INTRODUCCIÓN

La calidad de cualquier masa de agua está condicionada por el grado de alteración que presenta con respecto a sus condiciones naturales y viene determinada por el peor valor de su estado químico y ecológico (Borja, 2005, 2006). El estado químico es una expresión de la calidad de las aguas superficiales, en concordancia con la exigencia de las normas establecidas; mientras que el estado ecológico es una expresión de la calidad de la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos asociados a las condiciones de referencia (Orozco et al., 2005).

Cada vez más se hace más imprescindible el conocimiento a escala mundial de la necesidad de la conservación de las aguas, no solo en el aspecto de la potabilidad, sino de la integridad ecológica, por lo que son instituidos más marcos legales para detener, atenuar, mejorar o revertir las condiciones ambientales inaceptables y proteger la salud humana (Constanza y Mageau, 1999).

El empleo de índices en estos estudios facilita la comprensión de los resultados por un público mayor, así como por los decisores. Estos pueden ser usados de manera individual o combinados para dar una idea de la calidad, tipo de contaminante y posibles usos de las aguas superficiales analizadas (Fernández et al., 2004).

La cuenca del río San Juan en Santiago de Cuba ha sido estudiada desde varios puntos de vistas, con mayor énfasis en el de la calidad de sus aguas, por ser una de las principales fuentes de abasto para la población de este municipio.

Varias investigaciones (Olivares et al., 2012; Perrands, 2008; Torres, 2011) demuestran que la cuenca ha estado sometida a fuertes focos contaminantes y explican acerca de los diferentes compuestos que llegan a las aguas del río con afectación de las mismas y los ecosistemas presentes.

Los macroinvertebrados son indicadores biológicos usados para evaluar la calidad de las aguas, resultan ser cómodos y confiables y pueden avalar el tiempo del contaminante; por lo que son empleados como semáforos de contaminación. Otro elemento es el bosque de ribera, que permite la regulación de la contaminación provocada por arrastres de sedimentos y erosión durante las lluvias; además de servir como corredor natural entre algunas de las especies acuáticas y terrestres, lo cual garantiza la regulación hídrica.

Usualmente se hace referencia al estado ecológico de las aguas a través del empleo de uno de los índices antes mencionados. La Directiva Mundial del Agua (Unión-Europea, 2000) indica la necesidad de combinar indicadores biológicos y químicos para dar un mayor matiz e importancia a la gestión de los recursos hídricos.

Por tanto, evaluar de forma individual la calidad del agua no garantiza que se preserve el recurso; sin embargo, si se combinan varios de los elementos que influyen en el ecosistema se puede considerar el estado ecológico del recurso en el período determinado.

Este trabajo tiene como objetivo una primera combinación cualitativa de índices para evaluar la calidad del agua en el río San Juan entre 2013 y 2015.

METODOLOGÍA

Para el monitoreo se ubicaron 10 puntos de muestreo, ocho en el cauce principal del río y dos (puntos 6 y 9) en zonas de vertimiento. Estos últimos no fueron objeto de análisis (Figura 1). Los muestreos se realizaron trimestralmente, teniendo en cuenta los dos períodos estacionales (seca y lluvia). Las muestras fueron recogidas en envases de cristal y plástico según lo requiriera la norma, refrigeradas y trasladas a la Empresa Nacional de Aseguramiento de Servicios Técnicos (ENAST), perteneciente a la Delegación Provincial de Recursos Hidraúlicos de Santiago de Cuba, para su procesamiento según técnicas analíticas del Standart Methods.

Para calcular el Índice de Calidad del Agua (ICA) se siguió la metodología establecida por Dinius (1987); el índice de Contaminación, por el método propuesto por Ramírez et al. (1997); el índice BMWP-Cub, por Naranjo et al., (2010) y el Índice de Ribera (CBR), según la metodología propuesta por Munné et al., (2003).

RESULTADOS

En la Figura 1 se muestra la ubicación de los puntos a lo largo del cauce principal del río, ocho en el eje principal y dos correspondientes a vertimientos de residuales contaminantes de forma directa al río.

Índice de calidad del agua (ICA) y de contaminación (ICOMI, ICOMO)

Los resultados del cálculo de los índices de calidad del agua y el de contaminación por mineralización y materia orgánica en los períodos estacionales (húmedo y seco) se pueden observar en la Figura 2.

En el período húmedo los valores calculados para el ICA oscilan entre 40 y 60, por lo que clasifican las aguas entre regular y mal; mientras que para el seco la condición es de regular, excepto el último punto, en el que empieza a decrecer el valor.

Si bien es importante determinar la calidad de las aguas superficiales en el río, conocer el tipo de contaminación facilita la evaluación e identificación de los potenciales focos contaminantes, así como su posible gestión para minimizar los daños y preservar su estado ecológico. Para ello se realizó el cálculo de dos índices: el de contaminación por mineralización y por materia orgánica (ICOMI e ICOMO) propuestos por Ramírez et al. (1997). Los resultados se exponen en la Figura 3.

Durante el período húmedo los valores de mineralización se encuentran por encima del valor medio, lo que indica mayor presencia de elementos disueltos en las aguas; sin embargo, en la etapa seca se reporta el valor máximo.

Por su parte, en la contaminación por materia orgánica, durante las lluvias, los valores oscilan entre 0,4 y 0,6 (medios), mientras que en seca los primeros puntos están por debajo del valor medio, con tendencia a subir a partir del punto 7.

Índice BMWP-Cub

El índice BMWP-Cub demostró que los mejores valores fueron alcanzados en los puntos más alejados de la ciudad y más cercanos a las cabeceras del río (Puntos 1 y 2), lo que se corresponde con la condición de aceptable; mientras que los peores fueron reportados a partir del punto siete. Ningún punto de muestreo presentó la calidad del agua como buena.

Índice de CBR

Para el índice de CBR se registraron 88 especies de plantas con flores, pertenecientes a 87 géneros y 45 familias. El mayor número de especies corresponde al punto dos, con 40 (45,5 % del total); mientras que la de menor riqueza específica se encontró en el punto cinco (aledaño al puente del Cabaret Tropicana), con solamente 13 especies (14,8 %). Con respecto a la calidad, las variables muestran en su mayoría valores nulos, bajos y muy bajos en todas las estaciones, excepto en el primer punto, sitio de referencia.

Clasificación de los índices en los puntos de muestreo

En la Tabla 1 se muestra una relación de los valores de los índices calculados en cada uno de los puntos de muestreo.

DISCUSIÓN

El principal interés es la identificación de las presiones significativas que pueden afectar a una masa de agua, con el fin de poder tipificar aquellas en las que existe el riesgo de presentar problemas ambientales. Para ello, es necesario tener en cuenta las características de las masas de agua que hacen que sean susceptibles a las diferentes presiones a las que están sometidas.

La Directiva del Marco de Agua (DMA) (Unión-Europea, 2000) plantea que el impacto en una masa de agua suele medirse sobre la base de los tres indicadores analizados en este estudio, resultando fundamental el indicador biológico, ya que debe responder a las presiones existentes en la cuenca, de forma que cuanto mayor sea el impacto, menor sea el estado ecológico de la masa de agua. Los indicadores físico-químico e hidromorfológico sirven de sostén de este.

· Índice de BMWP-Cub

El índice de macroinvertebrados mostró que los puntos uno y dos presentan valores que clasifican al agua de aceptable, pero con algunos efectos de contaminación evidente; aunque es bueno señalar que estos son similares en ambos períodos pluviales.

La cuenca media está representada por los puntos cuatro y cinco. El punto cuatro no arroja un patrón definido, sus aguas van desde aceptables hasta contaminadas, alcanzando la condición de crítica durante la época lluviosa de 2014. En este punto incide el vertido de las aguas albañales de la prisión de Boniato, mientras que el punto cinco recibe una carga contaminante mayor. El agua clasifica desde muy contaminada hasta fuertemente contaminada durante la misma época (lluviosa).

A partir del punto siete hasta la desembocadura se considera cuenca baja, los valores del BMWP-Cub son los más bajos, lo que reafirma una marcada presencia de contaminación. Las aguas se clasifican desde muy contaminadas a fuertemente contaminadas. Lo anterior se debe a que este punto está cercano a la desembocadura del río; además, en él desagua el canal que proviene del reparto Chicharrones y 30 de Noviembre. A partir del puente San Juan hasta la desembocadura fue imposible colectar debido a su evidente contaminación.

· Índice de Calidad del Agua (ICA)

Los valores del ICA mostraron que las aguas del río clasificaron entre regular y mala, con prevalencia de esta última condición durante la época lluviosa, debido a que en este período hay un incremento de la materia orgánica por arrastre de sedimentos y otros materiales, a los que se unen los residuales domésticos e industriales. Todos estos contaminantes inciden en la transparencia y calidad de las aguas; autores como Jacoby (1990), Mulholland et al. (1997) y Schindler (1997) reportaron resultados parecidos.

De acuerdo con los criterios que establece el ICA, en el momento del análisis las aguas podían ser destinadas para riego, excepto en el último tramo (punto 7 en adelante). A partir de ahí es necesario algún tipo de tratamiento antes de regar cualquier cultivo. No se aconseja la pesca por el riesgo que implica a la salud humana y se desecha la posibilidad del uso recreativo por ser inseguro el contacto directo con el agua, con especial atención a la ingestión por la presencia de bacterias o virus que pudieran provocar daños a la salud.

Durante el período seco prevalace la presencia de elementos disueltos (mineralización), con su valor máximo; mientras que en el húmedo los valores son intermedios (0,4-0.65). Estas diferencias están asociadas a que en en esta etapa, con la reducción del caudal, existe un incremento de la concentración de partículas en suspensión en el agua; por el contrario, durante las lluvias la dilución es mayor debido al aumento del caudal. Diversas investigaciones, Jacoby (1990), Murdoch et al. (1997), concuerdan con este planteamiento.

Por su parte, la contaminación por materia orgánica presenta sus valores más bajos durante el período seco, debido a la menor carga orgánica en el río, ya sea por sedimentos, arrastres por erosión del suelo u otro tipo de materia particulada. Las concentraciones más altas se presentan a partir del punto seis, asociadas con el vertimiento de los residuales líquidos resultantes del Hospital Clínico Quirurgico Juan Bruno Zayas y centros aledaños, que unen sus excedentes a este canal. Igual situación se repite después del punto siete con los residuales procedentes de las comunidades Chicharrones y 30 de Noviembre, corroborado con el incremento del valor del índice en estos puntos.

· Índice de CBR

Con respecto a la presencia de bosque de galerías, un aspecto común observado no solamente en las estaciones, sino además a lo largo de todo el río San Juan, fue escaso el desarrollo de este tipo de vegetación que caracteriza los acuíferos cubanos. La estación considerada de referencia (punto uno) es la única que ilustra algunos elementos típicos de la estructura y composición de estos bosques, donde llega a crecer incluso la especie epífita Tillandsia fasciculata (curujey), ausente en los demás sitios de estudio.

Como se esperaba, la estación de referencia Loma La Campana, ubicada en la parte más alta de la cuenca, contiene la proporción más aceptable entre especies nativas y exóticas con el mejor registro del índice CBR, al colocarse en la Clase II; lo cual evidencia signos de degradación del hábitat, asociados a cambios significativos en la cobertura total, como consecuencia de la afectación producida por los intensos vientos del huracán Sandy en 2012.

Por consiguiente, los registros del índice CBR también son en su mayoría bajos, lo cual refleja la existencia de hábitats de ribera de muy mala calidad ecológica a lo largo de la cuenca del río, con tres estaciones calificadas como pésimas (2, 5 y 7) y dos como mal (3 y 10).

La escasa relación que existe entre la flora, la vegetación y el índice CBR en las estaciones de trabajo explica claramente el mal estado de conservación en que se encuentra la cuenca del río San Juan.

· Valores de los índices por puntos de muestreo

En la tabla 1 se relacionan los índices evaluados. El punto uno es el que mejor condiciones presenta para todos los índices. A medida que se desciende a lo largo del cauce principal hay una degradación en la calidad de los bosques de ribera, mostrando áreas con ausencia de ellos, y en esa misma correspondencia se encuentran los valores de la calidad físico-química y de macroinvertebrados.

Se determinó el Coeficiente de Correlación de Pearson, que evidenció una correspondencia positiva entre el ICA y el BMWP-Cub (0,7916), lo que muestra una analogía entre ambos indicadores. Lo anterior justifica que estas especies pueden actuar como indicadores de contaminación; mientras que al correlacionar el ICA con los índices ICOMO e ICOMI se evidenció una relación inversa (-0,7435 y -0,28) respectivamente, perfectamente entendible, pues a mayor calidad del agua menores serán los valores de los índices de contaminación.

De acuerdo con la DMA el estado ecológico del río San Juan está entre deficiente y malo, fundamentalmente a partir de la cuenca media hasta la baja. Se identifican como principales presiones el crecimiento poblacional, desarrollo industrial, vertimiento de aguas residuales albañales, alteraciones hidromorfólogicas, contaminación agrícola, entre otras. Aún es necesario realizar estudios similares e integradores para evaluar el estado de las aguas superficiales del río San Juan debido a la importancia que estas tienen.

CONCLUSIONES

• El estado ecológico es un indicador de la condicion ambiental de las aguas. En el caso del río San Juan en el período evaluado las condiciones mostraban un escenario de clasificación entre regular y pésimo, con visible correlación lineal directa entre los índices (ICA y BMWP-Cub). En el ICA con los índices de contaminación (ICOMO e ICOMI) la relación es lineal inversa.

  · Se demuestra que las aguas presentan contaminación por mineralización a todo lo largo del río. Por materia orgánica la influencia es mayor a partir del punto 7, asociada a la incorporación de vertimientos de residuales domésticos, agrícolas e industriales aguas arriba.

  · El índice de CBR muestra las grandes transformaciones existentes en la zona de ribera, que las separan de sus características naturales.

Referencias

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