ecosistemas de río durante los últimos 30 años. A mediados de los años setenta, el primer director del Stroud Center tuvo la idea innovadora de estudiar una cuenca completa en lugar de concentrarse únicamente en una sección del río, como se había venido haciendo en el pasado. Un río cambia no sólo físicamente durante su curso aguas abajo, también cambia biológicamente. El Concepto del Continuo del Río desarrollado por los científicos del Stroud Center y otros colegas fue la primera hipótesis unificada de cómo funcionan los ríos y sus cuencas. Un río es un continuo que fluye ininterrumpidamente desde su fuente hasta el mar. Para entenderlo, es necesario saber lo que sucede río arriba y lo que está entrando en él a lo largo de toda la cuenca. Actualmente, el Concepto del Continuo del Río sigue siendo el estudio más citado en el campo de la ecología de ríos. Las primeras investigaciones conducidas sobre el Continuo del Río fueron la base para estudios más recientes que relacionan los bosques ribereños con los ecosistemas de ríos. Desde mediados de los años 80 es bien sabido que los bosques ribereños pueden funcionar como filtros para la contaminación. La investigación que se sigue efectuando en el Stroud Center ha permitido determinar que, además de actuar como amortiguadores de la contaminación, los bosques ribereños son parte integral y esencial de los ecosistemas de ríos y afectan los aspectos físicos, químicos y biológicos de los arroyo de agua. Como parte de su investigación, los científicos del Stroud Center han utilizado paquetes de hojas para entender mejor los ecosistemas de ríos. En Costa Rica, por ejemplo, los paquetes de hojas se han utilizado para estudiar en qué se diferencian el arroyo de aguas tropicales de los de zonas templadas. En el río Flint, en Georgia, se utilizaron paquetes de hojas para evaluar los efectos de los efluentes industriales. 7 Al llevar a cabo un experimento con un paquete de hojas colocando un paquete de hojas artificial dentro del río, estamos replicando el proceso natural de hojas que se amontonan en los ríos. Los participantes aprenden los principios científicos, obtienen conocimiento sobre cómo funcionan los ecosistemas de ríos y tienen la oportunidad de comunicar sus datos a la comunidad global por medio de la red Leaf Pack Network®. Un ejemplo de esto fue evidenciado en el año 2011, cuando un grupo de estudiantes costarricenses del Colegio Ing. Alejandro Quesada Ramírez, de la provincia de Cartago, utilizaron la técnica Leaf Pack Network para determinar la calidad del agua en la quebrada Juan María, que desemboca en el río María Aguilar. Según lo establece el informe escrito de su investigación, “los análisis de los datos recolectados, nos indican que el río estudiado se encuentra en condiciones que van desde niveles medianamente contaminados hasta muy contaminados… El mayor porcentaje de macro-invertebrados encontrados fueron indicadores de aguas de calidad muy mala… Por lo tanto el desarrollo urbano si puede estar afectando el río…” (Flores Mesén & Rodríguez Anchía, 2011). Además, los promedios del porcentaje de saturación de oxígeno disuelto, la demanda bioquímica de oxígeno, la concentración de nitratos, fósforo, turbiedad y la densidad de coliformes termotolerantes, provenientes de 46 puntos de muestreo, localizados en 33 ríos de Costa Rica se clasificaron en seis categorías de calidad de agua, utilizando el índice de la Fundación Nacional de Sanidad de los Estados Unidos. En esos mismos puntos de muestreo se realizaron 192 recolectas de organismos bénticos y se relacionaron, mediante pruebas estadísticas, con las seis categorías de calidad del agua(Brolatto, 2004). 8 1.2 Planteamiento del Problema Basados en los antecedentes presentados, a continuación se procede a formular el problema de esta investigación. Tal y como lo indica Bernal (2006), “enunciar el problema consiste en presentar, mostrar y exponer las características o los rasgos del tema, situación o aspecto de interés que va a estudiarse…” (p.84). La problemática de contaminación y agotamiento del agua potable mostrada en aumento durante los últimos décadas no solamente a nivel mundial, sino también en el ámbito nacional, hace realmente necesaria una consideración a fondo del estilo de vida empleado por los habitantes del cantón de Tarrazú, una región agrícola, poco desarrollada industrialmente pero ubicada en un rango demográfico creciente, en relación al grado de contaminación del agua de la microcuenca El Sitio, red fluvial que riega en gran parte a dicho cantón. Una forma de obtener resultados exitosos para dicho propósito, es mediante la utilización de la técnica Leaf Pack Network, que emplea métodos directamente relacionados con la manipulación de macroinvertebrados bentónicos, organismos reconocidos como excelentes bioindicadores de la calidad del agua en medios naturales. Por lo tanto, es indispensable para esta investigación definir, ¿cuál es la relación existente entre la densidad y el tipo de macroinvertebrados que habitan en la quebrada El Sitio, y la calidad del agua en dicho espacio? 9 1.3 Objetivos A continuación se procede a establecer los objetivos de este trabajo. Como lo indica Hernández, Fernández, y Batista (2006), es importante detallar que es lo que se pretende con la investigación, cuyo objetivo es señalar la finalidad y lo que se aspira en el estudio. Sobre la base de las observaciones anteriores, se procede a puntualizar los objetivos. 1.3.1 Objetivo general Determinar la relación existente entre densidad y tipo de macroinvertebrados que habitan en la quebrada el sitio y su calidad del agua. 1.3.2 Objetivos específicos Relacionar el tipo de especies de macroinvertebrados encontrados con el nivel de calidad del agua en la microcuenca, según la evaluación de la calidad del agua a partir del índice biótico propuesto por la red Leaf Pack Network. Identificar el nivel de fosfatos, nitratos, pH, conductividad, temperatura y oxígeno disuelto del agua de la quebrad, como apoyo a la técnica de investigación. Detallar acciones para el uso correcto de los recursos hídricos dirigidas principalmente a las personas que habitan o realizan actividades cercanas a la microcuenca El Sitio. 10 1.4 Formulación de la hipótesis La Contrastación de la hipótesis es la actividad que, mediante la observación, la experimentación o la encuesta, comprueba adecuadamente, si una hipótesis es falsa o verdadera, es decir, que los datos de la contrastación son congruentes o incongruentes con la hipótesis y por ende, se considera a esta falsa o verídica(Dieterich, 1996). De acuerdo con la definición anterior, el presente trabajo plantea su hipótesis a partir de la siguiente interrogante: ¿Estarán provocando contaminación en las aguas, las actividades humanas desarrolladas en los alrededores de la quebrada El Sitio? Esto debido a que, en visita realizada a sectores varios de la micro cuenca se puede observar que hay actividades agrícolas que se desarrollan a orillas de la quebrada las cuales pueden aportar desechos químicos de abonos y plaguicidas a las aguas, por efecto de la escorrentía. Además, hay urbanizaciones desarrolladas sin tomar en cuenta aspectos como alcantarillados sanitarios, y las aguas servidas se vierten directamente al río. Se observa basura en el cauce, como plásticos, cartones, desechos de construcción. A simple vista no se observa la presencia de peces, u otros animales acuáticos. Se percibe mal olor en el agua cuando el caudal crece en horas de lluvia. A raíz de esto, se considera oportuno incluir como variables en la investigación la concentración de fosfatos y nitratos en el agua. Es de gran importancia además la evaluación del pH, conductividad y oxígeno disuelto de la quebrada, por su relación con las condiciones salubres del agua. 11 II CAPÍTULO Marco Teórico 12 1. Marco Teórico 1.1 Marco Teórico Contextual La investigación se lleva a cabo en el cantón te Tarrazú, específicamente en el barrio Santa Cecilia, perteneciente a la comunidad de San Marcos. Es debido al fácil acceso a la quebrada El Sitio que se decide desarrollar el trabajo de campo de la investigación en estos sectores. Además, dicha quebrada es la principal red fluvial de la microcuenca en estudio. La microcuenca el Sitio forma a su vez parte de la cuenca del río Pirrís. 2.1.1 Cantón de Tarrazú 2.1.1.1 Posición geográfica Las coordenadas geográficas medias del cantón de Tarrazú, están dadas por los 09°36'14" latitud norte y 84°04'00" longitud oeste. La anchura máxima es de veintiséis kilómetros en dirección norte a sur, desde aproximadamente un kilómetro al este del poblado de Cedral, del cantón de León Cortés Castro, hasta la confluencia del río Naranjo con la quebrada Salitrillo(Esquivel, 2008). 2.1.1.2 Hidrografía El sistema fluvial del cantón de Tarrazú corresponde a la vertiente del Pacífico. Forma a su vez parte de las cuencas de los ríos Pirrís, Naranjo y Damas. La primera es drenada por el río Pirrís, al que se le unen el río Parrita Chiquito con su afluente el río Martínez; así como las quebradas Seca, Zapotal, Salado, La Cruz y Monterrey. Estas quebradas nacen en el cantón de Tarrazú. Los cursos de agua presentan un rumbo de noreste suroeste y de sureste a noroeste. El río Pirrís constituye un límite entre los cantones de Aserrí y León Cortés Castro. La cuenca del río Naranjo es irrigada por este río; al cual se le une el río Naranjillo y sus tributarios las quebradas Delicias, Honda, Concepción, Pedregosa y Azul; así como las 13 quebradas Nene, Gracias a Dios y Lagartija. Estos cursos de agua, excepto el río Naranjo, nacen en Tarrazú, los cuales presentan una dirección de noreste a suroeste y de noroeste a sureste. El río Naranjo es límite con el cantón de Dota. La cuenca del río Damas es drenada por el río Paquita y sus tributarios las quebradas Bejucosa, Jilguero, La Mina, El Rodeo, Zúñiga; lo mismo que por los ríos Negro, Blanco y la quebrada Santa Cruz; la confluencia de los dos ríos anteriores dan origen al río Cañas. Estos cursos de agua nacen el cantón; los cuales presentan un rumbo de norte a sur y de noreste a suroeste. Los ríos Negro, Paquita y las quebradas Santa Cruz, Zúñiga son límites con el cantón de Aguirre; el primero también lo es con Parrita; ambos de la provincia de Puntarenas (Esquivel, 2008). 1.2 Marco Teórico Conceptual 2.2.1Principales tipos de perturbaciones antrópicas en los ríos De acuerdo con Roldán (1999), las principales perturbaciones causadas por el hombre a ecosistemas acuáticos, están relacionados con la contaminación de origen doméstico, industrial, agrícola, minero, además de prácticas de deforestación. Estos aspectos pueden resumirse de la forma que se presentará a continuación. 2.2.1.1 Directo al lecho del río Regulación del flujo del agua y desviación del mismo. Destrucción de hábitat, degrado, revestimiento, canalización, construcción de represas. Alteración de la temperatura, el pH, salinidad. Vertimiento de aguas servidas. Vertimiento de tóxicos (metales pesados, pesticidas). 14 Elementos radiactivos. 2.2.1.2 Indirecto al lecho del río a. En el área de captación: Practicas forestales (erosión, arrastre de sedimentos). Quemas. Construcción de vías. Substracción de agua y canales de desvío. Contaminación del aire. Prácticas agrícolas. b. En la zona riparia: Insolación. Alteración de la temperatura del agua. Dinámica de nutrientes. Dinámica de sedimentos. Morfología del cauce. 2.2.2 Organismos indicadores de la calidad del agua Se considera que un organismo es un indicador de calidad de agua, cuando este se encuentre invariablemente en un ecosistema de características definidas y cuando su población es porcentualmente superior o similar al resto de los organismos con los que comparte el mismo habitad (Roldán, 1992). 15 2.2.2.1 Selección de los bioindicadores De acuerdo con Segnini (2003), un bioindicador se vuelve eficaz a medida que pueda discriminar entre sitios poco o nada perturbados y sitios impactados. La capacidad de discriminación se puede evaluar comparando la distribución de sus valores en un conjunto de sitios impactados, contra su distribución en un conjunto de sitios en buenas condiciones. Si la diferencia entre ambas distribuciones es mínima, el bioindicador se considera con la capacidad de discriminar en condiciones diferentes a su condición natural. Este mismo autor, destaca que el plancton, los peces, y los invertebrados han sido los grupos más usados en los estudios de bioindicación del agua. 2.2.2.2 Macroinvertebrados Según lo menciona Roldán, (1999): “Los macroinvertebrados pueden ser definidos desarrollados principalmente en sistemas como organismos invertebrados, acuáticos de agua dulce. Un macroinvertebrado puede ser clasificado como un necton, que son las especies que muestran capacidad para movilizarse dentro del agua y como un béntico, referido a aquellas especies que se encuentran fijas, temporalmente o permanente en un sistema acuático específico. La palabra macro hace referencia al concepto “relativamente grandes”. De igual manera, se le llama invertebrado a cualquier especie animal que no poseen vertebras…” 16 En este mismo sentido y basado en un documento publicado por la Escuela Universitaria Politécnica de Sevilla, los macroinvertebrados acuáticos no responden a un concepto taxonómico, sino que su denominación es una delimitación artificial, pues en realidad son grupos de animales invertebrados, pertenecientes a artrópodos que en su mayoría suelen ser insectos, cuya abundancia promedio oscila en un 80% aproximadamente. Este documento además menciona que, los macro-invertebrados son organismos que habitan durante un periodo específico de su ciclo de vida, sobre los sustratos del fondo de los sistemas acuáticos, compuestos generalmente de sedimentos, rocas, troncos, hojarasca, etc. Estos organismos presentan las características de ubicuos por lo que pueden presentar afectaciones por perturbaciones ambientales en distintos tipos de sistemas acuáticos. Gracias a esto son capaces de brindar una serie de datos que se relacionan con la contaminación orgánica, eutrofización, acidificación, alteración del habitad así como la regulación de los caudales 2.2.2.2.1 Ciclo de vida de los macro-invertebrados El sitio web oficial de la red Leaf Pack Network (2012), indica que todos los insectos pasan por una serie de cambios durante su ciclo de vida. Este proceso es denominado metamorfosis, pues una etapa en la que se da un cambio en la forma biológica del insecto, lo que le permitirá llegar a su etapa adulta. El proceso de vida de un insecto puede agrupar la metamorfosis completa o incompleta. Este mismo sitio web, destaca además que la mayoría de los insectos acuáticos permanecen en las etapas inmaduras por debajo del agua para dejar las corrientes solo cuando se encuentren en las etapas adultas. Los ciclos de vida de los macro-invertebrados 17 pueden variar desde unas pocas semanas hasta varios años, por lo que tendrán estructuraras únicas, como branquias, cola y distintas bocas. La función principal de los macro-invertebrados, según se menciona, consiste en realizar la descomposición de bacterias o la decadencia de las plantas y animales, para mantener de esta forma la salud del ecosistema acuático (Roldan, 1999). 2.2.2.2.2Clasificación de los macro-invertebrados de agua dulce Según lo indica el Manual de Leaf Pack Network (2012), los macro-invertebrados pueden presentar múltiples variaciones en sus medidas y características físicas. Su clasificación presenta condiciones muy expandibles, ya que su ramificación se extiende en un amplio rango de órdenes presentados a continuación. Orden Ephemeroptera (Moscas de mayo, Efímeras) En este orden, los macro-invertebrados, se caracterizan por presentar branquias plumosas o en forma de placas situadas en los lados del abdomen, además filamentos terminales (dos o tres colas largas y delgadas), seis patas segmentadas en la sección media del cuerpo (tórax), las mismas patas son terminadas con una garra. En cuanto a su tamaño presenta un cuerpo de 3cm de largo aproximadamente por lo que suele ser un cuerpo delgado. Las familias pertenecientes a este periodo son: o Familia Leptophlebiida. o Familia Baetidae. o Familia Euthyplocidae. o Familia Leptohypid. 18 Orden Plecoptera (Moscas de las piedras, Plecópteros) Este tipo de organismos se caracterizan por poseer dos antenas largas con dos colas delgadas (filamentos terminales), además contienen branquias ubicadas sobre o debajo de cada pata. Presentan seis patas segmentadas en la sección media del cuerpo (tórax) y cada una de estas patas presenta dos ganchos en el extremo. La familia perteneciente a este orden se denomina Familia Perlidae. Orden Hemiptera(Chinches acuáticas) En este orden los macro-invertebrados presentan un aparato bucal en forma de pico o como una especie de chupador. Además en estos se destacan unas alas delanteras con la parte basal dura y en la parte apical membranosa. También exhiben seis patas segmentadas en la sección media del cuerpo. Sus patas traseras en lo general son modificadas para nadar y las patas delanteras son utilizadas para capturar a las presas. Las familias más comunes encontradas en este orden son: o Familia Naucoridae. o Familia Nepidae. Orden Odonata (Libélulas & Caballitos del Diablo) Los macro-invertebrados de este orden se encuentran distribuidos en dos ordenamientos secundarios. o Suborden Zygoptera (Caballitos del Diablo) Estos organismos particularmente poseen ojos grandes, labios grandes en forma de paleta o en un tipo de cuchara. Por otra parte, no presentan agallas sobre los lados o debajo del abdomen con la excepción de la familia Polythoridae. También se pueden destacar por la presencia de seis patas segmentadas sobre la sección que se sitúa entre la parte media y 19 alta del cuerpo. Estas patas son largas y puntiagudas. Su cuerpo es además identificado por poseer tres colas en forma de remos o barbillas, que le dan una apariencia de cuerpo estrecho. Dentro de sus familias podemos destacar las siguientes: o Familia Coenagrionidae. o Familia Calopterygidae. o Suborden Anisoptera (Libélulas) Dentro de sus rasgos destacan los ojos grandes, un labio grande en forma de paleta, su abdomen es de forma ovalada o redonda, el cual determina las extensiones acuñadas. Los organismos pertenecientes a este suborden no poseen agallas sobre los lados o por debajo del abdomen, pero si presentan seis patas situadas entre la parte media y alta del cuerpo, es decir, en la parte del tórax. A este orden pertenece la familia Libellulidae. Orden Coleoptera(Escarabajos) Los organismos pertenecientes a este orden se caracterizan por presentar a las delanteras con una contextura fuerte llamadas élitros, las cuales protegen y cuidan las alas posteriores, cumpliendo esta función junto con el abdomen del organismo. Por otra parte también se caracteriza por la posesión de seis patas segmentadas sobre la sección media del cuerpo con un aparato bucal de mandíbulas. Presentan la capacidad de nadar, por lo que son activos o arrastradores en el fondo de las quebradas. Dentro de sus familias se encuentran: o Familia Elmidae o Familia Psephenidae o Familia Ptlilodactylid 20 Orden Megaloptera(Perros de Agua, Coridalidos) Estos organismos se caracterizan por poseer un tamaño entre una y cuatro pulgadas (2.5 a 10 cm).Presentan en su boca unas largas pinzas para masticar. Cuente con seis patas segmentadas sobre la sección media del cuerpo con unos pequeños ganchos al final de cada una de ellas. Peculiarmente posee apéndices filamentosos y carnosos sobre cada lado del abdomen por lo que el abdomen termina dividido en dos colas cortas y dos ganchos de cada una. Además presenta un copete de barbilla en el lado inferior de la cola que luce como un cabello de axila. Se caracterizan por un color entre café oscuro y negro. A este orden pertenece la familia Corydalidae. Orden Lepidoptera(Orugas acuáticas) Las características de estos macro-invertebrados son similares a las de las larvas. Su aspecto es de un gusano, con patas en los segmentos medios abdominales. Estas patas presentan círculos o filas de ganchos especializados. La mayoría de gusanos pertenecientes al orden Lepidoptera poseen branquias filamentosas en los lados del abdomen. A este orden pertenece la familia Pyralididae. Orden Tricopteras(Tricópteros, Friganeas) Los Tricopteras, generalmente poseen una estatura de una pulgada de largo. Pueden presentar antenas. Poseen seis patas segmentadas sobre la sección media del cuerpo. Presenta agallas filamentosas que pueden estar al final del cuerpo o en el lado inferior, además de dos extensiones pequeñas y delgadas al final del cuerpo y cada una de ella presenta un gancho en la punta. Dentro de sus familias las larvas hacen casitas de pedritos, grava, o pedazos de ramas con hojas. Pertenecen a este orden: 21 o Familia Hydrophsycidae. o Familia Philopotamidae. o Familia Leptoceridae. o Familia Calamoceratidae. Orden Diptera (Moscas y Zancudos) Este orden se presenta como gusanos. Muchos exteriorizan una cabeza desarrollada como en el caso de Chironomidae, y Simuliidae. En otros casos se presentan con la cabeza reducida y retraída en el tórax como el Tipulidae o completamente reducida como el caso del Muscidae. Presentan propatas en el abdomen pero estas nunca tienen ganchos especializados como en los gusanos de mariposas acuáticas. Las familias destacadas en este orden son: o Familia Tipulidae. o Familia Simuluiidae. o Familia Chironomidae. Invertebrados Adicionales Existe también una clasificación de los diferentes organismos que se encuentran dispersos e independientes dentro de sus órdenes. Estos se denotan a continuación: o PhyllumMollusca En la clase de Gastropoda, esta especie se presentan más comúnmente como caracoles. Estos cuentan con conchas en forma de espiral o cónico. Su aparato bucal es una cinta de dientes el cual son microscópicos. 22 o Clase Crustacea o Familia Palaemonidae(Camarones de agua dulce) Se presentan con forma de cuerpo cuadrado, con antenas cortas. Sus patas delanteras llevan consigo unas pinzas gruesas. El abdomen se encuentra doblado hacia la parte delantera y aplastado contra el lado ventral del tórax. 2.2.2.2.3 Macroinvertebrados como bioindicadores de la calidad del agua Al evaluar la calidad de las aguas mediante el estudio de la composición y estructura de comunidades de organismos surge el término de calidad biológica. Se considera que un medio acuático presenta una buena calidad biológica cuando tiene unas características naturales que le permiten desarrollar comunidades de organismos que les son propias (Tercedor, 1996). Este mismo autor detalla que existen métodos de evaluación de calidad de las aguas, basados en macroinvertebrados, que por la sencillez y rapidez de su utilización, el escaso conocimiento previo que requieren, y la fiabilidad de sus resultados los hace idóneos para la vigilancia rutinaria de las cuencas fluviales. En estos destacan los macroinvertebrados bentónicos, que son aquellos invertebrados que habitan el fondo de los ecosistemas acuáticos, en algunas etapas de su ciclo de vida y son retenidos en redes con una abertura de poro igual o menor a las 500 mµ (Hauer y Resh, 1996). La preferencia por este grupo se debe a varias razones, señaladas por Reece y Richardson (1999): Son relativamente sedentarios, por lo tanto representativos de las áreas donde son colectados. 23 Tienen ciclos de vida muy cortos y reflejan con mayor rapidez las alteraciones del medio ambiente, mediante cambios en la estructura de sus poblaciones y comunidades. Viven y se alimentan sobre sedimentos donde se suelen acumular toxinas. Poseen mucha sensibilidad a los factores de perturbación. Responden a las sustancias contaminantes presentes en el agua y los sedimentos. Son fuente primaria de alimento para muchos peces y participan de manera importante en la degradación de materias orgánicas y el ciclo de nutrientes. Segnini (2003), aclara que los índices bióticos sustituyen progresivamente a las medidas de diversidad y renuevan el uso de técnicas cualitativas en la bioindicación. Estos aspectos son considerados al determinar la tolerancia de los diferentes grupos de organismos a los factores de perturbación. Los macroinvertebrados sufren los efectos de las alteraciones que se presentan en el medio en el cual habita su comunidad pueden identificarse los diferentes niveles de contaminación. Los indicadores que no producen cambios estructurales se les denominan biomarcadores para diferenciarlos de los bioindicadores que si detectan estos cambios (Prat, Ríos, Acosta, & Rie, s.f). Roldan (1992), menciona que, en ríos de montaña, con aguas frías, transparentes y muy oxigenadas, generalmente dominan especies de efemerópteros, tricópteros y plecópteros, aunque también son ubicadas en proporciones menores, especies de odonatos, hemípteros, dípteros, neurópteros, entre otros grupos pequeños. Contrario a esto, en ríos y quebradas contaminadas con materia orgánica, de aguas turbias, poco oxigenadas, se espera encontrar poblaciones mayores de oligoquetos, chironómidos y ciertos moluscos. 24 2.2.2.2.4 Pautas en la utilización de los macroinvertebrados como bioindicadores en los ríos “Para poder llevarse a cabo su uso como bioindicadores se tiene que presentar la trasformación de datos a nivel de la comunidad con el número total de la biodiversidad por lo que comunmente se les denomina métricas las cuales puden ser cualitativas o cuantitativas. Generalmente la mayor marte de las metricas aplicadas en el estudio de los macroinvertebrados utilizan como factor clave la tolerancia que presentan los organismos así como la perturbacion determinada normalmente por la contaminación orgánica” (Prat, Ríos, Acosta, & Rie, s.f). 2.2.2.2.5 Niveles de perturbaciones en los ríos con comunidades de macroinvertebrados Prat y Ward (1994), plantean la forma en que cambian las comunidades de macroinvertebrados en la riqueza de especies, la diversidad, y la productividad. Al presentarse una perturbación moderada, comienzan a aparecer especies tolerantes y a disminuir las intolerantes, además puede presentarse un aumento de depredación. Las perturbaciones altas, hacen que desaparezcan las especies intolerantes y las cadenas alimenticias se hacen se convierten poco a poco en tramas lineales. Cuando la perturbación es demasiado alta, solo están presentes pocas especies representadas en grandes números. (Roldán Pérez, 1999). 2.2.3 La temperatura del agua y su importancia en los ecosistemas acuáticos De acuerdo con el Manual Leaf Pack Network (2012), la temperatura del agua es denominada una variable patrón porque casi todas las propiedades del agua y las reacciones químicas que tienen lugar en ella, se ven afectadas por la temperatura. Este manual 25 menciona además, que el oxígeno disuelto está altamente correlacionado con la temperatura, ya que se ha demostrado que la solubilidad del oxígeno incrementa para temperaturas de aguas más frías. La temperatura permite también a los científicos entender mejor otras medidas de hidrología como el pH y conductividad. El agua tiene una mayor capacidad calorífica (calor específico) que el aire; ya que se enfría y calienta más lentamente. La temperatura influye en la cantidad y diversidad de la vida acuática, (Roldán, 1999). Es importante resaltar, según lo mencionan Hauer y Resh, (1996), que la temperatura del agua cambia de forma diferente a la temperatura del aire, pues el agua tiene una mayor capacidad calorífica. El agua también ayuda a cambiar la temperatura del aire a través de los procesos de evaporación y condensación. 2.2.4 Oxígeno disuelto en el agua La solubilidad de oxígeno disuelto, según el Manual Leaf Pack Network, es la cantidad de oxígeno que contendrá el agua en determinadas condiciones. Los factores que afectan a la solubilidad del oxígeno son la temperatura del agua, la presión atmosférica y la salinidad. El agua fría puede disolver más oxígeno que las aguas templadas. Esto debido a que como la temperatura va en aumento el agua libera parte de su oxígeno al aire. Cabe mencionar también que el agua puede contener menos oxígeno disuelto a altas elevaciones, esto porque hay menor presión. Según lo menciona Gonzáles (2010), el oxígeno disuelto es un indicador de la contaminación del agua, y de la capacidad de esta para dar soporte a la vida vegetal y animal. Destaca además que, un nivel más alto de oxígeno disuelto indica agua de mejor calidad. Si los niveles de oxígeno disuelto son demasiado bajos, algunos peces y otros organismos no pueden sobrevivir. 26 La solubilidad del oxígeno decrece también con el incremento de la salinidad. Aproximadamente, de cada diez moléculas de aire dos son de oxígeno molecular; sin embargo en el agua hay sólo cinco o seis moléculas de oxígeno por cada millón de moléculas de agua, por lo tanto, la cantidad de oxígeno disuelto en el agua determina lo que puede vivir allí (Leaf Pack Network, 2012). El artículo “Medio ambiente urbano” publicado en el año 2002especifica que, el oxígeno disuelto es incorporado al agua a través de la aireación (corrientes de agua o salpicaduras), difusión y por fotosíntesis de las plantas acuáticas. Es por esto que, al igual que la fotosíntesis de las plantas terrestres añade oxígeno al aire, la fotosíntesis de las plantas acuáticas contribuye al oxígeno disuelto en el agua. El agua puede llegar a estar sobresaturada, lo que significa que los niveles de oxígeno disuelto son más altos que la solubilidad(Arrojo, 1999). Niveles bajos de oxígeno disuelto pueden encontrarse en áreas donde el material orgánico (vertidos de depuradoras, granjas, plantas muertas y materia animal) está en descomposición. Las bacterias requieren oxígeno para descomponer desechos orgánicos y, por lo tanto, disminuyen el oxígeno del agua(Gonzáles, 2010). Es importante mencionar que muchos organismos no podrán subsistir a niveles de oxígeno disuelto menores de 3,0 mg/l, e incluso algunos muy sensibles no sobreviven a niveles de oxígeno menores de 7,5 mg/l. Niveles de oxígeno muy bajos (por ejemplo, menores de 5 mg/l) son preocupantes. El exceso de nutrientes por el uso de fertilizantes, aguas residuales ricas en materia orgánica, vertidos al cuerpo de agua pueden provocar un crecimiento excesivo de la vegetación y de las algas, resultando en un incremento de la descomposición de materia orgánica en el agua (Leaf Pack Network, 2012). 27 2.2.5 Conductividad eléctrica del agua La conductividad de una sustancia se define como "la habilidad o poder de conducir o transmitir calor, electricidad o sonido". Las unidades son Siemens por metro [S/m] en sistema de medición SI y microohmios por centímetro en unidades estándar de Estados Unidos (Lenntech, 2013). El agua dulce tiene impurezas naturales, incluyendo sales o minerales disueltos en el agua que no siempre se pueden ver u oler. El agua de ríos, al estar en contacto con las rocas y el suelo, genera que algunos minerales se disuelven en él. Otras impurezas llegan hasta este cuerpo de agua por medio de la escorrentía o por el vertido de aguas residuales. Si el agua contiene altas cantidades de sales disueltas, puede ser nocivo usarlo para el riego de cultivos (Manual Leaf Pack Network, 2012). El total de sólidos disueltos se define como la cantidad de impurezas en el agua, principalmente minerales y sales. Este total de sólidos disueltos se mide en partes por millón (ppm). Al evaluar este aspecto, se indica cuantas unidades de impurezas hay por un millón de unidades de agua de masa. El total de sólidos disueltos en el agua de uso doméstico es preferible que sea menor de 500 ppm, aunque agua con mayor contenido puede ser también apta para el consumo. El agua usada para agricultura debe tener por debajo de 1200 ppm, así los cultivos sensibles no son dañados. La industria, especialmente la industria electrónica, requiere agua libre de impurezas(Dieterich, 1996). De acuerdo con el Manual Leaf Pack Network (2012), una forma apta de medir las impurezas del agua es averiguando si conduce la electricidad, ya que el agua pura es un mal conductor de la electricidad. Cuando ciertos sólidos, principalmente sales, están disueltas en 28 el agua, se separan y forman iones. Los iones tienen carga eléctrica ya sea positiva o negativa. La existencia de muchos iones en el agua da como resultado una mejor conducción de la electricidad. 2.2.6 El pH del agua De acuerdo con el Manual Leaf Pack Network (2012), el pH indica el contenido ácido en el agua y afecta a la mayoría de los procesos químicos y biológicos que se desarrollan en esta. El pH tiene una fuerte influencia sobre lo que vive en el agua. Salamandras, ranas y otros anfibios, así como muchos macroinvertebrados, son particularmente sensibles a los valores extremos de pH. La mayoría de los insectos, anfibios y peces están ausentes en aguas con pH por debajo de 4,0 o por encima de 10,0 porciento. Un pequeño cambio en el pH podría tener efectos significativos en la calidad del agua. El pH es un factor logarítmico; cuando una solución se vuelve diez veces más ácida, el pH disminuirá en una unidad. Cuando una solución se vuelve cien veces más ácida, el pH disminuirá en dos unidades. El término común para referirse al pH es la alcalinidad(Lenntech, s.f). Generalmente, los lagos y arroyos tienen valores de pH comprendidos entre 6,5 y 8,5. El agua potable, que no está en contacto con el aire, tiene un valor neutro de pH=7,0. El agua con impurezas puede tener un pH de 7,0 si los ácidos presentes están en equilibrio con las bases. Los océanos tienen por lo general un pH constante alrededor de 8,2. Se pueden encontrar aguas que son, de forma natural, más ácidas en áreas con cierto tipo de minerales. La actividad minera por ejemplo, puede liberar ácidos, procedentes de los minerales, a los cuerpos de agua (Manual Leaf Pack Network, 2012). 29 Lenntech (s.f) menciona que, el resultado de una medición de pH está determinado por una consideración entre el número de protones (iones H +) y el número de iones hidroxilo (OH). Cuando el número de protones iguala al número de iones hidroxilo, el agua es neutra. Tendrá entonces un pH alrededor de 7. Este mismo autor destaca que, el pH del agua puede variar entre 0 y 14. Cuando el pH de una sustancia es mayor de 7, es una sustancia básica. Cuando el pH de una sustancia está por debajo de 7, es una sustancia ácida. Cuanto más se aleje el pH por encima o por debajo de 7, más básica o ácida será la solución, según lo destaca el mismo. 2.2.7 Nitratos en el agua “El nitrógeno puede tener varias formas químicas en los cuerpos de agua, por ejemplo se le encuentra como nitrógeno molecular disuelto, como un compuesto orgánico, tanto disuelto como en partículas y en numerosas formas inorgánicas, tales como el ión Amonio (NH4 +), Nitrito (NO2 -) y Nitrato (NO3-). Este último, es habitualmente la forma inorgánica más importante del nitrógeno porque es un nutriente esencial para el crecimiento y reproducción de muchas algas y otras plantas acuáticas. El nitrato que se encuentra en aguas naturales, viene principalmente de la atmósfera, en forma de lluvia, nieve o niebla. Asimismo, la descomposición de restos vegetales o animales en el suelo o los sedimentos generan nitratos” (Consultora de aguas, 2001). La actividad humana afecta enormemente a la cantidad de nitratos en los cuerpos de agua. De acuerdo (Roldán, 1999) nitratos presentes en el agua se derivan principalmente del empleo de fertilizantes nitrogenados, excretas de animales, descargas de desechos sanitarios e industriales, y del uso como aditivos alimentarios (conservas de pescado y 30 carnes). Este mismo autor hace referencia a que, conforme todos estos compuestos nitrogenados son arrastrados por el agua hacia los acuíferos, a través del suelo, se producen reacciones químicas que terminan oxidando estos compuestos hasta el estado de nitratos. Cuando se añade una cantidad excesiva de un nutriente limitante, como el Nitrógeno, a un cuerpo de agua, esta se torna altamente productiva. Esto puede causar, entre otras cosas, un crecimiento excesivo de algas y otras plantas. Este proceso de enriquecimiento del agua se denomina eutrofización. El resultado del exceso de crecimiento de plantas puede causar problemas de olor y sabor en los lagos que se utilizan para el consumo de agua potable o puede causar problemas molestos para aquellos que utilizan esos cuerpos de agua. El fosfato puede ser una causa común de eutrofización en los cuerpos de agua, especialmente en fuentes de agua dulce (Manual Leaf Pack Network, 2012). Aunque las plantas y las algas añaden oxígeno, un sobrecrecimiento puede llevar a la reducción de los niveles de luz en los cuerpos de agua. Cuando estas algas y plantas mueren y se descomponen, las bacterias se multiplican y utilizan el oxígeno disuelto del agua. La cantidad de oxígeno disuelto disponible en el agua puede llegar a ser muy bajo y resultar perjudicial para los peces y otros animales acuáticos(Dieterich, 1996). 31 III CAPÍTULO Marco Metodológico 32 2. Metodología El diseño metodológico describe la forma en la que se llevará a cabo la recolección de los datos. En este apartado se define el paradigma, el enfoque y el tipo de la investigación. Este trabajo se ubica dentro de un paradigma naturalista, que nos lleva a un enfoque tanto cualitativo como cuantitativo en un tipo de investigación descriptiva. 3.1 Definición. El paradigma de la investigación es naturalista, porque de acuerdo con Sandoval (2002) este tipo de investigación “se centra en la lógica interna de la realidad que analiza...” (p. 42) El enfoque que se implementa en el estudio es de tipo cualitativo y cuantitativo. Según Hernández (2003): es un método para recolectar los datos en el que se utiliza la medición numérica, y además se emplean técnicas que permitieron tener una perspectiva más profunda de la situación como: la descripción y la observación. Además, el mismo autor menciona que en estos tipos de métodos, lo más importante es entender y comprender el fenómeno a tratar, valorando a la vez lo que los datos cuantitativos manifiestan. El tipo de investigación es descriptiva según Bernal (2006), las funciones principales de esta investigación “…es la capacidad para seleccionar las características fundamentales del objeto de estudio y su descripción detallada de las partes, categorías o clases de dicho objeto” (p. 112). 3.2 Justificación En relación a las definiciones anteriores, este trabajo se ubica en un paradigma naturalista porque trata de entender y estudiar la realidad que se presenta en la microcuenca El Sitio, tras la posible presencia de contaminantes en el agua. Es cuantitativa ya que pretende medir datos relacionados directamente con el objeto de estudio. Es cualitativa porque detalla el contexto de una problemática existente, mediante un tipo de investigación descriptiva que se 33 enfoca en el análisis de la relación que existe entre la cantidad y el tipo de macroinvertebrados encontrados tras la aplicación de la técnica Leaf Pack Network y la calidad del agua en la microcuenca en estudio. 3.3 Eventos de estudio y fuentes de información De acuerdo con Hurtado (2000) es aquella persona, institución, o situación poseedora de las características de interés en la investigación. En este caso son evento de estudio los macro invertebrados encontrados en la quebrada El Sitio que son indicadores de la forma en que el agua de dicha fuente puede estar siendo afectada de manera negativa por el desarrollo de poblaciones humanas en los alrededores de la microcuenca. Esta misma autora indica que son fuente de información quienes en forma directa o indirecta suministren datos para el estudio. En este caso es fuente de información directa la Bióloga Beatriz Hernández y en forma indirecta el Manual del Leaf Pack Network y la revisión bibliográfica en Internet. 3.4 La población De acuerdo con Hurtado, (2000) la población se puede definir en forma finita o infinita, en forma finita cuando se conoce y se puede enlistar el total de los sujetos de estudio e infinita cuando no se maneja en forma exacta los datos numéricos y no se tiene acceso al total de la población en estudio. En relación a lo anterior esta investigación trabaja con una población finita, ya que se cuenta con datos exactos acerca de la cantidad de macroinvertebrados obtenidos de la quebrada, mediante el instrumento de investigación electo. 3.5 La muestra La muestra según Hernández, et, al. (2006) la muestra en un proceso cualitativo se conforma por un grupo de personas, eventos o especies o comunidades sobre los cuales se 34 recogerán datos sin que necesariamente sea representativo de la población que se estudia. En este caso de acuerdo con la capacidad operativa del investigador se procede a obtener los datos de siete paquetes de control. 3.6 Variables a considerar Una variable es una propiedad que puede variar y cuya variación es susceptible de medirse u observarse (Hernández, Fernández y Baptista; 2003). La presente investigación considera como variables a medir las que a continuación se detallan: 3.6.1 Nitratos en el agua: la presencia de nitratos en el agua se evaluará por medio de la disolución de una tableta para estudios químicos marca La Motte, que contiene un 6% ácido sulfuro, en 5 mililitros de agua. La concentración de nitratos serán medidos en partes por millón (ppm). Después de cinco minutos se compara el color adquirido de la disolución según la guía propuesta. 3.6.2 Fosfatos en el agua: La presencia de fosfatos en el agua se evaluará por medio de la disolución de una tableta para estudios químicos marca La Motte, que contiene un 1% de zinc, en 5 mililitros de agua. La concentración de fosfatos serán medidos en partes por millón (ppm). Después de cinco minutos se compara el color adquirido de la disolución según la guía propuesta. 3.6.3 El pH del agua: El nivel de pH en el agua, será medido mediante el Xplorer GLX, el cual es un equipo de adquisición de datos, gráficos y análisis diseñado que admite hasta cuatro sensores PASPORT simultáneamente, además de dos sensores de temperatura y un sensor de tensión conectadas directamente a los puertos correspondientes. El Xplorer GLX es un sistema informático de mano 35 totalmente autónomo para las ciencias. También funciona como interfaz del sensor PASPORT cuando está conectado a un ordenador de sobremesa o portátil con software Data Studio. 3.6.4 Conductividad eléctrica del agua: La conductividad eléctrica, en esta investigación, se evaluará mediante un instrumento llamado conductímetro el cual, mide cuánta electricidad es conducida en un centímetro de agua. La conductividad se mide en microSiemens por cm (μS/cm). Es la misma unidad que un microhmio. Este conductímetro forma parte del Xplorer GLX. 3.6.5 Oxígeno disuelto en el agua: La investigación mide la cantidad de oxígeno molecular disuelto en el agua. No mide la cantidad de oxígeno en la molécula de agua (H2O). El oxígeno disuelto será evaluado por medio de uno de los sensores para este fin del Xplorer GLX. 3.7 Selección y diseño de instrumentos A continuación se procede a seleccionar y diseñar los instrumentos para la recolección de datos. De acuerdo con Hurtado (2000), esta selección depende del planteamiento del problema de los objetivos y de la disposición del investigador. Los instrumentos base en esta investigación son el análisis documental y la técnica experimental Leaf Pack Network. 3.7.1 Análisis documental: este instrumento se empleó a través de la revisión de 21 fuentes bibliográficas en Internet, que proporcionaron datos relevantes acerca de los macroinvertebrados y su función como bioindicadores de la calidad del agua, así también se obtuvieron datos relacionados con las variables a medir en la investigación (nitratos, 36 conductividad eléctrica, pH, oxígeno disuelto, temperatura del agua).El análisis de la información brindada por cuatro libros relacionados con la metodología de la investigación científica, fueron instrumentos valiosos para el presente trabajo. 3.7.2 Técnica experimental Leaf Pack Network: los procedimientos de esta técnica se describen a continuación. 3.7.2.1 Recolección y selección de las hojas Este proceso consiste en la recuperación y clasificación de hojas procedentes de árboles y otros tipos de vegetación que se encuentra a orillas de la quebrada en donde se ejecutará la investigación. Dichas hojas serán utilizadas posteriormente en la elaboración de paquetes de hojas de control, instrumentos bases para la identificación de macro-invertebrados en la zona. La escogencia de estas hojas se realiza de acuerdo con los siguientes aspectos: Las hojas poseen un tamaño similar o menor al de la palma de una mano. Las hojas, al ser sujetadas por su tallo, permanecen erectas aún estando mojadas. Las hojas se doblan y no se fraccionan en pedazos pequeños cuando se encuentran secas. 3.7.2.2 Preparación de los paquetes de control Las hojas recolectadas son puestas a secar durante varios días. Una vez secas, dichas hojas son agrupadas en tres conjuntos, de modo que cada uno tenga un peso aproximado de 30 gramos. Realizado esto, se procede a elaborar tres bolsas de malla. En cada una de las bolsas se introducen los 30 gramos de hojas secas, además de una etiqueta resistente al agua en la 37 que se incluyen los siguientes datos: fecha, el número de bolsa, nombre del grupo responsable. Culminado este proceso, las bolsas son debidamente cerradas y aseguradas para evitar que se abran. El paquete de control tendrá sujetado además un mecate largo de material resistente al agua. 3.7.2.3 Colocación de los paquetes de control Los paquetes de hojas se amarran directamente a rocas o ramas cercanas al sitio en la quebrada donde serán colocados. Los paquetes se introducen en el agua y se colocan de manera que se mantengan completamente sumergidos. Cada lugar en donde se coloca un paquete es debidamente señalizado para facilitar la localización de los mismos. Estos paquetes permanecerán en la quebrada durante tres semanas. 3.7.2.4 Recolección de los paquetes de hojas En un balde plástico se recolecta agua de la quebrada. El mecate que sostiene a cada paquete de control es cortado, al mismo tiempo y de forma rápida el paquete es sacado de la quebrada y colocado en el balde que contiene el agua. Este recipiente se transporta a un lugar apto para realizar el estudio de los paquetes de control que contienen las hojas. 3.7.2.5 Revisión de los paquetes de control Una vez ubicados en un lugar apto para realizar el estudio y la revisión de los paquetes de control, se procede primeramente a abrir cada bolsa. El contenido se coloca en una bandeja que contiene agua de la misma quebrada en donde se realizó la investigación. Aquí se sacuden las hojas para hacer salir los macroinvertebrados. En la misma bandeja se distribuye el contenido que ha quedado y se inicia con el rescate de los macroinvertebrados que ahí se encuentren. Las especies de cada bolsa son colocadas en otra bandeja con agua 38 de la quebrada y ahí se extraen cuidadosamente para ser observadas con un microscopio y posteriormente son fotografiadas. Se hace el conteo del número de individuos por cada especie encontrada y se da inicio a la identificación de las mismas según la información que brinda el Manual de Leaf Pack Network. Posterior a esto se obtienen las conclusiones de la investigación. 39 3.8 Cronograma ACTIVIDADES PRINCIPALES MESES DE EJECUCION Año 2013 Julio Búsqueda de temas que suponen interés para el desarrollo de la investigación. Selección definitiva del tema. Formulación de interrogantes que guíen y den sentido al proceso de investigación. Búsqueda de colaboradores para el proyecto (profesores, padres de familia). Búsqueda de estudios relacionados con el tema de investigación, en Internet, para reforzar las ideas básicas del proyecto. Organización de nuevos enfoques para el proyecto, con base en la investigación realizada. Análisis de la información recaudada hasta el momento. Determinación de la técnica que guiará el desarrollo de la investigación (Leaf Pack Network). Agosto Año 2012 Setiembre Junio Julio 40 Visita a la micro-cuenca El Sitio. Análisis de las condiciones de la micro cuenca y la quebrada El Sitio (presencia de basura, agentes contaminantes). Toma de datos sobre las variables a medir (nitratos, oxígeno disuelto, conductividad eléctrica, temperatura del agua, pH del agua) Análisis de observaciones y datos obtenidos en la visita a la micro cuenca y la quebrada El Sitio. Planteamiento de la metodología del proyecto. Y selección de instrumentos a utilizar. Desarrollo de la primera etapa de la investigación en la quebrada El Sitio (colocación y recolección de los paquetes de control). Desarrollo de la segunda etapa de la investigación en la quebrada El Sitio (colocación y recolección de los paquetes de control). Análisis de los resultados obtenidos en la investigación al aplicar la técnica Leaf Pack Network. Desarrollo de las conclusiones y rectificación o no de la hipótesis planteada. 41 IV CAPÍTULO Análisis de Resultados 42 4 Discusión, interpretación y aplicación de los resultados Basados en lo dispuesto por el Manual Leaf Pack Network, se analiza de la siguiente manera los datos obtenidos en la investigación. 4.1 Datos sobre los paquetes de control: a continuación se describen los datos más relevantes acerca de los paquetes de control utilizados para la recolección de la muestra de macroinvertebrados. PAQUETE DE CONTROL 1 1. Fecha de colocación Jueves 30 de agosto de 2012 2. Hora de colocación 04:05 pm 3. Responsables de la colocación Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro 22 días 4. Tiempo que permaneció en la quebrada 5. Fecha de recolección Jueves 20 de setiembre de 2012 6. Hora de recolección 7. Responsables de recolección NOTA: Los puntos 6, y 7no han sido completados porque el paquete de control 1 no pudo ser localizado. PAQUETE DE CONTROL 2 1. Fecha de colocación Jueves 30 de agosto de 2012 2. Hora de colocación 04:05 pm 3. Responsables de la colocación Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro 22 días 4. Tiempo que permaneció en la quebrada 5. Fecha de recolección Jueves 20 de setiembre de 2012 43 6. Hora de recolección 03:50 pm 7. Responsables de recolección Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro PAQUETE DE CONTROL 3 1. Fecha de colocación Jueves 30 de agosto de 2012 2. Hora de colocación 04:05 pm 3. Responsables de la colocación Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro 22 días 4. Tiempo que permaneció en la quebrada 5. Fecha de recolección Jueves 20 de setiembre de 2012 6. Hora de recolección 04:00 pm 7. Responsables de recolección Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro PAQUETE DE CONTROL 4 1. Fecha de colocación Martes 25 de junio del 2013 2. Hora de colocación 3:30 Pm 3. Responsables de la colocación Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro Carlos Mora Garro 28 días 4. Tiempo que permaneció en la quebrada 5. Fecha de recolección Viernes19 de julio de 2013 6. Hora de recolección 1:30 Pm 7. Responsables de recolección Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro Carlos Mora Garro 44 PAQUETE DE CONTROL 5 1. Fecha de colocación Martes 25 de junio del 2013 2. Hora de colocación 3:40 Pm 3. Responsables de la colocación Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro Carlos Mora Garro 28 días 4. Tiempo que permaneció en la quebrada 5. Fecha de recolección Viernes19 de julio de 2013 6. Hora de recolección 1:35 Pm 7. Responsables de recolección Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro Carlos Mora Garro PAQUETE DE CONTROL 6 1. Fecha de colocación Martes 25 de junio del 2013 2. Hora de colocación 3:48 Pm 3. Responsables de la colocación Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro Carlos Mora Garro 28 días 4. Tiempo que permaneció en la quebrada 5. Fecha de recolección Viernes19 de julio de 2013 6. Hora de recolección 1:40 Pm 7. Responsables de recolección Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro Carlos Mora Garro 45 PAQUETE DE CONTROL 7 8. Fecha de colocación Martes 25 de junio del 2013 9. Hora de colocación 3:55 Pm 10. Responsables de la colocación Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro Carlos Mora Garro 28 días 11. Tiempo que permaneció en la quebrada 12. Fecha de recolección Viernes19 de julio de 2013 13. Hora de recolección 1:50 Pm 14. Responsables de recolección Arturo Blanco Naranjo Rosa Mora Garro Carlos Mora Garro 4.2 Datos sobre las especies encontradas Paquete de control 1 Se supone que alguna causa externa a la investigación provocó que el paquete no estuviera en el sitio de la quebrada donde inicialmente fue colocado. Dado esto no fue posible realizar el análisis del paquete de control. Paquete de control 2 Especie 1: Basados en la Guía de Identificación de Macroinvertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la primera especie encontrada corresponde a la Categoría Imagen 1-Hirundinea-Fuente Propia 46 HIRUNDINEA(sanguijuelas).Fueron encontrados un total de 4 individuos que conciernen a esta especie. Especie 2: Basados en la Guía de Identificación de Macro-invertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la segunda especie encontrada corresponde al orden ODONATA, además se incluye en el suborden Zygoptera (caballitos del diablo) y en la familia Coenagrionidae. Fue encontrado únicamente un Imagen 2-Coenagrionidae-Fuente Propia individuo que concierne a esta especie. Especie 3: Basados en la Guía de Identificación de Macro-invertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la tercera especie encontrada corresponde al orden ODONATA, además se Imagen 3-Calopterygidae-Fuente Propia incluye en el suborden Zygoptera (caballitos del diablo) y en la familia Calopterygidae. Fue encontrado únicamente un individuo que concierne a esta especie. Imagen 4-Calopterygidae-Fuente Propia Imagen 5-Calopterygidae-Fuente Propia 47 Paquete de control 3 Especie 1:Basados en la Guía de Identificación de Macro-invertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la primera especie encontrada corresponde al orden ODONATA, además se Imagen 6-Coenagrionidae-Fuente Propia incluye en el suborden Zygoptera (caballitos del diablo) y en la familia Coenagrionidae.Fueron encontrados un total de cuatro individuos que conciernen a esta especie. Imagen 7-Coenagrionidae-Fuente Propia Especie 2: Basados en la Guía de Identificación de Macro-invertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la segunda especie encontrada corresponde al orden CRUSTACEAE, Imagen 8-Isopoda-Fuente Propia incluyéndose a su vez en la familia Isópoda. En este paquete fue encontrado únicamente un individuo que concierne a esta especie. Especie 3:Basados en la Guía de Identificación de Macro-invertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la tercera especie encontrada corresponde a la categoría HIRUNDINEA Imagen 9-Hirundinea-Fuente Propia 48 (sanguijuelas). En este paquete fue encontrado únicamente un individuo que concierne a esta especie. Paquete de control 4 Especie 1: Basados en la Guía de Identificación de Macro-invertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la primera especie encontrada corresponde al orden ODONATA, además se incluye en el suborden Zygoptera (caballitos del diablo) y en la familia Coenagrionidae. Fueron encontrados un total de dos individuos que conciernen a esta especie. Especie 2: Basados en la Guía de Identificación de Macroinvertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la segunda especie encontrada corresponde al orden DIPTERA, incluyéndose a su vez en la familia Chironomidae. Fueron Imagen 10-Chironomidae encontrados dos individuos que conciernen a esta especie. Especie 3: Basados en la Guía de Identificación de Macroinvertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la segunda especie encontrada corresponde al orden DIPTERA, incluyéndose a su vez en la familia Tubifex. Fueron encontrados un total de catorce individuos que conciernen a esta especie. Imagen 11-Tubifex-Fuente Propia 49 Especie 4: Basados en la Guía de Identificación de Macro-invertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la primera especie encontrada corresponde al orden ODONATA, además se incluye en el suborden Zygoptera (caballitos del diablo) y en Imagen 12-Coenagrionidae-Fuente Propia la familia Coenagrionidae. Fueron encontrados un total de cuatro individuos que conciernen a esta especie. Especie 5: Basados en la Guía de Identificación de Macro-invertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Imagen 13-Coenagrionidae-Fuente Propia Leaf Pack Network, se determina que la tercera especie encontrada corresponde a la categoría HIRUNDINEA (sanguijuelas). En este paquete fueron encontrados siete individuos que conciernen a esta especie. Imagen 14-Hirundinea-Fuente Propia Paquete de control 5 Se supone que alguna causa externa a la investigación provocó que el paquete no estuviera en el sitio de la quebrada donde inicialmente fue colocado. Dado esto no fue posible realizar el análisis del paquete de control. 50 Paquete de control 6 Especie 1: Basados en la Guía de Identificación de Macro-invertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la primera especie encontrada corresponde al orden ODONATA, además se incluye en el suborden Zygoptera (caballitos del diablo) y en la familia Coenagrionidae. Fue encontrado únicamente un individuo que concierne a esta especie. Especie 2: Basados en la Guía de Identificación de Macroinvertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la segunda especie encontrada corresponde al orden DIPTERA, incluyéndose a su vez en la familia Tubifex. Fueron encontrados un total de tres individuos que conciernen a esta especie. Especie 3: Basados en la Guía de Identificación de Macroinvertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la segunda especie encontrada corresponde al orden DIPTERA, incluyéndose a su vez en la familia Chironomidae. Fue encontrado un individuo que concierne a esta especie. 51 Especie 5:Basados en la Guía de Identificación de Macro-invertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la tercera especie encontrada corresponde a la categoría HIRUNDINEA (sanguijuelas). En este paquete fueron encontrados seis individuos que conciernen a esta especie. Paquete de control 7 Especie 1: Basados en la Guía de Identificación de Macroinvertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la primera especie encontrada corresponde al orden ODONATA, además se incluye en el suborden Zygoptera (caballitos del diablo) y en la familia Coenagrionidae. Fueron encontrados ocho individuos que conciernen a esta especie. Especie 2: Basados en la Guía de Identificación de Macroinvertebrados en Agua Dulce, incluida en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la tercera especie encontrada corresponde a la categoría HIRUNDINEA (sanguijuelas).Fueron encontrados cuatro individuos que conciernen a esta especie. 52 4.3 Valor de tolerancia a la contaminación de los macroinvertebrados encontrados Basados en el Manual Leaf Pack Network, se procede a establecer una evaluación de calidad del agua a partir de índice biótico de las especies de macroinvertebrados encontrados en los paquetes de hojas de control. Especie 1: Basados en las hojas de cálculo para análisis de datos incluidas en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la primera especie encontrada correspondiente a la Categoría HIRUNDINEA (sanguijuelas), cuenta con un valor de tolerancia a la contaminación de 8.0, según el porcentaje de índice biótico, por lo que este macroinvertebrado es indicador de agua de mala calidad, con posibilidad de contaminación orgánica severa. Especie 2: Basados de las hojas de cálculo para análisis de datos incluidas en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la segunda especie encontrada correspondiente al orden ODONATA, suborden Zygoptera y familia Coenagrionidae, cuenta con un valor de tolerancia de 7.0, según el porcentaje de índice biótico, por lo que este macroinvertebrado es indicador de agua de mala calidad, con posibilidad de contaminación orgánica severa. Especie 3: Basados en las hojas de cálculo para análisis de datos incluidas en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la tercera especie encontrada correspondiente al orden ODONATA, suborden Zygoptera y familia Calopterygidae, cuenta con un valor de tolerancia de 7.0, según el porcentaje de índice biótico, por lo que este macroinvertebrado es indicador de agua de mala calidad, con posibilidad de contaminación orgánica severa. 53 Especie 4: Basados en las hojas de cálculo para análisis de datos incluidas en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la cuarta especie encontrada correspondiente al orden CRUSTACEAE, de la familia Isópoda, cuenta con un valor de tolerancia de 8.0, según el porcentaje de índice biótico, por lo que este macroinvertebrado es indicador de agua de mala calidad, con posibilidad de contaminación orgánica severa. Especie 5: Basados en las hojas de cálculo para análisis de datos incluidas en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la quinta especie encontrada correspondiente al orden DIPTERA, familia Chironomidae, cuenta con un valor de tolerancia de 8.0, según el porcentaje de índice biótico, por lo que este macroinvertebrado es indicador de agua de mala calidad, con posibilidad de contaminación orgánica severa. Especie 6: Basados en las hojas de cálculo para análisis de datos incluidas en el Manual de Leaf Pack Network, se determina que la quinta especie encontrada correspondiente al orden DIPTERA, familia, cuenta con un Tubifex valor de tolerancia de 8.0, según el porcentaje de índice biótico, por lo que este macroinvertebrado es indicador de agua de mala calidad, con posibilidad de contaminación orgánica severa. 4.4 Resultados de las mediciones adicionalmente realizadas Seguidamente, se detallarán los resultados obtenidos tras las mediciones que adicionalmente fueron realizadas y que se conocen, tienen una estrecha relación con la calidad en el agua de distintas fuentes de agua. 54 Tabla 1. Mediciones pH, conductividad eléctrica, temperatura, nitratos, fosfatos. Sitio y fecha de medición pH Conductividad eléctrica Temperatura Nitratos Fosfatos Sitio 1 5,47 50 ys/cm 18,97 ºC 6,56 50 ys/cm 19,10ºC 8,2 19 ys/cm 18,62ºC 4,92 50 ys/cm 18,72ºC 5,34 10 ys/cm 18,69ºC 6,76 70 ys/cm 19,01ºC 7,8 60 ys/cm 20,4ºC 1,5ppm 4ppm 6,55 50 ys/cm 19,89ºC 1,5ppm 4ppm 24-06 2013 Sitio 2 24-06-2013 Sitio 3 25-06-2013 Sitio 4 25-06-2013 Sitio 5 25-06-2013 Tabla 1. Mediciones Sitio 6 25-06-2013 Sitio 7 15-07-2013 Sitio 8 15-07-2013 Como se puede observar, el pH en el agua mantiene niveles entre un 4.92 y 8.2 como máximo, lo que indica que la acidez en el agua es relativamente alta. La conductividad eléctrica mantiene de igual manera un porcentaje bastante elevado, así como el nivel de concentración de fosfatos. El nivel de concentración de nitratos es relativamente inferior al de fosfatos, pero no dejan de ser significativas las cifras mostradas. 55 4.5 Medidas para tratamiento adecuado de los recursos hídricos El uso de detergentes que sean biodegradables, para el lavado de la ropa, desinfectar pisos, lavado de calles, y todas aquellas actividades que requieran de detergentes comunes, puede colaborar a disminuir la presencia de fosfatos en el agua. Depositar los residuos de comida y de grasas directamente al basurero, no dejarlos correr por los caños para evitar que puedan llegar a alguna fuente de agua. Utilizar filtros especiales en las salidas de agua, que evitará la presencia de residuos tóxicos en el agua. Desarrollar correctos sistemas de alcantarillado sanitarios y plantas de tratamiento de aguas residuales. Evitar el vertido directo de basura al cauce de la quebrada y en sus alrededores, tales como plásticos, materiales de construcción, toallas higiénicas, desechos de sustancias agroquímicas, entre otros, ya que son materiales de difícil degradación. Evitar el desperdicio de agua, tratar de utilizar solo la cantidad adecuada. Recordemos que el planeta Tierra está compuesto en un 9t% de agua salada y un 3% de agua dulce del cual, solo un 1% es apta para el consumo humano. Desarrollar programas de reciclaje, reforestación en pro de la conservación de las fuentes de agua. Promover el uso de abonos y fertilizantes orgánicos en las actividades agrícolas de la zona. 56 V CAPÍTULO Conclusiones 57 5 Conclusiones La realización de este trabajo permite concluir lo siguiente: La quebrada El Sitio, según la guía para evaluación de calidad del agua a partir de índice biótico del Manual Leaf Pack Network, se encuentra en condiciones que van desde niveles medianamente contaminados hasta muy contaminados. El alto porcentaje de fosfatos y la elevada conductividad eléctrica en el aguade la quebrada evaluada evidencian que posiblemente acciones como el vertido de aguas jabonosas, ricas en estos compuestos, se están presentando por parte de las poblaciones aledañas. El alto porcentaje de nitratos presentes en el agua de la quebrada en estudio, demuestran que posiblemente las actividades agrícolas que se desarrollan circundantes a esta, están ocasionando el vertido de desechos químicos y orgánicos, de abonos y plaguicidas a las aguas, por efecto de la escorrentía. La basura que se encuentra en el cauce como plásticos, cartones y desechos de construcción, provoca que la quebrada sea un hábitat apropiado para el desarrollo de macroinvertebrados tolerantes a aguas contaminadas. Además esto genera la presencia nula de peces y otros animales acuáticos en la quebrada El Sitio. 5.1 Recomendaciones Se recomienda, el desarrollo de campañas de limpieza, así como el impulso a los programas de conservación de agua potable, reciclaje, reforestación y siembra de árboles en las comunidades pertenecientes a la microcuenca. La continuidad a proyectos de este tipo en la microcuenca El Sitio, permitirá el avance en el conocimiento sobre las condiciones que presenta la quebrada. Ante los resultados 58 obtenidos, se aconseja el estimulo a pequeñas y medianas empresas de la zona para que apoyen esfuerzos de este tipo y así, con el debido proceso, minimizar el impacto que está quebrada recibe por parte de la población. El desarrollo de campañas de información sobre el uso adecuado de los recursos hídricos y, algunas formas en que se puede disminuir la contaminación del agua en fuentes naturales, es una buena opción para integrar a la población en proyectos de conservación del medio ambiente. 59 Bibliografía . 60 Bibliografía Arrojo, P. (1999). Exhibition catalogue, «Water, rivers and peoples». Recuperado el 04 de Julio de 2013, de http://www.cazarabet.com Bernal, C. (2006). Metodología de la Investigación (2ª ed.). México Brolatto, M. P. (2004). Biblioteca Virtual en Saúde. Recuperado el 04 de Julio de 2013, de http://bases.bireme.br/cgibin/wxislind.exe/iah/online/?IsisScript=iah/iah.xis&src=google&base=REPIDISCA&lang=p&ne xtAction=lnk&exprSearch=39520&indexSearch=ID Consultora de aguas. (2001). Nitraros en el agua. Recuperado el 11 de Julio de 2013, de http://www.cdaguas.com.ar/pdf/aguas/06_Nitratos_en_agua_potable.pdf Dieterich, H. (1996). Nueva guía para la investigación científica. 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Recuperado el 01 de Julio de 2013, de http://www.famu.org/mayfly/pubs/pub_a/pubalbaj1996p203.pdf 62 Anexos 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 Fotografías o Recolección y selección de las hojas. o Colocación de los paquetes de hojas en la quebrada. 85 o Identificación de las especies de macro-invertebrados. 86 Feria de Ciencia y Tecnología 2013 Liceo de Tarrazú Titulo del Proyecto: Los macroinvertebrados y su relación con la calidad del agua en la micro cuenca El Sitio. Bitácora Integrantes Arturo Blanco Naranjo Rosa Angélica Mora Garro 87 Carlos Mora Garro Tutor Daniel Agüero Piedra Fecha: 20 Julio 2012 Lugar: Liceo Tarrazú Hora: 11:25 am Descripcion de actividades realizadas: El grupo se reúne en durante el receso de almuerzo en el colegio para definir el tema de investigación. Para llegar a la deducción se escucharon y acogieron opiniones de profesores y otros compañeros de estudio. El tema seleccionado se relaciona con los macroinvertebrados de la zona. Posteriormente se formulan las siguientes interrogantes para dar inicio a la investigación: ¿Qué son los macroinvertebrados? ¿Es posible encontrar macroinvertebrados en la micro cuenca a la que pertenecemos? ¿Son los macroinvertebrados indicadores de las condiciones de contaminación en la quebrada El Sitio? 88 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: 25 Julio 2012 Lugar: Casa de Habitación Hora: 2:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se dispone a buscar ayuda por parte de profesores para la sentar las bases de la investigación. Se determina pedir al Prof. Daniel Agüero su colaboración como tutor para el proyecto. Además, se habla con el Prof. Gabriel Morales y se le solicita el acceso al laboratorio de cómputo del colegio para realizar ahí los avances escritos del proyecto. Al Prof. Álvaro Bonilla se le pide tutoría para plantear nuevos enfoques al tema de investigación. El Prof. Daniel Agüero acepta guiar el proyecto de acuerdo con sus conocimientos sobre la micro cuenca El Sitio. Nuestros padres deciden colaborar en lo posible con la futura investigación. 89 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: Lugar: Hora: 31 Julio 2012 Laboratorio Computo Liceo de Tarrazú 01:20 pm Descripcion de actividades realizadas: Se inicia con la investigación en Internet acerca de aspectos relacionados con los macroinvertebrados, tales como su estilo de vida, su ciclo de desarrollo, las familias que conforman y los medios necesarios para su sobrevivencia. En esta ocasión solamente se hace lectura de la información encontrada, para reforzar los conocimientos que se tienen sobre el tema. Se analiza dicha información y se consultan las dudas a los profesores colaboradores. 90 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: 04 Agosto 2012 Lugar: Casa de Habitación Hora: 03:00 pm Descripcion de actividades realizadas: Se investiga en Internet sobre técnicas para la investigación de macroinvertebrados. Se muestra interés por ejecutar la técnica Leaf Pack Network. Se localiza en la página Stroud Water Research Center un manual para la aplicación de dicha técnica en ríos y quebradas de cualquier tipo. Nos parece una opción sencilla y lo suficientemente adecuada para determinar la calidad del agua en la micro cuenca El Sitio, de acuerdo con los macro-invertebrados que se localicen en la misma. 91 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: Lugar: Hora: 07 Agosto 2012 Micro Cuenca El Sitio, Quebrada El Sitio 03:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se realizó una visita en compañía de los profesores Álvaro Bonilla, Gabriel Morales y Daniel Agüero a los alrededores de la quebrada El Sitio. Parte del curso de la quebrada se sitúa junto al Liceo de Tarrazú. Se observó el tipo de vegetación en la zona, las características de la quebrada, sus dimensiones, apariencia visual, olor y existencia de especies animales en la misma. Además se dedicó importancia durante el recorrido a la identificación de las actividades humanas desarrolladas en la micro cuenca. Se observó la presencia de campos agrícolas y urbanizaciones cercanas a la quebrada. 92 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: Lugar: Hora: 30 Agosto 2012 Micro Cuenca El Sitio, Quebrada El Sitio 03:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se hace una visita a la quebrada con el fin de colocar los paquetes de hojas de control en tres lugares distintos. Cada lugar es señalizado con una bandera. Se asiste en compañía de los Profesores Gabriel Morales y Álvaro Bonilla. 93 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: Lugar: 20 Setiembre 2012 Micro Cuenca El Sitio, Quebrada El Sitio 03:30 pm Hora: Descripcion de actividades realizadas: Se visita la quebrada El Sitio para realizar la recolección de los paquetes de hojas de control, en compañía de los profesores Gabriel Morales, Álvaro Bonilla y Daniel Agüero. Se da la identificación de las especies de macro-invertebrados hallados en los paquetes de control, obteniendo de esta forma los resultados de la investigación. Posteriormente se generan las conclusiones a las que se llegó con la realización del proyecto. 94 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: 20 Junio 2013 Lugar: Liceo de Tarrazú Hora: 12:00 pm Descripcion de actividades realizadas: Nos reunimos los compañeros Arturo, Carlos y Rosa junto con el profesor Daniel Agüero para evaluar la posibilidad de retomar y ampliar el proyecto de investigación iniciado en el año 2012. Se decide optar por un espacio en la feria científica institucional 2013. 95 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: 21 Junio 2013 Lugar: Liceo de Tarrazú Hora: 03:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se plantean la hipótesis, los objetivos y la metodología a seguir en la investigación. Se preparan los instrumentos para aplicar la técnica Leaf Pack Network. Esto incluye la recolección y selección de las hojas, la preparación de las bolsas de malla, la preparación de los paquetes de control y de las etiquetas que portarán la información de cada uno de los paquetes a utilizar. 96 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: Lugar: Hora: 24 Junio 2013 Micro Cuenca El Sitio, Quebrada El Sitio 03: 00 pm Descripcion de actividades realizadas: Se visita la quebrada El Sitio, transepto El Colegio, para realizar mediciones de pH, temperatura, conductividad eléctrica y oxigeno disuelto en el agua. Asisten Rosa, Carlos, Arturo y el profesor Daniel Agüero. 97 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: Lugar: 25 Junio 2013 Micro Cuenca El Sitio, Quebrada El Sitio 02: 40 pm Hora: Descripcion de actividades realizadas: Se procede a la colocación de los paquetes de control en el cauce de la quebrada El Sitio. Asisten los estudiantes Rosa Mora, Carlos Mora y Arturo Blanco junto con el profesor Daniel Agúero. úer 98 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: 26 Junio 2013 Lugar: Casa de Habitación Hora: 03:45 pm Descripcion de actividades realizadas: Se ingresa a Internet para buscar información que sea de utilidad en el marco teórico del proyecto. Se ingresa al sitio web: » Leaf Pack Network. 99 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: 27 Junio 2013 Lugar: Casa de Habitación Hora: 01:45 pm Descripcion de actividades realizadas: Se ingresa a Internet para buscar información que sea de utilidad en el marco teórico del proyecto. Se ingresa a los sitios web: » Investigación Hidrológica 2011. » Los macroinvertebrados como indicadores de la calidad de las aguas. 100 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: 01 Julio 2013 Lugar: Casa de Habitación Hora: 04:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se ingresa a Internet para buscar información que sea de utilidad en el marco teórico del proyecto. Se ingresa al sitio web: » Macroinvertebrados. » Guías Costa Rica. » Macroinvertebrados acuáticos y calidad de las aguas de los ríos. 101 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: 04 Julio 2013 Lugar: Casa de Habitación Hora: 02:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se ingresa a Internet para buscar información que sea de utilidad en el marco teórico del proyecto. Se ingresa al sitio web: » Biblioteca Virtual en Saúde. » Exhibition catalogue, «Water, rivers and peoples» » Nueva guía para la investigación científica. 102 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: 07 Julio 2013 Lugar: Casa de Habitación Hora: 08:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se ingresa a Internet para buscar información que sea de utilidad en el marco teórico del proyecto. Se ingresa al sitio web: » Water Treatment Solutions. » Water Treatment Solutions-Conductividad del agua. » Los Macroinvertebrados acuáticos. 103 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: 11 Julio 2013 Lugar: Casa de Habitación Hora: 05:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se ingresa a Internet para buscar información que sea de utilidad en el marco teórico del proyecto. Se ingresa al sitio web: » El uso de los macroinvertebrados bentónicos como indicadores de la condición ecológica de los cuerpos de agua corriente. » Los macroinvertebrados y su valor como indicadoras de la calidad del agua. » Nitratos en el agua. . 104 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: 13 Julio 2013 Lugar: Casa de Habitación Hora: 05:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se ajustan algunos detalles de la metodología de la investigación. Participa el grupo completo. Se establece la justificación de la metodología, se definen los eventos de estudio, las fuentes de información, la población, la muestra y las variables a considerar de la investigación. . Responsables: 105 Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: Lugar: Hora: 15 Julio 2013 Micro Cuenca El Sitio, Quebrada El SItio 03:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se visitan la quebrada El Sitio, transepto El Colegio, para realizar mediciones de pH, fosfatos, nitratos, temperatura, conductividad eléctrica y oxigeno disuelto en el agua. Asisten Rosa, Carlos, Arturo, los profesores Daniel Agüero, Álvaro Bonilla y Gabriel Morales. 106 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: Lugar: 19 Julio 2013 Micro Cuenca El Sitio, Quebrada El SItio 01:30 pm Hora: Descripcion de actividades realizadas: Se visitan los sectores en donde habían sido colocados los paquetes de hojas de control. Se recolectan con el debido proceso. Se trasladan al colegio y se procede a hacer la recuperación y conteo de los macroinvertebrados. Una de las cuatro bolsas colocadas no pudo ser recuperada. Se macroinvertebrados. . encuentran cuatro especies distintas de 107 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: Lugar: Hora: 21 Julio 2013 Casa de Habitación 03:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se realiza la tabulación de los datos y el análisis de los resultados obtenidos en la investigación. Se desarrollan las conclusiones y las recomendaciones del proyecto. Se ajustan los últimos detalles para la Feria Científica Institucional. 108 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: Lugar: Hora: 8 Agosto 2013 Casa de Habitación 06:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se ajustan detalles de exposición, se prepara el material requerido (cartel) para la Feria Científica Circuital. 109 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: Lugar: Hora: 27 Agosto 2013 Casa de Habitación 03:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se ajustan detalles de exposición para la Feria Científica Regional. 110 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro Fecha: 06 Octubre 2013 Lugar: Casa de Habitación Hora: 05:30 pm Descripcion de actividades realizadas: Se ajustan detalles del informe escrito y bitácora para la futura participación en la Feria de Ciencia y Tecnología 2013, nivel nacional. 111 Responsables: Rosa Mora Garro Arturo Blanco Naranjo Carlos Mora Garro
