- Cuenca
hidrográfica - Ríos
- Fitoplancton
- Análisis físico
– químico del agua - Macroinvertebrados
acuáticos
Este trabajo se
desarrolló como marco
teórico de un proyecto de
investigación para el grupo de
Investigación en zoología de la
Universidad del
Tolima, dentro de la asignatura de Metodología de la investigación, la
cual es dirigida por la investigadora Liliana Francis Turner y
los realizadores son estudiantes de séptimo y octavo
semestre de Biología.
En el marco teórico se trató de abordar
los principales factores que pueden afectar la abundancia de los
organismos a lo largo de una cuenca, pero se tienen en cuenta
otro tipos de factores además de los químicos -que
generalmente son los que se trabajan – ya que según
comenta Gladys Reinoso Florez investigadora del grupo de
investigación en zoología de la Universidad del
Tolima especializada en Limnología aún cuando los
parámetros químicos son aceptables para los
organismos se nota una disminución considerable en la
cantidad de organismos a lo largo de una quebrada, lo cual indica
que deben existir otros factores que limiten la existencia de or!
ganismos en un cuerpo de agua
lótico.
La definición presentada en el articulo primero
del decreto 2857 de 1981 por el código
nacional de los recursos
naturales y protección al medio
ambiente: entendiéndose por la cuenca u olla
hidrográfica un área
físico-geográfica debidamente delimitada, en donde
las aguas superficiales y subterráneas, vierten una red natural mediante uno
o varios cauces de caudal continuo o intermitente que confluyen a
su vez en un curso mayor que desemboca o puede desembocar en un
río principal, en un deposito natural de aguas, pantano o
directamente en el mar. [1]
El agua que circula en la cuenca se mantiene constante
gracias a una serie de intercambios entre la atmósfera y la
corteza terrestre que se designa con el nombre de ciclo
hidrológico.[2]
Los ríos son ecosistemas de
aguas corrientes o lóticas, asociadas comúnmente a
lugares de erosión,
de transporte y
de sedimentación de materiales[3].
La morfología
de los cauces, así como distintas especies que habitan en
los ríos están a! daptadas a un determinado
régimen de caudal que fluctúa de forma natural a lo
largo del año y de unos años a otros.
Existen muchos organismos acuáticos que necesitan
de muchas condiciones hidráulicas para completar su ciclo
biológico. Siendo necesario que exista una periodicidad en
los caudales bajos, medios y altos
coincidiendo con cierta temperatura
ambiente y de
las aguas, para que dichas especies completen su desarrollo[4].
Tal como plantea (Torres M 2004) "El lecho de los
ríos está conformado por distintos tipos de
sustratos que va desde rocas o
peñas hasta arena muy fina. La determinación del
tipo de sustrato es muy importante, pues de el depende el
establecimiento de una flora marginal y fauna
béntica espec! ífica.
La velocidad de
la corriente disminuye principalmente hacia el fondo y hacia las
costas. Cuanto mas veloz sea la corriente más diferente
será la fauna béntica, pues cuanto mayor sea la
velocidad de flujo mas delgada es la capa limítrofe o zona
adyacente al fondo en la cual la velocidad se aproxima a cero. La
velocidad de la corriente influye especialmente sobre los req!
uisitos alimentarios y respiratorios de los organismos[5],
además de la distribución de la luz, la
temperatura, difusión de los gases y la
materia
orgánica.(Margalef, R. Limnología.1985).
Son una comunidad de
plantas y
animales
microscópicos asociados a la superficie de objetos
artificiales sumergidas y se ha ampliado para incluir a toda la
comunidad de organismos sésiles, usado estrictamente se
refiere a los organismos de los tallos de plantas, hojas y
quizá palos sumergidos.
Se ha encontrado que las comunidades de perifiton
desempeñan un papel fundamental en la dinámica de los ecosistemas
acuáticos puesto que contribuyen a la producción de metabolismos orgánicos
para diverso organismos en la cadena
alimenticia, presenta una alta tasa de reciclaje de
nutrientes dado que en los organismos encuentran abrigo y otros
alimentos como
lo hacen numerosos peces; el
perifiton se ha usado recientemente como indicador de calidad de
agua.
Entre los factores que controlan el desarrollo del
perifiton se encuentran la temperatura, la luz, los nutrientes,
tales como los nitratos, el sílice entre otros el pH y tipo de
sustrato. Debido a que su por su naturaleza en
los ambientes lóticos no! se espera encontrar grandes
cantidades de fitoplancton, la productividad del
ecosistema
depende en gran medida de las poblaciones bénticas y del
perifiton [6].
Análisis físico – químico del
agua.
La contaminación del agua está
relacionada con la alteración de su calidad, mejor dicho
de ! sus características físicas, químicas,
bacteriológicas bien sea por causas naturales o por
acciones
antrópicas que conllevan de forma parcial o total a que no
sean adecuadas ya sea para uso doméstico o
industrial.[7]
Temperatura
La temperatura es uno de los factores ambientales mas
importantes que influyen en la proliferación y
supervivencia de los microorganismos a medida que aumenta las
reacciones enzimáticas y tasas de reproducción.
Para cada organismo existe una T. Máxima por
encima de la cual no es posible el crecimiento , una
mínima por debajo de la cual no tiene lugar la
proliferación y una optima en la cual se produce el
crecimiento de forma +optima. [8]
La temperatura elevada resulta de descargas de agua
caliente que puede tener un impacto ecológico
significativo. El cambio de
temperatura de un cuerpo de agua afecta en forma directa a la
solubilidad de los gases, sales y por tanto a la conductividad
eléctrica y determinación del pH[9].
pH
El ph del agua representa su acidez o su alcalinidad
cuyo factor mas importante es habitualmente la
concentración de anhídrido carbónico debido
a la mineralizacion total. La mayoría de los ecosistemas
acuáticos tienen un pH que oscila entre 5.0 y 9.0, muy
pocas especies pueden crecer a pH inferior a 2.0 o superiores a
10.[10]
Conductividad eléctrica.
La conductividad eléctrica permite evaluar
rápida pero muy aproximadamente la mineralización
global de agua. Las modificaciones importantes de la
conductividad puede interferir rápidamente en el
transcurso del día a causa de vertimientos
industriales.[11]
Oxigeno disuelto
Es uno de los indicadores
mas importantes de la calidad de agua. Los valores
varían entre 7.0 y 8.0 mg/L. La fuente principal es el
aire el cual se
difunde rápidamente en el agua por la
turbulencia en los ríos y los viento en los lagos [12].
Todos los organismos vivos dependen del oxigeno para
sobrevivir y poder producir
la energía necesaria para su desarrollo y su
reproducción. El oxigeno que encontramos en las aguas de
abastecimientos especialmente superficiales es el proveniente del
aire que penetra en el agua por absorción.[13]
Las variaciones del contenido de oxigeno son importantes
ya que tiene tendencia a disminuir con la profundidad y los
problemas
anaerobios pueden desarrollarse en la fondo. Cuando la
temperatura se eleva el contenido de oxigeno disminuye a
razón de una pequeña solubilidad; estas
modificaciones pueden formar gustos y olores desagradables
.[14]
Turbiedad
Define el grado de opacidad producido en el agua por la
materia particulada suspendida. La turbiedad originada en el agua
por parte de materiales externos se denomina alóctona y la
producida dentro del mis! mo cuerpo de agua se denomina
autóctona[15] .
La forma mas frecuente como el hombre
aumenta la turbiedad del agua es por la construcción de obras de ingeniería que dejan el terreno expuesto a
la erosión, en especial en el trópico donde las
precipitaciones son frecuentes y al! tas, este se convierte en
uno de los factores mas perturbadores de los ecosistemas
acuáticos.
Así mismo la deforestación y la agricultura
intensiva se convierte en fuente de sedimentos, que al
depositarse en el fondo de los ríos y lagos destruyen los
hábitats de numerosas especies. [16]
Alcalinidad
El agua pura químicamente es una sustancia neutra
que no manifiesta carácter alcalinos ni cualidades
ácidas, pero las aguas naturales, aún las que tiene
un alto grado de pureza contiene soluciones
suspendidas de gases atmosféricos y de minerales del
suelo y son
estos productos
encargados de suministrar a las aguas características
ácidas o alcalinas. La alcalinidad es producida por
sustancias de contacto con el agua, es decir por
hidrólisis producen iones hidroxilo (OH -), así por
ejemplo la cal, carbonatos y bicarbonatos son productos que
comunican alcalinidad al agua[17]. Así con la capacidad de
neutralizar ácidos del
agua posee propiedades de buffer[18].
Demanda Bioquímica
de Oxígeno
(D.B.Q.)
Se define como la cantidad de oxígeno requerido
por las bacterias para
descomponer la materia orgánica bajo condiciones
aeróbicas. Es una prueba que permite conocer la materia
orgánica presente en un cuerpo de agua a través de
una serie de mediciones de oxígeno.
Por ello es una determinación de uso común
en laboratorios de plantas de purificación de agua es un
bioindicador importante para determinar la calidad del agua
así como un grado de contaminación orgánica.
Demanda química de
oxígeno (DQO)
Corresponde al contenido del conjunto de materias
orgánicas que tienen un carácter biodegradable o
no. Se expresa por la cantidad! de oxígeno necesario para
oxidar toda la materia orgánica e inorgánica
presente en cuerpo de agua. La D.Q.O.[19]. Su
determinación permite calcular los efectos de las
descargas de las efluentes domésticas e industriales sobre
la calidad de las aguas de los cuerpos receptores; el aumento de
la D.Q.O. contribuye a la disminución de la capacidad de
depuración de las fuentes
hídricas, disminución del O2 disuelto,
salinización de los suelos,
pérdida de la biodiversidad
acuática y calidad del uso[20].
BURBANO, Francisco y SNEL, Hernán definen a los
sólidos totales como los residuos secos de los productos
disueltos y suspendidos que las aguas poseen en el momento de
tomarse la muestra para el
análisis. Es decir, todo lo que
el
agua contenga excepto el agua misma se puede considerar
materia válida.
Principales sólidos según la
naturaleza:
Orgánica: Carbohidratos,
proteínas, restos de plantas y
animales
Organismos: Algas, hongos, protozoos y
bacterias, etc.
Dureza Total
Corresponde a la suma de las concentraciones de calcio y
magnesio, evaluada como carbonato de calcio; y además es
la capacidad para precipitar el jabín. Si la dureza es
menor a la alcalinidad corresponde a su totalidad de
carbonatos.
Fósforos y Fosfatos
El fósforo en un cuerpo de agua permite la
formación de biomasa, la cual requiere un aumento de la
demanda
biológica de oxígeno para su oxidación
aerobia, además de los procesos de
eutrofización y consecuentemente crecimiento de
fitoplacnton.
El fósforo en forma de ortofosfato el nutriente
de organismos fotosintetizadores y por tanto, es un componente
limitante para el desarrollo de la comunidades. Su
determinación es necesaria en estudio de polución
de ríos, así como en procesos químicos y
biológicos de purificación y tratamiento de
aguas[21].
Nitrógeno, Nitritos y Nitratos
El nitrógeno es un elemento esencial para el
crecimiento de algas y causa un aumento en la demanda de
oxígeno al ver oxidado por bacterias, reduciendo por ende
los niveles de oxígeno. En el tratamiento biológico
de aguas residuales, los datos de
nitrógeno amoniacal y orgánico son importantes para
determinar si el residuo contiene suficiente nitrógeno
para nutrir los organismos.
Las descargas de aguas residuales ricas en
nitrógeno pueden causar problemas de eutrofización
y de nitrificación con la consecuente concentración
de nitratos[22].
Los invertebrados que habitan en el fondo de los
ríos tienen una gran importancia, ya que su biomasa es con
frecuencia la principal componente animal del ecosistema
acuático. Su actividad biológica es imprescindible
para comprender el funcionamiento del
río[23].
Los macroinvertebrados acuáticos y principalmente
los estados inmaduros de los insectos han utilizado ampliamente
como indicadores de la calidad del agua en el monitoreo y manejo
de cuencas hidrográficas, debido fundamentalmente a: 1. Su
tamaño relativamente grande, pues son visibles a simple
vista; 2. Presentan ciclos de desarrollo lo suficientemente
largos que les hace permanecer en los cursos de agua el tiempo
suficiente para detectar cualquier alteración; 3. Las
técnicas de muestreo de estos
organismos van sencillas y no requieren equipos costosos. 4. La
diversidad que presentan es tal que hay una casi infinita gama de
tolerancia
frente a diferent! es parámetros de
contaminación[24]
A pesar de que en los estudios ambientales relacionados
con evaluación
de la calidad del agua en Colombia, los
insectos acuáticos han sido un elemento importante, sin
embargo el uso de estos organismos como bioindicadores no siempre
se ha hecho de forma correcta, puesto que se requiere de un buen
conocimiento
taxonómico del grupo de organismos empleados y de
técnicas de colección adecuadas que permitan
conocer de manera más precisa sus requerimientos
ecológicos así como su distribución espacial
y temporal[25].
De otra parte hay que ! tener presente que la
distribución y al abundancia de los macroinvertebrados
bénticos en los sistemas
lóticos puede estar afectada por otros factores
además de la calidad del agua, tal como lo
manifestó Gladys Reinoso Florez en en trevista personal, pues ya
se han realizado trabajos en los que se consideran los factores
fisicoquímicos del agua y aunque estos se encuentran en
los rangos adecuados para que los organismos se desarrollen no lo
hacen, lo cual puede estar indicando que hay otros factores como
la selectividad del sustrato, velocidad y deriva por la corriente
en el medio lótico, así como variaciones
estacionales (Regímenes de precipitación, que
pueden crear problema de muestreo durante periodos
específicos de tiempo o en hábitat
determinados) que pueden estar influyendo en la abundancia y
distr! ibución de los organismos. [26]
[13] BURBANO & SNELH. Citado por Torres Marcela en
Estudio limnológico de la cuenca del Río Coello
(Departamento del Tolima) con especial referencia al orden
Ephemeroptera (Clase
Insecta). Universidad del Tolima. Facultad de Ciencias.
Ibagué . 2004.
CAROLINA CARVAJAL
FREDY BORJA
MIGUEL ORTEGA
MARCELA CASTAÑEDA
Estudiantes de Biología
VII semestre
UNIVERSIDAD DEL TOLIMA
FACULTAD DE CIENCIAS
PROGRAMA DE BIOLOGÍA
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN
IBAGUÉ, NOVIEMBRE DE 2005