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PROPUESTA DEÍNDICE DE CALIDAD DEL AGUA, COMO
HERRAMIENTA PARA EL DESARROLLO SUSTENTABLE
EN CUERPOS DE AGUAS SUPERFICIALES DE LA
CIUDAD DEBOGOTÁ
JORGE ANTONIO SERNA MOSQUERA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
MAESTRIA EN DESARROLLO SUSTENTABLE Y GESTIÓN AMBIENTAL
BOGOTÁ, D.C
2018
PROPUESTA DE INDICE DE CALIDAD DEL AGUA, COMO HERRAMIENTA
PARA EL DESARROLLO SUSTENTABLE EN CUERPOS DE AGUAS
SUPERFICIALES DE LA CIUDAD DE BOGOTA
JORGE ANTONIO SERNA MOSQUERA
Proyecto de grado presentado como requisito para obtener el título de
Magister en Desarrollo Sustentable y Gestión Ambiental
DIRECTOR
Ing. Juan Pablo Rodríguez Miranda
Msc. Ingeniería Ambiental
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
MAESTRIA EN DESARROLLO SUSTENTABLE Y GESTIÓN AMBIENTAL
BOGOTÁ, D.C.
2018
Nota de la Universidad
La universidad no será responsable de las ideas expuestas por los graduandos en
el Trabajo de Grado, debido a que hacen parte única y exclusivamente de sus
autores. “Según el Artículo 117, Capítulo XV, Acuerdo 029 de 1998 del Consejo
Superior de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Expedido en Junio
de 1998”.
Nota de Aceptación
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_______________________________
_______________________________
Firma del director de Trabajo de Grado
______________________________
Firma del Jurado
______________________________
Firma del Jurado
Bogotá D.C., Febrero de2018
AGRADECIMIENTOS
El autor expresa sus agradecimientos a:
A Dios por permitirme esta oportunidad de realizar este gran sueño.
A mi padre José Alfonso Serna Martínez y a mi madre María Subiria Mosquera, por
todos tus principios y valores y que ahora descansas en paz.
A mi esposa, a mis hijos y hermanos por toda su comprensión y apoyo en todos los
momentos.
A mi director PhD, Juan Pablo Rodríguez Miranda por saber guiarme con paciencia
y su valioso aporte a hacer realidad este proyecto.
A los directivos, coordinadores, cuerpo de docentes, secretarias, personal de
vigilancia y servicios generales, por su maravilloso e importante aporte en la
magnificación de este gran sueño.
A la Secretaría Distrital de Ambiente por su pronta colaboración.
A todas aquellas personas que de alguna manera marcaron mi vida y ya no se
encuentran con nosotros.
TABLA DE CONTENIDO
RESUMEN .............................................................................................................. 1 ABSTRACT ............................................................................................................. 2 INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 3 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................... 11 2. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................... 13 3. HIPÓTESIS ....................................................................................................... 16 4. OBJETIVOS .................................................................................................... 17 4.1 Objetivo General ............................................................................................. 17 4.2. Objetivos Específicos ..................................................................................... 17
5. ESTADO DEL CONOCIMIENTO ...................................................................... 18 6. ANTECEDENTES ............................................................................................. 20 7. MARCO TEÓRICO ............................................................................................ 24 7.1. INDICES DE CALIDAD DE AGUA ................................................................. 24 7.2. INDICADORES AMBIENTALES..................................................................... 26 7.2.1. INDICADORES AMBIENTALES DE PRIMERA GENERACIÓN ................. 28 7.2.2. INDICADORES DE DESARROLLO SOSTENIBLE ..................................... 29 7.2.3. INDICADORES DE SOSTENIBILIDAD ....................................................... 29 7.3. ESCENARIO SUSTENTABLE ....................................................................... 30 7.4. CALIDAD DEL AGUA ..................................................................................... 30
7.5. IMPACTOS AMBIENTALES POR LA CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS
SUPERFICIALES .................................................................................................. 37
8. MARCO CONCEPTUAL .................................................................................... 45 8.1. DEFINICIÓN DE INDICE DE CALIDAD DE AGUA ........................................ 45 8.2. CALIDAD DE AGUA ....................................................................................... 51
8.3. DESARROLLO SUSTENTABLE .................................................................... 52 9. MARCO NORMATIVO ...................................................................................... 53
10. MARCO METODOLÓGICO ............................................................................ 56
11. RESULTADOS ................................................................................................ 64
11.1. PROPUESTA DEL INDICE DE CALIDAD DEL AGUA ................................. 74
11.2. CLASIFICACIÓN DE LOS VALORES Y COLORES PARA LA CALIDAD DEL AGUA .................................................................................................................... 80 12. CONCLUSIONES ............................................................................................ 83 13. RECOMENDACIONES ................................................................................... 84 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 86 ENLACES ........................................................................................................... 101
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Algunos hechos que evidencian la crisis ambiental………………………4
Tabla 2. Índice de calidad de agua (WQI) para los ríos de Bogotá D.C…………32
Tabla 3. Enfermedades transmitidas por el agua……………………………………35
Tabla 4. Limitaciones y ventajas de los índices de calidad de agua…….............39
Tabla 5. Selección de variables por Dunnette (1979)……………………………… 42
Tabla 6. Normas sobre el recurso Hídrico…………………………………………….53
Tabla 7. Categorías Ambientales………………………………………………………58
Tabla 8. Parámetros fisicoquímicos usados para el cálculo del índice de calidad de
agua……………………………………………………………………………………….58
Tabla 9. Criterios para la construcción de las curvas de calidad………………….60
Tabla 10. Ecuaciones de las curvas de calidad……………………………………..61
Tabla 11. Criterios para la construcción de los diagramas de calibración……….61
Tabla 12. Pesos relativos asignados a cada parámetro……………………………62.
Tabla 13. Rangos de calidad del índice de calidad de agua propuesto………….62
Tabla 14. Índice de calidad de agua obtenido……………………………………….79
Tabla 15. Clasificación de las aguas según ICAUDFJC……………………………80
Tabla 16. Análisis estadístico del índice de calidad de agua obtenido…………..81
LISTA DE GRÁFICAS
Gráfica 1. Actuaciones Técnicas 2010, Control de Vertimientos……………… 33
Gráfica 2. Actuaciones técnicas por sectores productivos- vertimientos……….34
Gráfica 3. Morbilidad por EDA………………………………………………………..36
Gráfica 4. Curva de calidad Q. Oxígeno disuelto…………………………………..64
Gráfica 5. Curva de Calidad pH……………………………………………………….65
Gráfica 6. Curva de Calidad Fósforo Total………………………………………….66
Gráfica 7. Curva de Calidad Nitratos…………………………………………………67
Gráfica 8. Curva de Calidad Sólidos Suspendidos Totales……………………….68
Gráfica 9. Curva de Calidad Conductividad…………………………………………69
Gráfica 10. Curva de Calidad DBO5…………………………………………………70
Gráfica 11. Curva de Calidad DQO………………………………………………… 71
Gráfica 12. Curva de Calidad Nitrógeno Total………………………………………72
Gráfica 13. Curva de Calidad Grasas y Aceites……………………………………73
LISTA DE DIAGRAMAS
Diagrama 1. Flujo Metodología…………………………………………………………56
1
RESUMEN
Se propone un índice de calidad del agua (ICA), como herramienta para el
desarrollo sustentable en cuerpos de aguas superficiales de la ciudad de Bogotá,
índice de Calidad de Agua Universidad Distrital Francisco José de Caldas (ICA-
UDFJC), mediante la agregación de parámetros fisicoquímicos: Oxígeno disuelto,
pH, Fósforo Total, Nitratos, Sólidos Suspendidos Totales, Conductividad, Demanda
Bioquímica de Oxígeno, Demanda Química de Oxígeno, Nitrógeno Total y Grasas
y Aceites, a una fórmula matemática:
(∑ 𝐽𝑖 𝑃𝑖𝑛𝑖 =1 )
∑ (𝑃𝑖𝑛 𝑖 =1 )
Fórmula, Índice de Calidad de Agua Universidad Distrital Francisco
José de Caldas (ICA- UDFJC), donde.
Ji = factor de calidad Pi = Peso relativo.
Se aplicó una metodología exploratoria para conceptualizar sobre algunos índices
propuestos, luego mediante la agregación de parámetros fisicoquímicos se propone
el Índice de Calidad de Agua Universidad Distrital Francisco José de Caldas (ICA-
UDFJC)
Este nuevo índice, además de evaluar la calidad del agua superficial, es una
herramienta funcional en la planificación de las cuencas hidrográficas, clasificación
de las áreas, cuencas hidrográficas, usos del agua, política y gestión ambiental,
desarrollo de investigación científica y sostenibilidad ambiental del recurso hídrico.
2
ABSTRACT
A water quality index is proposed as a tool for sustainable development in surface
water bodies of the city of Bogotá, Francisco José de Caldas Water Quality Index
(ICA-UDFJC), through the addition of physico-chemical parameters: Oxygen
Dissolved, pH, Total Phosphorus, Nitrates, Total Suspended Solids, Conductivity,
Biochemical Oxygen Demand, Chemical Oxygen Demand, Total Nitrogen and Fats
and Oils to a mathematical formula:(∑ 𝐽𝑖𝑃𝑖𝑛
𝑖 =1 )
∑ (𝑃𝑖𝑛𝑖 =1 )
, Formula, Water Quality Index
Where:
Ji = quality factor and Pi = relative Weight.
Francisco José de Caldas University (ICA-UDFJC), An exploratory methodology
was applied to conceptualize some proposed indexes, then through the addition of
physicochemical parameters the Water Quality Index Francisco José de Caldas
University (ICA-UDFJC)
This new index, in addition to assessing surface water quality, is a functional tool in
watershed planning, classification of areas, watersheds, water uses, environmental
policy and management, scientific research development and environmental
sustainability. hidric resource.
3
INTRODUCCIÓN
Durante la época que relaciona, los años comprendidos entre Estocolmo (1972) y
Brundtland (1987), se dan las condiciones y se construye el escenario más propicio
para relanzar la problemática ambiental y obtener mayor receptividad, lo que se
realizará bajo la fórmula del desarrollo sustentable al llamar la atención de todos los
países involucrados. (Pierri, 2005). El deterioro ambiental que sufren los recursos
naturales cada vez es mayor, muchos países ya han agotado sus recursos
naturales, lo que los ha llevado a explotar los recursos naturales de otros países,
generando conflictos entre las comunidades.
Según Guimarães (1994), “las reiteradas y cada vez más agudas manifestaciones
de la precariedad en que se encuentran los sistemas naturales que permiten la vida
en el planeta, han dado lugar a la percepción de que la humanidad atraviesa una
crisis que es a la vez generalizada, económica, sociopolítica, institucional, ambiental
y global cuyos efectos trascienden las fronteras nacionales” Debido a esta
precariedad de los recursos naturales, algunos países como Estados Unidos de
América e Inglaterra fueron pioneros en la creación de leyes y asociaciones en
defensa de la naturaleza, a estos se sumaron después Francia, Alemania y España.
Surge en Estados Unidos la manera de cómo preservar grandes espacios en su
estado original, como paisajes y santuarios, para la vida animal y vegetal, dejando
fuera la presencia humana, el valle del Yosemite y el Mariposa Grove, en California,
y en 1872, se crea el primer parque nacional del país y del mundo, el de
Yellowstone. (Pierri, 2005).Igualmente, (Pierri, 2005), pone en evidencia algunos
hechos ambientales, económicos y políticos que validan la propuesta Brundtland de
desarrollo sustentable, ellos son:
4
Tabla 1. Algunos hechos que evidencian la crisis ambiental (1972-1987)
Años Hechos
1976 Catástrofe químico-ecológica en Seveso, Italia: una nube de dioxina
contamina a todos los seres vivos de la región.
1981 Científicos británicos anuncian que desde 1970 todos los años, en
la primavera, se viene produciendo un agujero en la capa de ozono
estratosférico, situada sobre la Antártida, exponiendo más a los
seres vivos a las radiaciones ultravioletas solares.
En los Estados Unidos se autoriza la construcción de la bomba de
neutrones, que mata las personas y deja intactos los objetos.
1984 Escape en la fábrica de plaguicidas Union Carbide (multinacional
estadounidense) provocó la muerte de 2,000 personas, y ceguera y
diversas lesiones en otras 200,000.
1985 El arsenal atómico acumulado es suficiente para matar a 58,000
millones de personas, doce veces a cada ser humano del planeta.
1986 Estalla un reactor en la central nuclear de Chernobyl, liberando una
gran nube de agentes radioactivos contaminantes que se extiende
sobre la Unión Soviética y Europa occidental. Hubo sólo 34 muertos
directos, pero se estima que en los próximos 70 años morirá medio
millón de personas a causa del accidente.
Fuente: (Pierri, 2005).
Para Leff (1994), la problemática ambiental se da a causa de una crisis de
civilización, donde se incluye la cultura occidental, la racionalidad de la modernidad,
de la economía del mundo globalizado, lo que implica un desquiciamiento del mundo
al que conduce la cosificación del ser y la sobreexplotación de la naturaleza. La
evolución de esta crisis económica y ecológica, ponen a la esfera política mundial a
reorientar el discurso ambiental, hacia los objetivos del desarrollo sustentable. (Leff,
5
1994). Fijándose el propósito de recuperar la dinámica del crecimiento económico y
enfrentar los cambios ambientales globales.
Según Lélé, el término Desarrollo Sustentable ganó prominencia en 1980, cuando
la UICN presentó la Estrategia Mundial de Conservación (EMC), anunciándolo como
objetivo a ser logrado a través de la conservación de los recursos naturales (Lélé,
1991).Al referirse al Desarrollo Sustentable, se piensa en un proceso de desarrollo
económico, humano y medioambiental, que pueda mantenerse sin depender de
asistencia externa, porque las personas crecen en sus capacidades y no se
dilapidan los recursos naturales (Gabaldón, 2006). Sustentable. adj. Que se puede
sustentar o defender con razones. Actualmente, las principales interpretaciones
sobre el Desarrollo Sustentable, se basa en lo que las principales teorías o
corrientes de pensamiento privilegian de los tres aspectos de la sustentabilidad
(económico, social y ecológico), (Pierri, 2005).
La creciente población de la ciudad de Bogotá, el asentamiento de las principales
industrias, el deterioro de las fuentes hídricas, el aire, los ecosistemas y en general
el medioambiente conlleva a la búsqueda de alternativas que mitiguen los impactos
ambientales. Los Índices de Calidad de Agua (ICA) se relacionan directamente con
estos impactos ya que son una valiosa herramienta de control de calidad de los
recursos naturales, por lo tanto, están ligados al Desarrollo Sustentable porque
permiten una amplia visión del estado actual de los recursos hídricos y se pueden
generar políticas de conservación para las futuras generaciones.
La importancia geopolítica, ubicación estratégica, desarrollo económico, social,
educativo, la diversidad cultural y sus más de ocho millones de habitantes, colocan
a Bogotá como una ciudad privilegiada pero no ajena a una problemática como lo
es el abastecimiento de agua potable, en épocas de verano intenso se corre el
riesgo de racionamientos de agua y cada vez las fuentes hídricas superficiales se
contaminan por actividades industriales o domésticas, de ahí la importancia de
6
seleccionar una ciudad como Bogotá para la realización de este proyecto con miras
en aportar en la calidad de vida de sus habitantes y en general la conservación de
las fuentes hídricas superficiales, en la toma de decisiones y la implementación de
estrategias y políticas ambientales y de salud pública en Bogotá.
De otra parte, la Comisión Brundtland define el Desarrollo Sostenible como:
“Desarrollo económico que, cubriendo las necesidades del presente, preserva la
posibilidad de que las generaciones futuras satisfagan las suyas”, (Gabaldón, 2006)
y (Leff, 2005), agrega que, se ha ignorado la naturaleza y la cultura, generando un
proceso de degradación socioambiental que afecta las condiciones de
sustentabilidad y el sentido de la existencia humana. La aceleración de las
tendencias hacia la destrucción ecológica del planeta, conlleva a la globalización de
los problemas ambientales y de sus efectos sociales. El deterioro ambiental de los
recursos naturales tiene marcadas consecuencias sobre la naturaleza misma y
todos los seres que la rodean, los ecosistemas tienden a desaparecer y con ellos
mucha pérdida de biodiversidad.
El agua es un recurso natural necesario para la existencia de los seres vivos y de la
vida misma. El crecimiento demográfico, las actividades industriales y agrícolas
generan una alta presión sobre el recurso hídrico, donde se evidencia la escasez
del mismo, el nivel de contaminación y los largos desplazamientos de las
comunidades para obtener el preciado líquido.
Proteger las fuentes hídricas es de suma importancia para la supervivencia de los
ecosistemas y todas las poblaciones que en ellos habitan, evitando la contaminación
ambiental por todas las actividades antrópicas que a lo largo de las cuencas se
llevan a cabo.
La calidad del agua en la ciudad de Bogotá D, C, es monitoreada y evaluada a través
de los índices de calidad de agua ICA, (Rodríguez, 2012), ellos permiten obtener
información sobre el estado actual del recurso hídrico.Los índices de calidad de
agua (ICA), fueron propuestos inicialmente por Horton en 1965, (García, 2012).
7
Apartir de los años setenta estos índices adquieren importancia en la evaluación del
recurso hídrico, su uso cada vez es más popular para identificar las tendencias
integradas a cambios de la calidad del agua (Torres et al. 2009, Rodríguez & Serna,
2016).Muchos países a nivel mundial han desarrollado diferentes ICA que permiten
evaluar la calidad del agua. Según (Cervera, 2007) los indicadores son
desarrollados a partir de un modelo sistemático que incorpora los componentes
principales de un sistema sustentable. (Rodríguez & Serna, 2016).
La sostenibilidad de los recursos hídricos permite facilitar el ordenamiento territorial
de las cuencas hidrográficas en cada municipio, de igual manera generar políticas
públicas y ambientales de recuperación y preservación de las cuencas
hidrográficas, teniendo en cuenta que muchas de las personas derivan su sustento
a partir de ellas.Las aguas provenientes de las cuencas hidrográficas, el ser
humano, da diferentes usos como lo son: uso industrial, doméstico, para bienes y
servicios ambientales, la agricultura, ganadería, entre otros según la calidad del
agua. Para poder determinar la calidad de las aguas superficiales se evalúan una
serie de indicadores tanto biológicos como fisicoquímicos, que junto con otros tipos
de análisis proporcionan información confiable sobre el estado actual del agua, se
utilizan una serie de rangos, según las unidades de concentración.
En el Plan de Gestión Ambiental de Bogotá D.C. 2008- 2038 del 2010, se enfoca a
partir de los grandes problemas que enfrenta Bogotá: Áreas protegidas y zonas
verdes, espacio público construido, espacios interiores, agua, aire, ruido, suelo,
residuos sólidos, flora y fauna, riesgos, cultura ambiental, áreas rurales y región,
establece como políticas específicas de gestión ambiental, en la lógica del enfoque
ecosistémico, (Firma,2005).Para Rodríguez (2010), la contaminación de las fuentes
de aguas superficiales de Bogotá es inminente, muchas de las industrias que tienen
su asentamiento en la ciudad descargan sus aguas residuales industriales a estos
cuerpos de aguas, sumado a esto todas las aguas provenientes de las actividades
domésticas sobrecargan la capacidad de estas fuentes de aguas, afectando los
8
ecosistemas, que alrededor de ellas se desarrollan o dependen directamente del
agua para su supervivencia. Los ríos Tunjuelo, Salitre, Fucha y Torca, localizados
en la ciudad de Bogotá D.C, son de suma importancia para las poblaciones que allí
habitan, los seres vivos y muchos ecosistemas se benefician de ellos, en su
nacimiento se conserva y durante su recorrido por la ciudad y demás poblaciones
rivereñas se contaminan por todas las descargas que reciben de las actividades
domésticas e industriales.
Es de consideración que el monitoreo constante delas cuencas hídricas de los ríos
Salitre, Tunjuelo, Fucha y Torca, por parte de la Secretaria Distrital de Ambiente
mediante la red de calidad hídrica, permite brindar información del estado del
recurso hídrico superficial a través de los años, al hacer un recorrido desde el
nacimiento de estos ríos antes de entrar al perímetro urbano sus condiciones son
muy buenas, las que se ven afectadas una vez ingresan o hacen su recorrido por la
ciudad capital. Rodríguez (2011).Para las Cuencas Hídricas de los ríos Salitre,
Tunjuelo, Fucha y Torca, la Secretaria Distrital de Ambiente se plantea objetivos de
calidad a diez años a través de la Resolución 5731 de 2008 de la Secretaría Distrital
de Ambiente, la cual busca que las principales corrientes de agua puedan ser
aprovechadas para diferentes usos sin poner en riesgo las actividades o las
personas que se podrían beneficiar del recurso y haciendo una buena Gestión del
Ambiental del Agua.
Desde la gestión ambiental, cabe anotar que desde cualquier punto de vista no se
puede negar la alteración de los cuerpos de aguas superficiales por todas las
intervenciones antrópicas que varían su calidad (Thi M, 2011; Pedraza, 2016,
Rodríguez & Serna, 2016), por todas las descargas que reciben de las actividades
humanas y de alguna manera influyen en la salud humana y en aspectos
socioeconómicos de las poblaciones adyacentes (Flores, 2013). Sin embargo, una
de las dificultades en la planificación de los cuerpos de aguas en las cuencas, ha
sido la poca aplicabilidad de los índices de calidad del agua en los procesos de
tomas de decisiones (Damo,2013). La crisis que se genera por la falta de potabilidad
9
y disponibilidad del agua, problemas sociales, conflictos políticos y ambientales
donde las poblaciones se juegan su existencia permite que las autoridades
ambientales desarrollen políticas ambientales de sostenibilidad del entorno al agua
(Mostafaei, 2014, Rodríguez & Serna, 2016). Por ello, al realizar la revisión de las
metodologías relevantes de los índices de calidad del agua, se propone la
construcción de un Índice de Calidad de Agua como una Estrategia de Desarrollo
Sustentable en Cuerpos de Aguas Superficiales de Bogotá D.C, para la toma de
decisiones y como consecuencia, la implementación de políticas públicas para la
preservación, conservación y sostenibilidad de los recursos hídricos. Aunque se han
desarrollado por parte de algunos países índices de calidad de agua, estos han sido
fundamentales porque permiten evaluar la calidad del agua para garantizar el
suministro de agua potable y su sostenibilidad, la presencia o ausencia de agua,
mide la riqueza de un país, esta representa según Samboni (2011), la posibilidad
de mejoramiento agrícola, social, industrial, sanitario y de calidad de vida, siendo
motivo de pobreza, guerras o subdesarrollo.
En Suramérica según Rodríguez & Serna 2016, han adaptado los índices de calidad
de agua a las condiciones ambientales de sus ecosistemas para la valoración y
evaluación de la calidad del agua superficial, de igual manera se propone el
presente índice de calidad de agua para la ciudad de Bogotá, dada sus condiciones
ambientales y variables climáticas, determinantes en estos tipos de investigaciones,
que permita la planificación y ordenamiento de las cuencas hidrográficas, el
Desarrollo Sustentable del recurso hídrico, la sostenibilidad ambiental, la toma de
decisiones y la generación de políticas ambientales y de salud pública. Se propone
este índice, porque como herramienta proporciona un alto grado de confiabilidad
para evaluar la calidad del agua y la toma de decisiones que disminuyen el impacto
de la contaminación hídrica, la pérdida de biodiversidad y una mayor disponibilidad
del agua, entorno de la cual gira la vida y todas las actividades de los seres vivos.
La importancia de los índices de calidad de agua (ICA), no solo se limita a la
evaluación de la calidad del agua de las fuentes superficiales, mediante el Decreto
10
1575 de 2007 del Ministerio de la Protección Social, lo reglamenta para garantizar
el agua para consumo humano. Según Hurtado (2000), si se tiene en cuenta el
vertiginoso crecimiento de la población urbana de la ciudad de Bogotá, por una
parte, y el proceso de transición del país, es evidente que la contaminación en los
cuerpos de agua de Bogotá aumente en las próximas generaciones, de modo que
se hace necesario pensar en el futuro como mitigar estos impactos desde el punto
de vista tecnológico, económico, financiero social y ecológico. Por tal razón, resulta
conveniente proponer índices de calidad de agua para Bogotá, más acorde con las
necesidades. Con base en lo anterior, se buscan estrategias que permitan disminuir
el riesgo de consumir agua no potable, de ahí que la propuesta de un índice de
calidad de agua, permite obtener información del estado actual del recurso hídrico
superficial de Bogotá D.C; el destino final que se le puede dar a esta agua, bien sea
si necesita un tratamiento previo para ser utilizada o se destine para otras
actividades. Por lo anterior, la presente investigación de tipo exploratoria, analítica,
con enfoque cualitativo, debido a que se indagó sobre el tema de los índices de
calidad del agua, y por tanto se pudo precisar, identificar y delimitar aspectos de
comprensión, sinergias y delimitación del tema analizado (Hurtado, 2000). Esta
investigación articula dentro de la línea de investigación Manejo y Administración de
sistemas ambientales- Formulación de Indicadores de Gestión Ambiental.
Para este trabajo se formula la siguiente pregunta de investigación:
¿Cómo proponer un Índice de Calidad del Agua, como Herramienta para el
Desarrollo Sustentable en Cuerpos de Aguas Superficiales de la ciudad de
Bogotá?
11
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El agua es un recurso natural que hace parte de los componentes abióticos de los
ecosistemas, esencial para la supervivencia de los componentes bióticos o seres
vivos que habitan los distintos ecosistemas, en torno a ella giran muchas de las
funciones vitales de los seres vivos, desde los organismos microscópicos como las
células para el desarrollo de su metabolismo en la obtención o liberación de energía,
en el anabolismo como ocurre en la síntesis de compuestos químicos importantes
o en el catabolismo para la degradación de otros compuestos bioquímicos que
garanticen su reproducción y supervivencia de las especies.
Como compuesto químico de fórmula H2O, hace parte de todos los seres vivos y se
debe evitar el riesgo de contaminación, de ahí que para la World Health
Organization Pan American Health Organization (1988), el control de la calidad del
agua es fundamental y es la clave para reducir los riesgos de enfermedades que se
puedan padecer o transmitirse por el consumo de agua contaminada donde se pone
en peligro la vida de las personas, en especial las más vulnerables como lo son la
población infantil y los adultos mayores.
Estos riesgos por la escasez y el consumo de agua contaminada, aumentan en
departamentos como la Guajira, donde las poblaciones indígenas mueren de
hambre y por la ausencia de agua potable, paradójicamente en otro departamento,
el Chocó donde llueve casi todo el tiempo, hay abundancia de agua, pero la falta de
plantas de tratamiento para la potabilización del agua, ponen en riesgo a sus
habitantes.
En Bogotá D.C., el agua que proviene del acueducto es muy bien tratada para el
consumo humano, es un agua clorada con características organolépticas
aceptables, sin embargo, las cuencas de los ríos presentan problemáticas
ambientales a la cual las autoridades ambientales en este caso la Secretaría Distrital
de Ambiente y la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca les hacen
seguimiento. Osorio (2008), reconoce que la complejidad y problemática del agua y
su eventual solución se restringe al análisis técnico- científico, en la cual reduce el
12
problema a razones sanitarias y de salud pública, contaminación e infraestructura,
lo que se puede ver reflejado en las cuencas hidrográficas de los ríos que atraviesan
la ciudad, entre ellos el río Fucha, el río Tunjuelo, el río Salitre, el río Torca y el río
Bogotá. Rodríguez (2012) en su informe de Calidad del Recurso Hídrico de Bogotá
(2010-2011), dice: “la Calidad de los Cuerpos de Agua responde necesariamente a
la calidad de los suelos asociados a la cuenca que los confinan y está
estrechamente relacionado con la actividades antrópicas que se adelantan en el
territorio por donde ellos transcurren o se localizan,” esta manifestación tiene
sentido ya que al ingresar a la zona urbana de la ciudad de Bogotá, los ríos Tunjuelo,
Fucha, Salitre y Torca, reciben todas las descargas de aguas residuales de sus
habitantes y de todo el parque industrial, afectando su calidad y disponibilidad del
recurso para diferentes usos y el riesgo del uso de esta agua donde pueden
persistir algunos contaminantes que no pueden ser removidos. Rodríguez (2012).
Teniendo en cuenta la problemática ambiental que se genera en las cuencas de los
ríos Tunjuelo, Fucha, Salitre y Torca, que atraviesan la ciudad de Bogotá D.C., el
riesgo que significa para las personas y demás seres vivos que habitan la capital
colombiana, la cual, derivan sus actividades y dependen del agua. La Secretaría
Distrital de Ambiente, realiza mediante el proyecto “Calidad del Recurso Hídrico de
Bogotá D.C,” un monitoreo, seguimiento y evaluación del recurso hídrico de Bogotá
D.C.
Este Índice de Calidad de Agua, permite agrupar la información obtenida de la
Secretaria Distrital de Ambiente, de los parámetros fisicoquímicos: Oxígeno
disuelto, pH, Fósforo Total, Nitratos, Sólidos Suspendidos Totales, Conductividad,
Demanda Bioquímica de Oxígeno, Demanda Química de Oxígeno, Nitrógeno Total
y Grasas y Aceites, sintetizada en una expresión matemática, para su mejor análisis.
13
2. JUSTIFICACIÓN
La calidad del agua depende de muchos factores y el grado de complejidad de las
sustancias contaminantes. No se puede definir la calidad del agua únicamente a
partir de un índice de calidad (Beamonte et al. 2010, Rodrígez& Serna, 2016), ya
que, muchas sustancias permanecen remanentes sin poder ser detectadas como
en el caso de medicamentos, por otro lado, los microorganismos causantes de
muchas enfermedades, también pueden estar presentes en las aguas, ya que, son
un buen sustrato para su reproducción. El monitoreo de la calidad del agua permite
disminuir el riesgo de contraer enfermedades por contaminación, se conserva el
medioambiente, se disminuye la generación de olores poco agradables y se
conservan los ecosistemas(Thi Minh,2011).La contaminación de las aguas
superficiales es un problema de muchas ciudades generalmente las más
industrializadas, las más urbanizadas. (Flores et al. 2013), estas necesitan de agua
potable, lo que no es tan fácil en las grandes ciudades cuando no se cuentan con
los recursos económicos suficientes ni las tecnologías necesarias, son numerosos
los proyectos ambientales que se generan y que muchas veces se quedan en los
estudios previos sin poder llegar a ejecutarlos. (Damo et al.2013).La escasez del
agua genera conflictos sociales, disputas políticas e inclusive guerras entre países
porque dependen del agua para el desarrollo de sus actividades, su economía gira
en torno al preciado líquido y no pueden permitir que su población muera por la falta
de agua; entonces, los países se ven obligados a generar políticas de sostenibilidad
del agua y potabilidad para abastecer las poblaciones ya que se pueden generar
problemas sociales,(Mostafaei, 2014).
La ciudad de Bogotá, está constituida por 20 localidades dentro de las cuales hay
muchos centros educativos y convergen una multitud de personas de todas las
regiones, es la ciudad más poblada de Colombia, DANE (2005). Su población se
acerca a 8. 852 722 habitantes según cifras del Censo 2005 realizado por el DANE.
Tiene una densidad poblacional de 4321 habitantes por kilómetro cuadrado, tan sólo
14
15987 habitantes se ubican en la zona rural. El 47,8% de la población son hombres
y el 52,2% son mujeres. Debido a los grandes esfuerzos de los últimos gobiernos,
la ciudad cuenta con la tasa más baja de analfabetismo del país 3,4% en la
población infantil y mayor de 5 años de edad (Rodríguez, 2011).A pesar que la
ciudad de Bogotá, es la capital colombiana y la ciudad más importante del país, no
es ajena a la problemática que debe enfrentar cada día registrando dificultades en
la prestación de los servicios públicos como abastecimiento de agua potable,
transporte urbano, recolección de residuos sólidos, comunicación, energía eléctrica,
entre otros, situación que puede agravarse con el crecimiento demográfico debido
al desplazamiento de personas de otras regiones del país.
La empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, en coordinación con la
Secretaría Distrital de Ambiente, son los entes encargados de monitorear la calidad
del recurso hídrico de Bogotá, estos cada año diseñan estrategias y seleccionan los
puntos críticos que deben ser monitoreados, para realizar seguimiento y control que
brinde la información necesaria de la calidad de estas aguas. En concordancia con
los informes de calidad del agua que la Secretaría Distrital de Ambiente presenta
cada año, se observa que muchos parámetros no son tenidos en cuenta a la hora
de presentar el estado de calidad del agua ya que los índices de calidad de agua
que existen en el momento no agrupan todos los parámetros, tan solo
algunos.(Rodríguez, 2011).
Si se tiene en cuenta, el crecimiento demográfico de la ciudad de Bogotá y todos
los procesos de desarrollo industrial que en ella tienen lugar, es evidente que cada
día la carga sobre las fuentes hídricas es mayor, de modo que se hace necesario
pensaren que va a pasar a futuro con los ríos Fucha, Salitre Torca y Tunjuelo, en lo
que respecta en su conservación, adecuado tratamiento de los residuos que se
generan y van a contaminar estas fuentes hídricas, los impactos económicos,
sociales y ecológicos debido a las exigencias y necesidades de la población
Bogotana y en general de Colombia. En Bogotá D.C., confluyen personas de todas
15
las regiones y las decisiones que allí se toman afectan de alguna manera las demás
regiones, se surte de agua de los páramos como el Sumapaz, y es atravesada por
los ríos Tunjuelo, Torca, Salitre, Fucha y Bogotá, entre otros, que en época de
sequía se ve amenazada ante un posible razonamiento de agua. Además, en
algunos tramos los ríos están muy contaminados y el agua no es potable e inclusive
los seres vivos que la consuman están en riesgo inminente. (Rodríguez & Serna,
2016).El índice de calidad de agua ICA, propuesto se basa en la necesidad de poder
procesar la información que proporciona el análisis del monitoreo de unos
parámetros fisicoquímicos, una herramienta sencilla, expresada en valores de
intervalo de 0 – 100, cuya interpretación ayuda en las mejoras de sustentabilidad de
los recursos hídricos superficiales de Bogotá, D.C. (Flores, 2013).
La calidad del recurso hídrico de la ciudad de Bogotá, se ve afectada por las
actividades antrópicas debido a los asentamientos urbanos, sumado a los procesos
desarrollados en las industrias que tienen su asentamiento en la capital colombiana,
son la principal causa de contaminación del agua. En épocas de sequía los olores
fétidos de los ríos son fuertes y abunda la presencia de vectores y roedores a su
alrededor. Esta investigación, es importante para tomar conciencia y establecer
indicadores de gestión ambiental para monitorear la calidad del recurso hídrico de
la ciudad, dando una idea de la magnitud del problema a resolver en caso que se
incumpla con la normatividad vigente para consumo de agua y así poder evitar
enfermedades en las poblaciones.(Rodríguez & Serna, 2016).
Por lo anterior, la presente investigación de “Propuesta de índice de Calidad de agua
como una herramienta de Desarrollo Sustentable en cuerpos de agua superficial de
Bogotá”, se basa en la necesidad de reagrupar y procesar la información obtenida
de los parámetros fisicoquímicos evaluados a través del monitoreo de la Red de
Calidad de Agua de la Secretaría Distrital de Ambiente de Bogotá, la cual
corresponde a la época donde fueron monitoreados en forma constante estos
parámetros fisicoquímicos.
16
3. HIPÓTESIS
¿Cómo la propuesta del índice de calidad del agua ICA, como herramienta para el
Desarrollo Sustentable en cuerpos de aguas superficiales de la ciudad de Bogotá,
permite evaluar la calidad del agua superficial de Bogotá?
17
4. OBJETIVOS
4.1 OBJETIVO GENERAL
Proponer un Índice de Calidad del Agua como Herramienta para el Desarrollo
Sustentable en Cuerpos de Aguas Superficiales de la ciudad de Bogotá
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar los parámetros fisicoquímicos que integrarán el Índice de Calidad
del Agua como una Herramienta para el Desarrollo Sustentable en Cuerpos de
Aguas Superficiales de la Ciudad de Bogotá.
Proponer un Índice de Calidad del Agua como una Herramienta para el
Desarrollo Sustentable en Cuerpos de Aguas Superficiales de la Ciudad de
Bogotá.
Validar mediante el uso de la herramienta ANOVA, el Índice de Calidad del Agua
como una Herramienta para el Desarrollo Sustentable en Cuerpos de Aguas
Superficiales de la Ciudad de Bogotá D.C., propuesto.
18
5. ESTADO DEL CONOCIMIENTO
Numerosas investigaciones se han realizado a cerca de los índices de calidad de
agua (ICA),siendo así que, (Torres, 2010) reúne información pertinente de los
índices de calidad de agua en fuentes superficiales, donde realiza una comparación
de las ventajas y limitaciones de los índices de calidad de agua ICA, además de la
evolución de los mismos, más aún,(Torres, 2010), aplican estos índices de calidad
de agua, orientados al uso de la fuente para consumo humano.
La importancia de los índices de calidad del agua (ICA), se remite a la segunda
guerra mundial y se cree que Horton en 1965 fue uno de los pioneros según García,
(2012), logrando así, su importancia desde los años 70 hasta el día de hoy (Torres
et al, 2009).A través de la historia se han desarrollado muchos índices de calidad
de agua que se usan como herramienta de evaluación y control a los cuerpos de
aguas, teniendo su mayor importancia hacia la última década del siglo XX usados
por muchas entidades de distintos países. (Del Saz, 2011).El desarrollo industrial
de los países, incorpora la fabricación y usos de muchas sustancias nocivas para la
salud y el medioambiente que van a parar a las fuentes de aguas que abastecen las
ciudades, a partir de esto los índices de calidad del agua adquieren mayor
importancia para su seguimiento, control y evaluación como herramienta
fundamental. (Brenes, 2012).
Posteriormente, la Fundación de Saneamiento Nacional de los Estados Unidos
(NFS), desarrolla un nuevo índice que denominó Water Quality Index (WQI), creado
en 1970 y que en la actualidad es uno de los más utilizados por las entidades en los
Estados Unidos. (Gallego et al, 2010).Hacia 1987 en los Estados Unidos se
desarrollan otros índices de calidad de agua, NSF- WQI y el ICA Dinius, a partir de
19
estos, en otros países se han hecho modificaciones para su uso en la evaluación y
control del recurso hídrico, de acuerdo a las características ambientales de sus
ecosistemas y del agua. (Aguirre et al. 2008).
Con la creación de la Comunidad Económica Europea, en el año 2007, proponen
un nuevo índice de calidad de agua universal, el cual llamaron UWQI, para evaluar
la calidad de aguas superficiales y su potabilidad, donde se emplean doce
parámetros fisicoquímicos: Cadmio, Cianuro, Mercurio, Selenio, Arsénico, Fluoruro,
Nitratos, Oxígeno disuelto, demanda Bioquímica de Oxígeno, Fósforo Total, pH y
Coliformes Totales, (Torres, 2009). En México y Latinoamérica muchos de estos
índices de calidad de agua, han sido adaptados a las condiciones de sus sistemas
hídricos para ser utilizados como medida de evaluación y control del recurso hídrico,
(Aragüés et al. 2011). Ya desde 1948, se tenía información desde Alemania de
algunos usos de índices de calidad del agua, con la presencia o ausencia de
microorganismos, (Benez et al. 2010). Luego, crea el índice holandés para medir la
calidad de aguas superficiales utilizando varios parámetros fisicoquímicos.
(Fernández et al. 2003).En Colombia en 1997 la Universidad del Valle, desarrolla
un índice de calidad de agua denominado” ICA Río Cali”, empleando tres
parámetros fisicoquímicos: Oxígeno disuelto, Demanda Bioquímica de Oxígeno y
Coliformes Fecales, (Behar et al, 2011). Más adelante, en el año 2004 en la
Universidad del Cauca se propone un índice de calidad de agua, al que llamaron
ICAUCA, utilizando diez parámetros fisicoquímicos: Oxígeno Disuelto, pH, Color,
Turbiedad, Demanda Bioquímica de Oxígeno, Nitrógeno Total, Fósforo Total,
Sólidos Totales, Sólidos Suspendidos Totales y Coliformes Fecales, (Torres,2009).
Lo anterior, facilita a las autoridades ambientales herramientas para evaluar la
calidad del agua, a partir, de los índices de calidad de agua, (ICA), propuestos.
20
6. ANTECEDENTES
En la conferencia de Estocolmo en 1972 se dió un paso a la gestión integrada de
los recursos hídricos en 1992, y en la cumbre de Rio de Janeiro, se reforzó el
concepto de desarrollo sostenible, mediante la agenda 21 (Meire, 2008; Porto, 2008;
Coelho, 2010; Xie, 2010; Dukhovny, 2005). En Colombia, con la creación del
Ministerio de Ambiente con la Ley 99 de 1993, se define la política ambiental,
recuperación y conservación de los recursos naturales, en ella la gestión del recurso
hídrico, el Cambio Climático, entre otros. En Bogotá D.C., la Secretaria Distrital de
Ambiente, es la entidad encargada de velar por el monitoreo, conservación y
recuperación de las fuentes hídricas, y planifica el ordenamiento territorial de las
cuencas hidrográficas.
Cronológicamente según (Rodríguez & Serna, 2016), muestran quese han
desarrollado diferentes tipos de índices de calidad de agua:
El ICA- NSF fue desarrollado en 1970 por The National Sanitation Foundation
de los Estados Unidos para la evaluación de la calidad de fuentes para
consumo, utiliza 9 parámetros (Samboni, 2011).
IQA-CETESB. Propuesto en Brasil en 1975, utiliza también 9 parámetros.
ICA OREGON. Se desarrolló en los estados Unidos en 1980, empleando 8
parámetros.
ICG. Se obtuvo en España en 1981 usando 23 parámetros
ISQA. También propuesto en España en 1982, con 5 parámetros.
DINIUS. En 1987 fue desarrollado por los Estados Unidos empleando 12
parámetros.
ICA Rojas. En Colombia se desarrolla en 1991 con 6 parámetros.
ICA Rio Cali. En 1997 se propone en Colombia usando 3 parámetros.
21
ICA Montoya (1997). Propuesto en México con 18 parámetros
ICAOBJ. Se obtiene en Chile en 1998 con 3 parámetros.
León (1998). Propuesto en México usando 15 parámetros
CCMEWQI. De Canadá en 2001 con las variables que excedan la norma
IAP. Brasil en 2002 con 20 parámetros
ICA Cade- Idepe se desarrolla en Chile en 2003 con 6 parámetros.
ICAUCA (2004) en Colombia con 10 parámetros.
UWQI (2007). Propuesto por la comunidad europea empleando 12 parámetros
WQIB. Vietnam (2011) emplea 29 parámetros.
ICAR (2013) Se propone en Venezuela usando 14 parámetros.
El empleo de un índice de calidad del agua, fue propuesto inicialmente por Horton
en 1965, sin embargo, los índices no fueron aceptados y utilizados sino a partir delos
años setenta, cuando los índices de calidad de agua (ICA), adquieren relevancia
para la evaluación del recurso hídrico. (Rodríguez & Serna, 2016). Este fue el caso
del índice de calidad de agua desarrollado por la Fundación de Saneamiento
Nacional de los Estados Unidos (NSF), Water Quality Index (WQI), creado en 1970
bajo la metodología Delphi. Este índice, es en la actualidad uno de los más utilizados
por agencias e instituciones en los Estados Unidos.
En las siguientes décadas, se desarrollaron diferentes métodos para el cálculo de
un ICA. Diversos países crearon distintos índices de calidad de agua para
caracterizar los cuerpos de agua superficial presentes en su territorio. Muchos de
estos índices, a pesar de haber sido desarrollados para las condiciones propias de
una región o un país, han sido ampliamente utilizados en el mundo y validados en
diferentes estudios. Este es el caso de los índices estadounidenses NSF-WQI y el
ICA de Dinius, creado en 1987. A partir de éstos, varios autores y entidades de
control ambiental, han realizado modificaciones para adaptarlos a las condiciones
específicas de diferentes ecosistemas hídricos.
22
La Comunidad Europea por su parte, desarrolló el índice universal de calidad del
agua (UWQI), utilizado para evaluar la calidad del agua superficial como fuente de
agua potable, basándose en 12 parámetros físico-químicos. Para el caso
latinoamericano, el desarrollo y aplicación de estos índices se ha planteado con
mayor fuerza en México. Otros países como Perú, Brasil y Colombia, han adaptado
el índice norteamericano NSF-WQI a las condiciones propias de sus sistemas
acuáticos.
Por otra parte, en el 2005 la Universidad de Pamplona de Colombia, desarrolló el
software ICAtest versión 1.0, en el cual se incluye una gran variedad de ICA,
diferenciados por país y autor,(Fernandez,2005). Gracias a este tipo de
herramientas, el uso de índices de calidad se ha extendido en el mundo y ha
permitido evaluar el estado de las aguas con mayor facilidad y eficiencia. (García,
2012).
Dada la aplicabilidad de los índices de calidad y el creciente auge que ha tenido su
uso, han sido un tema novedoso y abierto a estudios de comparabilidad. Este es el
caso de los estudios colombianos de Fernández et al. (2003) y Samboni et al.
(2007). Ambas investigaciones contribuyeron de manera directa a mejorar el
conocimiento del tema, con el propósito fundamental de llevar a cabo una revisión
de algunos de los más importantes índices utilizados en la valoración de la calidad
del agua que existía hasta el momento y cuya documentación se halla disponible en
diferentes fuentes bibliográficas, instituciones y redes, con el objeto de brindar
información actualizada en cuanto a su finalidad, composición y estructura, además
de realizar entre ellos un análisis comparativo y evaluativo sobre la base de sus
bondades e inconvenientes.
Fernández (2003), presenta un estudio comparativo de 30 índices de calidad de
agua, sobre la base de su estructura matemática, similitud de parámetros y
comportamiento frente a un mismo grupo de datos. Por otro lado, Samboni et al.
23
(2007), presenta una revisión de los indicadores ICA más utilizados en algunos
países de América y Europa, así como su diseño e interpretación, que se basan
en parámetros físico-químicos para su evaluación. Los resultados encontrados en
estos estudios indican que es notoria la existencia de diferencias apreciables en
cuanto a la clasificación de una misma muestra de agua ante diferentes índices.
Finalmente, es reconocible que a la fecha existe el inconveniente de definir un único
índice como solución definitiva. La calidad de los recursos hídricos superficiales
requiere de todo un marco metodológico de evaluación que permita obtener
resultados tanto exactos como reproducibles contextualizados al caso de aplicación.
Por todo lo anterior, se ha recomendado realizar o utilizar un ICA específico para
cada territorio debido a la particularidad que pueden presentar sus aguas.
Para Carrizosa (2007) la calidad de vida en Bogotá depende en su mayor parte del
desarrollo social y humano, del abastecimiento de los servicios públicos y de los
servicios ambientales que estos le prestan. El agua potable, que es escasa, la
energía eléctrica y los alimentos que proporcionan a los pobres urbanos medios
para aumentar su bienestar que no encuentran en otros asentamientos, el conjunto
de la ciudad y los ecosistemas relacionados, constituye un patrimonio ecológico
excepcional de Colombia y del Distrito Capital. De esta manera uno de los
problemas que se identifica, es la contaminación de los cuerpos de agua de Bogotá,
para lo cual Carrizosa propone liderar la divulgación masiva del problema y la
aceleración de su solución mediante instrumentos de educación, comando, control
e incentivos económicos. Carrizosa (2007). Por tal motivo, según esta teoría de
Carrizosa es prioridad proponer un índice de calidad del agua como herramienta de
desarrollo sustentable para cuerpos de agua de Bogotá que permita dar una
magnitud de la gravedad del problema a causa de la contaminación.
24
7. MARCO TEÓRICO
El agua es un elemento esencial e insustituible en todos los órdenes de la vida. En
ella viven y se multiplican casi todos los organismos: bacterias, virus, animales
superiores y plantas. Para todos los seres vivos el agua contribuye a la formación
de todos los distintos líquidos biológicos necesarios para los procesos metabólicos,
en especial la asimilación y digestión de alimentos. El agua, es indispensable para
las funciones metabólicas. Según González 2008, el cuerpo humano, alrededor del
60% en los adultos de su masa corporal es agua, y en los más jóvenes o niños, la
proporción es mayor, esta posibilita la entrada de nutrientes a las células, para que
puedan cumplir con sus funciones vitales.
7.1. INDICES DE CALIDAD DE AGUA
La planificación del recurso hídrico es un proceso complejo que resulta de la
interacción de muchas disciplinas y la misma población involucrada, se deben tomar
las medidas para que el recurso no falte o escasee por algún motivo, proteger las
fuentes hídricas, promover la educación ambiental y la sostenibilidad de las aguas
superficiales ya que de ella dependen muchos ecosistemas. (Schreider, 2011). El
índice de calidad del agua(ICA), brinda información sobre el estado actual del agua,
que permiten generar políticas de salud pública, políticas ambientales y de
sostenibilidad para garantizar el acceso a las futuras generaciones. Los índices de
calidad de agua (ICA), que fueron propuestos inicialmente por Horton en 1965
(García, 2012) y a partir de los años setenta, adquieren importancia en la evaluación
del recurso hídrico. El uso, es cada vez, más popular para identificar las tendencias
integradas a cambios de la calidad del agua (Torres, 2010). Muchos países a nivel
mundial han desarrollado diferentes ICAS que permiten evaluar la calidad del agua
y mediante un modelo sistemático que puede incorporar los componentes
25
principales de un sistema sustentable. Para Beamonte (2010), el uso sustentable
del agua se define como “el uso de agua que permite sostener a una sociedad para
que perdure y se desarrolle en un futuro indefinido sin alterar la integridad del ciclo
hidrológico y de los ecosistemas que dependan de él”. El seguimiento de la
sostenibilidad del uso del agua es fundamental para orientar la gestión pública y
privada del recurso hídrico, para garantizar el suministro de este recurso natural y
la sostenibilidad del mismo, (Cervera, 2007).Dinius (1972) planteó un ICA
conformado por nueve variables fisicoquímicas y dos Microbiológicas (Gonzalez et
al, 2013).
En particular, los índices de calidad fisicoquímicos se basan en la combinación de
diferentes parámetros fisicoquímicos para proporcionar una visión global de la
calidad del agua. La ventaja de este tipo de índices de calidad se basa en que el
análisis de los parámetros involucrados suele ser más rápido y puede ser
monitoreado con mayor frecuencia, en comparación con los métodos biológicos,
basados en la observación y medición de ciertas comunidades de seres vivos en
las aguas. Además, la elección de las especies debe ser cuidadosa ya que de esta
depende la evaluación de la calidad del recurso, que generalmente sólo se realiza
para un uso determinado, a diferencia de las físico-químicas, que permiten una
evaluación para diferentes tipos de uso.
Los índices pueden ser usados para mejorar o aumentar y difundir la información
sobre la calidad del agua. Según Ott (1978), los posibles usos de los índices son
seis:
• Manejo del recurso: pueden proveer información a personas que toman
decisiones sobre las prioridades del recurso.
• Clasificación de Áreas: para comparar el estado del recurso en diferentes
áreas geográficas.
• Aplicación de normatividad: permite determinar si se está sobrepasando la
normatividad ambiental y las políticas existentes.
26
• Análisis de la tendencia: el análisis de los índices en un periodo de tiempo,
pueden mostrar si la calidad ambiental está empeorando o mejorando.
• Información pública: los índices pueden tener utilidad 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.
La determinación de la calidad de un cuerpo de agua usualmente se lleva a cabo
por medio del análisis de una cantidad grande de indicadores. Normalmente se
expresan en diferentes rangos, distintas unidades y tienen diferente
comportamiento, en términos de su relación concentración-impacto (Damo, 2013).
En la literatura, se ha encontrado diversos trabajos a cerca de los índices de calidad
de agua (Torres, 2009), donde realiza una comparación de las ventajas y
limitaciones de los ICA, además de la evolución de los mismos. Aplica estos índices
de calidad de agua orientados al uso de la fuente para consumo humano. Los
intentos para lograr construir un índice que permita calificar la calidad del agua
tienen bastante historia. Existe información de que en Alemania en 1848 ya
realizaban algunos intentos para relacionar la presencia de organismos biológicos
con la pureza del agua (Benez, 2010) y el tratamiento de las aguas residuales.
La necesidad del monitoreo de las fuentes de aguas superficiales, se convierte en
una herramienta de gran importancia para su seguimiento, control, evaluación,
vigilancia y toma de decisiones. Los indicadores ambientales nacen como respuesta
a la necesidad de obtener información relevante sobre diversos temas ambientales;
los datos obtenidos se deben presentar en un formato que permita su análisis y que
sea favorable para el uso de estadísticas, (Castro, 2014).
7.2. INDICADORES AMBIENTALES
El capítulo 40 de la Agenda 21, resultado de la Cumbre de la Tierra de las Naciones
Unidas (1992), menciona que la diferencia en disponibilidad, calidad entre otras
27
características de los datos, es cada vez mayor entre los países desarrollados y los
países en desarrollo. “Esto ha obstaculizado gravemente la capacidad de los países
de tomar decisiones informadas acerca del medio ambiente y el desarrollo”, (ONU,
1992). Entre las propuestas para compensar la desigualdad en información que se
venía presentando, el Programa 21 plantea “la creación de indicadores para el
desarrollo sostenible que proporcionen bases sólidas para la toma de decisiones
a todos los niveles”,(ONU, 1992). La Organización de Cooperación de Desarrollo
Económico (OECD, por sus siglas en inglés) ha trabajado “en la elaboración y
utilización de la información ambiental reunida en indicadores ambientales y
articulada a aspectos económicos y sociales”, (OECD, 1993).
De acuerdo con la (OECD, 2003), los indicadores ambientales tienen dos funciones
principales:
1. Reducen el número de mediciones y los parámetros que normalmente se
requieran para hacer una representación exacta de una situación.
2. Simplifican el proceso de comunicación de los resultados de la medición.
Según Polanco (2006), en los últimos 30 años, la OECD ha trabajado en la
elaboración y utilización de la información ambiental reunida en indicadores
ambientales, articulada a aspectos económicos y sociales. De esta manera, los
indicadores ambientales y sus sistemas se convierten en instrumentos
fundamentales y alternativas tecnológicas para operar la generación,
almacenamiento, análisis y flujo de la información, una vez acordada su relevancia,
pertinencia y síntesis, (Polanco, 2006).
Para la selección de indicadores ambientales, se deben tener en cuenta los
siguientes criterios según la (OECD, 2003):
a. Pertinencia política y utilidad para los usuarios:
Proveer una imagen representativa de las condiciones ambientales, de sus
presiones o respuestas de la sociedad.
Ser simple, fácil de interpretar y permitir mostrar las tendencias en el tiempo.
28
Ser sensible a cambios en el ambiente relacionados con actividades
humanas.
Servir como referencia para comparaciones internacionales.
Ser de alcance nacional o aplicable hacia aspectos ambientales regionales
de interés.
Tener un umbral o valor de referencia contra el cual puede ser comparado.
b. Solidez analítica:
Estar bien fundamentado, desde el punto de vista técnico y científico.
Estar basado sobre estándares internacionales y por consensos
internacionales.
Ser versátil y poderse asociar con modelos económicos o sistemas de
información y de predicción.
c. Mensurable: Los datos requeridos que soportan el indicador deberían:
Estar disponibles en la actualidad o poderse obtener con una relación
costo/beneficio razonable.
Estar acompañados de documentación adecuada e informar sobre su
validez o representatividad.
Ser actualizados en intervalos regulares conforme a procedimientos
conocidos.
Los criterios para la selección de los indicadores, varían de acuerdo con la
institución, país y propósito; pero todos se basan en el marco lógico del proyecto al
que sirven, la confiabilidad de los datos, la relación con los problemas o pertinencia
y la utilidad para el usuario (García, 2005).
7.2.1. Indicadores Ambientales de primera Generación (1980)
Los indicadores de primera generación corresponden a los que habitualmente
reciben el nombre de indicadores ambientales o de sostenibilidad ambiental,
(Quiroga, 2007), para Castro (20014), estos informan de un fenómeno complejo
desde un sector productivo (minería, agricultura, forestal); bien desde la
singularidad o desde un determinado número de fenómenos constitutivos de la
29
complejidad ambiental (conteniendo variables de contaminación y de recursos
naturales).
7.2.2. Indicadores de Desarrollo Sostenible o de segunda Generación (1990)
Estos están compuestos por indicadores de tipo ambiental, social, económico e
institucional, (Quiroga, 2007), donde países como México, Chile, Argentina, Estados
Unidos, Reino Unido, Suecia, etc., han tomado la iniciativa.
7.2.3. Indicadores de Sostenibilidad o de tercera Generación
Con estos indicadores se busca dar cuenta del progreso de la sostenibilidad, del
desarrollo sostenible, usando un número limitado de indicadores, en el sentido de
producir indicadores transversales o sinérgicos, que en una o pocas cifras, nos
permita tener un acceso rápido a un mundo de significados mucho mayor, en los
cuales esté incorporado lo económico, social y ambiental en forma transversal y
sistemática.
Esta tercera generación corresponde al actual desafío en el que se incorporan
ingentes iniciativas en el mundo. En este nivel se realizarán los desarrollos
científicos más impactantes, en la medida que su utilidad para el diseño y evaluación
de la eficacia de las políticas públicas los hace realmente valiosos, (Quiroga, 2007).
7.3. ESCENARIO SUSTENTABLE
Además de las condiciones naturales, la población, los sistemas de
producción/consumo y la tecnología en uso son factores que, en su conjunto,
propician las condiciones de alteración de la calidad del recurso hídrico. La calidad
del agua es un factor que limita la disponibilidad del recurso hídrico y restringe un
amplio rango de posibles usos.
En términos generales, las alteraciones de la calidad del agua se relacionan con la
contaminación por materia orgánica, por nutrientes y por una gran variedad de
sustancias químicas y sintéticas de naturaleza tóxica, (Ojeda, 2000).
30
Teniendo en cuenta que, dentro del plan de gestión ambiental distrital PGA 2008-
2038 de 2010, se prioriza la calidad de los recursos hídricos de la ciudad de
Bogotá y, el Plan de Gestión Ambiental -PGA es el instrumento de planeación
ambiental de largo plazo de Bogotá, D.C. en el área de su jurisdicción, que permite
y orienta la gestión ambiental de todos los actores estratégicos distritales, con el
propósito de que los procesos de desarrollo propendan por la sostenibilidad en el
territorio distrital y en la región. El índice de calidad de agua, (ICA), también
propende a brindar herramientas de sustentabilidad, brindando información
oportuna de la calidad de las fuentes de aguas superficiales y la toma de decisiones,
en el marco de las políticas públicas de salud y ambientales distritales, Política, A.
M. D. B. D. (2011).
7.4. CALIDAD DEL AGUA
El objetivo principal de la calidad del agua, es mejorar la salud de la población, así
lo establece la Organización Panamericana de la Salud (1988), en sus guías para
la calidad del agua potable, para tomar conciencia a causa de los efectos de las
enfermedades que pueden causar los metales pesados, contaminantes de origen
orgánico e inorgánico, presencia de bacterias o micro organismos presentes en el
agua de consumo humano. Los gobiernos hacen sus esfuerzos para que más
población tenga acceso al agua potable, sin embargo, esto no es suficiente, debido
a la gran demanda por el crecimiento demográfico y las migraciones de las personas
del campo a las ciudades.
La calidad del agua depende de una serie de parámetros bien definidos, que sirven
como valores de guía, que sirve adecuada para el consumo humano y todo el uso
doméstico, incluyendo la higiene personal. Un valor guía, representa la cantidad o
concentración de las sustancias presentes en el agua, cuando se sobrepasa este
valor, se deben investigar las causas para poder tomar las medidas correctivas,
como lo sugiere la World Health Organization PanAmerican Health Organization
(1988). La calidad de los cuerpos de agua, para Rodríguez (2011), responde
necesariamente con la calidad de los suelos asociados a la cuenca que los confinan
31
y está en estrecha relación con las actividades antrópicas que se adelantan en el
territorio por donde ellos hacen su recorrido. Esto quiere decir, que el color, el olor
y las concentraciones de los analitos o sustancias en el agua, como se manifestó
anteriormente, se deben a la calidad de los suelos y las actividades que las
personas desarrollan alrededor de las fuentes hidrográficas.
En Colombia, el costo total anual promedio que generan las inadecuadas
condiciones del abastecimiento de agua, el saneamiento y la higiene ascienden a
$1,96 billones (Departamento Nacional de Planeación., 2005). Así mismo, los
costos de impacto en la salud representan un 70% del costo total medio, cuyas
afectaciones se ven reflejadas en la salud ambiental de las personas y la calidad de
vida. Teniendo en cuenta que, la calidad del agua, es un factor determinante en la
salud ambiental, el Distrito Capital, mediante su política Distrital de Salud Ambiental
para Bogotá D.C., (2011-2023), se propone precisamente, mejorar las condiciones
de salud Ambiental de los habitantes de la capital colombiana, POLÍTICA, A. M. D.
B. D. (2011). Esta política permite orientar la gestión distrital, alrededor del recurso
hídrico, para su conservación, de igual manera, esta política incide positivamente
sobre las condiciones sanitarias y ambientales, que determinan la calidad de vida y
salud de la población, con la participación institucional, intersectorial y comunitaria
necesaria para el cuidado de estas fuentes hídricas que abastecen la ciudad de
Bogotá D.C., y sus alrededores.
La Organización Mundial de la Salud, en Sofía, Bulgaria (1993) manifiesta: “la salud
ambiental comprende aquellos aspectos de la salud humana incluyendo la calidad
de vida, que son determinados por factores físicos, químicos, biológicos, sociales y
psicológicos en el medio ambiente. También se refiere a la teoría y práctica de
valorar, corregir, controlar y evitar aquellos factores en el medio ambiente que
potencialmente puedan perjudicar la salud de generaciones actuales y futuras”.
Actualmente la OMS (2011) define que “la salud ambiental está relacionada con
todos los factores físicos, químicos y biológicos externos de una persona. Es decir,
que engloba factores ambientales que podrían incidir en la salud y se basa en la
prevención de las enfermedades y en la creación de ambientes propicios para la
32
salud. Por consiguiente, queda excluido de esta definición cualquier
comportamiento no relacionado con el medio ambiente, así como cualquier
comportamiento relacionado con el entorno social y económico y con la genética”.
A esta definición se le da un alcance que involucra la Calidad del agua y
saneamiento básico, además de otros alcances.
La Secretaría Distrital de Ambiente, actualmente utiliza el Índice de la calidad del
agua (WQI)Water Quality Index (por sus sigla en inglés) como instrumento que
permite identificar el deterioro o mejora de la calidad de los ríos urbanos de la
Capital, este indicador agrupa los parámetros contaminantes más representativos,
establecidos como objetivos de calidad, dentro de un marco unificado (valor),
generado a partir de las determinaciones de calidad reportadas por la Red de
Calidad Hídrica de Bogotá –RCHB. Los valores de este índice se ubican en un rango
entre 0 a 100 y se agrupan en segmentos que clasifican la calidad del cuerpo hídrico
de la siguiente manera:
Tabla 2. Índice de Calidad de Agua (WQI) para los ríos de Bogotá D.C.
INTERVALO CALIDAD
95 a 100 Excelente
80 a 94 Buena
65 a 79 Aceptable
45 a 64 Marginal
0 a 44 Pobre
Fuente:http://www.ambientebogota.gov.co/c/document_library/get_file?uuid=698885eb-239e-4c23-
89ca-99d18bef5865&groupId=586236
El índice de Calidad de Agua (WQI), permite determinar el comportamiento
periódico de la calidad del agua de las fuentes hídricas que atraviesan la ciudad,
para establecer las variaciones de deterioro o mejora y planificar y ejecutar acciones
que mitiguen los impactos negativos de la calidad del recurso hídrico. La principal
ventaja de utilizar un indicador compuesto como el WQI es la de agrupar los
parámetros fisicoquímicos representativos establecidos en los objetivos de calidad,
33
dentro de un marco unificado (valor) que permite clasificarlo en una escala de fácil
comprensión para la comunidad en general, (Rodríguez, 2011).
Para mejorar la Calidad del agua, la Secretaría Distrital de Ambiente, realiza
seguimiento y control a los vertimientos, realizando actuaciones técnicas para que
se dé cumplimiento a la normatividad ambiental.
Gráfica 1. Actuaciones Técnicas 2010, control de vertimientos
Fuente. Secretaría Distrital de Ambiente. 2011
En ese mismo orden de ideas se pueden cuantificar las acciones de carácter técnico
realizadas en lo corrido de 2010 por sectores prioritarios productivos o comerciales,
arrojando los siguientes resultados: en primer lugar se encuentra la intervención al
sector de hidrocarburos con el 35.34%, donde se tienen entre otras actividades
lavado de vehículos, estaciones de servicio, almacenamiento de combustibles,
cambio de aceites, en segundo lugar se encuentra en sector química con
actuaciones que representa el 30.65%, lo anterior se debe a que en esta
clasificación se incluye actividades industriales de curtido de cueros, textiles,
metalmecánica e industria química y en tercer lugar se ubica el sector de servicios
con un 15.99%.Secretaría Distrital de Ambiente (2011).
34
Gráfica 2. Actuaciones de Técnicas por Sectores Productivos (Vertimientos)
Fuente: Secretaría Distrital de Ambiente. 2011
De esta manera, la Secretaría Distrital de Ambiente, mediante la Subdirección de
Recursos Hídricos y del Suelo (SRHS), realiza evaluación, seguimiento y control a
las fuentes hídricas de Bogotá D.C., para mejorar su calidad o tomar acciones frente
a su deterioro y la presencia de focos de enfermedades. Estas enfermedades, las
más comunes en América Latina y el Caribe, están relacionadas con la escasez de
agua y con el agua contaminada, cada año mueren de 25 a 30 millones de
habitantes en el mundo debido a estas enfermedades. El 80% de las enfermedades
gastrointestinales se debe a la mala calidad del agua. Secretaría Distrital de
Ambiente (2011).
Según reporte de la Secretaría de Salud de Bogotá enviado a la personería de
Bogotá en 2010, se informó que en el periodo comprendido entre el año 2008 y
mayo de 2010, se presentó un registro de enfermedades relacionadas con calidad
de agua según los RIPS (Registro Integrado de Procedimientos en Salud), de
población vinculada, desplazada y atenciones fuera del Plan Obligatorio de salud,
en el que se destacaban principalmente el siguiente listado de las 10 más
diagnosticadas y notificadas por los diferentes centros de atención públicos y
privados de la ciudad, este reporte incluye sectores urbanos y rurales (Secretaría
de Salud de Bogotá , 2010).
0,52%
15,99% 11,59%
30,65% 35,34%
5,85%
0,06%
Agroalimentario
Doméstico
Hidrocarburos
Industrias Forestales
Otros Sectores
Química
Servicios
35
Tabla 3. Enfermedades Transmitidas por el Agua, Población Vinculada, Desplazada y Atenciones no POS
DIAGNÓSTICO Total
Atenciones
Diarrea y gastroenteritis de presunto origen infeccioso 78868 Infección intestinal viral, sin otra especificación 3335
Amebiasis, no especificada 2813
Otras infecciones intestinales especificadas 1776
Disentería amebiana aguda 1107
Infección intestinal bacteriana, no especificada 1086
Otras enteritis virales 639
Hepatitis aguda tipo a, sin coma hepático 629
Colitis amebiana no disentérica 555
Enfermedad intestinal debida a protozoarios, no especificada 225
Enteritis debida a rotavirus 121
Enteritis debida a adenovirus 56 Fuente. Secretaría de Salud de Bogotá. Sistema de vigilancia 2010
En la tabla 3, se observa que las atenciones por diarrea y gastroenteritis de
presunto origen infeccioso, seguidas de Infección intestinal viral y la amebiasis, no
especificadas, fueron las más atendidas. La localidad de mayor reporte de Diarrea
fue la de Usaquén, con 13.058 en el periodo mencionado, seguida de Chapinero
con 9.011 atenciones y Santafé y San Cristóbal con 7.826 y 7.208, respectivamente.
Se agregó a la tabla de datos las enteritis debidas a rotavirus y adenovirus por ser
de interés del sector dado que la población infantil es la más sensible a las mismas.
Bogotá se abastece de agua para consumo, principalmente a través de la red de la
Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá – EAAB. Para el año 2009, la
cobertura en servicio de acueducto ascendía a un 99.69% y el servicio de
alcantarillado sanitario, a un 98.98%. Se registró una cobertura del 99.69% del
servicio de acueducto residencial en barrios legalizados, garantizando el servicio de
agua potable a los habitantes de la ciudad, mejorando su calidad de vida.
Para el caso de la EDA (Enfermedad Diarreica Aguda), en el análisis epidemiológico
comparativo de los años 2008 a 2010,realizado por la Secretaría de Salud de
Bogotá esta morbilidad principalmente asociada a carentes condiciones de
saneamiento básico, se evidencia en la siguiente gráfica un aumento en los casos
para el año 2010, en relación a todos los grupos etarios, notando una mayor
36
diferencia en el grupo, perteneciente a 15-44 años y en el correspondiente a los
niños y niñas entre los 1 y 4 años.
Gráfica 3. Morbilidad por EDA todos los grupos de edad.
Fuente. Secretaría de Salud de Bogotá. Sistema de vigilancia 2010
La oferta y disponibilidad de Aguas Superficiales: Estimaciones realizadas por el
IDEAM en sus diferentes estudios, anotan que la escorrentía superficial per cápita
total del país es de 57000 metros cúbicos al año, en cuanto a la oferta neta en la
cual se incorporan reducciones tanto por alteración de la calidad como por
regulación natural, se alcanzan apenas los 1260 km3 que corresponden a una
disponibilidad de 34000 metros cúbicos por persona al año. En las condiciones de
año seco consideradas, esta disponibilidad se reduce a 26700 metros cúbicos por
persona al año. La calidad del agua superficial de una cuenca guarda estrecha
relación con las actividades que se realizan en el suelo por donde circulan los ríos.
Esto se evidencia en los cuerpos hídricos de Bogotá como los ríos Torca, Salitre,
Fucha y Tunjuelo, dado que están inmersos y presionados por un entorno urbano y
periurbano. Uno de los principales factores de deterioro de la calidad de los cuerpos
de agua de la ciudad es la descarga de aguas residuales, y en consecuencia el uso
de los ríos para la dilución y transporte de sustancias, hechos que imposibilitan el
aprovechamiento del agua para otros usos, (Rodríguez, 2012)
37
En procura del mejoramiento de la calidad de los ríos de la capital, la Secretaría
Distrital de Ambiente estableció las metas individuales de cargas contaminantes
permitidas para Demanda Bioquímica de Oxigeno y Sólidos Suspendidos Totales
para los próximos cinco años (2016 -2020). Este resultado se logró gracias a la
implementación de la tasa retributiva por vertimientos puntuales (instrumento
económico ambiental) y a un proceso de consulta y evaluación de propuestas de
usuarios del recurso hídrico que son generadores de vertimientos a cuerpos
superficiales. Esta concertación de metas también contempló la utilización de un
nuevo instrumento de rigor técnico con el que no se contaba, el Modelo Dinámico
de Calidad del Agua de Bogotá, desarrollado por la SDA y la Universidad de Los
Andes, el cual será alimentado con los escenarios de saneamiento y disminución
de cargas propuestas, evaluará los escenarios y predecirá la calidad de los ríos en
el tiempo.
7.5 IMPACTOS AMBIENTALES POR LA CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS
SUPERFICIALES
Las actividades industriales, domésticas, fenómenos naturales y antrópicas en
general causan fuertes impactos ambientales, según Torres (2009):
Afectación del entorno en general. Los malos olores producidos por la
contaminación de las aguas superficiales, transforma radicalmente el entorno,
la atracción paisajística y turística, ya no es la misma, pierde su encanto,
disminuye la presencia de visitantes.
Contaminación del Aire. La misma presencia de malos olores, producen la
llegada de vectores como moscas, mosquitos, Zancudos, roedores causantes
de muchas enfermedades respiratorias y de la piel.
Afectación de los suelos. Los suelos se contaminan de sustancias químicas,
se acidifican o se alcalinizan según sea el caso, pierden su textura y
composición natural, cuando estos ríos crecen dejan muchos sedimentos.
38
Impacto sobre la Flora. Hay una eliminación de la vegetación, una destrucción
parcial o total de la flora debido a la alta carga de contaminantes, generando
una presión en los ecosistemas y su posible desaparición.
Impacto sobre la fauna. La fauna se ve perturbada y/o ahuyentada por la
contaminación del agua, la elevación del nivel de sedimentos en los ríos.
Además, la erosión de los amontonamientos de residuos estériles puede afectar
particularmente la vida acuática. Puede darse también envenenamiento por
reactivos residuales contenidos en aguas provenientes de procesos
industriales. Muchas aves migratorias pueden morir al no tener donde asentarse
para alimentarse y reproducirse debido a la contaminación de las aguas, ya que
algunas funcionan como espejos de aguas que las orientan, variedad de peces
han desaparecido y ya no se producen como antes, muchos con mercurio en la
piel.
Impacto sobre las Poblaciones. La escasez de agua potable causa la muerte
de muchas personas en las poblaciones, generalmente los niños y los ancianos
son los más vulnerables, la contaminación de las aguas superficiales aumenta
el riesgo de contraer enfermedades que pueden conducir a la muerte. Las
actividades del hogar se ven afectadas y los procesos industriales también.
Cambio Climático. La contaminación del agua puede generar sequías que
conlleven a un aumento gradual de la temperatura, bajas precipitaciones, la
evaporación de agua con sustancias químicas generadoras de cambio
climático, lluvias ácidas entre otras.
Ambiente: Recuperación o restauración de Ecosistemas, disminuye la
contaminación.
Social: Mejora la calidad de vida, condiciones de salud y bienestar
Económico: Ahorro a las empresas y demás gremios, tasas retributivas.
De lo anterior, se deduce que, al disminuir los impactos ambientales causados
por la contaminación del agua, se tendrá una mejor calidad del agua, lo que
incide directamente, en la salud y calidad de vida de las personas, igualmente
a la sostenibilidad de los ecosistemas.
39
Dentro del trabajo de grado, se busca minimizar los impactos que generen
contaminación ambiental al recurso hídrico, con la información obtenida del
índice de calidad de agua (ICA), las empresas y establecimientos deberán dar
cumplimiento a la normativa ambiental.
7.6. LIMITACIONES Y VENTAJAS DE LOS INDICES DE CALIDAD DE AGUA
Los índices de calidad de agua (ICA), ofrecen un aserie de limitaciones y ventajas,
según Torres et al (2009), citado por Gempell & Paz (2016), a saber:
Tabla 4. Limitaciones y ventajas de los índices de calidad de agua (ICA)
Limitaciones del ICA Ventajas del ICA
Proporcionan un resumen de los datos. Permite mostrar la variación espacial y
temporal de la calidad del agua.
No proporcionan información completa
sobre la calidad del agua
Método simple, conciso y válido para
expresar la importancia de los datos
generados regularmente en el
laboratorio.
No pueden evaluar todos los riesgos
presentes en el agua.
Útiles en la evaluación de la calidad del
agua para usos generales.
Pueden ser subjetivos y sesgados en su
formulación.
Permiten a los usuarios una fácil
interpretación de los datos
No son de aplicación universal debido
alas diferentes condiciones
ambientales que presentan las cuencas
de una región a otra
Pueden identificarse tendencias de la
Calidad del agua y áreas
problemáticas.
Se basan en generalizaciones
conceptuales que no son de aplicación
universal.
Permiten priorizar para evaluaciones de
calidad del agua más detalladas.
Algunos científicos y estadísticos
tienden
Mejoran la comunicación con el público
y aumentan su conciencia sobre las
40
a rechazar y criticar su metodología, lo
que afecta la credibilidad de los ICA
como herramienta para la gestión
ambiental
Condiciones de calidad del agua.
Ayudan en la definición de prioridades
herramienta para la gestión.
con fines de gestión
Fuente: Torres et al (2009)
7.7. INDICES FISICOQUIMICOS
La calidad de las aguas superficiales, permite ser evaluada, mediante el uso de
variables químicas, físicas y biológicas, bien sea, de forma individual o en forma
grupal, (Samboni et al, 2007). Los parámetros fisicoquímicos dan una información
importante en cuanto a la naturaleza y procedencia de las sustancias químicas
presentes en el agua, de sus propiedades físicas. Los indicadores biológicos
aportan también, información valiosa, pero no señalan nada acerca del
contaminante, o los contaminantes responsables, por lo que muchos investigadores
recomiendan, la utilización de ambos métodos en la evaluación del recurso hídrico,
(Samboni et al., 2007).
7.8. CLASIFICACIÓN Y USO DE LOS ÍNDICES
Los índices pueden clasificarse en diez categorías, (Samboni et al., 2007),
orientados de acuerdo a su uso dentro de cuatro grupos, así:
Grupo I, se aplica a los tensores e incluye dos categorías:
Indicadores en la fuente: reportan la calidad de agua generada por tensores en
fuentes discretas.
Indicadores en un punto diferente a la fuente: reportan la calidad del agua generada
por fuentes difusas.
Grupo II, miden la capacidad de estrés:
41
Indicadores de medidas simples: incluyen muchos atributos y componentes
individuales del agua, que pueden ser usados como indicadores de su calidad.
Indicadores basados en criterios o estándares: correlacionan las medidas de calidad
del agua con los niveles estándar o normales que han sido determinados para la
preservación y usos adecuados del agua.
Los Índices multiparámetro: se determinan por la opinión colectiva o individuales de
expertos.
Los Índices multiparámetros empíricos: son establecidos por el uso de las
propiedades estadísticas de las mediciones de calidad del agua.
Grupo III, indicadores para lagos: específicamente desarrollados para este tipo de
sistemas.
Grupo IV, tiene en cuenta las consecuencias:
Indicadores de la vida acuática: basados en diferentes reacciones de tolerancia de
la biota acuática a varios contaminantes y condiciones.
Indicadores del uso del agua: evalúan el agua respecto a usos como abastecimiento
y agricultura.
Indicadores basados en la percepción: se determinan por la opinión pública y los
usos de los cuerpos de agua.
7.9. PROCEDIMIENTO GENERAL PARA LA FORMULACIÓN DE UN ÍNDICE DE
CALIDAD DE AGUA (ICA).
Los índices de calidad de agua (ICA), son la forma resumida de una seria de
parámetros en una expresión matemática, que permiten valorar el recurso hídrico,
para un determinado uso, se presentan en forma de número, rango, símbolo, color
o descripción verbal, (Samboni et al., 2007). Generalmente comprenden tres pasos
consecutivos:
1. Selección de Parámetros o Variables.
Se puede considerar entre dos o un gran número de parámetros.
42
Dunnette (1979) propone la selección de variables de acuerdo a cinco categorías
(Tabla 5); estas también se pueden definir teniendo en cuenta el tipo de uso de la
fuente, por ejemplo, agua para consumo, recreación, riego, industria, etc. Por lo que
es importante definir un grado de jerarquía.
Tabla 5. Selección de variables por Dunnette (1979)
Categorías Variables que la representan
Nivel de oxígeno OD, DBO, DQO
Eutrofización NO2, N, NO3 -N, ortofosfatos
Aspectos de salud Coliformes totales y fecales
Características físicas Temperatura, transparencia, sólidos
totales
Sustancias Disueltas Cloruros, Sulfatos, pH, Conductividad
Fuente: (Samboni et al., 2007)
La metodología Delphi, que de acuerdo a Dinius (1987) es la más usada en el diseño
de Índices de calidad, propone la escogencia y conformación de un panel de
expertos tales como, agencias de vigilancia, académicos y otros, que tengan
relación con la calidad del agua, quienes seleccionan las variables de acuerdo a su
criterio individual y finalmente escogen las de mayor recurrencia.
2. Determinación del subíndice para cada parámetro:
Tiene como propósito la transformación de las variables de una escala
dimensional a una adimensional para permitir su agregación. Según
Fernández y Solano (2005), se pueden utilizar varios métodos:
Valor nominal o numérico, previa comparación del valor
del parámetro con un estándar o criterio.
Parámetro en número decimal, diagramas o tablas de calibración: en
este caso se debe desarrollar para cada parámetro su propio
diagrama, en el que se indique la correlación entre el parámetro y su
valor en escala de calidad. Esta escala generalmente está entre 0 y
43
100,aunque también se acostumbra escalarlos entre 0 y 1.Según Del
Río (1986), las curvas construidas se basan en cuatro métodos:
Método basado en la experiencia propia: es muy subjetivo debido a
que no solamente se encuentran grandes diferencias de criterio entre
autores distintos, sino también entre las curvas desarrolladas por un
mismo autor para distintos parámetros.
El método Delphi: para su construcción se usa el promedio de la
opinión de varios expertos.
Curvas basadas en ecuaciones matemáticas: se parte de una fórmula
matemática con la cual se desarrolla la curva de calidad respectiva
para cada parámetro o a partir de las curvas generadas se desarrolla
la fórmula matemática respectiva.
Curvas basadas en la normatividad: se generan las curvas a partir de
los valores de los parámetros recogidos en diferentes normatividades.
El principal objetivo de este método es buscar la objetividad y la
aceptación por parte de los expertos.
Parámetro bajo formulación matemática: con el fin de convertir los
valores del parámetro de acuerdo a varias escalas con las que los
valores del parámetro conservan sus unidades originales.
La etapa más importante en la construcción del Índice es la determinación de los
subíndices. De acuerdo Ott (1978) las funciones matemáticas para realizar este
proceso pueden ser: lineales, lineales segmentadas (incluyen funciones de umbral),
no lineal y segmentada no lineal.
Determinación de los pesos relativos de cada parámetro.
Consiste en asignar pesos específicos a las variables según su relevancia dentro
del conjunto agregado. El peso asignado depende de la importancia del parámetro
en relación al riesgo que implica el aumento o disminución de su concentración en
el cuerpo de agua. La suma de los pesos de todas las variables suma 1 o 100, de
acuerdo a la escala utilizada.
44
3. Determinación del Índice por agregación de los subíndices: en este paso, se
unifica la información, de los parámetros seleccionados y se usan fórmulas
de agregación matemática.
45
8. MARCO CONCEPTUAL
El presente estudio está basado en una serie de conceptos, las cuales se describen
a continuación:
8.1. DEFINICIÓN DE INDICE DE CALIDAD DE AGUA
Un índice de calidad de agua (ICA), es aquel que se obtiene mediante parámetros
adicionados en una fórmula matemática, el cual se asigna un número que se le
atribuye un valor cualitativo en un rango determinado. (Benavides, 2008). Es una
herramienta que permite de forma sintetizada, clara, sencilla y de fácil comprensión
la información de parámetros monitoreados por las entidades en los procesos de
seguimiento, evaluación y control de las fuentes de agua. (Betancourt et al, 2012).
Los índices de calidad de agua (ICA), dan una idea de las sustancias contaminantes
presentes en las aguas superficiales, es deber de las autoridades ambientales y
sanitarias tomar las medidas necesarias para evitar estos focos de contaminación y
que cumplan con la normatividad vigente. (González, 2012). Los índices de calidad
de agua (ICA), resumen y simplifican, en un único valor numérico, el cúmulo de
información disponible sobre la calidad del agua. (Pérez, 2008). El índice de calidad
de agua (ICA), está formado por la agrupación simplificada de parámetros,
indicadores de deterioro de la calidad de agua, es una manera de comunicar y
evaluar la calidad de los cuerpos de agua, sin embargo, debe de reducir la gran
cantidad de parámetros en una fórmula matemática simple. (Flores et al, 2013).
Los Índices de calidad de agua (ICA), permiten estimar tendencias en la variación
de la calidad de las aguas, asesorar sobre la calidad del agua a lo largo del tiempo
y en distintos puntos de un sistema acuático, identificar secciones deterioradas por
la contaminación y estudiar los efectos de los vertidos sobre la biota asociada a las
aguas receptoras para estimar la capacidad de autodepuración de las mismas y
monitorear el progreso de programas de control de la contaminación (Lacoste &
46
Collasius, 1996).El Índice de calidad de Agua (ICA), consiste básicamente, en una
expresión simple de la combinación de una serie de parámetros que pueden ser
físicos, químicos o microbiológicos, los cuales se aplican para la valoración de la
calidad del agua en el control del recurso hídrico.
La (OECD, 2003), define indicador, índice y parámetro de la siguiente manera:
Indicador: parámetro o valor derivado de parámetros que proporciona información
sobre la descripción del estado de un fenómeno/ambiente/área, con un significado
que se extiende más allá de un valor directamente relacionado con un parámetro.
Índice: un conjunto de parámetros o indicadores agregados o ponderados.
Parámetro: una propiedad que se mide o se observa.
Definición de rangos de calidad de un ICA.
Según Samboni (2007), Los rangos de calidad de un ICA pueden ser asimilados a
una escala nominal cualitativa que refleja globalmente la calidad del agua. En
general, los ICA presentan rangos de calidad que varían entre cero y cien, siendo
cero un agua de mala calidad, mientras que un valor cercano a cien representa un
agua de Muy Buena Calidad o Excelente. A su vez, estas categorías suelen estar
asociadas a un grupo de colores de acuerdo a la calidad que reflejan. Los colores
azules o celestes representan sistemas acuáticos de muy buena calidad y los
colores rojos o naranjos indican cuerpos de agua de pésima calidad.
Descripción de los parámetros utilizados en un Índice de calidad de agua.
La calidad del agua de un sistema hídrico, es determinada a partir de los análisis
realizados a una muestra de agua recogida adecuadamente, y se cuantifica por
medio de la concentración de cada constituyente analizado. Aunque, son muchos
los constituyentes y propiedades del agua natural que pueden encontrarse
cuantificados en análisis fisicoquímicos, sólo algunos de ellos son capaces de
determinar la calidad del recurso.
De esta manera, Samboni (2007) describe los parámetros fisicoquímicos
usualmente seleccionados en la composición de un índice de calidad:
47
a) Coliformes Fecales (Constituyente Biológico).
Coliforme significa con forma de Coli, refiriéndose a la bacteria principal del grupo,
la Escherichia Coli. El grupo Coliformes abarca todas las bacterias entéricas que se
caracterizan por tener las siguientes propiedades bioquímicas:
Ser aerobias o anaerobias facultativas.
Ser bacilos Gram negativos.
Ser oxidasa negativos.
No ser esporógenas.
Fermentar la lactosa a 35 °C en 48 horas, produciendo ácido láctico y gas
Estos organismos los han considerado como indicadores de contaminación fecal en
el control de calidad del agua destinada al consumo humano basados en que, en
los medios acuáticos, los Coliformes son más resistentes que las bacterias
patógenas intestinales y porque su origen es primordialmente fecal. Por lo tanto, la
ausencia de ellos indica que el agua es bacteriológicamente segura.
En general, las bacterias Coliformes se encuentran en mayor abundancia en la capa
superficial del agua o en los sedimentos del fondo. La presencia de bacterias
Coliformes en el suministro de agua es un indicio de que puede estar contaminado
con aguas negras u otro tipo de desechos en descomposición.
b) Temperatura.
Este indicador influye en el comportamiento de otros indicadores de la calidad de
agua, como el pH, el déficit de oxígeno, la conductividad eléctrica y otras variables
fisicoquímicas.
La elevación de la temperatura disminuye la solubilidad de gases (oxígeno) e
incrementa, en general, la solubilidad de las sales. También, aumenta la velocidad
de las reacciones del metabolismo, acelerando, de esta manera, la putrefacción. La
temperatura óptima del agua para beber está entre 10°C y 15ºC. (Davis y Cornwell,
1998). Una manifestación de la temperatura inadecuada en el agua se puede
48
manifestar en la alteración de los modelos de crecimiento, metabolismo,
reproducción, movilidad/migración de los organismos.
c) pH.
El pH es un indicador de la acidez o basicidad de una sustancia y se define como la
concentración del ion hidrógeno en el agua (Davis y Cornwell, 1998).
pH = − log10[H+]
La acidez es una de las propiedades más importantes del agua. Ésta disuelve casi
todos los iones. El pH sirve como un indicador que compara algunos de los iones
más solubles en agua.
Su valor define, en parte, la capacidad de autodepuración de una corriente y, por
ende, su contenido de materia orgánica (DQO, DBO5), además de la presencia de
otros contaminantes, como metales pesados. También, es una propiedad de
carácter química de vital importancia para el desarrollo de la vida acuática ya que
tiene influencia sobre ciertos procesos químicos y biológicos. Por ejemplo, a valores
bajos de pH se incrementa la toxicidad del cianuro o del aluminio y se observan
efectos adversos en peces e insectos acuáticos como muerte y reducción de
invertebrados; por otro lado, el aumento del mismo, incrementa la toxicidad del
amonio.
d) Conductividad.
Refleja la mineralización de las aguas (sólidos disueltos), dado que conjuga los
cationes sodio, potasio, calcio, magnesio, así como los aniones carbonatos,
bicarbonatos, sulfatos y cloruros principalmente, por lo tanto, se correlaciona con la
dureza (calcio y magnesio) y la alcalinidad (principalmente carbonatos, bicarbonatos
e hidroxilo). Por otro lado, los cambios en la salinidad pueden generar de forma
directa cambios fisiológicos (osmorregulación), e indirecta, por modificación en la
composición de especies.
e) Turbiedad.
Los valores en agua reducen la disponibilidad de la luz afectando a las especies
nativas y procesos primarios, como la capacidad fotosintética de organismos
49
(fitoplancton y macrófilas). Además, las altas concentraciones se convierten en
sólidos que llegan a obstruir las vías respiratorias de los peces generando cambios
en la población, así como también afectan su reproducción.
f) Oxígeno disuelto.
Generalmente, un nivel más alto de oxígeno disuelto indica una mejor calidad de
agua. El papel biológico de esta variable es fundamental porque define la presencia
o ausencia potencial de todas las especies acuáticas.
Gran parte del oxígeno disuelto en el agua proviene del oxígeno en el aire, del
producto de la fotosíntesis de las plantas acuáticas y también podría resultar de la
turbulencia en las corrientes debido a que el oxígeno en el aire que queda atrapado
bajo el agua en movimiento rápido se disuelve en ésta. Otro factor que, además,
puede afectar la cantidad de oxígeno que se disuelve en el agua es la temperatura.
g) Sólidos suspendidos
Sus valores son afectados por procesos erosivos y extractivos, y su efecto sobre los
ecosistemas acuáticos manifestados en la reducción de la penetración lumínica y
con ello la limitación en la realización de la fotosíntesis. Cabe destacar que el
amonio y la DBO5, propias de la contaminación orgánica se encuentran asociadas
de forma importante a ella.
h) Sólidos disueltos totales.
El incremento de estos sólidos puede causar toxicidad, o por cambio no natural en
la salinidad del agua, y toxicidad de iones individuales. Las variaciones en la
salinidad han mostrado generar cambios en las comunidades bióticas, por ejemplo,
limita la biodiversidad debido a que se excede en algunos casos la tolerancia
osmótica; en plantas acuáticas, algas y bacterias, disminuye la productividad, limita
la fijación de nitrógeno, y elimina especies sensibles.
i) DBO5.
Representa una medida cuantitativa de la contaminación del agua por materia
orgánica. Es afectada por la temperatura del medio, por las clases de
microorganismos y por la cantidad y el tipo de elementos nutritivos presentes. Si
50
estos factores son constantes, la velocidad de oxidación de la materia orgánica se
puede expresar en términos del tiempo de vida media del elemento nutritivo.
Como ya se mencionó antes, los niveles bajos de oxigeno pueden traer consigo
efectos letales y sub-letales para los organismos que dependen del oxígeno para
su eficiente funcionamiento.
j) DQO.
Por este parámetro se mide la cantidad total de oxigeno requerida para oxidar toda
la materia orgánica a dióxido de carbono en el agua. El mismo no diferencia entre
materia orgánica e inerte. Un valor alto en el parámetro refleja altas demandas y
consecuente disminución del oxígeno disponible para los organismos.
k) Nitrógeno-nitrato.
Las fuentes de contaminación por nitratos en suelos y aguas (superficiales y
subterráneas) se asocian mayormente a actividades agrícolas y ganaderas, aunque
en determinadas áreas también pueden estar relacionadas a ciertas actividades
industriales.
Su presencia debe ser controlada en el agua potable fundamentalmente porque
niveles excesivos pueden provocar metahemoglobinemia, o “la enfermedad de los
bebés azules”
El incremento de este ión en el agua favorece la eutrofización. Cabe resaltar que a
pesar de la baja permeabilidad de las branquias de los peces al ión nitrato, la
principal acción toxica en animales acuáticos parece ser la conversión de pigmentos
que transportan oxígeno como la hemoglobina a formas que son incapaces de
transportar oxígeno.
l) Nitrógeno- amonio.
Este ión no es persistente y no acumulable para la vida acuática; su toxicidad (que
depende principalmente del pH) se atribuye en gran medida a la forma no ionizada
NH3, si el ión amonio sobrepasa determinado nivel genera: pérdida del equilibrio,
hiperexcitabilidad, aumento de la tasa de respiración, reducción del crecimiento,
represión del sistema inmune, cambios patológicos e incluso la muerte.
51
m) Fósforo total.
El fósforo se introduce al agua principalmente por erosión y por descargas de aguas
residuales, su exceso en el agua provoca la eutrofización.
El fósforo puede existir en el agua como fase particulada o como una fase disuelta.
El material particulado puede incluir el plancton vivo y muerto, precipitados de
fósforo adsorbido a partículas y fósforo amorfo. La fase disuelta incluye fósforo
inorgánico y fósforo orgánico. Fósforo en las aguas naturales normalmente se
encuentra en la forma de fosfatos (PO4)3-
n) Dureza.
Este parámetro tiene efectos sobre la osmoregulación de los peces. En agua dulce
en la medida que aumenta la dureza, la toxicidad de los metales pesados disminuye
debido a la competencia entre el metal y los iones calcio y magnesio para la toma
por parte de los organismos.
o) Cloruro.
Las comunidades acuáticas y peces entre ellos, no pueden sobrevivir a altos niveles
de cloruro; en el caso de toxicidad aguda para la vida acuática, los invertebrados
son generalmente más sensibles que los vertebrados.
.
8.2. CALIDAD DEL AGUA
La calidad del Agua, se define como un conjunto de variables químicas y físicas
que están estrechamente relacionadas con el uso del agua. (Beamonte,2010).El
crecimiento de la población colombiana y el aumento de las actividades antrópicas,
disminuyen la disponibilidad del recurso hídrico, (IDEAM, 2008).
La calidad del agua depende de una serie de parámetros bien definidos, que sirven
como valores de guía, que sirve adecuada para el consumo humano y todo el uso
doméstico, incluyendo la higiene personal. Un valor guía, representa la cantidad o
concentración de las sustancias presentes en el agua, cuando se sobrepasa este
valor, se deben investigar las causas para poder tomar las medidas correctivas,
como lo sugiere la World Health Organization PanAmerican Health Organization
(1988). La calidad de los cuerpos de agua, para Rodríguez (2011), responde
52
necesariamente con la calidad de los suelos asociados a la cuenca que los confinan
y está en estrecha relación con las actividades antrópicas que se adelantan en el
territorio por donde ellos hacen su recorrido. Esto quiere decir, que el color, el olor
y las concentraciones de los analitos o sustancias en el agua, como se manifestó
anteriormente, se debe a la calidad de los suelos y las actividades que las personas
desarrollan alrededor de las fuentes hidrográficas.
8.3. Desarrollo Sustentable.
Según el informe de Brundtland dado a conocer en 1987 de la comisión mundial
para el medio ambiente y desarrollo (WCED, 1987), se define el Desarrollo
Sustentable como “aquel que responde a las necesidades del presente de forma
igualitaria, pero sin comprometer las posibilidades de sobrevivencia y prosperidad
de las generaciones futuras”.(Faladori, 2010).
Brundtland, parte de la idea central de que desarrollo y medio ambiente no pueden
ser separados: ”Medio ambiente y desarrollo no constituyen desafíos separados;
están inevitablemente interligados. El desarrollo no se mantiene si la base de
recursos ambientales se deteriora; el medio ambiente no puede ser protegido si el
crecimiento no toma en cuenta las consecuencias de la destrucción ambiental”,
(Pierri, 2005).Pero invierte la formulación clásica del problema: se distancia del
ecocentrismo, que veía el desarrollo como causa del deterioro ambiental, y adopta
una clara óptica antropocentrista diciendo que hay que preocuparse por evitar que
ese deterioro limite el desarrollo: “Antes, nuestras mayores preocupaciones se
dirigían para los efectos del desarrollo sobre el medio ambiente. La apelación al
desarrollo sustentable es un llamado a cambiar las estrategias aplicadas hasta el
momento, tanto en materia de políticas de desarrollo, como ambientales.
El uso Sustentable se define como: satisfacer las necesidades de los grupos
sociales mediante una planificación consensuada y participativa del
aprovechamiento, conservación y rehabilitación de los recursos naturales. (Valdivia,
2005)
53
9. MARCO NORMATIVO
Este trabajo de investigación se sustenta mediante las siguientes normas que rigen
en Colombia en materia de Aguas.
La principal norma que rige el tema de calidad del agua en Colombia, es el Decreto
1575 emitido por el Ministerio de la Protección Social y la Resolución 2115 del año
2007, emitida el MAVDT, por medio del cual se establece el sistema para la
protección y control de la calidad del agua para consumo humano.
Tabla 6. Normas sobre el Recurso Hídrico
Normatividad sobre el Recurso Hídrico
Constitución Política de
Colombia del 1991
ARTICULO 79. Todas las personas tienen derecho a gozar
de un ambiente sano. La ley garantizará la participación de
la comunidad en las decisiones que puedan afectarlo. Es
deber del Estado proteger la diversidad e integridad del
ambiente, conservar las áreas de especial importancia
ecológica y fomentar la educación para el logro de estos
fines.
Constitución Política de
Colombia del 1991
ARTICULO 80. El Estado planificará el manejo y
aprovechamiento de los recursos naturales, para garantizar
su desarrollo sostenible, su conservación, restauración
osustitución. Además, deberá prevenir y controlar los
factores de deterioro ambiental, imponer las sanciones
legales y exigir la reparación de los daños causados.
Así mismo, cooperará con otras naciones en la protección
de los ecosistemas situados en las zonas fronterizas.”
(Presidencia de la República)
Ley 99 de 1993 Art. 1.
Las zonas de páramos, subpáramos, los
nacimientos de agua y las zonas de recarga de
acuíferos serán objeto de protección especial.
En la utilización de los recursos hídricos, el consumo
humano tendrá prioridad sobre cualquier otro uso.
Art. 2.
El Ministerio del Medio Ambiente formulará, junto
con el Presidente de la República y garantizando la
participación de la comunidad, la política nacional
ambiental y de recursos naturales renovables, de
54
Normatividad sobre el Recurso Hídrico
manera que se garantice el derecho de todas las
personas a gozar de un medio ambiente sano y se
proteja el patrimonio natural y la soberanía de la
Nación.
DECRETO 1575 DE 2007
Ministerio de la Protección
Social
Por el cual se establece el Sistema para la Protección y
Control de la Calidad del Agua para Consumo Humano.
Resolución 2115 de 2007
MAVDT
Por medio de la cual se señalan características,
instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y
vigilancia para la calidad del agua para consumo humano
Resolución 5731 del 30 de
diciembre de 2008. SDA.
Por la cual se deroga la Resolución 1813 de 2006 y se
adoptan nuevos objetivos de calidad para los Ríos Salitre,
Fucha, Tunjuelo y el canal Torca en el Distrito Capital.
Resolución 811 de 2008 del
MAVDT
Por medio de la cual se definen los lineamientos a partir de
los cuales la autoridad sanitaria y las personas prestadoras,
concertadamente definirán en su área de influencia los
lugares y puntos de muestreo para el control y la vigilancia
de la calidad del agua para consumo humano en la red de
distribución.
Resolución 3957 de 2009 SDA Por la cual se establece la norma técnica, para el control y
manejo de los vertimientos realizados a la red de
alcantarillado público del Distrito Capital.
Resolución 082 de 2009 del
Ministerio de la Protección
Social
Por medio de la cual se adoptan unos formularios para la
práctica de visitas de inspección sanitaria a los sistemas de
suministro de agua para consumo humano
Resolución 4328 del 21 de
mayo de 2010. SDA
Por la cual se establece la meta global de reducción de
carga Contaminante de dbo5 y sst, para los cuerpos de
agua con objetivos de Calidad establecidos en la resolución
SDA 5731 de 2008 y se adoptan otras Disposiciones
Resolución 4716 del 2010 del
Ministerio de la Protección
Social
Elaboración de mapas de riesgo de la calidad del agua para
consumo humano
Resolución 1615 de 2015 del
Ministerio de Salud y
Protección Social
Por la cual se autorizan los laboratorios para la realización
de análisis fisicoquímico y microbiológico para el agua de
consumo humano
55
Normatividad sobre el Recurso Hídrico
Decreto 1076 de 2015 del
Ministerio de Ambiente y
Desarrollo Sostenible
. Tasas retributivas por vertimientos líquidos puntuales a
cuerpos de agua
Resolución 0631 del 17 de
marzo de 2015 del Ministerio de
Ambiente y Desarrollo
Sostenible
“Por la cual se establecen los parámetros y los valores
límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a
cuerpos de aguas superficiales y a los sistemas de
alcantarillado público y se dictan otras disposiciones”
RESOLUCION 1002 DEL 21
DE JULIO DEL 2016 SDA
"Por medio de la cual se Re-Delimita el corredor ecológico
del Río Tunjuelo en el sector del predio La Turquesa, se
delimita la Ronda Hidráulica y la ZMPA y se toman otras
determinaciones
Resolución número 0487 de
2017 del Ministerio de Vivienda,
Ciudad y Territorio.
Por la cual se reglamenta el artículo 57 de la Ley 1537 de
2012, que creó dentro de la estructura operativa del
Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio, el Sistema de
Inversiones en Agua Potable y Saneamiento Básico (Sinas)
Fuente:
http://190.27.245.106/BLA/boletinlegal/normativa.php
56
10. MARCO METODOLÓGICO
Para el desarrollo de la metodología se siguió como se indica en el diagrama de
flujo:
Diagrama 1. Flujo Metodología para la Propuesta del índice de Calidad de Agua (ICA).
Revisión de la información
Bibliográfica sobre el
desarrollo de Índices de
Calidad de Agua (ICA)
Solicitud de la información
de los datos de calidad del
agua a la Secretaría
Distrital de Ambiente
Selección de los
parámetros a evaluar
Obtención de las
Curvas de Calidad
Asignación de
Pesos Relativos
Agregación de los
parámetros a una
expresión
matemática
Definición de los
Rango de Calidad
Propuesta del índice
de calidad de Agua
Validación del índice
de calidad de Agua
usando ANOVA
57
El análisis de las concentraciones de solutos en las aguas superficiales, se lleva a
cabo mediante una serie de parámetros fisicoquímicos que brindan información
importante de la calidad del agua. Sin embargo, todos estos parámetros se pueden
agrupar en una fórmula matemática para su mayor análisis y comprensión. Los
índices de calidad del agua son esta herramienta importante que permiten de
manera resumida, rápida oportuna y ágil este tipo de análisis. Samboni (2011).
La metodología para la propuesta del Índice de calidad de agua (ICA), en la fase
inicial, se realizó una revisión de los referentes bibliográficos relacionados con el
tema de la Construcción de índices de Calidad de Agua, se solicitó formalmente a
la Secretaría Distrital de Ambiente y más directamente a la Subdirección del
Recurso Hídrico y del Suelo los datos de los parámetros fisicoquímicos
monitoreados por la Red de Calidad de Agua de Bogotá y se continúa con los
siguientes pasos:
Selección de Parámetros. Se seleccionaron 10 parámetros que brindaran
la máxima información necesaria y completa de los cambios en la calidad del
agua, para la propuesta del índice de calidad de agua, monitoreados de
forma continua, usando categorías ambientales (Samboni et al, 2007). Estos
fueron: Fósforo Total, Nitratos, Oxígeno Disuelto, Conductividad, Nitrógeno
Total, Demanda Bioquímica de Oxígeno, Demanda Química de Oxígeno,
Sólidos Suspendidos Totales y Grasas y Aceites.
58
Tabla 7. Categorías Ambientales
Categoría Variables Consideradas
Nivel de Oxígeno OD, DBO, DQO
Eutrofización NO2, NO3, Fosfatos
Aspectos de Salud Coliformes Totales y Fecales
Características Físicas Temperatura, Transparencia,
Sólidos Totales
Sustancias Disueltas Cloruros, Sulfatos, pH,
Conductividad
Fuente: (Samboni et al, 2007)
Tabla 8. Parámetros Fisicoquímicos usados para el cálculo del Índice de calidad
ESTA
CIÓ
N ID
.
ESTA
CIÓ
N
RIO
FEC
HA
pH
Co
nd
uct
ivid
a
d
µs/
cm
Oxi
gen
o
dis
uel
to
mg/
L D
BO
5
mg/
L
DQ
O
mg/
L
Solid
os
susp
end
ido
s
mg/
L G
rasa
s y
acei
tes
mg/
L P
to
tal
mg/
L
N t
ota
l
mg/
L
Nit
rato
s m
g/L
TU-Regad
er Regadera Tunju
elo
30/07/13
7.21 18.44
7.53 1.6 26.6 32 3.6 0.09 1.1 0.8
TU-UAN
Universidad Antonio
Nariño Tunju
elo
30/07/13
7.28 22.20
8.09 1.8 18.9 35 3.6 0.21 1.1 0.8
TU-Yomas
a Yomasa Tunju
elo
11/07/13
7.65 57.40
7.27 25.5 132.0
373 3.6 3.18 3.3 0.96
Tu- Doña Juana
Doña Juana
Tunjuelo
13/07/13
7.56 49.56
7.99 3.0 709.0
235 3.6 2.46 4.1 1.3
TU-Mexic
o Barrio
Mexico Tunju
elo
16/07/13
7.28 146.06
2.86 2.6 25.5 20 3.6 0.6 1.1 1.87
TU-SBenit
o San Banito Tunju
elo
16/07/13
7.54 166.34
2.86 9.9 42.8 75 3.6 0.85 5.1 1.87
TU-Makro
S Makro
Autosur Tunju
elo
19/07/13
7.44 153.54
3.41 17.1 26.2 58 4.0 1.01 6.9 1.6
TU-Tv86
Transversal 86
Tunjuelo
18/07/13
7.79 306.40
1.68 64.3 158.0
108 18 2.39 19.3 1.01
TU-PteInd
e
Puente Independe
ncia Tunju
elo
25/07/13
7.73 290.40
1.28 60.2 183.0
93 18 2.43 18.8 1.11
TU-IslaPo
n
Isla Pontón
San José Tunju
elo
25/07/13
7.72 353.20
1.20 81.3 197.0
138 27 2.83 22.9 0.8
59
ESTA
CIÓ
N ID
.
ESTA
CIÓ
N
RIO
FEC
HA
pH
Co
nd
uct
ivid
a
d
µs/
cm
Oxi
gen
o
dis
uel
to
mg/
L D
BO
5
mg/
L
DQ
O
mg/
L
Solid
os
susp
end
ido
s
mg/
L G
rasa
s y
acei
tes
mg/
L P
to
tal
mg/
L
N t
ota
l
mg/
L
Nit
rato
s m
g/L
FU-Delirio El Delirio Fucha
10/07/13
7,93 16.38
7.91 1.7 27.6 16 53 0.09 1.1 0.8
FU-KR7
Carrera 7a Río Fucha Fucha
12/07/13
7,92 97.86
8.0 29.8 67.7 66 12 0.99 10.0 0.94
FU-Ferroc
a Avenida
Ferrocarril Fucha
12/07/13
8.33 223.10
6.13 70.9 184.0
93 20 2.21 19.2 1.31
FU-Americ
a
Fucha Avenida
Las Américas Fucha
17/07/13
8.16 269.40
4.91 67.3 196.0
100 23 2.85 25.6 0.8
FU-Boyac
a
Fucha Avenida Boyacá Fucha
22/07/13
7.34 173.50
4.93 31.8 47.5 48 8.3 1.1 11.3 1.65
FU-Vision COL.
Visión Colombia Fucha
24/07/13
7.84 773.20
1.52 180.0
423.0
187 41 4..97 41.1 2.81
FU-ZFranc
a
Fucha Zona
Franca Fucha
27/07/13
7.50 888.00
1.31 192.0
378.0
103 34 5..38 46.9 2.05
FU-Alame
da Fucha con Alameda Fucha
27/07/13
7.59 954.00
4,5 321.0
716.0
370 74 6.28 59.5 1.7
SA-ParqN
al Parque
Nacional Salitre
09/07/13
7.72 24.20
7.55 1.1 20.7 3..8 3.6 0.16 1.1 0.8
SA-Arzobi
s Arzobispo Carrera 7a Salitre
11/07/13
7.83 137.60
7.17 20.7 63..9 24 5.6 0.66 6.0 0.96
SA-CL53
Carrera 30 Calle 53 Salitre
15/07/13
8.52 518.00
3.04 158.0
410.0
197 42 5.44 44.4 2.03
SA-Carref
our Carrefour
Av. 68 Salitre
17/07/13
7.93 356.00
2.39 66.2 207.0
83 10 3.39 29.7 0.8
SA-Tv 91
Transversal 91 Salitre
26/07/13
7.80 477.40
1.01 112.0
274.0
244 25 4.08 34.5 1.07
SA-Alame
da
Salitre con Alameda
Salitre 26/07/13
7.50 783.00
1.05 156.0
329.0
93 49 6.25 53.6 1.79
TO-Bosqu
e Pinos
Bosque de Pinos
Torca
09/07/13
7.60 48.70
6.87 1.1 24.5 15 12 0.94 1.1 0.8
TO-CL161
Calle 161 Torca 19/07/13
8.11 606.00
3.26 110.0
209.0
73 22 4.4 38.2 1.29
TO-Jardpa
z
Jardines de Paz
Torca 15/07/13
7.58 330.00
1.14 32.5 121.0
51 13 1.99 14.5 2.39
TO-Ssimo
n San Simón Torca
23/07/13
7.53 420.00
1.17 25.3 103.0
40 7 1.97 17.7 0.98
60
Fuente: Elaboración propia
Obtención de las Curvas de Calidad de Cada Parámetro
Para la obtención de las Curvas de calidad de cada parámetro según: (Samboni et
al, 2007), destaca los métodos más utilizados para la construcción de las Curvas de
calidad en la siguiente tabla 9.
Tabla 9. Criterios para la construcción de las Curvas de Calidad
Método Descripción
Valor nominal o numérico Comparación del valor del parámetro
con un estándar o criterio.
Parámetro en número decimal,
diagramas o tablas de calibración
Se desarrolla para cada parámetro su
propio diagrama, en el que se indica la
correlación entre el parámetro y su valor
en escala de calidad.
Parámetro bajo formulación
matemática
Convierte los valores del parámetro de
acuerdo a varias escalas con las que
los valores del mismo conservan sus
unidades originales.
Fuente: (Samboni et al, 2007)
Igualmente, (Samboni et al, 2007) recomienda para la construcción de los
diagramas de Calibración el uso de diferentes métodos que se relacionan en la tabla
10.
61
Tabla 10. Ecuaciones de las Curvas de Calidad
Parámetro Ecuaciones de las Curvas de
Calidad
1 pH Q = 40x – 200 pH≤ 7,5
2 Nitratos Q = 100 – 0,4x
3 Conductividad Q = – 0,04x + 80
4 Sólidos Suspendidos
Totales
Q = - 0,1819x + 81,848
5 Oxígeno Disuelto Q = 13, 335x – 6,68
6 Demanda Bioquímica de
Oxígeno
Q= (7000 / 9x + 60) – (50 / 3)
7 Demanda Química de
Oxígeno
Q= (35000 / 27x + 300) – (50 / 3)
8 Nitrógeno Total Q = - 0,0014N3 + 0,0788N2 –
3,2374N + 115
9 Grasas Y Aceites Q = 87,25 [ ]-0,298
10 Fósforo Total Q = - 26,661x + 100
Fuente:http://www.mapama.gob.es/imagenes/en/0904712280005f91_tcm11-
16049.pdf
A continuación, se toman algunos criterios para la elaboración de las curvas de
calibración.
Tabla 11. Criterios para la construcción de los diagramas de Calibración
Metodología Descripción
Experiencia Propia Según criterio del autor
Método Delphi Considera el promedio de la opinión de
varios expertos
Ecuaciones matemáticas con regresión
Lineal
Curva construida a partir de una fórmula
matemática o viceversa
Normatividad Generada a partir de los valores
recogidos en diferentes normativas
62
Fuente: (Samboni et al, 2007)
Determinación de los Pesos Relativos de los parámetros seleccionados
Se asigna un peso relativo, a cada parámetro entre cero (0) y uno (1), según su
relevancia o la importancia en el riesgo de aumento de su concentración (García,
2012). La suma de los pesos relativos debe ser igual a uno (1). En la Tabla 12, se
determinan los pesos relativos asignados.
Tabla 12. Pesos Relativos Asignados a cada Parámetro
Parámetro Peso relativo
pH 0,1
Conductividad 0,01
DBO5 0,155
DQO 0,15
Fósforo Total 0,1
Nitrógeno Total 0,06
Sólidos Suspendidos 0,075
Oxígeno disuelto 0,17
Nitratos 0,1
Grasas y Aceites 0,08
Fuente: Elaboración autor.
El peso relativo de mayor relevancia, necesario para la supervivencia de los seres vivos, en
este caso, es el Oxígeno disuelto, luego la DBO, así sucesivamente.
Agregación de los Parámetros a través de una Expresión Matemática.
La agregación o integración de los parámetros se realiza a través de la siguiente
fórmula matemática: ∑ 𝑗𝑖∗𝑃𝑖𝑛
𝑖=1
∑ (𝑃𝑖)𝑛𝑖=1
63
donde Ji, es el factor de Calidad de cada parámetro determinado en la Curva de
Calidad y Pi, es el peso relativo asignado a cada parámetro, n es el número total de
parámetros a analizar.
Definición de los rangos de calidad del Índice de calidad de agua
propuesto.
Los rangos de calidad del índice de calidad de agua propuesto∑ 𝐽𝑖∗𝑃𝑖𝑛
𝑖=1
∑ (𝑃𝑖)𝑛𝑖=1
se definen en una escala nominal cualitativa que representa la calidad del
agua, y asignan los colores y valores en la tabla siguiente:
Tabla 13. Rangos de Calidad del Índice de Calidad de Agua propuesto.
CATEGORÍA VALOR COLOR
EXCELENTE 90-100 Azul
BUENA 80-90 Verde
REGULAR 60-80 Amarillo
MARGINAL 40-60 Naranja
POBRE 0- 40 Rojo
Fuente: Elaboración propia
Estos rangos de calidad, fueron definidos teniendo en cuenta, los rangos de
calidad usados por la Secretaría Distrital de Ambiente.
11. RESULTADOS
Para obtener el factor de Calidad Q, que va de 0 a 100, se realizaron las gráficas de
cada uno de los parámetros a analizar a partir de las ecuaciones de cada parámetro
de acuerdo a las reportadas en la tabla 10.Estos rangos ya están establecidos por
estándares internacionales, (Samboni et al, 2007).
64
Gráfica 4. Curva de Calidad Q. Oxígeno disuelto
Fuente: (Samboni et al, 2007);
http://www.mapama.gob.es/imagenes/en/0904712280005f91_tcm11-16049.pdf
Esta gráfica del parámetro fisicoquímico Oxígeno Disuelto, representa la curva de
calibración del Oxígeno Disuelto, para interpolar el valor del dato de Oxígeno
Disuelto y obtener el factor de Calidad Q, como se muestra a continuación:
Q = 13, 335x – 6,68 Corresponde a la ecuación de la gráfica Concentración de
Oxígeno disuelto vs Factor Q. El valor de la concentración de cada parámetro, se
remplaza en la ecuación obtenida de cada curva para hallar el factor de calidad. Por
ejemplo, en la tabla 8, la concentración del parámetro oxígeno disuelto corresponde
a 7,53mg/L, este valor se remplaza en la ecuación obteniendo un factor de calidad
= 93,7.
Q = 13,335(7,53) – 6,68
Q = 93,7
Se hace la aclaración como se indica arriba, el factor de calidad se obtiene
interpolando el dato del parámetro en la ecuación obtenida de la curva de calidad y
la curva de calidad se obtiene a partir de la ecuación, esto, no significa que el punto
y = 13.335x - 6.68R² = 1
-20
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Fact
or
Q
Concentración mg / L
GRÁFICA 4: CURVA DE CALIDAD Q. OXÍGENO DISUELTO
65
que está en la curva sea el correspondiente al parámetro fisicoquímico que se
analiza.
Gráfica 5. Curva de Calidad Q para pH
Fuente: (Samboni et al,
2007);http://www.mapama.gob.es/imagenes/en/0904712280005f91_tcm11-
16049.pdf
Esta gráfica del parámetro fisicoquímico pH, representa la curva de calibración del
pH para interpolar el valor del dato de pH de la tabla 8, para obtener el factor de
Calidad Q, como se muestra a continuación:
Q = 40x – 200 pH≤ 7,5
Q = 40 (7,21) – 200 = 88,0
Sólo se tiene en cuenta la parte de la curva que corresponde a pH≤ 7,5 ya que los
datos de los parámetros fisicoquímicos están dentro de este intervalo.
y = 40x - 200R² = 1
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 3 4 5 6 7 8
FAC
TOR
Q
pH
GRÁFICA 5: CURVA DE CALIDAD Q PARA pH
66
Gráfica 6. Curva de Calidad Q Fósforo Total
Fuente: (Samboni et al,
2007);http://www.mapama.gob.es/imagenes/en/0904712280005f91_tcm11-
16049.pdf
La gráfica anterior del parámetro fisicoquímico Fósforo Total, representa la curva de
calibración del Fósforo Total para interpolar el valor del dato de Fósforo Total de la
tabla 14 para obtener el factor de Calidad Q, como se muestra a continuación:
Q = - 26,661x + 100
Q = - 26, 661(0,09) + 100
Q = 97, 6
y = -26.661x + 100R² = 1
0
20
40
60
80
100
120
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Fact
or
Q
mg / L
GRÁFICA 6: CURVA DE CALIDAD Q FÓSFORO TOTAL
67
Gráfica 7. Curva de Calidad Q Nitratos
Fuente: (Samboni et al, 2007);
http://www.mapama.gob.es/imagenes/en/0904712280005f91_tcm11-16049.pdf
La gráfica anterior del parámetro fisicoquímico Nitratos, representa la curva de
calibración del Nitrato para interpolar el valor del dato del Nitrato de la tabla 8 para
obtener el factor de Calidad Q, como se muestra a continuación:
Q = 100 – 0,4x
Q = 100 – 0,4(0,8) = 100
y = -0.4x + 100R² = 1
0
20
40
60
80
100
120
0 50 100 150 200 250 300
FAC
TOR
CA
LID
AD
Q
mg / L
GRÁFICA 7: CURVA DE CALIDAD Q NITRATOS
68
Gráfica 8. Curva de Calidad Q Sólidos Suspendidos Totales
Fuente: (Samboni et al, 2007);
http://www.mapama.gob.es/imagenes/en/0904712280005f91_tcm11-16049.pdf
Esta gráfica anterior del parámetro fisicoquímico Sólidos Suspendidos Totales,
representa la curva de calibración de los Sólidos Suspendidos Totales para
interpolar el valor del dato de los Sólidos Suspendidos Totales de la tabla 8, y se
obtiene el factor de Calidad Q, como se muestra a continuación:
Q = - 0,1819x + 81,848
Q = - 0,1819(32) + 81,848
Q = 76,0
y = -0.1819x + 81.848R² = 1
0
10
20
30
40
50
60
70
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
FAC
TOR
Q
mg / L
GRÁFICA 8: CURVA DE CALIDAD Q SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES
69
Gráfica 9. Curva de Calidad Q Conductividad
Fuente: (Samboni et al,
2007);http://www.mapama.gob.es/imagenes/en/0904712280005f91_tcm11-
16049.pdf
Esta gráfica anterior del parámetro fisicoquímico de la Conductividad, representa la
curva de calibración de la Conductividad para interpolar el valor del dato de la
Conductividad de la tabla 8 para obtener el factor de Calidad Q, como se muestra a
continuación:
Q = – 0,04x + 80
Q = – 0,04 (18,44) + 80
Q = 79,3
y = -0.04x + 80R² = 1
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 500 1000 1500 2000 2500
FAC
TOR
Q
µs / cm
GRÁFICA 9: CURVA DE CALIDAD Q CUNDUCTIVIDAD
70
Gráfica 10. Curva de Calidad Q DBO5
Fuente: (Samboni et al,
2007);http://www.mapama.gob.es/imagenes/en/0904712280005f91_tcm11-
16049.pdf
Esta gráfica anterior del parámetro fisicoquímico Demanda Bioquímica de Oxígeno,
representa la curva de calibración de la Demanda Bioquímica de Oxígeno para
interpolar el valor del dato de la Demanda Bioquímica de Oxígeno de la tabla 8 para
obtener el factor de Calidad Q, como se muestra a continuación:
Q= (7000 / 9x + 60) – (50 / 3)
Q = 7000 / [9(20) + 60] – (50 / 3)
Q = 12,5
0
20
40
60
80
100
120
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
FAC
TOR
Q
mg / L
GRÁFICA 10: CURVA DE CALIDAD Q DBO5
71
Gráfica 11. Curva de Calidad Q DQO
Fuente: (Samboni et al, 2007);
http://www.mapama.gob.es/imagenes/en/0904712280005f91_tcm11-16049.pdf
Esta gráfica anterior del parámetro fisicoquímico Demanda Química de Oxígeno,
representa la curva de calibración de la Demanda Química de Oxígeno para
interpolar el valor del dato de la Demanda Química de Oxígeno de la tabla 8 para
obtener el factor de Calidad Q, como se muestra a continuación:
Q= (35000 / 27x + 300) – (50 / 3)
Q = 35000 / [27(10) +300] – (50 / 3)
Q = 44,7
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40 50 60 70 80
FAC
TOR
Q
mg / L
GRÁFICA 11: CURVA DE CALIDAD Q DQO
72
Gráfica 12. Curva de Calidad Q Nitrógeno Total
Fuente: (Samboni et al, 2007);
http://www.mapama.gob.es/imagenes/en/0904712280005f91_tcm11-16049.pdf
Esta gráfica anterior del parámetro fisicoquímico Nitrógeno Total, representa la
curva de calibración del Nitrógeno Total para interpolar el valor del dato del
Nitrógeno Total de la tabla 8 para obtener el factor de Calidad Q, como se muestra
a continuación:
Q = - 0,0014N3 + 0,0788N2 – 3,2374N + 115
N ≤ 5, Q = 100; N≥30, Q = 0
Q = - 0,0014(6)3 + 0,0788(6)2 – 3,2374(6) + 115
Q = 98,1
y = -1.9189x + 108.96R² = 0.9988
0
20
40
60
80
100
120
0 5 10 15 20 25 30 35
FAC
TOR
Q
mg / L
GRÁFICA 12: CURVA DE CALIDAD Q NITRÓGENO TOTAL
73
Gráfica 13. Curva de Calidad Q Grasas y Aceites
Fuente: (Samboni et al, 2007);
http://www.mapama.gob.es/imagenes/en/0904712280005f91_tcm11-16049.pdf
La gráfica anterior del parámetro fisicoquímico Grasas y Aceites, representa la curva
de calibración de las Grasas y Aceites para interpolar el valor del dato de las Grasas
y Aceites de la tabla 8, para obtener el factor de Calidad Q, como se muestra a
continuación:
Q = 87,25 [ ]- 0,298
Q = 87, 25 [ 5]- 0,298
Q = 54,0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 50 100 150 200 250 300 350
FAC
TOR
Q
mg / L
GRÁFICA 13: CURVA DE CALIDAD Q GRASAS Y ACEITES
74
En la tabla 20, se puede observar los factores de calidad Q, para cada parámetro
obtenido a partir de las curvas de calidad Q.
11.1PROPUESTA DEL ÍNDICE DE CALIDAD DE AGUA
Una vez realizada la investigación, la propuesta del Índice de Calidad de Agua
ICA, incluye la siguiente fórmula matemática:
∑ 𝐽𝑖∗𝑃𝑖𝑛𝑖=1
∑ (𝑃𝑖)𝑛𝑖=1
donde:
Ji, corresponde al factor de Calidad de cada parámetro calculado mediante las
curvas de Calidad.
Pi, se refiere al peso relativo asignado a cada parámetro fisicoquímico y n es el
número de parámetros seleccionados.
Para efectos de comparación del índice de calidad de agua obtenido se tienen en
cuenta el siguiente Índice de Calidad de Agua:
ICA DINIUS = 1
𝑛∑ 𝑞𝑖𝑛
𝑖=1 (Torres, 2009)
Donde:
n: número total de parámetros
qi: Factor de Calidad.
A continuación, se realizó una muestra de cálculo del Índice de Calidad de Agua,
que se detallan en la tabla 20.
I𝐶𝐴𝑈𝐷𝐹𝐽𝐶 = ∑ 𝐽𝑖∗𝑃𝑖𝑛
𝑖=1
∑ (𝑃𝑖)𝑛𝑖=1
75
Cada factor de calidad (Ji), se multiplica por el peso relativo asignado (Pi), se hace
la sumatoria y se divide por la sumatoria de los pesos relativos, como se indica a
continuación:
1. (88 x 0,1) + (79 x 0,01) + (94 x 0,17) + (77 x 0,155) + (18 x 0,15) + (76 x
0,075) + (60 x 0,08) + (98 x 0,1) + (100 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 76
2. (91x 0,1) + (79 x 0,01) + (100 x 0,17) + (75 x 0,155) + (27 x 0,15) + (75 x
0,075) + (60 x 0,08) + (94 x 0,1) + (100 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 79
3. (94 x 0,1) + (78 x 0,01) + (90 x 0,17) + (7,5 x 0,155) + (0 x 0,15) + (14 x 0,075)
+ (60 x 0,08) + (15 x 0,1) + (100 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 49
4. (98 x 0,1) + (78 x 0,01) + (100 x 0,17) + (64 x 0,155) + (0 x 0,15) + (39 x
0,075) + (60 x 0,08) + (34 x 0,1) + (100 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 64
5. (91 x 0,1) + (74 x 0,01) + (31 x 0,17) + (67 x 0,155) + (19 x 0,15) + (78 x
0,075) + (60 x 0,08) + (84 x 0,1) + (100 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 63
6. (98 x 0,1) + (73 x 0,01) + (31 x 0,17) + (30 x 0,155) + (7 x 0,15) + (68 x 0,075)
+ (60 x 0,08) + (77 x 0,1) + (100 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 55
7. (98 x 0,1) + (74 x 0,01) + (39 x 0,17) + (16 x 0,155) + (18 x 0,15) + (71 x
0,075) + (58 x 0,08) + (73 x 0,1) + (96 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 55
8. (88 x 0,1) + (68 x 0,01) + (16 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (62 x 0,075)
+ (37 x 0,08) + (36 x 0,1) + (72 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 38
9. (91 x 0,1) + (68 x 0,01) + (10 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (65 x 0,075)
+ (37 x 0,08) + (35 x 0,1) + (73 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 37
76
10. (91 x 0,1) + (66 x 0,01) + (9 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (57 x 0,075)
+ (33 x 0,08) + (24 x 0,1) + (65 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 35
11. (83 x 0,1) + (79 x 0,01) + (99 x 0,17) + (76 x 0,155) + (17 x 0,15) + (79 x
0,075) + (27 x 0,08) + (98 x 0,1) + (100 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 74
12. (83 x 0,1) + (76 x 0,01) + (100 x 0,17) + (5 x 0,155) + (0 x 0,15) + (70 x 0,075)
+ (42 x 0,08) + (74 x 0,1) + (89 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 58
13. (67 x 0,1) + (71 x 0,01) + (75 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (65 x 0,075)
+ (36 x 0,08) + (41 x 0,1) + (72 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 46
14. (74 x 0,1) + (69 x 0,01) + (59 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (64 x 0,075)
+ (34 x 0,08) + (24 x 0,1) + (60 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 42
15. (94 x 0,1) + (73 x 0,01) + (59 x 0,17) + (4 x 0,155) + (5 x 0,15) + (73 x 0,075)
+ (46 x 0,08) + (71 x 0,1) + (86 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 53
16. (86 x 0,1) + (49 x 0,01) + (14 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (48 x 0,075)
+ (29 x 0,08) + (0 x 0,1) + (0 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 27
17. (100 x 0,1) + (44 x 0,01) + (11 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (63 x 0,075)
+ (30 x 0,08) + (0 x 0,1) + (0 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 29
18. (96 x 0,1) + (42 x 0,01) + (4 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (15 x 0,075)
+ (24 x 0,08) + (0 x 0,1) + (0 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 24
19. (91 x 0,1) + (79 x 0,01) + (94 x 0,17) + (84 x 0,155) + (24 x 0,15) + (81 x
0,075) + (60 x 0,08) + (96 x 0,1) + (100 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 79
77
20. (87 x 0,1) + (74 x 0,01) + (89 x 0,17) + (12 x 0,155) + (0,6x 0,15) + (77 x
0,075) + (52 x 0,08) + (82 x 0,1) + (98 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 61
21. (59 x 0,1) + (59 x 0,01) + (34 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (46 x 0,075)
+ (29 x 0,08) + (0 x 0,1) + (0 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 28
22. (83 x 0,1) + (66 x 0,01) + (25 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (67 x 0,075)
+ (44 x 0,08) + (9,6 x 0,1) + (52 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 36
23. (88 x 0,1) + (61 x 0,01) + (7 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (37 x 0,075)
+ (33 x 0,08) + (0 x 0,1) + (0 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 26
24. (100 x 0,1) + (49 x 0,01) + (7 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (65 x 0,075)
+ (27 x 0,08) + (0 x 0,1) + (0 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 29
25. (96 x 0,1) + (78 x 0,01) + (85 x 0,17) + (83 x 0,155) + (20 x 0,15) + (79 x
0,075) + (42 x 0,08) + (75 x 0,1) + (100 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 73
26. (76 x 0,1) + (56 x 0,01) + (37 x 0,17) + (0 x 0,155) + (0 x 0,15) + (69 x 0,075)
+ (35 x 0,08) + (0 x 0,1) + (0 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 32
27. (97 x 0,1) + (67 x 0,01) + (8 x 0,17) + (3 x 0,155) + (0 x 0,15) + (72 x 0,075)
+ (41 x 0,08) + (47 x 0,1) + (80 x 0,06) + (99 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 40
28. (99 x 0,1) + (63 x 0,01) + (9 x 0,17) + (8 x 0,155) + (0 x 0,15) + (75 x 0,075)
+ (49 x 0,08) + (47 x 0,1) + (75 x 0,06) + (100 x 0,1)/
(0,1+0,01+0,17+0,155+0,15+0,075+0,08+0,1+0,06+0,1) = 42
𝐼𝐶𝐴 𝐷𝑖𝑛𝑖𝑢𝑠 = 1
𝑛∑ 𝑞𝑖
𝑛
𝑖=1
78
1. (88+79+94+77+18+76+60+98+100+100)/10 = 79
2. (91+79+100+75+27+75+60+94+100+100)/10 = 80
3. (94+78+90+7,5+0+14+60+15+100+100)/10= 56
4. (98+78+100+64+0+39+60+34+100+99)/10 =67
5. (91+74+31+67+19+78+60+84+100+99)/10 = 70
6. (98+73+31+30+7+68+60+77+100+99)/ 10 = 64
7. (98+74+39+16+18+71+58+73+96+99) / 10 = 64
8. (88+68+16+0+0+62+37+36+72+100) / 10 = 48
9. (91+68+10+0+0+65+37+35+73+100) / 10 = 48
10. (91+66+9+0+0+57+33+24+65+100) / 10 = 44
11. (83+79+99+76+17+79+27+98+100+100) / 10 = 76
12. (83+76+100+5+0+70+42+74+89+100) / 10 = 64
13. (67+71+75+0+0+65+36+41+72+99) /10 = 53
14. (74+69+59+0+0+64+34+24+60+100) /10 = 48
15. (94+73+59+4+5+73+46+71+86+99) / 10 = 61
16. (86+49+14+0+0+48+29+0+0+99) / 10 = 32
17. (100+44+11+0+0+63+30+0+0+99) / 10 = 35
18. (96+42+4+0+0+15+24+0+0+99) / 10 = 28
19. (91+79+94+84+24+81+60+96+100+100) / 10 = 82
20. (87+74+89+12+0,6+77+52+82+98+100) / 10 = 62
21. (59+59+34+0+0+46+29+0+0+99) / 10 = 30
22. (83+66+25+0+0+67+44+9,6+52+100) / 10 = 40
23. (88+61+7+0+0+37+33+0+0+100) / 10 = 39
24. (100+49+7+0+0++65+27+0+0+99) / 10 = 40
25. (96+78+85+83+20+79+42+75+100+100) / 10 = 72
26. (76+56+37+0+0+69+35+0+0+99) / 10 = 35
27. (97+67+8+3+0+72+41+47+80+99) / 10 = 51
28. (99+63+9+8+0+75+49+47+75+100) / 10 = 52
79
Tabla 14. Índice de Calidad de Agua- ICA Obtenido
Dinius- media aritmética: 1/n
∑ 𝑞𝑖
𝑛
𝑖 =1
ICA-UDFJC- Media aritmética ponderada:
(∑ 𝐽𝑖 𝑃𝑖𝑛𝑖 =1 )
∑ (𝑃𝑖𝑛 𝑖 =1 )
79 76
80 79
56 50
67 64
70 63
65 55
64 55
48 38
48 37
45 35
76 74
64 58
53 46
48 42
61 53
32 27
35 29
28 24
81 79
80
Dinius- media aritmética: 1/n
∑ 𝑞𝑖
𝑛
𝑖 =1
ICA-UDFJC- Media aritmética ponderada:
(∑ 𝐽𝑖 𝑃𝑖𝑛𝑖 =1 )
∑ (𝑃𝑖𝑛 𝑖 =1 )
67 61
33 28
45 36
33 26
35 29
76 73
37 32
51 40
52 42
Fuente: El autor, 2017
Las medias obtenidas en ambos casos de 54,6 y 48,3 o están muy alejadas y la
diferencia no es significativa, como se puede ver a continuación con el análisis de
varianza con el estadístico ANOVA.
11.2CLASIFICACIÓN DE LOS VALORES Y COLORES PARA LA CALIDAD DEL
AGUA SEGÚN INDICE DE CALIDAD DE AGUA UNIVERSIDAD DISTRITAL
FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS- ICAUDFJC.
Tabla 15. Clasificación de las aguas según Índice de Calidad de Agua Universidad
Distrital Francisco José de Caldas- ICAUDFJC.
CATEGORÍA VALOR COLOR
EXCELENTE 90-100 Azul
BUENA 80-90 Verde
REGULAR 60-80 Amarillo
81
MARGINAL 40-60 Naranja
POBRE 0-40 Rojo
Fuente: Elaboración autor.
Luego de Proponer el índice de Calidad de Agua Universidad Distrital Francisco
José de Caldas – ICAUDFJC representado por la fórmula matemática: ∑ 𝐽𝑖∗𝑃𝑖𝑛
𝑖=1
∑ (𝑃𝑖)𝑛𝑖=1
,
Donde:
Ji = Al factor de calidad Q.
Pi = Pesos relativos
n= Número de parámetros.
Seleccionado los rangos de Calidad del Agua, se realiza un tratamiento estadístico,
en la cual se observa la diferencia entre los dos métodos para obtener los índices
de calidad de Agua (ICA).
A continuación, se usa el estadístico ANOVA, que sirve para el análisis de varianza
del ICA obtenido y el ICA con el cual se compara.
Tabla 16. Análisis estadístico del Índice de Calidad de Agua ICA.
Análisis de varianza de un factor
RESUMEN
Grupos Cuenta Suma Promedio Varianza
Columna 1 28 1527,66488 54,55946 271,10877
1
Columna 2 28 1351,8098 48,2789213 314,29689
8
ANÁLISIS DE VARIANZA
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de los cuadrados F
Probabilidad
Valor crítico para F
Entre grupos 552,232315 1 552,232315 1,8866654
1 0,17525439 4,01954096 Dentro de los grupos 15805,9531 54 292,702835
82
Total 16358,1854 55
Fuente: Elaboración autor.
Para ser significativo el valor de F tiene que ser mayor a 4,02 y el valor observado
en este caso es 1,88. Como resultado, el ANOVA indica que no existe una diferencia
significativa entre los dos índices de calidad de agua en cuanto a los valores
obtenidos.
Como p >α 0,17> 0,05, no se rechaza H0.
El estadístico F está asociado a un nivel crítico (la probabilidad de obtener valores
como el obtenido o mayores). Si éste es mayor a nuestro nivel de error asumido
(que habitualmente será del 95%, de decir de un 0,05) se rechaza la hipótesis nula,
que indica la igualdad de medias, y se acepta la alternativa.
El Análisis de Varianza (o ANOVA) es una prueba estadística desarrollada para
realizar simultáneamente la comparación de las medias de dos o más de
poblaciones, en este caso no hay una diferencia significativa, una vez realizado el
análisis de varianza.
83
11. CONCLUSIONES
Se realiza la propuesta del índice de Calidad de Agua Universidad Distrital Francisco
José de Caldas – ICAUDFJC representado por la fórmula matemática:
∑ 𝐽𝑖∗𝑃𝑖𝑛𝑖=1
∑ (𝑃𝑖)𝑛𝑖=1
,para evaluar la Calidad del Agua de Bogotá, es un índice que puede
ser usado para evaluar cualquier tipo de agua, siempre y cuando se tengan los
valores de las concentraciones de los parámetros fisicoquímicos y se haga una
asignación adecuada de los pesos relativos a cada parámetro fisicoquímico según
su relevancia o contribución a la contaminación de las Fuentes Hídricas.
Cada Índice de Calidad de Agua está propuesto por diferentes fórmulas que tratan
de acercarse a la realidad posible, no todos agrupan la misma cantidad de
parámetros fisicoquímicos y la asignación de pesos relativos suele ser muy
subjetiva, eso también varía a la hora de proponer un índice de Calidad de Agua.
El índice de calidad de agua (ICA), propuesto da una idea de la calidad del agua,
sin embargo, este debe ir acompañado de otros tipos de análisis, que
complementen mejor la información a la hora de tomar decisiones o implementar
políticas ambientales, este no debe usarse como único criterio para la toma de
decisión y el manejo de los recursos hídricos
Al hablar de Desarrollo Sustentable, es un término muy relativo que hoy en día
aplica para todas las áreas del conocimiento y en el especial con el desarrollo de un
84
país o nación, por eso Colombia no es ajena al Desarrollo Sustentable, el cual es
política de Estado para la conservación de los Recursos Naturales, pensando en las
futuras Generaciones; entonces, el Índice de Calidad de Agua Universidad Distrital
Francisco José de Caldas – ICAUDFJC al ser una herramienta de evaluación de la
Calidad del Agua, brinda información importante del grado de contaminación del
agua, permitiendo a las Autoridades Ambientales, proponer Políticas Ambientales y
Políticas Públicas para la sostenibilidad del Agua, debido a su gran importancia para
todos los seres vivos.
Cada Índice de Calidad de Agua está propuesto por diferentes fórmulas que tratan
de acercarse a la realidad posible, no todos agrupan la misma cantidad de
parámetros fisicoquímicos y la asignación de pesos relativos suele ser muy
subjetiva, eso también varía a la hora de proponer un índice de Calidad de Agua.
El análisis estadístico y la validación del índice de calidad de agua propuesto, indica
que no existe una diferencia significativa entre los dos índices de calidad de agua
comparados, en cuanto a los valores obtenidos.
85
13. RECOMENDACIONES
No tomar como criterio único de evaluación de la calidad del agua, el índice de
calidad de agua (ICA), este debe ir acompañado de otros análisis para la toma de
decisiones.
Se debe cuidar los recursos hídricos para garantizar un desarrollo sustentable, de
lo contrario, la presentes y futuras generaciones se verán afectadas por la escasez
del agua potable.
Se deben implementar políticas ambientales más rigurosas para la conservación de
las fuentes hídricas y en general de los recursos naturales.
86
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