7.13. ANEXO 13. PROGRAMA DE MONITOREO DE LAS LAGUNAS

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1 7.13. ANEXO 13. PROGRAMA DE MONITOREO DE LAS LAGUNAS PROGRAMA DE MONITOREO DE LAS LAGUNAS. De carácter estacional de las lagunas urbanas que permita su uso como fuente de abastecimiento de agua potable no convencional y con potencial aplicabilidad a otras fuentes de agua superficiales de la Región (comuna de San Pedro, Laja, Contulmo, Cañete) y del país. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

2 PROGRAMA DE MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AGUA DE LAS LAGUNAS URBANAS DE CONCEPCIÓN, CHILE: ANÁLISIS DE RESULTADOS Y PROPUESTA Oscar Parra, Viviana Almanza, Roberto Urrutia y Carolina Baeza. Centro de Ciencias Ambientales, EULA-Chile. Universidad de Concepción PROYECTO INNOVA CHILE 10CREC Agua, situaciones de emergencia, factibilidad técnica para el abastecimiento de agua potable desde un sistema de lagunas urbanas Unidad Desarrolladora Unidad Mandante Unidad Interesada Centro de Ciencias Ambientales EULA-Chile (Universidad de Concepción) Municipalidad de Concepción ESSBIO S.A. Concepción 2013 PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

3 Índice 1. Introducción Area de Estudio Resultados Discusión Conclusiones Elementos recomendados para el programa de monitoreo de las lagunas urbanas de Concepción. 412 Objetivos del monitoreo Diseño de Monitoreo Indicadores de calidad del agua Aseguramiento de la Calidad Manejo de datos Análisis de datos / evaluación Informes Evaluación Programática Apoyo General y Planificación de Infraestructuras Referencias Bibliográficas PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

4 1. Introducción Se ha previsto sobre la base de los resultados obtenidos en el Proyecto Innova Chile 10CREC-8453 ( ), formular una propuesta de un Programa de Monitoreo sobre la calidad de las aguas de las lagunas urbanas de Concepción, el cual debe permitir en el marco de un Plan de Recuperación de estos sistemas lagunares, conocer la evolución de estos cuerpos de aguas en relación a las acciones de gestión ambiental, asumidos en él, que permitan su conservación y el mejoramiento de los espacios públicos y por ende de la calidad de vida de la población del Gran Concepción. Un Programa de Monitoreo de Calidad de Agua (PMCA) consiste en mediciones de largo plazo, con una frecuencia establecida de determinados parámetos físicos, químicos y biológicos, siguiendo metodologías estandarizadas en un o varios cuerpos acuáticos de un área determinada, que requieren un seguimiento, una evaluación de su evolución y la entrega de información, de una manera tal que los principales actores involucrados, i.e., autoridades, servicios públicos, empresas y ciudadanía en general, conozcan, comprendan y tomen decisiones de una manera informada. Desde un punto de vista científico, una propuesta de programa de monitoreo debe basarse en un estudio de línea base de los cuerpos de aguas de interés, es decir de los resultados de un o varios proyecto de investigación (anteriores y actuales) y sus respectivas publicaciones, que permita generar información con base científica sobre el estado de salud ambiental de los cuerpos de aguas, con el objeto de establecer que parámetros y variables físicas, químicas y biológicas son las relevantes en cuanto a las características indicadas y que su medición en el tiempo y espacio, sirvan como indicadoras de su estado y evolución(chapman 1992). En lo que respecta al sistema de lagunas del Gran Concepción, se contaban con dos elementos importante, un importante número de publicaciones de las condiciones anteriores (Dellarossa et al., 1976; Parra et al. 1976; Rosas, 1981; Parra et al., 1986; Parra et al., 1989; Valdovinos, 2006; Eula, 2009; Parra, 2009; Urrutia, 2009; Díaz, 2010; Acuña, 2010) y la información y los resultados de este proyecto Innova, permitiendo así contar con una línea base con una dimensión temporal de largo plazo y actualizada, lo que permitió, además, hacer comparaciones en el tiempo sobre las condiciones ecológicas de estos cuerpos de aguas. Esta propuesta de Programa de Monitoreo se realiza con el fin de apoyar las acciones por parte de las autoridades de la Municipalidad de Concepción con respecto al rol que estos cuerpos de agua deben prestar a la ciudad y así promover la participación de la ciudadanía la cual, al contar con el conocimiento en la problemática se espera incremente su interés respecto al futuro de estos sistemas ecológicos, porque podrán establecer relaciones causa efecto a partir de las acciones que se adopten, que ellos las percibirán a través del mejoramiento de sus entornos y calidad de vida. El Programa de Monitoreo (PM) fue formulado siguiendo los requerimientos establecidos por la EPA en el año 2003 y desarrollados por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA 841-B ). Según la EPA, primordialmente se debe elaborar y establecer una estrategia a nivel de la autoridad política (en este caso el Gobierno Local o PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

5 Municipal en primera instancia, y posiblemente insertos en las politicas regionales y nacionales sobre la materia), la que se xpresa en un plan de aplicación a largo plazo que incluye una línea de tiempo, que no exceda de diez años, para lograr los objetivos de la estrategia respecto al patrimonio natural de la Comuna. Se entiende como estrategia para el caso de las lagunas de Concepción, todas las acciones que la política municipal (emanada y acordada con el conocimiento y respaldo de la ciudadanía) haya considerado para lograr un uso pleno de los servicios y beneficios ecosistémícos (belleza escénica, recreación, paisajismo, pesca deportiva, navegación, amortiguación hídrica, fuentes agua potable, conservación de la biodiversidad, etc.), que estos cuerpos de agua otorgan a los habitantes del Gran Concepción Es importante que la estrategia sea de largo alcance o plazo e identifique también los temas técnicos-científicos a considerar y las necesidades de recursos, que actualmente son un impedimento, para un programa de control adecuado. Según la EPA (2003) el Programa de Monitoreo debiera hacer referencia a cada uno de los elementos que se presentan a continuación: 1. Objetivos del Programa de Monitoreo (PM): El PM debe ser eficiente y eficaz en la generación de los datos que contribuyan a las necesidades de la gestión en las lagunas en cuanto a la toma de decisiones, se deben incluir una amplia gama de objetivos de gestión de calidad de agua, incluyendo los que están incluidos en las normativas nacionales de calidad de agua. 2. Diseño del PM: Consiste en la elección de los sitios a muestrear que mejor sirvan a los objetivos propuestos, basado en la probabilidad de hacer válidas inferencias estadísticas acerca de la condición de los cuerpos de agua bajo control y vigilancia. 3. Indicadores complementarios de calidad del agua: La EPA recomienda utilizar un procedimiento por etapas para el monitoreo que incluya indicadores básicos seleccionados para representar a cada uso designado aplicable, además de los indicadores complementarios elegidos según un sitio específico. Los indicadores básicos para el recurso agua incluyen aquellos de carácter físicos/hábitat, químicos/toxicológicos, y biológicos/ecológicos, y se pueden utilizar de forma rutinaria para evaluar el cumplimiento con los estándares de calidad de agua. Indicadores complementarios se utilizan cuando existe una razón de que un contaminante específico puede estar presente en la cuenca hidrográfica del cuerpo de agua bajo control. 4. Aseguramiento de la Calidad: Se debe establecer planes de gestión de la calidad y aseguramiento de programas/proyectos/planes de calidad, mantenimiento y revisión de pares, esto con el fin de garantizar la validez científica de las actividades de vigilancia y de laboratorio. 5. Manejo de datos: Contempla el acceso electrónico para el manejo de datos de la calidad del agua, y el acceso público a ellos. 6. Análisis de datos / evaluación: Establecer una metodología que incluya criterios para la recopilación, análisis y la integración de toda la información disponible. 7. Informes: Elaboración y producción de informes oportunos y completos de calidad del agua, ojalá con una amplia difusión, en especial a los actores interesados. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

6 8. Evaluación Programática: Llevar a cabo revisiones periódicas de cada aspecto del programa de monitoreo para determinar si el programa cumple con su decisión de cual calidad de agua se necesita para determinados usos y requerimientos, incluyendo todos los tipos de cuerpos de agua. Esto debe incluir la evaluación del PM para determinar qué tan bien se dirige a cada uno de los elementos claves y la determinación de cómo se incorporan en los futuros ciclos de monitoreo los necesarios cambios y adiciones o complementos. 9. Apoyo General y Planificación de Infraestructuras: Identificar actuales y futuras necesidades de recursos que se requiere para aplicar plenamente la estrategia del programa de monitoreo. Sobre la base de lo analizado anteriormente, el propósito de esta contribución es la formulación de un programa de monitoreo de la calidad de agua para las lagunas urbanas de Concepción, el cual sirva como una herramienta en la toma de decisiones sobre el manejo de estos cuerpos de agua para la ciudad de Concepción. 2. Area de Estudio En la ciudad de Concepción se encuentra una de las áreas con mayor número de lagunas localizadas en el radio urbano de Chile; entre ellos la Laguna Redonda, Las Tres Pascualas, Lo Galindo, Lo Méndez y Lo Custodio (Fig. 1). Estas lagunas quedaron insertas en el radio urbano de la ciudad de Concepción a medida que la ciudad creció y se expandió, ubicándose a menos de 1,5 km de la plaza de armas en el caso de la Las Tres Pascualas y a 3 km la más retirada de la plaza de armas, correspondiendo a la laguna Lo Galindo (Fig. 2). Las lagunas fueron paulatinamente rodeadas por casas, edificios, calles, construcciones diversas, redes de agua potable, gas y alcantarillado, llegando, a veces estas intervenciones hasta la zona litoral, como es el caso de Las Tres Pascualas, que sólo tiene un 0,01 km 2 de áreas verdes (Fig. 1). PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

7 Figura 1. Ubicación de las lagunas urbanas de Concepción. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

8 Figura 2. Zonas verdes en cada laguna y distancia entre lagunas y a la Plaza de Armas. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

9 Dado que el crecimiento de la ciudad ha sido episódico, las lagunas no fueron incluidas como tales, es decir teniendo presente su condición de ecosistema acuático, en la planificación del desarrollo urbano hasta hace muy poco tiempo (Parra et al., 1980; 1981; 1985). Por lo anterior, estos sistemas urbanos experimentaron el fuerte embate de las actividades antrópicas; en muchos casos siendo utilizadas hasta el presente como receptores de aguas lluvia y aguas servidas, acopio de basuras, con intervenciones y modificaciones del área litoral, por ejemplo por proyectos inmobiliarios. Los impactos a los que están sometidas las lagunas, hasta el presente, han generado cambios en la estructura y composición de las comunidades biológicas, en la baja transparencia de sus aguas, el crecimiento masivo de microalgas, algunas de ellas de naturaleza tóxica, invasión de diversas especies de macrófitas (Valdovinos, 2006; Parra, 2009), la disminución de las concentraciones de oxigeno disuelto en la columna de agua y el incremento en la concentración de iones disueltos, e.g. amonio, registrándose una situación de eutrofización a hipereutrofización en cada una de ellas (Parra, 1989; 2009; Urrutia; 2009). Según los resultados del presente Proyecto Innova, en cuanto al uso que los habitantes de la ciudad hacen de las lagunas, se constató que la laguna Redonda es la más visitada, principalmente por los habitantes de este sector (respuesta del 60% de los encuestados), lo que se relaciona con la mayor cantidad de servicios para uso recreacional, facilidad de acceso y belleza del paisaje. La segunda más visitada por los habitantes cercanos es la laguna Lo Méndez, en donde un 57% de los encuestados dicen hacer algún uso de la laguna. Por otra parte, las lagunas Lo Galindo y Tres Pascualas son menos frecuentadas por sus habitantes cercanos (48% y 19% respectivamente). En general el tipo de uso realizado en las lagunas es principalmente de tipo recreativo. En la laguna Tres Pascualas se encuentra el parque Tres Pascualas, localizado en la orilla sur y que posee mejores condiciones de aseo y ornato que el resto de la superficie que rodea la laguna (Muñoz, 2010). Según el estudio realizado por Muñoz (2010), el parque Tres Pascualas recibe público joven, grupos de amigos, provenientes de la Universidad San Sebastián, estos frecuentan la laguna los días de semana, sin embargo, durante fin de semana y en menor proporción, la laguna es visitada por familias que viven cerca al sector. En las lagunas Redonda y Lo Galindo, se realizan actividades deportivas, dada la infraestructura de caminos para correr, caminar y montar bicicletas. En el caso de Lo Galindo y Lo Méndez la presencia de cancha de futbol fomenta esta actividad. En estas últimas se realizan también actividades como natación y pesca. Cabe resaltar que solamente la laguna Redonda cuenta con alumbrado, asientos, basureros y senderos peatonales en toda el área. En Lo Méndez, Tres Pascualas y Lo Custodio existe algún tipo de esta infraestructura pero solo en sectores restringidos. Ninguna de las lagunas tiene infraestructura para acoger actividades que involucren la interacción directa con el cuerpo de agua, es decir muelles, embarcaderos, o balsas que permitan la actividad de arriendo de botes o bicicletas acuáticas (Tabla 1a). Observaciones hechas en terreno en Lo Custodio permitieron evidenciar la presencia de niños y familias en el sector, y la utilización de la cancha de futbol y de los juegos en especial por los habitantes del condominio de PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

10 apartamentos ubicado al borde de la laguna, los cuales cuentan con una puerta de acceso a dicha cancha y por ende a la laguna. La Municipalidad de Concepción junto con el Centro Eula en 1993 determinaron el rol de cada una de las lagunas, como parte de los resultados del seminario local denominado Las lagunas urbanas de Concepción, definieron entre los posibles usos el recreacional, preservación y conservación de la naturaleza, fuente de abastecimiento de agua potable, recepción de efluentes y recurso de carácter comunitario. Esta información se presenta resumida en la tabla 1b. Sin embargo, este ejercicio fue netamente académico y no fue considerado dentro del plan regulador de la comuna de Concepción. Como se ha descrito, se han realizado acciones aisladas para proteger y recuperar las lagunas, sin embargo, los habitantes de la ciudad siguen sin hacer uso pleno de ellas y sin generar un sentido de pertenencia hacia las mismas, aun así no se valora la importancia de estos cuerpos de agua para los habitantes y la ciudad. Según Breuste et al. (2003) la naturaleza es un factor muy importante e imprescindible en la vida de las personas y la configuración de las ciudades, independientemente de la nacionalidad o pertenencia social. Estas influyen considerablemente las posibilidades existentes de disfrutar la naturaleza. En una población urbana es necesaria la presencia de áreas verdes como árboles, jardines, plazas, parques, lagunas o humedales que sean de utilidad, tanto para el ecosistema como para la recreación de las personas. Estudios en la provincia de Concepción arrojaron que un 77,5% de las personas en Tumbes y un 72% de las personas en la Laguna Grande de San Pedro valoran la plantación de árboles en la vía pública (Rojas, 2003); y sobre un 60% de las personas de estas dos localidades valoran la conservación de las áreas verdes naturales (Rojas, 2003). Breuste et al. (2003) en su estudio comparativo de naturaleza y espacios libres en zonas urbanas de Halle (Alemania) y Concepción/Talcahuano (Chile), encontraron que en Alemania se busca y se utiliza la naturaleza en las afueras de la ciudad, aunque exista en ella, mientras que en Chile, esto sucede en menor cantidad debido a la menor movilidad y los menores recursos financieros para cubrir costos de salidas. Es decir que la naturaleza en la ciudad para el desarrollo urbano chileno es aún más importante que para los alemanes. Por lo tanto, en Chile la naturaleza en la ciudad adquiere una importancia mayor con respecto a Alemania. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

11 Tabla 1. Utilización de las lagunas por parte de los ciudadanos de Concepción. Ítem Tres Pascualas Redonda Lo Méndez Lo Galindo Lo Custodio Infraestructura Usuarios Tiempo de utilización Área verde Estacionamientos públicos de la Universidad de San Sebastián, utilizados por estudiantes y docentes, lo que se manifiesta en pérdida de espacio para la población (Muñoz, 2010). Sillas y juegos infantiles. A veces se observan fotógrafos con ponis. Principalmente jóvenes estudiantes (entre semana). Familias (fines de semana (Muñoz, 2010). Días de semana y fin de semana, no recibe gran afluencia de público (Muñoz, 2010). Cuenta con una sola área verde, denominada parque de la Laguna Tres Pascualas que es clasificado como Parque Urbano (área verde de una superficie igual o superior a 0,01 km 2 ), el resto de la laguna está ocupada por construcciones. Juegos infantiles, sillas, jardines, estacionamientos, senderos peatonales de paseo, senderos de bicicletas, mirador, restaurantes aledaños, basureros. Iluminación del contorno y en el centro de la laguna. Se puede recorrer caminando toda la laguna. Principalmente familias. Jóvenes deportistas. Pololos. El sector norte tiene una plaza pequeña con jardines, basureros, sillas e iluminación. Cancha Futbol. Jóvenes deportistas. Pololos. Existe una plaza destruida, denominada parque rivera de Lo Galindo un camino peatonal que bordea solo esta pare de la laguna y esta plaza, el cual tiene iluminación. Cancha Futbol. Jóvenes deportistas y jugadores de futbol. El sector norte de la laguna tiene una plaza, con juegos infantiles y una cancha de fútbol, esta zona junto con la parte occidental cuenta con iluminación. Principalmente familias, niños, jugadores de futbol. Fin de semana, entre semana. Fin de semana. Fin de semana. Fin de semana, entre semana. Cuenta con 0,01 km 2 de área verde. El área verde ocupa solamente el 0,02 km 2 de su área Presenta en sus alrededores extensos sectores de áreas verdes, sin embargo tiene construcciones muy al borde de la laguna, El área verde ocupa el 0,04 km 2 de su área Cuenta con una estrecha área verde, en relación al cuerpo de agua, solamente el 0,003 km 2 de su área PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

12 Sector socioeconómico La población que rodea a la laguna es de clase media y media baja, con campamentos en sus alrededores que en general, carecen de infraestructura básica y cuya población es de un nivel socioeconómico bajo (MOP, 2001). La laguna corresponde a las zonas HR3 (Barrio las Tres Pascualas), que corresponde a zonas habitacionales de renovación residencial y equipamiento, con edificación asilada y pareada mayoritariamente al cuerpo de agua, por lo que plantea la exigencia de antejardín y área libre para asegurar el entorno de la laguna y E2 (equipamiento educacional: Universidad San Sebastián), corresponde a zonas de equipamiento educativo y áreas verdes. Se encuentra emplazada en el sector Lorenzo Arenas, correspondiente a un sector socio económico medio, la cual ha sufrido una fuerte expansión desde su creación en el siglo XX, llegando a sostener en la actualidad más de once poblaciones. La población específica donde se ubica la laguna es la población llamada Laguna Redonda. El Sector Santa Sabina está conformado por viviendas antiguas asociadas a un nivel socioeconómico preferentemente bajo corresponde a una microzona industrial donde se permite incluso la instalación de industria y bodega inofensiva o molesta no contaminante (otros usos del sector son comercio y oficinas, equipamiento, área verde), existen residencias donde se han habilitado talleres mecánicos y artesanales, constituyendo fuente de ingreso de los habitantes, en dicho plan las lagunas (MOP, 2001). El sector Teniente Merino Chacabuco uso habitacional y, en general, tiene características socioeconómicas de nivel medio bajo y bajo (MOP, 2001). En el sector S-3 donde se ubica la laguna se permite la instalación de industrias y bodegas inofensivas, (otros usos del sector vivienda, comercio y oficinas, equipamiento, área verde). El sector Teniente Merino Chacabuco uso habitacional y, en general, tiene características socioeconómicas de nivel medio bajo y bajo (MOP, 2001). Se emplazan en el sector S-4, el cual corresponde a una microzona industrial donde se permite incluso la instalación de industria y bodega inofensiva o molesta no contaminante (otros usos del sector son comercio y oficinas, equipamiento, área verde). Acceso El único acceso posible a la laguna es por la Calle Paicaví (Muñoz, 2010). Todo el contorno de la laguna se encuentra ocupado con construcciones. La laguna tiene acceso caminando por todo su contorno, con pasarelas habilitadas sobre la calle Diego de Almagro y otras. Con vehículo se puede acceder por la Calle laguna Redonda. Caminando se puede acceder por la calle Venecia y Sor Teresa de los Andes que bordean el sector norte sector de la laguna El acceso posible a la laguna es por la Autopista General Bonilla, y luego por la calle Padre Alberto Hurtado. Caminando se puede acceder desde esta calle, a la orilla de la laguna. Acceso por la calle Lientur y caminando por el contorno norte y occidental de la laguna. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

13 Tabla 1b. Rol asignado a cada una de las lagunas urbanas, en el seminario local Las lagunas urbanas de Concepción (1993). Rol Lo Lo Lo Tres Galindo Méndez Custodio Pascualas Redonda Uso recreacional X X X X X Juegos infantiles X X X X Paseos X X X X X Balneario X Navegación X X X Deportiva X X Educacional X X X X X Preservación y conservación de la X X X X X naturaleza Recepción de efluentes X X X Recurso de carácter comunitario X X X X X 3.- Resultados Los datos de calidad de agua de las lagunas urbanas, generada y recopilada por el proyecto (ANEXO 4 y 5 del Informe Final 10CREC-8453)), fueron analizados los parámetros físicos, químicos y biológicos, para determinar los niveles de contaminación y eutrofización actuales. De los 65 parámetros medidos en las lagunas ( a ANEXO 4 Informe Final 10CREC-8453)), se priorizaron 32 parámetros que fueron medidos de forma estacional y en todas las lagunas y que se considera son indicadores de contaminación orgánica e inorgánica, así como también indicadores microbiológicos y biológicos de contaminación y/o eutrofización. Estos datos fueron analizados con estadística multivariada con el fin de determinar la variación temporal y espacial de la calidad del agua en las lagunas y determinar la localización de las estaciones de muestreo, profundidad y la frecuencia de toma de muestras de los parámetros de calidad de aguas. En las Tablas 2, 3 y 4, se sintetiza la información de forma estacional por cada laguna. Sobre la base de esta información se ha actualizado el nivel trófico de estos cuerpos de aguas aplicando el Índice de Carlson TSI (Carlson, 1977). Los resultados muestran que las lagunas Lo Custodio, Lo Méndez, Tres Pascualas y Redonda se encuentran eutróficas (TSI >50), y la laguna de Lo Galindo, en estado Hipertrofico (TSI >70) (Tabla 5). PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

14 Tabla 2. Parámetros de calidad del agua de las lagunas Tres Pascualas y Lo Custodio. LAGUNA Tres Pascualas EPOCA Verano Otoño Invierno Primavera Verano Otoño Invierno Primavera Transparencia Disco Secchi (m) 1,46 1,78 1,23 1,0 0,7 0,4 0,5 0,3 Temperatura del agua (ºC) 19,52 15,83 11,18 21,1 20,7 15,0 10,8 23,3 Turbidez (NTU) 6,27 5,38 7,87 7,0 17,0 13,7 23,3 38,4 Conductividad (µs/cm) 359,67 466,63 293,63 332,3 119,8 134,5 122,2 136,0 Sól. Suspendidos totales (mg/l) 4,83 3,25 3,65 10,5 12,4 14,8 10,1 54,4 Solidos totales (mg/l) 8,28 145,86 234,90 219,8 12,4 50,9 106,1 152,4 Color verdadero Pt/Co 9,13 34,00 9,25 14,3 6,0 24,0 6,0 10,0 ph 8,20 7,93 7,64 8,5 8,9 8,8 7,7 7,5 Alcalinidad (mgcaco3/l) 139,75 151,00 102,78 99,9 49,5 55,0 53,2 57,0 Dureza total (mg CaCO3/L) 153,70 167,44 147,20 110,2 50,5 54,5 58,3 44,4 Oxígeno disuelto (mg/l) 8,51 3,12 8,38 4,7 10,5 9,0 10,3 6,2 DBO5 (mg O2/L) 3,30 2,40 2,72 10,9 3,6 3,0 1,7 17,2 DQO (mg O2/L) 18,13 17,86 13,25 30,8 16,1 16,4 6,0 42,0 Fósforo total (mg P/L) 0,07 0,14 0,10 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 Orto-fosfato (mg PO4/L) 0,14 0,04 0,05 0,0 0,1 0,0 0,1 0,0 Nitrógeno total (mg N/L) 1,82 1,85 2,31 1,3 0,6 0,4 0,5 1,2 Nitratos (mg NO3/L) 1,28 0,87 4,92 0,1 0,1 0,1 0,9 0,1 Nitritos (mg NO2/L) 0,03 0,04 0,02 0,0 0,1 0,1 0,0 0,1 Amonio (mg NH4/L) 0,40 1,07 0,24 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Relación N:P 25,59 13,79 23,06 16,9 8,8 4,3 4,9 7,5 Sodio (mg/l) 28,90 27,42 21,80 24,8 5,1 6,2 4,9 4,1 Potasio (mg/l) 9,67 8,67 7,00 9,3 0,4 1,5 1,4 0,8 Calcio (mg/l) 33,80 37,87 34,22 24,3 15,7 17,8 19,2 14,3 Magnesio total (mg/l) 16,33 17,23 15,27 16,3 2,7 2,4 2,5 2,6 Sulfato (mg/l) 37,42 30,79 30,54 36,3 4,4 4,8 7,1 3,7 Cloruro (mg/l) 28,15 27,84 22,04 23,5 5,6 6,2 5,4 5,4 Fluoruro (mg/l) 0,07 0,11 0,08 0,1 0,1 0,1 0,0 0,2 Hierro total (mg/l) 0,17 0,31 0,17 0,1 0,9 0,3 0,7 0,8 Manganeso total (mg/l) 0,19 0,41 0,24 0,1 0,1 0,0 0,0 0,1 Clorofila a (µg/l) 13,32 8,01 4,57 11,4 1,9 10,6 41,2 51,6 Coliformes fecales (NMP/100 ml) 112,25 391,00 729,42 11,3 76,5 822,5 6077,7 180,0 Coliformes totales (NMP/100 ml) 270, , ,67 140,0 910,0 915, ,0 180,0 PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC Lo Custodio

15 Tabla 3. Parámetros de calidad del agua de las lagunas Lo Galindo y Lo Méndez. LAGUNA Lo Galindo EPOCA Verano Otoño Invierno Primavera Verano Otoño Invierno Primavera Transparencia Disco Secchi (m) 0,25 0,39 0,58 0, Temperatura del agua (ºC) 20,38 14,95 10,52 23, Turbidez (NTU) 41,66 21,77 20,13 25, Conductividad (µs/cm) 307,67 311,17 161,29 271, Sól. Suspendidos totales (mg/l) 52,40 33,30 14,50 29, Solidos totales (mg/l) 84,33 116,82 457,16 210, Color verdadero Pt/Co 37,67 45,00 7,60 15, ph 9,13 8,12 7,89 8, Alcalinidad (mgcaco3/l) 110,17 97,67 71,43 111, Dureza total (mg CaCO3/L) 103,72 103,18 90,22 124, Oxígeno disuelto (mg/l) 10,48 7,57 10,07 3, DBO5 (mg O2/L) 29,82 11,67 7,45 10, DQO (mg O2/L) 78,89 46,00 21,10 33, Fósforo total (mg P/L) 0,33 0,22 0,19 0,21 0,06 0,07 0,12 0,10 Orto-fosfato (mg PO4/L) 0,08 0,04 0,09 0,04 0,14 0,04 0,04 0,04 Nitrógeno total (mg N/L) 3,78 1,99 2,96 1, Nitratos (mg NO3/L) 0,06 0,43 3,21 0,10 0,11 0,18 1,83 0,08 Nitritos (mg NO2/L) 0,03 0,02 0,27 0,02 0,03 0,02 0,02 0,02 Amonio (mg NH4/L) 0,10 0,11 0,17 0,03 0,26 0,14 0,03 0,03 Relación N:P 12,81 10,63 17,89 9, Sodio (mg/l) 40,13 22,21 17,18 22, Potasio (mg/l) 5,17 4,34 3,31 3, Calcio (mg/l) 24,45 25,42 22,58 28, Magnesio total (mg/l) 9,64 5,92 8,77 8, , Sulfato (mg/l) 16,21 13,93 11,69 17, Cloruro (mg/l) 22,42 20,99 18,31 20, Fluoruro (mg/l) 0,11 0,12 0,08 0,16 0,106 0,125 0,007 0,13 Hierro total (mg/l) 0,59 0,40 0,48 0, Manganeso total (mg/l) 0,06 0,04 0,08 0,05 0,2005 0,134 0,034 0,195 Clorofila a (µg/l) 151,21 98,02 130,00 46, Coliformes fecales (NMP/100 ml) 166, , ,40 320, Coliformes totales (NMP/100 ml) 1290, , ,00 773, PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC Lo Méndez

16 Tabla 4. Parámetros de calidad del agua la laguna Redonda. LAGUNA Redonda EPOCA Verano Otoño Invierno Primavera Transparencia Disco Secchi (m) 2,18 2,58 2,00 2,30 Temperatura del agua (ºC) 20,02 14,86 10,58 18,56 Turbidez (NTU) 6,93 4,81 3,33 2,70 Conductividad (µs/cm) 334,60 272,83 206,83 226,33 Sól. Suspendidos totales (mg/l) 5,39 2,50 4,27 1,67 Solidos totales (mg/l) 8,46 50,08 143,77 144,67 Color verdadero Pt/Co 5,00 25,00 5,00 5,00 ph 7,99 7,80 8,06 7,85 Alcalinidad (mgcaco3/l) 90,09 87,50 80,58 87,50 Dureza total (mg CaCO3/L) 87,21 91,88 94,80 64,18 Oxígeno disuelto (mg/l) 4,29 5,03 10,20 3,40 DBO5 (mg O2/L) 3,42 3,63 3,39 1,75 DQO (mg O2/L) 10,78 11,38 13,83 9,60 Fósforo total (mg P/L) 0,04 0,04 0,03 0,02 Orto-fosfato (mg PO4/L) 0,14 0,04 0,05 0,04 Nitrógeno total (mg N/L) 0,66 0,67 0,38 0,32 Nitratos (mg NO3/L) 0,08 0,05 0,13 0,05 Nitritos (mg NO2/L) 0,03 0,02 0,02 0,02 Amonio (mg NH4/L) 0,28 0,38 0,03 0,03 Relación N:P 15,77 16,30 13,27 23,00 Sodio (mg/l) 25,42 20,32 17,92 19,99 Potasio (mg/l) 2,96 3,02 2,83 3,99 Calcio (mg/l) 17,98 18,55 18,43 17,56 Magnesio total (mg/l) 10,45 10,79 11,55 10,93 Sulfato (mg/l) 10,15 10,27 11,27 12,06 Cloruro (mg/l) 18,01 17,20 16,90 18,45 Fluoruro (mg/l) 0,07 0,10 0,04 0,12 Hierro total (mg/l) 0,67 0,02 0,05 0,02 Manganeso total (mg/l) 0,14 0,00 0,00 0,02 Clorofila a (µg/l) 39,83 57,52 20,93 1,20 Coliformes fecales (NMP/100 ml) 14,00 33,50 60,98 4,90 Coliformes totales (NMP/100 ml) 124,33 109,25 242,06 33,00 PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

17 Tabla 5. Índice de Carlson (<20 Ultraoligotrófico, 30 y 40 Oligotrófico, 40 y 50 Mesotrófico, 50 y 60 Eutrófico, >70 Hipertrofico) para todas las lagunas estudiadas. Parámetros Lo custodio Lo Galindo Lo Méndez Redonda Tres Pascualas Disco Secchi 71,0 74,0 58,6 48,2 55,5 Clorofila 62,7 76,3 66,0 63,9 52,5 Fosforo total 71,93 83,18 67,34 53,20 70,56 Carlson s TSI 68,51 77,84 63,99 55,10 59,51 Los resultados obtenidos del análisis de cluster por estaciones del año mostraron que al 9% de similitud se hacen dos grupos, uno formado por verano, otoño, invierno y primavera de las lagunas Tres Pascualas (TP), Lo Méndez (LM), Lo Galindo (LG) y Redonda (R) y otro grupo formado por todas las estaciones correspondientes a la laguna Lo Custodio (LC) y LG en verano (Fig. 3). Los resultados del análisis de Anosim a una vía mostraron que existen diferencias estadísticas entre las lagunas p= 0,001 (Global R): 0,676, por lo que se debe realizar un monitoreo específico para cada uno de estos cuerpos de agua. Al comparar si existen diferencias entre las lagunas a nivel estacional se encuentra que existen diferencias significativas entre las estaciones del año p= 0,03 (Global R): 0,151. Distance Group average Transform: Square root Normalise Resemblance: D1 Euclidean distance EPOCA Verano 2011 Otoño 2011 Invierno 2011 Primavera LG LC LC LC LC LG LM TP TP TP LM Samples LR LR LR LR LM LM TP LG LG Figura 3. Análisis de cluster de la calidad de agua de las lagunas urbanas de Concepción en las diferentes estaciones del año. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

18 Al realizar el análisis de Anosim por cada laguna se obtuvieron los siguientes resultados: Tres Pascualas: los resultados del análisis Anosim a dos vías, donde los factores fueron profundidad de la muestra (superficie y fondo) y puntos de muestreo (E1 y E2), mostraron que no existen diferencias significativas entre las zonas de muestreo y la profundidad, p= 0,714 (Global R): -0,146, a su vez, existen diferencias en la calidad del agua entre las épocas del año p= 0,001 (Global R): 1. Lo Galindo: Los resultados del análisis Anosim a dos vías, donde los factores fueron profundidad de la muestra (superficie y fondo) y puntos de muestreo (E1, E2 y E3), mostraron que existen diferencias en la calidad del agua entre las épocas del año p= 0,001 (Global R): 0,981, sin embargo, no existen diferencias significativas entre las zonas de muestreo y la profundidad p= 0,617 (Global R): -0,045. Lo Méndez: Los resultados del análisis Anosim a una vía, mostraron que no existen diferencias significativas en la profundidad de la muestra (superficie y fondo) p=0,717 (Global R): -0,115, y diferencias en la calidad del agua entre las épocas del año p= 0,001 (Global R): 1. Redonda: Los resultados del análisis Anosim a una vía, mostraron que no existen diferencias significativas en la profundidad de la muestra (superficie y fondo) p= 89,1%Global R): -0,157 y diferencias en la calidad del agua entre las épocas del año p= 0,001 (Global R): 0,88. Los parámetros medidos en las entradas de aguas lluvia para cada laguna fueron incluidas en el presente análisis según la estación del año correspondiente, los resultados de estos análisis muestran que durante el invierno existe un aporte importante de materia orgánica, nutrientes y coliformes totales a través de la escorrentía superficial y de colectores de aguas lluvia, un detalle de los datos se puede observar en el ANEXO 7 del Informe final 10CREC8453. Por otra parte en las lagunas fueron observadas 9 floraciones algales, generadas por 4 especies, como se muestra en la tabla 6. En las lagunas Lo Galindo y Tres Pascualas, se generaron floraciones algales durante la primavera y el verano , de Microcystis aeruginosa que pertenece a la clase Cyanophyceae (algas verde azules) o cianobacterias, debido a que esta especie genera toxinas (cianotoxinas), a sus floraciones se les denomina floraciones algales nocivas (FAN). Las cianotoxinas son péptidos, alcaloides o lipopolisacáridos, que llegan a afectar al sistema nervioso y digestivo además de provocar efectos sobre mucosas y piel. Estas toxinas pueden ingresar al organismo por ingestión directa del agua con floraciones, por contacto a través del baño, o por consumo de animales expuestos a cianotoxinas (Backer, 2002; American Water Works Association, 2010). Probablemente muchos casos de enfermedades causadas por las cianotoxinas no son bien documentadas, ya que los pacientes o los médicos no asocian los síntomas con estas sustancias (UNESCO, 2009). Estas toxinas son relativamente estables y resistentes a la hidrólisis y oxidación por lo que pueden perdurar por largos períodos en el cuerpo de agua (American Water Works Association, 2010). PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

19 En las lagunas urbanas de Concepción, ya habían sido reportadas este tipo de floraciones, en el año 1985 se genero un blooms tóxico de M. aeruginosa en la Laguna Redonda que causo la muerte de cientos de peces. Se atribuyó la muerte de los individuos a la microcistina tipo C (MS) al realizar bioensayos con ratones (Parra and Dellarossa, 1985). Este bloom también se presentó en Lo Méndez y Lo Galindo, sin embargo, no generó consecuencias negativas para los peces, Parra et al., (1986), atribuyeron la formación de la floración tóxica a diferentes factores ambientales, como el rompimiento de la estratificación térmica, estabilidad de la columna de agua y altas temperaturas, que junto con la presencia de las cianobacterias generaron la floración en pocos días. A pesar que las condiciones ambientales antes mencionadas son factibles de que se presenten con regularidad en el lago, no se ha vuelto a expresar una floración tóxica con evidente muerte de peces, hasta el momento. En las Tres Pascualas, se determinaron cuatro variantes de microcistina; MC-RR, MC-FR, MC-LR y MC-YR durante una floración de M. aeruginosa sin evidencia de muerte de peces (Neumann et al., 2000). Años después (2009) se presentó una masiva muerte de peces en el lago, la que fue asociada a cambios en las concentraciones de oxígeno disuelto y aportes autóctonos y alóctonos de amonio, sin embargo, no se realizaron evaluaciones de la toxicidad por microalgas en la columna de agua (Urrutia comp. pers.). En el verano del año 2011 se observó una mortalidad de peces en Lo Galindo, pero sus causas no fueron estudiadas. Por lo anterior, se considera necesario incluir en el monitoreo a las poblaciones o especies de algas que generan floraciones algales (American Water Works Association, 2010). PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

20 Tabla 6. Floraciones por laguna Laguna Época del año Especie Primavera 2011 Microcystis aeruginosa Invierno 2011 Verano 2012 Lo Galindo Tres Pascualas Primavera 2011 Microcystis aeruginosa Otoño2011 Ceratium hirundinella Invierno 2011 Primavera 2011 Lo Méndez Primavera 2011 Dolichospermum spp. Lo Custodio Verano 2012 Euglena sanguinea PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

21 4.- Discusión Para determinar los parámetros a incluir y medir en el PM en los muestreos en todas las lagunas se realizó un Análisis de Componentes Principales PCA que permite identificar los factores que estarían influyendo en la calidad del agua de las lagunas a nivel espacial y temporal. Los resultados del factor 1 que explica el 32% de la variación, muestran que estas diferencias están marcadas principalmente por la conductividad, alcalinidad y dureza total. El factor 2 que explica el 21% de variación indica que las diferencias están dadas por el fósforo total, la DBO 5 y la DQO y el factor 3, con el 15% de la variación muestra que la temperatura del agua los nitratos, el oxígeno disuelto y los coliformes fecales y totales (Tabla 6). Tabla 6. Resultados del Análisis de Componentes Principales PCA Variable PC1 PC2 PC3 Transparencia Disco Secchi (m) 0,153 0,293-0,04 Temperatura del agua (ºC) 0,036-0,098-0,37 Turbidez (NTU) -0,161-0,311 0,017 Conductividad (µs/cm) 0,293-0,048-0,072 Sól. Suspendidos totales (mg/l) -0,124-0,33-0,083 Solidos totales (mg/l) 0,012-0,118 0,211 Color verdadero Pt/Co 0,093-0,217-0,107 ph -0,033-0,095-0,037 Alcalinidad (mgcaco3/l) 0,298-0,073-0,033 Dureza total (mg CaCO3/L) 0,286-0,062 0,094 Oxígeno disuelto (mg/l) -0,144-0,045 0,242 DBO5 (mg O2/L) -0,011-0,337-0,137 DQO (mg O2/L) 0,019-0,352-0,12 Fósforo total (mg P/L) -0,025-0,354 0,106 Orto-fosfato (mg PO 4 /L) -0,041 0,069 0,078 Nitrógeno total (mg N/L) 0,125-0,299 0,179 Nitratos (mg NO 3 /L) 0,069-0,001 0,414 Nitritos (mg NO2/L) -0,086-0,056 0,181 Amonio (mg NH4/L) 0,21 0,036 0,081 Relación N:P 0,211 0,076 0,069 Sodio (mg/l) 0,267-0,096-0,026 Potasio (mg/l) 0,28-0,045 0,083 Calcio (mg/l) 0,248-0,098 0,154 Magnesio total (mg/l) 0,295 0,05 0,042 Sulfato (mg/l) 0,271-0,027 0,099 Cloruro (mg/l) 0,283-0,061 0,026 Fluoruro (mg/l) 0,079-0,171-0,259 PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

22 Hierro total (mg/l) -0,063-0,119-0,03 Manganeso total (mg/l) 0,191-0,033 0,047 Clorofila a (µg/l) -0,049-0,268 0,107 Coliformes fecales (NMP/100 ml) -0,114-0,066 0,393 Coliformes totales (NMP/100 ml) -0,117-0,029 0, Conclusiones A partir de los resultados encontrados se presenta una propuesta de plan de monitoreo para las lagunas urbanas de Concepción. Propuesta del PM para las lagunas de Concepción Elementos recomendados para el programa de monitoreo de las lagunas urbanas de Concepción Objetivos del monitoreo Determinar los cambios de la calidad del agua en cada una de las lagunas urbanas de Concepción para diferentes usos realizados por la ciudadanía. Identificar las causas y las fuentes de deterioro de la calidad del agua. En general con estos objetivos se pretende saber el estado ecológico de las lagunas y la calidad de sus aguas para realizar diferentes usos de las mismas, esto último será analizado según los estándares de calidad de agua que han sido determinados en las normas nacionales de aguas superficiales para agua potable y actividades recreativas, como son las normas Nch 409, Nch 1333, NCh 777/1 y el decreto 144. Con el monitoreo se pretende poder determinar si mejora y/o empeora la calidad del agua con el tiempo, información que podría ser utilizada en el caso de implementar alguna técnica de restauración de las lagunas, debido que se tendría conocimiento de una situación antes y después de la intervención. Además de contribuir a establecer los usos designados para las lagunas. Si se llegara a aplicar el PM se contaría con información relevante para determinar criterios de calidad del agua, y establecer límites de efluentes, establecer cargas diarias máximas totales y evaluar cuales serían las prácticas más apropiadas de manejo para las fuentes no puntuales. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

23 Diseño de Monitoreo Según el análisis de los resultados obtenidos, se propone realizar muestreos estacionales (verano, otoño, invierno, primavera) en cada una de las lagunas. En cada laguna se deberá tomar una muestra integrada con botella Niskin en una estación fija, preferiblemente, en el centro de la laguna y/o en las estaciones monitoreadas en Proyecto Innova Chile 10CREC (ver ANEXOS 4 y 5 del Informe Final 10CREC-8453). Adicionalmente, en la estación de otoño y/o invierno se deberán muestrear las entradas de agua lluvia en todas lagunas, se recomienda que este muestreo se realice durante la primera lluvia de la estación. En mínimo 3 entradas de cada laguna se deberá tomar una muestra de agua en un frasco plástico en el momento en que entra a la laguna. Indicadores de calidad del agua En cada muestreo se deberán tomar los parámetros indicados en la tabla 7, los parámetros: transparencia del agua, temperatura, ph, conductividad, oxigeno disuelto y turbidez, se podrán medir in situ con los equipos correspondientes, para los otros parámetros se deberán trasladar las muestras de agua al laboratorio para su análisis. En la tabla 8 se presentan otros indicadores físicos/hábitat, químicos/toxicológicos, y biológicos/ecológicos, que se deberán medir según el uso que se proyecte para las lagunas. Estos parámetros se basan las normas de calidad de agua Norma Chilena Oficial Nch 1333 Requisitos de calidad del agua para diferentes usos, la norma NCh 777/1 que se refiere al agua potable en fuentes de abastecimiento y obras de captación, en captación de aguas superficiales y el Decreto 143 que establece normas de calidad primaria para las aguas continentales aptas para actividades de recreación con contacto directo. Estas normas consideran parámetros microbiológicos, físicos y químicos y establecen valores límite para cada uno de ellos. Los indicadores complementarios se utilizan cuando exista una razón para medirlos, por ejemplo, presencia de un contaminante específico en la cuenca de la laguna, y/o un cambio de coloración y olor del agua (Tabla 8). PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

24 Tabla 7. Parámetros a medir en el PM en cada laguna. Indicadores Indicadores químicos/toxicológicos Indicadores de contaminación bacteriana Indicadores biológicos/ecológicos Temperatura (ºC) Conductividad (us/cm) Parámetros Transparencia (disco Secchi) (m) Sólidos totales (mg/l) ph Alcalinidad (mgcaco 3 /L) Dureza total (mg CaCO 3 /L) Oxígeno disuelto (mg/l) DBO 5 (mg O 2 /L) DQO (mg O2 /L) Fósforo total (mg P/L) Nitrógeno total (mg N/L) Nitratos (mg NO 3 /L) Potasio (mg/l) Magnesio total (mg/l) Cloruro (mg/l) Coliformes totales (NMP/100 ml) Coliformes fecales (NMP/100 ml) Clorofila a (µg/l) Con el fin de recopilar la mayor cantidad de información posible, se propone la integración de datos de seguimiento voluntarios de la ciudadanía, se propone la habilitación de un correo electrónico y/o un teléfono disponible para recibir llamadas de los vecinos referente a las lagunas, se incluye información sobre cambios de coloración del agua, presencia de malos olores, basura, aceite, informes de descargas, actividades humanas en el entorno y demás información que la ciudadanía pueda aportar. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

25 Tabla 8. Indicadores recomendados y complementarios para el PM. Modificado de la EPA (2003). Indicadores recomendados y suplementarios Indicadores Conservación de la vida acuática Recreación (Decreto 143 y NCh 777/1) Agua de consumo (Nch 777) Profundidad máxima (m) Color Microbiológicos y de turbiedad Profundidad media (m) ph Coliformes fecales y totales, NMP/100 ML Indicadores recomendados Indicadores suplementarios Cobertura macrofitas Cianuro Turbidez, UNT Relación cobertura macrofitas y área Arsénico Sustancias químicas de importancia para la saludelementos del espejo de agua esenciales Clorofila a (ug/l) Cadmio Cobre total Condiciones del paisaje Cromo Cromo (p.e. % de cobertura de usos del Mercurio Fluoruro mg/l litoral) Condición de Eutroficación Plomo Hierro total mg/l Coliformes Fecales (NMP) Bifenilos poiliclorados (PCBs) Diclorometano Benzo (a)pireno Tetracloruro de carbono Acido 2,4 diclorofenoxiacético (2,4 D) Aldrín y Dieldrín* Atrazina Carbofurano Clordano Clorotalonil Cyanazina Heptaclor* Lindano* Simazina Trifluralina Estética Turbidez Magnesio mg/l Manganeso mg/l Selenio mg/l Zinc mg/l Sustancias químicas de importancia para la saludelementos no esenciales Arsénico mg/l Cadmio mg/l Cianuro mg/l Mercurio mg/l Nitratos mg/l Nitritos mg/l Plomo mg/l Sustancias químicas de importancia para la saludsustancias orgánicas Tetracloroeteno mg/l Benceno mg/l Tolueno mg/l Xileno mg/l Parámetros organolépticos Desechos flotantes, aceite, espuma y otros Color verdadero, unidad Pt-CO sólidos Sustancias que produzcan color, olor, sabor Olor o turbiedad objetable Materiales, incluyendo radionucleidos Sabor Quistes de protozoos o huevos Sustancias toxicas (pesticidas) Amoniaco mg/l Cloruro mg/l ph Sólidos disueltos totales mg/l Sulfatos mg/l Abundancia fitoplanton (células por litro) Florecimiento de microalgas, Especie y cantidad max. (cel, col o ind/l) Florecimiento de microalgas, Especie y cantidad max. (cel, col o ind/l) Numero de taxas de fitoplanton Florecimiento de la clase Cyanophyceae Florecimiento de la clase Cyanophyceae (algas (algas verde azules) o cianobacterias verde azules) o cianobacterias evaluar toxicidad evaluar toxicidad Taxas de zooplancton dominantes Abundancia zooplanton (ind por litro) Riqueza zooplanton Especies de macrófitas dominantes Aves diversidad/riqueza Producción de Macrófitas acuáticas (Kg/m2) Florecimiento de microalgas, Especie y cantidad max. (cel, col o Florecimiento de la clase Cyanophyceae (algas verde azules) o PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

26 Las muestras deberán ser trasladadas a un laboratorio certificado en donde se deberán realizar los análisis correspondientes, se sugiere ser analizados con las metodologías determinadas en las normas de calidad de agua mencionadas anteriormente y/o en las utilizadas durante el desarrollo Proyecto Innova (ANEXO 4 Informe Final 10CREC-8453)). Aseguramiento de la Calidad Para asegurar la calidad de los datos se establecerá un taller anual para revisar los datos tomados en el PM. Al taller se invitarán académicos del área de la limnología, salud, arquitectura y ecoturismo procedentes de diferentes universidades de la Ciudad (Universidad de Concepción, Universidad Catolica de la Santísima Concepción, Andres Bello entre otros), autoridades públicas (municipalidad de Concepción, ONEMI, Seremi Salud) y la empresa privada como ESSBIO, entre otras. Manejo de datos Los datos serán almacenados en una base de datos Excel, para su posterior procesamiento y evaluación. Se propone la construcción de una red de datos por internet, que esté disponible en la página web de la Municipalidad de Concepción. A través de gráficos y tablas, los habitantes de la ciudad podrán conocer la calidad de agua de cada laguna, los usos permitidos según esta calidad y además encontrar información biológica de cada cuerpo de agua. Análisis de datos / evaluación Los datos serán analizados con estadística descriptiva y multivariada (análisis de cluster y de componentes principales). Se propone elaborar un de calidad de agua para recreación y para consumo, con el que se pueda indicar a la población la probabilidad de utilizar el agua. Informes Se deberán entregar informes semestrales de la calidad de agua de cada una de las lagunas. Los resultados serán mostrados en la red de datos por internet y en el taller anual para revisar los datos tomados en el PM. Evaluación Programática El equipo de trabajo que tendrá a cargo el PM y la autoridad competente deberá realizar reuniones y talleres de trabajo semestrales con el fin de revisar cada aspecto del programa de monitoreo y determinar si el programa cumple con el uso determinado para cada cuerpo de agua. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

27 Apoyo General y Planificación de Infraestructuras Para llevar a cabo el monitoreo se necesita un equipo de 5 personas, compuesto de la siguiente forma: un director del programa quien coordinara las actividades, evaluará los datos y la información generada, y funcionará de unión con las autoridades úblicas, dos técnicos quienes estarán encargados de la toma de información en terreno y un profesional que deberá coordinar los terrenos, recopilar y analizar la información tomada en cada cuerpo de agua, además de construir los informes correspondientes. Un técnico en divulgación e informática quien construirá la red de datos por internet y estará a cargo de programar y coordinar los talleres y reuniones indicadas en los puntos anteriores. Una evaluación económica, que no es un objetivo de este proyecto, debe ser realizada en un futuro proyecto de tal manera de estimar los costos que signifiquen establecer este Programa de Monitoreo de las Lagunas de Concepción considerando que debe incluir los ítems siguientes: 1. Gastos de Personal 2. Gastos de operación 2.1. Campañas de terreno (movilización, embarcaciones, etc.) 2.2. Análisis de terreno 2.3. Análisis de laboratorio 2.4. Instrumental científico 3. Administración del PM 3.1. Informes 3.2. Reuniones de trabajo 3.3. Actividades de divulgación a la comunidad y actores 3.4. Publicaciones científicas PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

28 6.- Referencias Bibliográficas Acuña, J. (2010). Evaluación de la calidad del agua y determinación del estado trófico de cinco lagos urbanos de Concepción. Tesis de grado para optar titulo de Biólogo Marino. Universidad de Concepción. 40 pp. American Water Works Association. (2010). Algae Sourse to Treatment. Manual of water Supply Practices.1ra Ed. USA 439 pp. Backer, L.C. (2002). Cyanobacterial harmful algal blooms (CyanoHABs): Developing a public health response. Lake and Reservoir Management. 18: Breustre, J., Breutre, I. & Rojas, J. (2003). Naturaleza y espacios libres en zonas urbanasestudios comparativos en Halle (Saale) (Alemania) y Concepción/Talcahuano (Chile). En: Bericht, J., J. Rojas, D. Kasperidus y C. Priego Utilización y manejo de la naturaleza y del paisaje en Aglomeraciones urbanas. UFZ- Umweltforschungszentrum pp. Chapman, D., Water Quality Assessment. 2da Ed. World Health Organization, New York, USA. Dellarossa, V., Ugarte, E., and Parra, O. (1976). Estudio limnológico de las lagos Chica de San Pedro, La Posada y Lo Méndez. II. Aspectos cuantitativos del fitoplancton invernal y su relación con algunas características físicas y químicas del ambiente. Boletín de la Sociedad de Biología de Concepción. Tomo I Díaz, G. (2012). Diversidad zooplanctónica de las lagos urbanas de Concepción (Chile) y su relación con niveles de trofía. Tesis de pregrado. Departamento de Zoología, Universidad de Concepción. 59 pp. EULA. (2009). La situación ambiental de la lago Las Tres Pascualas, Concepción, Chile. Informe Preliminar. Unidad de Sistemas Acuáticos, CCA EULA-Chile. 10 pp. CORFO-Chile, Proyecto INNOVA 10CREC-8453 (2013). Agua, situaciones de emergencia, factibilidad técnica para el abastecimiento de agua potable desde un sistema de lagunas urbanas Muñoz, P. (2010). Utilización y percepción de áreas y paisaje urbano. Estudio comparativo entre la Laguna Tres Pascualas y el Parque Ecuador en la comuna de Concepción. Seminario de Título. Universidad de Concepción. Departamento de Sociología y Antropología. 92 pp. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

29 MOP (2001). Plan maestro de evacuación y drenaje de aguas lluvias de Concepción, VIII Región. Dirección de Obras Hidráulicas (DOH) del Ministerio de Obras Publicas (MOP). Neuman, U., Campos, V., Cantarero, S., Urrutia, H., Henzie, R., Weckesser, J., and Erhard, M. (2000). Co-ocurrence of Non-toxic (Cyanopeptolin) and Toxic (Microcistin) Peptides in a Bloom of Microcystis sp. From a Chilean Lake. Systematic and Applied Microbiology. 23: Parra, O., Dellarossa, V., and Ugarte, E. (1976). Estudio limnológico de las lagos Chica de San Pedro, La Posada y Lo Méndez. I. Análisis cuali y cuantitativo del plancton invernal. Boletín de la Sociedad de Biología de Concepción. 1: Parra, O., Avilés, D., Becerra, J., Dellarossa, V., and Montoya, R. (1986). Primer registro de floración de algas verde azules en Chile: Informe preliminar. Gayana Botánica. 43(1-4): Parra, O., Jara, C., and Guzman, L. (1989). Las lagos intraurbanas de Concepción: Estado actual y perspectivas de recuperación y uso. CIPMA. Tercer encuentro científico sobre el medio ambiente, Concepción, Chile. 14 pp. Parra, O. (1989). La eutroficación de la Lago Grande de San Pedro, Concepción, Chile: un caso de estudio. Ambiente y Desarrollo. 1: Parra, O. (2009). Situación ambiental de las lagos de Concepción. Seminario Recuperemos las Lagos para los Habitantes de Concepción, Concepción EULA-CHILE. 2 pp. Parra, O. and Dellarossa, V. (1985). Perfil biológico de un bloom o floración tóxica de una microalga en Lago Redonda, Concepción, Chile, Departamento de Botánica, Universidad de Concepción. 14 pp. Parra, O., Avilés, D., Becerra, J., Dellarossa, V., and Montoya, R. (1986). Primer registro de floración de algas verde azules en Chile: Informe preliminar. Gayana Botánica. 43(1-4): Rosas, M. (1981). Antecedentes en una población de Peridinium willei Huitfeld-Kaas durante el invierno de 1981 en la Lago Redonda de Concepción, Chile. Tesis de pregrado. Departamento de botánica, Universidad de Concepción. 62 pp. Rojas, J. (2003). Sociedad y Naturaleza. El paisaje en la Calidad de vida urbana. Estudios comparativos de Talcahuano y San Pedro de la Paz (Chile) y de Halle (Saale) (Alemania). En: Bericht, J., J. Rojas, D. Kasperidus y C. Priego Utilización y PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

30 manejo de la naturaleza y del paisaje en Aglomeraciones urbanas. UFZ- Umweltforschungszentrum pp. UNESCO. (2009). Cianobacterias Planctónicas del Uruguay. Manual para la identificación y medidas de gestión. Bonilla, S. (Ed.). Documento Técnico PHI-LAC, N pp. Urrutia, R. (2009). Programa de investigación científica para la restauración ambiental de los lagos urbanos de la ciudad de Concepción. Resumen presentación. Seminario Recuperemos las Lagunas para los Habitantes de Concepción. EULA. 33 pp. Valdovinos, C. (2006). Humedales dulceacuícolas y biodiversidad. en: Atlas social y ambiental del área metropolitana de Concepción. Región del Biobío, Chile. Universidad de Concepción (Eds.). Concepción, Chile pp. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

31 ÍNDICES DE CALIDAD DE AGUA (ICA) Tabla de contenido Introducción Objetivos Metodología Resultados Discusión y Conclusiones Referencias Tablas Tabla 1. Posibles usos para los s de calidad de agua Tabla 2. Ventajas y limitaciones comunes de los diferentes s de calidad de agua, modificado Tabla 3. Clasificación de los trabajos analizados, según el procedimiento matemático para la determinación del de calidad de agua PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

32 Introducción El concepto de la calidad del agua está intrínsecamente ligado a los diferentes usos previstos para esta (Poch, 1999). El uso del recurso hídrico ya sea como agua potable,, riego, generación hidroeléctrica, conservación de la biodiversidad y usos industriales requieren de diferentes calidades de este recurso y por lo tanto, se requiere diferentes criterios de evaluación. Por lo anterior, la calidad del agua se define a partir de un conjunto de variables físicas y químicas y biológicas, que pueden ser aceptables e inaceptables para satisfacer los estándares preestablecidos para el uso considerado. Si el agua deja de cumplir estas normas, debe ser tratada o no consideradas para su uso. Actualmente, se considera la calidad del agua como uno de los factores más importantes a evaluar para proyectar el desarrollo sostenible de una región, por lo que en los últimos años ha aumentado la preocupación sobre cómo medir o determinar correctamente la calidad del agua. La utilización de variables físicas, químicas y biológicas medidas a escalas temporal y/o espacial, han demostrado que no es posible definir claramente la calidad del agua examinando por separado el comportamiento de cada variable, por lo que se deben integrar el conjunto de variables (físicas, químicas y biológicas) en un único valor, es decir, bajo un general o global (Beamonte et al., 2010). Un de calidad de agua, consiste básicamente en una expresión simple de una combinación más o menos compleja de un número de parámetros que caracterizan la calidad del agua. Su ventaja radica en que puede ser más fácilmente interpretado que una lista de valores numéricos. Los usuarios de esta información pueden estar estrechamente relacionados, como: biólogos, ingenieros sanitarios y ambientales, administradores de recursos hídricos; o en su defecto personas apenas familiarizados con la misma, como el caso de usuarios, abogados y público en general; sin embargo, unos y otros podrán rápidamente tener una idea clara de la situación que expresa el (contaminación excesiva, media o inexistente, entre otras) (Valcarcel et al., 2009). Los s pueden ser usados para mejorar, aumentar y difundir la información sobre la calidad del agua (Tabla 1), varían según los datos con que se cuente, el objetivo del o estudio, el área o lugar y la experiencia del investigador. La utilización de los diferentes s permite identificar tendencias de la calidad del agua y áreas problemáticas, así como evaluar su calidad para diferentes usos, mostrar las variaciones espaciales y temporales de la calidad del agua entre otros (Tabla 2). Existen s de calidad de agua (ICA) e s de contaminación (ICO), los cuales reducen una gran cantidad de parámetros a una expresión simple de fácil interpretación entre técnicos, administradores ambientales y el público en general (Torres et al. 2009). La principal diferencia entre uno y otro radica en la forma de evaluar los procesos de contaminación y el número de variables tenidas en cuenta en la formulación del respectivo. Un ICA es un número o valor único que expresa la calidad del recurso hídrico mediante la integración de las mediciones de determinados parámetros de calidad del agua y su uso es cada vez más popular para identificar las tendencias integradas a los cambios en la calidad del agua (Torres et al. 2009). Sin embargo, algunos autores consideran que son un resumen de los datos que no PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

33 llega a proporcionar toda la información para determinar la calidad del agua de un sistema, estas y otras desventajas de los s se sintetizan en la tabla 2. La estructura de cálculo de la mayoría de los ICA se basa en la normalización de los parámetros que los conforman de acuerdo con sus concentraciones, que posteriormente se ponderan en función de su importancia en la valoración (percepción) general de la calidad agua; se calcula mediante la integración de las ponderaciones de los parámetros a través de diferentes funciones matemáticas. Existen dos enfoques para el cálculo: i) el producto ponderado en el cual los pesos dan importancia a los puntajes y todos ellos son ponderados de acuerdo a la importancia de los pesos y luego son multiplicados y ii) la suma ponderada, en la cual cada puntaje es multiplicado por su peso y los productos son sumados para obtener el si los pesos son iguales para cada puntaje. El valor del es llamado valor aritmético no ponderado, si la suma de los pesos no es igual, se conoce como valor aritmético de la calidad del agua (Torres et al. 2009). Algunos autores para los lagos y las lagunas utilizan como sinónimo la evaluación del estado trófico y la calidad del agua. El estado trófico es una herramienta para la clasificación de los lagos, expresa la relación entre el contenido de nutrientes en un cuerpo de agua y el crecimiento de materia orgánica en el mismo (Ryding & Rast, 1992). Así, un lago puede presentar diferentes estados tróficos, según la siguiente clasificación; 1. Oligotrófico: Lagos de baja productividad primaria y biomasa, asociado a bajas concentraciones de nutrientes (nitrógeno y fósforo). 2. Mesotróficos: lagos de transición entre las condiciones oligotróficas y eutróficas. 3. Eutróficos: Lagos que muestran una alta concentración de nutrientes asociados a una alta producción de biomasa, por lo general con una baja transparencia y que presentan muchos efectos sobre las características organolépticas del agua. Las concentraciones de oxígeno pueden ser muy bajas. 4. Hipereutróficos: lagos muy eutróficos con alta concentración de nutrientes y producción de biomasa asociada. Considerando que la calidad del agua se refiere a la capacidad de la misma para sostener varios usos o procesos, y que estos dependen de ciertas características físicas, químicas y/o biológicas, es decir que acorde a las características o propiedades fisicoquímicas del cuerpo de agua (calidad) se le asociaran determinados usos, determinando la calidad del agua con base en el estado trófico de los ecosistemas acuáticos, y a su vez inferir el uso que se puede realizar en el cuerpo de agua, de la siguiente manera: 1. Oligotrófico: natación y otros deportes náuticos. 2. Mesotróficos: navegación y otros deportes náuticos. 3. Eutróficos: observación de aves. 4. Hipereutróficos: observación de aves y pesca. Un tipo de evaluación del estado trófico se basa en comparar los datos obtenidos experimentalmente con los valores fijos propuestos para cada rango por la OCDE (1982) (que utiliza fósforo total, clorofila a y transparencia del agua). También los datos obtenidos en terreno pueden ser evaluados con el de Carlson (1977). Este utiliza como variables los valores medios anuales de la profundidad, transparencia del disco de Secchi y concentraciones superficiales de fósforo total y de clorofila a. El proporciona valores PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

34 que pueden variar entre < 20 ultraoligotrófico, 30 y 40, oligotrófico, 40 y 50 mesotrófico, 50 y 60 eutrófico y > 70 hipertrófico. En los últimos años, se ha utilizado la estadística multivariable (análisis de clúster, análisis de componentes principales y el análisis factorial), como una herramienta para la entendimiento de la calidad del agua debido a que permiten identificar los factores que influyen en la calidad del agua (Zeng & Rasmussen, 2005). La variedad de métodos que se utilizan actualmente para evaluar la calidad del agua permite también identificar variaciones causadas por factores naturales y antropogénicos y determinar los parámetros a medir en programas de seguimiento y/o monitoreo de los cuerpos de agua. En ese contexto, el presente documento se realiza una recopilación de información sobre la evaluación de la calidad del agua en diferentes sistemas, zonas y para variados usos, mostrando los s que más se utilizan para este fin. Tabla 1. Posibles usos para los s de calidad de agua modificado de Valcarcel et al. (2009). Usos de los ICAs Descripción Manejo de recursos Proveen información a personas que toman decisiones sobre las prioridades del recurso. Clasificación de áreas Comparar el estado del recurso en diferentes áreas geográficas. Aplicación de Determinar si se está sobrepasando la normatividad ambiental normativa y las políticas existentes. Análisis de tendencia Analizar los s en un periodo de tiempo, pueden mostrar si la calidad ambiental está empeorando o mejorando. Información pública Útiles en acciones de concientización y educación ambiental. Investigación científica Simplificar una gran cantidad de datos de manera que se pueda analizar fácilmente y proporcionar una visión de los fenómenos medioambientales. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

35 Tabla 2. Ventajas y limitaciones comunes de los diferentes s de calidad de agua, modificado detorres et al. (2009). Ventajas - Permiten mostrar la variación espacial y temporal de la calidad del agua. - Método simple, conciso y válido para expresar la importancia de los datos generados regularmente en el laboratorio. - Útiles en la evaluación de la calidad del agua para usos generales. - Permiten a los usuarios una fácil interpretación de los datos. - Pueden identificar tendencias de la calidad del agua y áreas problemáticas. - Permiten priorizar para evaluaciones de calidad del agua más detalladas. - Toma información compleja y la sintetiza de manera que la hace fácilmente entendible. - Mejoran la comunicación con el público y aumentan su conciencia sobre las condiciones de calidad del agua. - Ayudan en la definición de prioridades con fines de gestión. Limitaciones - Proporcionan un resumen de los datos. - No proporcionan información completa sobre la calidad del agua. - No pueden evaluar todos los riesgos presentes en el agua. - Pueden ser subjetivos y sesgados en su formulación. - No son de aplicación universal debido a las diferentes condiciones ambientales que presentan las cuencas de una región a otra. - Se basan en generalizaciones conceptuales que no son de aplicación universal. - Un está limitado en términos espacio temporales y puede sar lecturas erráticas en un lugar y en una época específica. - Un solo puede no ser indicativo de toda la dinámica del sistema. Puede que la calidad no es apta para abastecimiento, pero puede ser utilizada para recreación y ser apta para el desarrollo de la vida acuática. - Algunos científicos y estadísticos tienden a rechazar y criticar su metodología, lo que afecta la credibilidad de los ICA como una herramienta para la gestión. Objetivos Realizar una recopilación bibliográfica sobre algunos s de calidad de agua (ICA) desarrollados para diferentes usos del agua. Metodología Se realizó una búsqueda on-line a través de la Web de artículos científicos que evalúan la calidad de agua de diferentes sistemas acuáticos a través de s. Para lo anterior se utilizaron diferentes buscadores de internet, principalmente el ISI Web of Knowledge, debido a que este incluye más de revistas de alto impacto en diferentes áreas. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

36 A partir de una búsqueda general, se seleccionaron 31 documentos que fueron sistematizados y analizados en una ficha con los siguientes campos: nombre de la publicación, autor(es), año, revista/libro, resumen, nombre y descripción del, aplicación del y observaciones. Con la información recopilada se construyó un documento que recopila y analiza toda la información. Resultados Los resultados de búsqueda de las palabras clave de s de calidad de agua en la Web of Knowledge mostraron alrededor de documentos que las contienen. La información proviene de 105 países, principalmente de Estados Unidos con el 24% de los registros, seguido por China (7,6%), España (6,7%), Italia (5,8%), India (5,4%) y Canadá (5,2%). En Latinoamérica la información producida sobre ICAs es muy insipiente y se destacan trabajos realizados en México (1,6%) y Argentina (1,3%). La producción de información sobre los ICAs ha aumentado progresivamente en los últimos años de 3,7% en el 2003 a 11,9% en el año 2012, el 96% de la información procede de artículos en revistas, en su mayoría en ingles. En relación a Chile, el tema de la calidad del agua ha recibido poca atención. Si bien es cierto que hay reglamento que data de la década de 1970, la firma de acuerdos internacionales de comercio con, entre otros, EE.UU. y la Unión Europea, y la reciente incorporación en organizaciones como la OCDE han obligado al país a revisar y extender a las regulaciones existentes, así como para buscar y poner en práctica, herramientas y estrategias que favorezcan la gestión sostenible del recurso agua (Espejo et al., 2012). Algunos ejemplos de estas iniciativas han sido impulsadas por la Dirección General de Aguas (DGA), y el Reglamento de Normas Secundaria de Calidad del Agua (NSCA), impulsado por el Ministerio del Medio Ambiente de Chile (anterior CONAMA), el cual busca mantener la calidad de las aguas superficiales continentales de la cuenca para las que se formulan, y para preservar las comunidades acuáticas. Actualmente, existen programas de monitoreo de la calidad del agua superficial en diferentes cuencas, con datos que se remonta a la década de 1970 en algunos casos, sin embargo, estos datos no se utilizan extensivamente para apoyar las decisiones sobre la gestión de los recursos hídricos. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

37 Por último, es importante indicar que en Chile existen algunos trabajos preliminares que han abordado la evaluación de la calidad del agua a través de s en determinados ríos y bahías (no existe información para lagos y/o lagunas) y períodos limitados de tiempo, se destacan principalmente los trabajos de Figueroa et al. (2003), (2005) y (2007) en ríos de la zona centro sur del país, en donde utiliza a indicadores biológicos como los macroinvertebrados bentónicos para inferir sobre la calidad de agua de estos sistemas. En el año 2005 junto con Debels y sus colaboradores calcularon el Índice de Calidad del Agua (ICA) (Water Quality Index) en el río Chillan. El trabajo de Rudolf et al. (2002) en la zona costera de la región del Bio Bio que utiliza la concentración de oxígeno disuelto en la columna de agua como un parámetro importante en la evaluación de la calidad del agua de la bahía de San Vicente, Talcahuano y recientemente, el trabajo elaborado por Espejo et al. (2012) quienes aplicaron un de calidad del agua (enfoque Canadian Council of Ministers for the Environment) en cuatro cuencas del norte de Chile. Los resultados de la revisión de 31 artículos publicados en 18 diferentes revistas (principalmente en Ecological Indicators y Environmental Monitoring and Assessment) mostraron que a pesar de existir gran variedad de procedimientos para desarrollar los s, en la mayoría de los casos se recurre a las mismas formas matemáticas o estadísticas, y se realizan modificaciones dependiendo del cuerpo de agua estudiado (localización, características, tamaño) y el uso del agua principalmente (Tabla 3). Según Fernández et al. (2003), existen actualmente por lo menos 30 s de calidad de agua que son de uso común, los que consideran de 3 a 72 parámetros para realizar las evaluaciones. Prácticamente todos estos s incluyen al menos 3 de los siguientes parámetros: oxígeno disuelto (OD), demanda bioquímica de oxigeno (DBO 5 ) o demanda química de oxígeno (DQO), nitrógeno en forma amoniacal y de nitratos (NH 4 N y NO 3 -N), fósforo en forma de ortofosfato (PO 4 P), ph y sólidos totales (ST). Dentro de los s los más utilizados reportados en la literatura se encuentran el CCME, NSF WQI y el UWQI: El CCME (Canadian Council of the Ministers of the Environment) desarrollado en Canadá en el año Evalúa diez parámetros (saturación de oxígeno, DBO 5, amonio, ph, nitrógeno total, orto-fosfato, material en suspensión, temperatura, conductividad eléctrica y coliformes), este incorpora tres elementos: alcance (número de parámetros que no cumplen los objetivos de calidad del agua), frecuencia (número de veces que no se cumplen) y amplitud (la medida en que no se cumplen). Da puntaje a 5 categorías: excelente (95-100), bueno (80-94), equitativo (65-79), marginal (45-64) y pobre (0-44). El NSF WQI (National Sanitation Foundation Water Quality Index) creado en Estados Unidos en el año Se calcula utilizando ocho parámetros comunes de calidad del agua (oxígeno disuelto, coliformes fecales, ph, DBO 5, fósforo total, nitrógeno, turbidez y sólidos disueltos totales). Los resultados de los parámetros se comparan con las curvas y un valor numérico, o "Q-valor" y el resultado final se PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

38 clasifica en valores que van de como pobres (0-25), justo (25-50), medio (50-70), bueno (70-90) o excelente (90-100). El UWQI de Europa (Water Quality Index), desarrollado por la Comunidad Europea en 1976, se utiliza para evaluar la calidad de agua superficial como fuente de agua potable. Este indicador se basa en doce variables, cadmio, cianuro, mercurio, selenio, arsénico, fluoruro, nitratos, OD, DBO 5, fósforo total, ph y coliformes totales. También existen s desarrollados por los países para dar cumplimiento a sus normas de calidad de agua como el ISQA, IAP, que se describen a continuación: El simplificado de calidad de agua (ISQA) es uno de los más utilizados en España, fue desarrollado en 1982 para las cuencas de Cataluña, se basa en 5 parámetros fisicoquímicos (temperatura del agua, DQO, sólidos suspendidos totales, conductividad y temperatura) y plantea una clasificación de la calidad del agua para 6 usos específicos del recurso, entre los cuales se destaca el abastecimiento para consumo humano. El valor del va de: aguas claras sin aparente contaminación, ligero color del agua, con espumas y ligera turbidez del agua, no natural, apariencias de aguas contaminadas y de fuerte olor, 0-25 aguas negras, con procesos de fermentación y olor. El de calidad de suministro de agua bruta para fines públicos (IAP), desarrollado por las Compañías de Tecnología de Saneamiento Ambiental en Brasil año 2002 como respuesta al aumento en la complejidad de los contaminantes vertidos a las fuentes de agua (Torres et al., 2009). El IAP es el producto de la ponderación de los resultados del de calidad del agua (NSF) y ISTO sustancias tóxicas y organolépticas, que se compone del grupo de sustancias que afectan a la calidad organoléptica del agua y de sustancias tóxicas. Así, el se compone de tres grupos de variables: o IQA - conjunto de variables básicas (temperatura del agua, ph, oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno, coliformes fecales, nitrógeno total, fósforo total, residuo total y turbidez); o ISTO - a) variables que indican la presencia de sustancias tóxicas (formación potencial de trihalometanos - PFTHM, número de células de cianobacterias, cadmio, plomo, cromo total, mercurio y níquel); b) El grupo de variables que afectan la calidad organoléptica (hierro, manganeso, aluminio, cobre y zinc). El de la calidad del agua su calcula mediante la suma de los resultados del IAP, el IVA considerado un indicador adecuado de la calidad del agua con el fin de proteger la vida acuática (valora variables como toxicidad y la eutrofización) y el del baño (IB), que evalúa las condiciones del agua para recreación de contacto primario. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

39 En general, los s desarrollados para evaluar la calidad del agua son constantemente modificados y toman variados nombres. Los resultados de esta revisión bibliográfica mostraron la aplicación de 20 diferentes s (Tabla 3). Los que a su vez fueron aplicados para evaluar la calidad de agua dependiendo de los siguientes usos del recurso agua: abastecimiento para agua potable (5 de los trabajos evaluados), actividad acuícola (4) y evaluación y diagnóstico de la calidad del agua (16). La mayoría de los estudios revisados corresponden a este último ítem, en donde se realizan comparaciones de diferentes s con el fin de obtener los mejores resultados de la calidad del agua y/o desarrollan un nuevo (de acuerdo a sus condiciones particulares) y lo comparan con los más utilizados en la literatura. También aplican los s con el objetivo de establecer programas de monitoreo y control de los sistemas acuáticos y del recurso agua, y determinar el estado de contaminación de los cuerpos de agua y/o la posible utilización del agua. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

40 Tabla 3. Clasificación de los trabajos analizados, según el procedimiento matemático para la determinación del de calidad de agua modificado de Torres et al., Índice (ecuación) Nombre Descripción Referencias ICA NSF (EU) Promedio geométrico ponderado: Wi: peso o porcentaje asignado al i-ésimo ICA Dinius (EU) parámetro Ii: sub de i-ésimo parámetro. IQA Escala de 100 puntos, que resume los CETESB resultados de un total de nueve variables (Brasil) distintas. ICA Rojas (Colombia) ICAUCA (Colombia) CCME-WQI (Canadá) DWQI (EU) CWQI 1.0 Canadian Water Quality Index (agua potable). Agri-food Water Quality Index (AFWQI). Forestry Water Quality Index El incorpora tres elementos: Alcance (F1): porcentaje de parámetros que exceden la norma. Frecuencia (F2): porcentaje de pruebas individuales de cada parámetro que excede la norma. Amplitud (F3): magnitud en la que excede la norma cada parámetro que no cumple. Dos Santos et al. (2008) Lermontov et al. (2009) Tavares & Libânio (2009) Ramesh et al. (2010) wqm/data/wqi/nsfmonthly.ht m Lumb et al. (2006) Boyacioglu (2010) Ferreira et al. (2011) Akkoyunlu & Akiner (2012) Hurley et al. (2012) Espejo et al. (2012) v/waterres/quality/backgrou nd/cwqi.html PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

41 (FWQI) UWQI (Europa) Promedio aritmético ponderado: Wi: peso o porcentaje asignado al i-ésimo parámetro Ii: sub de i-ésimo parámetro Beamonte et al. (2009) Ramakrishnaiah et al. (2009 ) Tavares & Libânio (2009) Ramesh et al. (2010) Akkoyunlu & Akiner (2012) Elijah et al. (2012) He et al. (2012) Ma et al. (2013) ISQA (España) T: Temperatura DQO: Demanda Química de Oxígeno OD: Oxígeno Disuelto Cond: Conductividad SS: Sólidos suspendidos A partir de 2003 el ISQA se empezó a calcular reemplazando la DQO por el carbono orgánico total (COT en mg/l) IAP (Brasil) Donde: IQA: Índice de Calidad del Agua adaptado del NSF para las condiciones de Brasil ISTO: Índice de Sustancias Toxicas y Organolépticas ST: Ponderación de los dos subs mínimos más críticos del grupo de sustancias tóxicas SO: Ponderación obtenida a través de la media aritmética de los subs del grupo de sustancias organolépticas OWQI (Oregón) Donde SI representa el sub de cada variable. Rosado et al. (2012) CETESB (2008) Akkoyunlu & Akiner (2012) PI Donde s1, s2, y v1 son valores obtenidos de Beamonte et al. (2009) (Probabilistic acuerdo con la probabilidad que las diferentes Index) características físicas y químicas pertenecen a PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

42 GQI (general quality index) PI (Pollution Index) intervalos preestablecidos de calidad Donde n es el número de variables físicas y químicas a analizar; Qi representa una función de equivalencia que transforma la concentración de la variable i en un nivel de calidad que oscila entre 0 y 100 (con 0 correspondiente al peor nivel y 100 para el nivel ideal, de acuerdo con el uso previsto del agua), y Pi es la ponderación de la variable i. La suma de todas las ponderaciones debe agregar hasta 1,0 de modo que el calculado será de entre 0 y 100. Donde C es la concentración de la variable, LC es la concentración límite de la variable Beamonte et al. (2010) Pinilla (2010) (HI) C Donde HI corresponde al Índice de Cultivo de Camarón Hidrológico (HI) C. A (Índice de contaminació n orgánica) E (Índice de eutrofización) Donde COD es la demanda química de oxígeno; DIN es nitrógeno inorgánico disuelto; DIP es el fósforo inorgánico disuelto, DO es el oxígeno disuelto; Los parámetros con sub S son las concentraciones estándar WQI Donde k es una constante subjetiva con un valor máximo de 1 para la calidad del agua aparentemente buena y 0,25 para el agua aparentemente muy contaminada, C i es el valor normalizado del parámetro y P i es el peso relativo asignado a cada parámetro. CPI (Contaminati on Potential Donde la cantidad de residuos (F1) y el de peligrosidad (F2) Beltrame et al. (2006 ) Ferreira et al. (2011) Liu et al. (2011) Debels et al. (2005) Sánchez et al. (2007) Seeboonruang (2012) PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

43 Index) BI (Biotic Index) donde n es el número de especies o taxones en una comunidad y TPV es el valor de la contaminación de cada taxón, i. Figueroa et al. (2007) Pinilla (2010) LICOI (Índice de condiciones limnológicas) CPV (Community pollution value) El LICOI es la suma ponderada de la BI de las distintas comunidades. Donde el BI de fitoplancton (BIP), las diatomeas del perifiton (BID), y macrófitas (BIM), macroinvertebrados (BII). SPV (species pollution value) se calcula por la siguiente fórmula: Pinilla (2010) Jian-Guo & Yun-Fen (2005) RSI (River Status Index) Donde N es el número de estaciones; n es el numero de parámetros. En CPV o biótico "n" es el número de especies en una comunidad. La media aritmética no ponderada se asigna a las variables asociadas a los mismos componentes. I i indica el sub de los precios correspondientes a 'orgánicos' y tres variables están contenidos que son DO, DBO 5 y nitrógeno amoniacal (I 1 para el sub de DO, I 2 para el sub de DBO 5 y I 3 para el sub de NH 3 -N); Ij representa el sub de valores para las 'partículas', que consisten en sólidos en suspensión y turbidez; I k es la medición de coliformes fecales, que representa a los "microorganismos". Tres coeficientes de escalamiento son prefijados, que se refieren a Shiow-Mey et al. (2003) PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

44 WQI min (Índice de calidad de agua con el mínimo de parámetros necesarios) WQI moc (Índice con el menor valor normalizado para todas las variables monitoreadas ) DWQI (Drinking Water Quality Index) BMWP, British Biological Monitoring Working Party score system los subs de temperatura (C TEM ), ph (C ph ) y sustancias de toxicidad (C tox ). CDO es el valor debido al oxígeno disuelto después de la normalización; CTurb el valor debido a la turbidez después de la normalización, y CTotP es el valor debido a la concentración de fósforo total después de la normalización. I es un parámetro específico que se minimiza en el cálculo de este. Se establece que el valor numérico para WQI moc es el menor valor normalizado para todas las variables monitorizadas. Donde: Min: mínimo de calidad entre las cinco cualidades del grupo. Max: máxima calidad entre las cinco cualidades del grupo. Consiste en identificar las familias por segmento y asignación de un valor de tolerancia. Los valores totales son sumados y se obtiene el valor final asociado a la clase de calidad. Estos valores pueden ser divididos por el total de familias encontradas asignando un puntaje ( score ) que corresponde a cinco clases de calidad ambiental denominadas ASPT (Average Score per Taxon, Friedich et al. 1996). dos Santos et al. (2008) dos Santos et al. (2008) Ramesh et al. (2010) Figueroa et al. (2007) PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

45 IBF=1/N Σ n i t i, SIGNAL, Stream Invertebrates Grade Number- Averange Level IBF, Índice Biótico de Familias. Este requiere una aproximación cuantitativa de las familias y asignación de un valor de tolerancia para cada una de ellas, el resultado resulta de la razón: Donde n i es el número de individuos en una familia; t i el puntaje de tolerancia de cada familia; N el número total de individuos en la muestra (estación). Figueroa et al. (2007) Figueroa et al. (2003) Figueroa et al. (2007) Estadistica multivariada Análisis de clúster, análisis de componentes principales, análisis discriminante, correlación. Shiow et al. (2003) Figueroa et al. (2005) Zenn & Rasmussen (2005) Papatheodorou et al. (2006) Pejman et al. (2009) Yang et al. (2012) Seeboonruang ( 2012) PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

46 A continuación se presentan los trabajos recopilados y sistematizados según la clasificación elaborada dependiendo del uso del agua para el que fueron aplicados: ABASTECIMIENTO PARA AGUA POTABLE Nombre Water quality indicators: Comparison of a probabilistic index and a general publicación quality index. The case of the Confederación Hidrográfica del Jùcar (Spain) Autores Eduardo Beamonte, Alejandro Casino Martínez, Ernesto Veres Año 2010 Revista/ Libro Ecological Indicators Resumen El objetivo principal de este trabajo fue medir la calidad del agua utilizando un estocástico construido con herramientas de teoría de la probabilidad. Se comparan los resultados obtenidos del probabilístico (PI) con un determinista clásico (el de calidad general, GQI) y con otros s que habitualmente se utilizan en evaluar la calidad del agua, lo anterior con el fin de validar el PI. Utilizaron la información de la Confederación Hidrográfica coche del Ju (España) para el periodo comprendido entre 1990 y Sus resultados demuestran que el GQI se correlaciona positivamente con PI en todo el período de estudio. Debido a su alto potencial, el PI puede utilizarse para analizar posibles cambios temporales en la calidad del agua, así como para determinar la influencia individual de cada variable en la calidad del agua. La novedad de este trabajo es el diseño de un que tiene en cuenta la incertidumbre inherente a los datos, y su aplicación para la medición de la calidad del agua desde una perspectiva general. Nombre del Índice El probabilístico (PI) (probabilistic index) desarrollado por Beamonte et al. (2005). Descripción del PI es un indicador de calidad de agua potable con una fuerte base estadística. PI es un estocástico que se construye con herramientas de teoría de la probabilidad. (Formulas, El PI puede ser usado para analizar posibles cambios temporales en la calidad Parámetros del agua, y poder determinar la influencia individual de cada variable en la calidad biológicos, del agua. Se basa en nueve parámetros: coliformes totales (NMP/100mL), químicos, físicos) conductividad (ms/cm), DBO 5 (mg/lo 2 ), DQO (mg/lo 2 ), fosforo total (mg/l), nitratos (mg/l), oxígeno disuelto (mg/lo 2 ), ph, material en suspensión (mg/l MES). Con este paper se sugiere que es posible realizar un seguimiento de la calidad del agua con el PI en el tiempo puede llegar a mejorar significativamente la calidad del agua. Los resultados del PI los compararon los resultados con el clásico deterministico el general quality index (GQI) utilizado actualmente por las federaciones hidrográficas en España. donde n es el número de variables físicas y químicas a analizar; Qi representa una función de equivalencia que transforma la concentración de la variable i en un nivel de calidad que oscila entre 0 y 100 (con 0 correspondiente al PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

47 peor nivel y 100 para el nivel ideal, de acuerdo con el uso previsto del agua), y Pi es la ponderación de la variable i. La suma de todas las ponderaciones debe agregar hasta 1,0 de modo que el calculado será de entre 0 y 100. Este probabilístico se definió inicialmente para agua potable. En este enfoque, cada variable que se utiliza para definir la calidad del agua se considera una variable al azar. La distribución de la probabilidad inicial y final de cada variable se define de acuerdo con el esquema bayesiano clásico. El factor clave en el diseño de este consiste en modelar el percentil 95ª de la distribución muestral. Este enfoque supone una distribución normal de los datos. Por otra parte, una distribución log-normal mixta se puede utilizar si existen muchos valores cero en las mediciones de algunos variables. En este trabajo adaptan una versión del Índice de Beamonte et al. (2005) para obtener el PI desde la misma perspectiva general utilizado por Provencher y Lamontagne. Entonces, el PI puede expresarse de la siguiente forma: Aplicación del Observaciones donde s1, s2, y v1 son valores obtenidos de acuerdo con la probabilidad que las diferentes características físicas y químicas pertenecen a intervalos preestablecidos de calidad que han sido deducidos de la correspondiente percentil 95 para esa variable, y asistiendo a para el modelo probabilístico que representa concretamente la de los datos comportamiento. La novedad de este trabajo es este diseño adaptado a los niveles de calidad definido en GQI. Los resultados muestran el valor medio de PI no cambia de manera significativa cuando se excluyen cualquiera de las siguientes variables del cálculo: fosfatos totales, nitratos, oxígeno disuelto, y material suspendido. En contraste, PI cambia significativamente si cualquiera de las siguientes variables son excluidas: coliformes totales, conductividad, demanda bioquímica de oxígeno, demanda química de oxígeno y ph. Por otra parte, la omisión de las últimas variables aumenta el valor medio del, que indica una mejor calidad del agua. El GQI se correlacionó positivamente con PI. Las principales diferencias en la clasificación con los dos s fueron en las estaciones con un nivel intermedio de calidad. De manera similar, una correlación positiva significativa se presento entre la PI y otros indicadores comúnmente utilizados para evaluar la calidad del agua. Lugar: Cuenca del río Júcar, España Método de muestreo: 22 estaciones a lo largo del río Análisis estadístico: Compararon los resultados del PI con GQI y con otros dos s menos utilizados para evaluar la calidad del agua el Biological Monitoring Working Party (BWMP) y el de Shannon (SI) mediante una correlación no paramétrica. Analizaron datos desde 1990 a PI puede utilizarse para analizar posibles cambios temporales en la calidad del agua, así como para determinar la influencia individual de cada variable en la calidad del agua. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

48 Nombre Determination of characteristics and drinking water quality index publicación in Mzuzu City, Northern Malawi Autores Elijah M.M. Wanda, Lewis C. Gulula, Gift Phiri Año 2012 Revista/ Libro Physics and Chemistry of the Earth Resumen Se estudio la calidad del agua suministrada a la región norte de la ciudad de Mzuzu, África. Se evaluaron muestras de agua antes de su tratamiento en la planta. Se recomienda que el ICA debe ser adoptado como una herramienta para monitorear y establecer tendencias en la calidad del agua suministrada por la empresa ya que es un compuesto que convierte los datos complejos de calidad del agua en una calificación total que refleja la influencia combinada de la calidad del agua en general, en oposición al enfoque de evaluación univariado realizado por las normas estándares de Malawi. Nombre del Índice WQI. En el estudio el de calidad de agua no tiene un nombre especial. Descripción del - Parámetros: ph, sólidos totales disueltos, conductividad eléctrica, turbidez, dureza total, sólidos suspendidos y la alcalinidad utilizando métodos estándar (Formulas, Parámetros - La puntuación de la calidad del agua para el parámetro i-ésimo esta dado por: biológicos, químicos, físicos) donde V i es el valor del parámetro i-ésimo en un sitio dado de muestreo y s i es el valor estándar admisible del parámetro i-ésimo. Esta ecuación asegura que q i = 0 cuando un contaminante (el parámetro i-ésimo) estaba ausente en el agua mientras q i = 100 si el valor de este parámetro es exactamente igual a su valor admisible para el agua potable. - Sin embargo, la calificación de calidad para el ph necesario un manejo especial. El rango permisible de ph para el agua potable es de 6,0-9,5. Por lo tanto, la calificación de la calidad del agua de ph se calcula utilizando la siguiente ecuación: Donde V ph es el valor medido de ph, q ph es el puntaje del parámetro ph. - Las ponderaciones de los diversos parámetros de calidad del agua se supone que es inversamente proporcional a las normas recomendadas para los parámetros correspondientes mediante la siguiente ecuación: donde Wi es el peso de la unidad para el parámetro i-ésimo, K es la constante de proporcionalidad, que se determina a partir de la condición: - Para calcular el ICA, los sub (SI) i correspondientes a cada parámetro se calcularon como el peso del parámetro por su puntuación, como describe la ecuación: PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

49 - El general de calidad de agua (WQI) se calculó usando los subs de cada parámetro, como describe la siguiente ecuación: Donde i es el parámetro, q i es puntuación del parámetro en base a los valores medidos, w i es la importancia del parámetro dentro del. Aplicación del Observaciones Finalmente, la calidad del agua fue clasificada en seis clases en función de las categorías de calificación e interpretación del WQI: excelente calidad del agua (no requiere tratamiento antes del consumo humano) muy buena calidad (no requiere tratamiento antes del consumo humano) buena calidad (requiere obras menores de tratamiento antes de su consumo humano) media calidad (requiere tratamiento convencional antes del consumo humano) razonable calidad del agua (agua contaminada que tiene dudoso uso como potable) 0-25 mala calidad del agua (agua altamente contaminada que es inaceptable para el consumo humano). Lugar: Mzuzu, Malaui Método de muestreo: Se recolectaron mensualmente 72 muestras de agua entre marzo y septiembre de Las muestras se tomaron de los grifos seleccionados al azar, ubicados en la ciudad de Mzuzu, los que incluyeron escuelas (3), iglesias (1), colegios (2), mercados (4) y la industria (2). Además, el agua cruda se obtuvo de la toma de agua principal planta de tratamiento. El muestreo se llevó a cabo tres veces durante la estación seca (agosto-septiembre de 2011) y tres veces durante la temporada de lluvias (marzo-abril de 2011). Para la recolección, preservación y análisis de muestras, fueron seguidos los métodos estándar de la American Public Health Association (APHA), 1992 y la Asociación de Químicos Analíticos Oficiales (AOAC), Análisis estadístico: No menciona Este estudio permitó identificar problemas o fallas en los sistemas de almacenamiento y purificación del agua potable, lo que permitiría, en caso de encontrar resultados de ICAs malos, determinar su origen y con ello dar una pronta solución. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

50 Nombre publicación Autores Año 2012 Revista/ Libro Water research Resumen Nombre del Índice Descripción del (Formulas, Parámetros biológicos, químicos, físicos) Adaptation and evaluation of the Canadian Council of Ministers of the Environment Water Quality Index (CCME WQI) for use as an effective tool to characterize drinking source water quality Tim Hurley, Rehan Sadiq, Asit Mazumder En este trabajo se presenta una versión modificada del ICA CCME que caracteriza la calidad del agua potable, con el fin de determinar el estado del agua potable en Alberta, Canadá. Con la ayuda de expertos se seleccionaron parámetros importantes en la caracterización de la calidad del agua. La prueba piloto del se realizo utilizando datos históricos de monitoreo con un procedimiento de cálculo del alternativo, para reducir el impacto de la desigualdad de parámetro. Por último, realizaron un análisis de sensibilidad y examinaron los desafíos para la implementación del. Índice desarrollado por el ministerio medioambiental de Canadá (CCME WQI) y se desarrollo una adaptación (CCME WQI adaptado) - Parámetros: ph, turbidez, carbono orgánico total, Escherichia coli, nitrito y nitrato, coliformes totales, hierro, temperatura. - Se utilizan dos ICAS O WQI. El primero es el adoptado del CCME y explicado en otros trabajos revisados. El segundo es una modificación del propuesto por CCME. En ambos casos, el cálculo del es la consecuencia de tres pasos o factores. A continuación se contrastan sus principales diferencias. F 1 WQI CCME WQI CCME modificado F 2 F 3 - Cuando una variable medida no cumple con su directriz se considera una excursión y se calcula de la siguiente manera: Cuando la variable medida no debe superar la directriz (objetivo) Donde j representa los parámetros, m es el número de parámetros. - Cuando una variable medida no cumple con su directriz se considera una excursión y se calcula de la siguiente manera: Cuando la variable medida no debe superar la directriz (objetivo) Cuando la variable medida no debe caer por debajo de la directriz (objetivo) Cuando la variable medida no debe caer por debajo de la directriz (objetivo) PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

51 donde j representa los diferentes parámetros incluidos donde j representa los diferentes parámetros incluidos - La suma normalizada de excursiones (nse) - Excursión promedio calculado por el parámetro - Suma normalizada de excursiones promedio (nsae) Donde m es el número total de variables. - Finalmente F 3 es: - Finalmente F 3 es: Aplicación del Observaciones Lugar: Alberta, Canadá. Método de muestreo: Se realizaron un total de 24 encuestas a expertos. La mayoría de los encuestados recomendaron que la turbidez, ph, carbono orgánico total (TOC), Escherichia coli, nitratos, coliformes totales y hierro deberían incluirse entre las variables para evaluar las condiciones generales de calidad del agua de una fuente. Estas variables fueron evaluadas dos tratamientos: 1) sólo cloración y 2) cloración precedida por filtración con arena (lento). Análisis estadístico: Regresiones lineales, para determinar la normalidad se utilizo la prueba de Shapiro-Wilk. Para correlaciones se utilizo la prueba de Spearman. - La flexibilidad del ICA CCME permite adaptar las puntuaciones de calidad de la fuente para reflejar diferentes escenarios. Al igual que con cualquier, se debe tener cuidado en su cálculo e interpretación. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

52 Nombre An innovative approach of Drinking Water Quality Index A case study from publicación Southern Tamil Nadu, India Autores S. Ramesh, N. Sukumaran, A.G. Murugesan, M.P. Rajan Año 2010 Revista/ Libro Ecological Indicators Resumen Se seleccionaron veintidós parámetros de calidad de agua para la evaluación de la calidad de diferentes pozos que abastecen de agua potable la región sur de Tamil Nadu, India. Se propone un (DWQI) y compara con los s que son desarrollados con metodologías convencionales de aritmética y geométrica. La comparación de diferentes formas de s mostró que la propuesta DWQI es más fiable que los otros, debido a que disminuye problemas de sensibilidad de los s convencionales. Nombre del Índice Drinking Water Quality Index (DWQI) Descripción del Índice de calidad de agua potable es un instrumento matemático utilizado para transformar grandes cantidades de datos de calidad de agua en un único número que (Formulas, representa la calidad del agua potable en general estado. Se evaluaron los siguientes Parámetros parámetros: alcalinidad total, dureza total, calcio, magnesio, cloruro, sulfato, biológicos, fluoruro, nitrato, nitrito, sodio, potasio, elementos traza (Fe, Cu, Mn, Ni, Zn, Pb Cr, químicos, físicos) y Cd), coliformes totales, salmonella. Para el desarrollo del se escogieron aquellos parámetros, que se sabe, son más importantes para la salud humana y la potabilización. Estos se clasifican en cinco grupos. Los parámetros de potabilidad se incluyen en los grupos 1 y 2 y los parámetros relacionados con la salud están incluidos en los Grupos 3, 4 y 5. - En primer lugar, se escalan todos los s a una escala común, de 0 a 100. Luego se asignó el peso (W t ) a cada parámetro de calidad del agua, según su importancia en la evaluación de la calidad del agua potable. donde el factor W es el peso del parámetro; W t es el peso temporal de dicho parámetro, n es el número total de los parámetros en el grupo correspondiente (es decir) n = 5 para la 1 ª, los grupos 2, 3 y 4 y n = 2 para el grupo quinto. - Se asigno un valor de ponderación mayor a los parámetros relacionados con la salud humana, por sobre los parámetros de potabilización y se aplico la agregación ponderada multiplicativa al global, como se muestra a continuación. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

53 Donde: El de calidad de agua de consumo propuesto se obtiene como: Donde: Min: mínimo de calidad entre las cinco cualidades del grupo. Max: máxima calidad entre las cinco cualidades del grupo. Las categorías del son: - El DWQI propuesto se comparó con otros s de calidad de agua convencionales: PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

54 (i) Aditivo ponderado (media aritmética) Índice de Calidad de Agua Potable (DWQI (A) ) se calcula como: (ii) Multiplicativo ponderado (geométrico) Índice de Calidad de Agua Potable (DWQI (G) ) se calcula como: Aplicación del Observaciones Lugar: agua subterránea de pozos localizados en la región sur de Tamil Nadu, India Método de muestreo: Se recolectó una muestra mensual, durante un año, para 24 pozos (febrero de 2006 a enero de 2007). Los componentes químicos se analizaron en el laboratorio utilizando métodos estándar determinado por American Public Health Association (APHA, 1995) y la Oficina de Normas de la India (BIS, 1991) Análisis estadístico: Para comparar los resultados de los diferentes ICAs se realizaron análisis de varianza (ANOVA). Para estudiar las correlaciones utilizaron la prueba de Pearson. Disminuye el problema de la ambigüedad causada por el gran número de parámetros en la agregación, ejecutando la categorización de los parámetros de antemano. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

55 Nombre Proposta de de Qualidade para Água Bruta afluente a estações publicación convencionais de tratamento Autores María Eugenia Tavares, Marcelo Libânio Año 2009 Revista/ Libro Engenharia Sanitária e Ambiental Resumen Este trabajo tiene como objetivo proponer un de calidad de agua potable. Busca priorizar las características físicas, químicas y biológicas del agua en función de las posibilidades de tratamiento mediante tecnología convencional de purificación de agua. El nuevo se aplicó a cinco afluentes naturales de plantas de tratamiento de agua. Nombre del Índice IQAB. Índice de calidad de agua bruta (Índice de Qualidade da Água Bruta) Descripción del 1. Método Delphi El Índice que se propone en ese estudio, se basa en la calidad del agua captada y se (Formulas, establece en función de los requerimientos de su tratamiento para potabilizarla. Para Parámetros ello se estableció un panel de especialistas con los siguientes requerimientos. biológicos, - Garantía de anonimato, con el fin de reducir los factores psicológicos de las químicos, físicos) opiniones vertidas por los especialistas, debido a su grado de experiencia. - Integración de las opiniones mediante cuestionarios. - Retroalimentación de la información de los cuestionarios, para que todos los integrantes conozcan las opiniones de los demás. - Representación estadística de los resultados. Los cuestionarios son muy detallados, con preguntas concretas de la información y extrapolables a eventos futuros y la información expresada debe ser justificada por cada uno de los panelistas. Las respuestas con información cuantitativa es tabulada y analizada estadísticamente. 2. Índice de calidad de agua Se constituyó un panel de 24 expertos (ingeniería civil y ciencias biológicas) a los cuales se les enviaron encuestas relacionadas con s de calidad de agua. Se les envió una lista de 21 parámetros (turbidez, color verdadero, E. Coli, dureza, coliformes termotolerantes, algas, cianobacterias, alcalinidad, ph, coliformes totales, sólidos totales, amonio, sólidos disueltos, temperatura, cloruros, carbono orgánico total, nitrato, fosfato, hierro, manganeso, conductividad) para establecer cuáles de ellos eran fundamentales para tener en cuenta en el cálculo del, y los que se pudieran expresar de según su grado de importancia, de manera que la suma de todos los valores fuera 100. Se realizó una primera encuesta y los resultados se enviaron a todos los participantes. Posteriormente, se envió la misma encuesta y de ella se establecieron 8 parámetros que integrarían el (turbidez, color verdadero, ph, cianobacterias, algas, E. Coli, hierro y manganeso). Una vez definidos los parámetros, se solicitó a cada panelista que representará en un gráfico de cada parámetro que según su juicio significara la variación de la calidad del agua en función del valor de ese parámetro, con el fin que para cada parámetro se desarrollará un gráfico en la cual el eje horizontal representará el valor del parámetro, y el eje vertical la escala de 0 a 100 el valor de q i. Con todas las respuestas se desarrolló una curva media para cada parámetro. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

56 La formulación del Índice se puede llevar a cabo de dos maneras. - Factores aditivos: - Factores multiplicativos: Donde: - W i : Valor asignado a cada parámetro según su grado de importancia. - q i : Puntuación atribuida a cada parámetro. - i. Parámetro. - N: Número de parámetros. Aplicación del Observaciones Lugar: Minas Gerais, Brasil Método de muestreo: Se trabajo con datos de cinco plantas de tratamiento, utilizando los datos operacionales de 2008 referentes a las características de funcionamiento diario Análisis estadístico: No se menciona El propuesto incluye parámetros comúnmente insertados en las normas de potabilización y el seguimiento rutinario operativo de agua superficial utilizada para el suministro. Este resultado favorece su uso como una herramienta para informar a la sociedad de la eficacia de las acciones de conservación llevadas a cabo por la empresa concesionaria. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

57 ACTIVIDAD ACUÍCOLA Nombre Water quality index as a simple indicator of aquaculture publicación effects on aquatic bodies Autores Fabiano dos Santos Simões, Altair B. Moreira, Márcia Cristina Bisinoti, Sonia M. Nobre Gimenez, Maria Josefa Santos Yabe Año 2008 Revista/ Libro Resumen Nombre del Índice Descripción del (Formulas, Parámetros biológicos, químicos, físicos) Ecological Indicators En este trabajo se propone un de calidad del agua (ICA) para subvencionar las acciones de manejo de la cuenca del medio Paranapanema en Sao Paulo, Brasil. La calidad del agua de los ríos Macuco y Queixada fue investigada durante dos años (desde mayo de 2003 hasta mayo 2005). El propuesto en este trabajo está compuesto por tres parámetros (la turbidez, fósforo total y oxígeno disuelto). Las concentraciones de estas tres variables se normalizaron en una escala de 0 a 100 y se generaron clases y/o categorías (excelente, bueno, regular, regular y mala). El se aplicó en diecisiete puntos de monitoreo en los cuerpos acuáticos descritos anteriormente. Además se comparó con otros tres ICAs. Los resultados muestran que la degradación en la cuenca de la actividad acuícola puede inferirse fácilmente con este, que es más restringido que los otros rutinariamente utilizados para inferir la calidad del agua. - Índice de Calidad del Agua propuesto por la National Sanitation Foundation (WQI NSF ) - Índice con el menor valor normalizado para todas las variables monitoreadas (WQI moc ) - Índice de calidad de agua con el mínimo de parámetros necesarios (WQI min ) Se calcularon tres ICAs diferentes sobre la base de parámetros: - El primero de ellos produjo un WQI NSF sobre la base de los parámetros: la demanda bioquímica de oxígeno, oxígeno disuelto, coliformes totales fecales, ph, la temperatura, el nitrato total, fósforo total, sólidos totales y turbidez. Este ICA se calcula utilizando la siguiente ecuación: Donde qi es la puntuación de la calidad del agua de parámetro, un número entre 0 y 100, obtenido a partir de la media de la curva respectiva de variación de "calidad'', como una función de la concentración; n el número de parámetros utilizados, wi el factor de ponderación del parámetro i (número entre 0 y 1). - Se calculó un segundo utilizando el concepto de operador mínimo, propuesto por Smith (1990). Este autor muestra que la calidad del agua para un uso específico es gestionado por los parámetros que indican la peor calidad. donde I es un parámetro específico que se minimiza en el cálculo de este, donde sólo se emplea uno de los parámetros, se consideraron para describir el efecto de la actividad acuícola. Se establece que el valor numérico para WQI moc es el menor valor normalizado para todas las variables monitorizadas. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

58 - La tercera manera de calcular un que fue propuesto por Pesce y Wunderlin (2000). Es un de calidad del agua con sólo tres parámetros, denominados mínimo (WQI min ) se calculó usando la siguiente ecuación: Aplicación del Observaciones donde CDO es el valor debido al oxígeno disuelto después de la normalización; CTurb el valor debido a la turbidez después de la normalización, y CTotP es el valor debido a la concentración de fósforo total después de la normalización. Lugar: Cuenca del río Paranapanema en São Paulo, Brasil Método de muestreo: Colección, estabilización, transporte y almacenamiento de muestras, según las recomendaciones de Standard Methods y la Agencia de Protección Ambiental (EPA). El muestreo de las cuencas hidrográficas se llevó a cabo durante 2 años (mayo de 2003 hasta mayo 2005), que abarca todas las estaciones. Las muestras fueron tomadas aproximadamente cada dos meses. Análisis estadístico: No menciona El propuesto utiliza solo tres parámetros WQI min, describe de muy buena forma la presencia de actividades acuícolas en el impacto sobre la calidad del agua. Puede ser usado como una herramienta para el manejo de cuencas y para el monitoreo de sistemas acuáticos. Una de las ventajas de este es que disminuye los costos de los monitoreos al utilizar tres variables. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

59 Nombre Hydrological and Water Quality Indices as management tools in marine publicación shrimp culture Autores N.C. Ferreira, C. Bonetti, W.Q. Seiffert Año 2011 Revista/ Libro Aquaculture Resumen El objetivo de este estudio fue demostrar la importancia de la implementación de un Índice de Calidad del Agua (ICA) como una herramienta para el manejo del cultivo de camarón y los sistemas naturales aledaños, además de comprender los principales factores que afectan la calidad del agua para prevenir brotes de enfermedades. Se monitorearon y midieron mensualmente los parámetros de calidad del agua de estanque de camarones y las aguas de entrada. El hidrológico (HI) c se aplicó para evaluar el uso potencial de las dos zonas costeras para el cultivo del camarón. El Índice de Calidad del Agua de Canadá (CCME ICA) se aplicó para comparar los parámetros de calidad del agua entre la laguna camaronera suministro de agua y los dos entornos costeros. Los resultados indican que los parámetros de calidad del agua y la época del año están relacionados con el estrés ambiental. Nombre del Índice - Índice Hidrológico de Cultivo de Camarón (HI) c - Índice desarrollado por el ministerio medioambiental de Canadá (CCME ICA) Descripción del - Parámetros físicos y químicos: Temperatura, ph, oxígeno disuelto, salinidad, turbidez, dureza, alcalinidad, amoníaco, nitrito, nitrato, fosfato, sílice. (Formulas, - Parámetros biológicos: clorofila-a coliformes fecales, Vibrio, y recuentos de Parámetros bacterias. biológicos, - Se seleccionaron cuatro variables de calidad del agua, las que fueron ponderadas: químicos, físicos) salinidad, turbidez, ph y oxígeno disuelto. Estas variables fueron seleccionadas teniendo en cuenta los siguientes aspectos: su correlación con características hidrodinámicas dominantes de las masas de agua y la similitud espacial del patrón de distribución en relación con otras propiedades investigadas más difíciles de recolectar. - Para cada una de estas variables se asigno un valor sugerido por Beltrame et al. (2006) que permite la asignación de un rango de peso continuo de 0 a 5. Una vez que el peso variable (VW) y el rango de peso variable (WR) se definen, VW se multiplica por WR para obtener la puntuación de la variable para cada estación de muestreo (SVS). La puntuación final de la estación de muestreo (FSS) se obtiene multiplicar la puntuación de cada una de las cuatro variables PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

60 - La puntuación de la variable (SVS var ), se obtiene como: Donde VW var es el peso de la variable y WR var es el rango de peso de la variable. - La puntuación final de cada estación de muestreo (FSS) se obtiene multiplicando la puntuación de cada una de las cuatro variables. - El FSS puede variar entre 0,0 y Para facilitar la comprensión del, se calculo HI para que los valores varíen de 0 a 10 según la ecuación: donde HI corresponde al Índice de Cultivo de Camarón Hidrológico (HI) C. Los valores (HI) C fueron agrupados en 5 clases de aptitud para el cultivo de camarón - El (HI) c se agrupo como: - El ICA CCME se obtuvo mediante una función matemática para comparar el valor de los 18 parámetros de calidad del agua medida en cultivos de camarón con los límites recomendados. El está basado en una combinación de tres factores: (F1) el número de variables cuyos objetivos no se cumplen (Alcance), (F2) la frecuencia con la que los objetivos no se cumplen (Frecuencia), y (F3) la cantidad por que los objetivos no se cumplen (amplitud). Éstos se combinan para producir un solo valor (entre 0 y 100) que describe la calidad numéricamente agua. Nota a cero (0) significa valor de la calidad del agua muy pobre, mientras que un valor cercano a 100 significa la calidad del agua excelente. Aplicación del - Las variables se analizaron por separado para obtener parámetros estadísticos (media, desviación estándar, mínimo y máximo) para cada uno de los compartimentos de muestreo. Entonces, todos los datos fueron integrados en una matriz de correlación para resumir las interacciones entre los parámetros de calidad del agua, la evaluación del grado de dependencia entre variables y la distribución determinado por estas interacciones. Lugar: Santa Catarina, Brasil Método de muestreo: Este monitoreo se realizo en cultivo de camarón y en otros dos sitios naturales en el norte de Santa Catarina. El muestreo se realizó mensualmente a lo largo de 13 meses, desde octubre de 2007 a octubre de El análisis de muestra se realizó por triplicado. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

61 Análisis estadístico: Para evaluar el grado de dependencia entre las variables se aplicó la prueba de correlación no paramétrica de Spearman. Observaciones - El ICA refleja muy bien la calidad del agua con base a la combinación de parámetros analizados (enfocados en el cultivo de camarones). - El ICA puede ser adaptable a otras actividades, cambiando los parámetros medidos o las ponderaciones. - Refleja muy bien el cambio de la calidad del agua, a través del tiempo. - El ICA desarrollado es práctico, con una interpretación sencilla y rápida de datos, además es una herramienta de gestión importante para las empresas de acuicultura. - Es un ICA desarrollado para una actividad productiva específica. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

62 Nombre Pre-selection of Areas for Shrimp Culture in a Subtropical Brazilian Lagoon publicación Based on Multicriteria Hydrological Evaluation Autores E. Beltrame; C. Bonetti; J. Bonetti Año 2006 Revista/ Libro Journal of Coastal Research Resumen Esta investigación analiza la aplicación de un análisis cuantitativo sobre un conjunto de datos hidrológicos con el fin de determinar los sitios en las lagunas más favorables para la captación de agua marina para cultivo de camarón. La metodología aplicada se basa en la Evaluación Multicriterio (EMC). La propuesta se basa en la aplicación de un conjunto datos de los criterios sobre un número de estaciones de muestreo distribuidos espacialmente para representar los gradientes hidrológicos. Nombre del Índice - Hydrological suitability Index Range (HI) Descripción del - Parámetros: temperatura, ph, oxígeno disuelto, profundidad de Secchi, seston (fracciones totales, orgánicos e inorgánicos), turbidez, salinidad, alcalinidad y (Formulas, nutrientes inorgánicos disueltos (N-NH 4, N-NO 2, N-NO 3, PO 4 y SiO). Parámetros biológicos, - Para el cultivo de camarones, se consideraron relevantes solo: salinidad, turbidez, químicos, físicos) ph y oxígeno disuelto (según correlaciones) - La temperatura se considera irrelevante para el propósito de la selección del sitio camarón de cultivo, ya que en el interior de los estanques, la temperatura, responde directamente a la calefacción solar. - El peso relativo de cada parámetro fue elegido por el método de optimización jerárquica, lo que permitió clasificar a los factores de acuerdo a su importancia en la descripción general de las características hidrológicas de cada punto de muestreo. Se proponen cinco alternativas para cada variable, desde el menos favorable (peso cero) a las mejores condiciones del medio ambiente (peso cinco). - La salinidad y la turbidez recibieron un mayor peso, debido a la posibilidad de utilizarlos como sustitutos de la circulación marina y en consecuencia la presencia de aguas más limpias, además la salinidad es indispensable para el cultivo del camarón. En contrario, el ph y el oxígeno disuelto, tiene los pesos más pequeños porque se puede corregir fácilmente durante la administración del estanque. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

63 - El puntaje por estación de muestreo se obtiene: - Los resultados finales se ajustaron a una base numérica común. El método elegido fue normalizar las puntuaciones en una escala de 0 a 10 por transformación no lineal. - El valor HI se obtiene de la media a partir de los cuatro sectores de estudio. Aplicación del Observaciones Lugar: Santa Catarina, Brasil Método de muestreo: (1) transectos a lo largo del eje principal de la penetración de agua marina en el sistema y (2) regularmente espaciados puntos de muestreo en las zonas seleccionadas, sumando 47 estaciones de muestreo. Como resultado, se obtuvieron datos en cuatro fechas distintas: marzo, junio y septiembre de 2001, julio de 2002 Análisis estadístico: Pruebas de correlación. - El es aplicable a otras granjas de cultivo de camarón, debido a la alta correlación existente entre el rendimiento de las granjas camaroneras ya aplicadas y la clasificación propuesta por este método. - La contribución de este trabajo podría ser considerada como una mejora en la planificación de estrategias basadas en un enfoque de SIG, ya que por lo general la calidad del agua no se considera como una capa de información en el análisis espacial. - Los valores de aptitud corresponden a las condiciones del agua para el cultivo de camarones y no necesariamente para la calidad de agua como un recurso natural. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC

64 Nombre publicación A modified water quality index for intensive shrimp ponds of Litopenaeus vannamei Autores Zhen Ma, Xiefa Song, Rong Wana, Lei Gao Año 2013 Revista/ Libro Ecological Indicators Resumen - Se desarrollo un ICA, para aguas de cultivos del camaron Litopenaeus vannamei. - Se utilizo una técnica estadística multivariable. Se realizó un análisis de componentes principales (PCA), que se aplicó a los datos de calidad de agua generados en un lapso de 120 días con un seguimiento semanal de 11 variables en cuatro estanques de camarones diferentes. - Utilizaron nueve parámetros que mostraron estar bien correlacionados. - Se generan clases de rango de I a V, que refleja gradientes de idoneidad para el cultivo de camarones. - Los estanques mostraron una calidad excelente en el comienzo del periodo, que se fue deteriorando paulatinamente. Nombre del Índice Descripción del (Formulas, Parámetros biológicos, químicos, físicos) - La mayor parte de la contaminación correspondía a excrementos y residuos alimenticios. - WQI. Es un generado para los estanques, en base a las variables medidas. - Parámetros: Temperatura, oxigeno disuelto, turbidez, ph, se determinaron con monitoreos diarios. - Amoniaco, nitritos, nitratos, fosforo inorgánico disuelto, clorofila, DQO y DBO 5, se determinaron una vez a la semana observaciones totales (4 estanques de muestreo, 11 variables, 18 semanas). - Las variables OD y turbidez, parecían no ser importantes, según los análisis estadísticos, por lo que no fueron consideradas en el cálculo del ICA. - Determinaron cinco intervalos de clase, para la calidad de agua de los parámetros. PROYECTO INNOVA CHILE CORFO Código Nº10CREC