EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA
Y LOS EFECTOS ANTROPOGÉNICOS SOBRE
SISTEMAS LÉNTICOS.
CASO: LAGUNA DE CALDERAS, SAN VICENTE
PACAYA, GUATEMALA
EVALUATION OF WATER QUALITY AND
ANTHROPOGENIC EFFECTS ON LENTIC SYSTEMS. CASE:
LAGUNA DE CALDERAS, SAN VICENTE PACAYA,
GUATEMALA
Dennis Salvador Argueta Mayorga
Universidad de San Carlos de Guatemala, Guatemala
José Luis Argueta Mayorga
Universidad de San Carlos de Guatemala, Guatemala
Mayra Virginia Castillo Montes
Universidad de San Carlos de Guatemala, Guatemala
Alfredo Salvador Gálvez Sinibaldi
Universidad de San Carlos de Guatemala, Guatemala
pág. 8079
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i3.11996
Evaluación de la Calidad del Agua y los Efectos Antropogénicos sobre
Sistemas Lénticos. Caso: Laguna de Calderas, San Vicente Pacaya,
Guatemala
Dennis Salvador Argueta Mayorga1
arguetadennis@gmail.com
https://orcid.org/0000-0001-8284-8707
Universidad de San Carlos de Guatemala
Guatemala
José Luis Argueta Mayorga
jlam.argueta@gmail.com
https://orcid.org/0009-0005-3480-4263
Universidad de San Carlos de Guatemala
Guatemala
Mayra Virginia Castillo Montes
mayracastillom@yahoo.com
https://orcid.org/0000-0002-0998-6502
Universidad de San Carlos de Guatemala
Guatemala
Alfredo Salvador Gálvez Sinibaldi
alfredog0707@gmail.com
https://orcid.org/0009-0009-4727-060X
Universidad de San Carlos de Guatemala
Guatemala
RESUMEN
El presente trabajo investigativo corresponde al análisis de un sistema léntico (lagos, lagunas, estuarios,
entre otros), basándose en el comportamiento de ciertas variables fisicoquímicas y su relación con el
uso del suelo de la cuenca que subtiende dicho recurso hídrico. En este caso, se analizó el
comportamiento de las variables mencionadas, en la laguna de Calderas, de Guatemala. Se realizó una
visita preliminar en donde se analizaron aspectos de trascendencia como puntos de muestreo, tipo de
embarcación a utilizar para alcanzar los puntos definidos, entre otros. El objetivo principal correspondió
a establecer los parámetros de calidad del recurso hídrico de la Laguna de Calderas y la incidencia del
uso del suelo en sus valores, analizando mapas de clasificación supervisada categorizando los diferentes
usos dentro de la cuenca. Se determinó que la calidad del agua de la Laguna de Calderas ha venido en
decadencia, y los valores críticos encontrados en los parámetros de temperatura, oxígeno disuelto,
turbiedad y transparencia se dan en las cercanías a las áreas cuyo uso del suelo corresponden a la
agricultura, urbanización e industria.
Palabras clave: cuerpo hídrico, eutrofización, nutrientes, escorrentía, uso del suelo
1
Autor principal.
Correspondencia: arguetadennis@gmail.com
pág. 8080
Evaluation of Water Quality and Anthropogenic Effects on Lentic Systems.
Case: Laguna de Calderas, San Vicente Pacaya, Guatemala
ABSTRACT
This research work corresponds to the analysis of a lentic system (lakes, lagoons, estuaries, among
others), based on the behavior of certain physicochemical variables and their relationship with land use
within the watershed underlying said water resource. In this case, the behavior of the mentioned
variables was analyzed in Calderas Lagoon, Guatemala. A preliminary visit was conducted where
aspects of significance such as sampling points, type of vessel to be used to reach the defined points,
among others, were analyzed. The main objective was to establish the water quality parameters of
Calderas Lagoon and the incidence of land use on its values, analyzing supervised classification maps
categorizing the different uses within the watershed. It was determined that the water quality of Calderas
Lagoon has been declining, and critical values found in the parameters of temperature, dissolved
oxygen, turbidity, and transparency occur in areas near land uses corresponding to agriculture,
urbanization, and industry.
Keywords: water body, eutrophication, nutrients, runoff, land use
Artículo recibido 22 mayo 2024
Aceptado para publicación: 24 junio 2024
pág. 8081
INTRODUCCIÓN
En Guatemala, el uso del suelo ha presentado un dinamismo muy peculiar y de alta importancia. Como
puede apreciarse en la figura 1, el área selvática se ha disminuido en más del 25% en el periodo de 1990
a 2020. Es decir, ha habido una disminución de la superficie, que de acuerdo con la base de datos del
Banco Mundial (2022), se refiere a la zona forestal con agrupaciones de árboles naturales o plantados
de por lo menos 5 metros de altura (in situ), sean estos para usos productivos o no.
Las actividades del hombre han impactado sobre la calidad del agua de los sistemas lénticos y no se
aíslan completamente del crecimiento de las áreas urbanas, sino, que en buena medida se ve influida
por el cambio en la cobertura del uso del suelo (Robledo, Vanegas, & García, 2014b).
Figura 1 Disminución del área selvática en Guatemala de 1990 a 2020
Nota. El gráfico representa una disminución importante en la superficie del área selvática para Guatemala, con propensión a
continuar descendiendo si no se implementa una respuesta para contrarrestar dicha tendencia. Elaboración propia con base en
Banco Mundial, 2022.
La figura 1 representa un indicio de que la calidad del agua de la laguna de Calderas pueda alterarse
debido al decrecimiento del área selvática dentro de la cuenca que subtiende dicho sistema léntico.
Dentro del cambio del uso del suelo destaca la transformación de una tierra boscosa o selvática hacia
terrenos para producción agrícola, en todo el país. Ver figura 2.
30.000,00
32.000,00
34.000,00
36.000,00
38.000,00
40.000,00
42.000,00
44.000,00
46.000,00
48.000,00
50.000,00
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
Área en Km2
Año
Área selvática en Guatemala
pág. 8082
Figura 2 Dinámica en el porcentaje de la tierra agrícola en Guatemala, con respecto del total de tierra.
Periodo del 1961 al 2017
Nota. En este gráfico se puede observar una tendencia al incremento del porcentaje de la tierra agrícola en Guatemala,
aumentando en más del 40 por ciento en un periodo de 56 años. Elaboración propia con base en Banco Mundial, 2022.
El aumento de la tierra agrícola conlleva, a su vez, mayor empleo de fertilizantes, que, en un
determinado momento, pueden arrastrar nutrientes (a través de escorrentía superficial y sub-superficial)
hacia los recursos hídricos (en este caso, la laguna de Calderas). En la figura 3 se muestra el consumo
de fertilizantes en Guatemala (en todo el territorio) para un periodo de 57 años (de 1961 a 2018).
Figura 3 Incremento en el consumo de fertilizantes para el periodo de 1961 a 2018, en Guatemala
Nota. El gráfico de la variación en el consumo de fertilizantes, en kilogramos por hectárea de tierra cultivable, por cada año
del periodo comprendido entre 1961 a 2018, resalta un incremento de más de 18 veces en el empleo de fertilizantes.
Elaboración propia con base en Banco Mundial, 2022.
20
25
30
35
40
45
50
1961
1963
1965
1967
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
2011
2013
2015
2017
Porcentaje del área de tierra (%)
Año
Tierras agrícolas en Guatemala
0
50
100
150
200
250
300
350
400
1961
1963
1965
1967
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
2011
2013
2015
2017
Kilogramos por hectárea de tierras
cultivables
Año
Consumo de fertilizantes (kilogramos por hectárea de
tierras cultivables)
pág. 8083
La eutrofización en un cuerpo hídrico depende en parte, de la cantidad de nutrientes que pueden llegar
al espejo del agua que comprende dicho sistema. A nivel nacional se atestigua un incremento en el
consumo de fertilizantes, que, en un determinado momento, pueden ser acarreados a través de
escorrentía a los sistemas lénticos y lóticos. Esto a su vez, incide en la calidad fisicoquímica y biológica
de los recursos hídricos. En algunos estudios, se ha observado que existe una relación e influencia entre
el tipo de uso de suelo y la calidad del agua ((Briceño, Pérez, San Miguel, & Ramos, 2018; Chen,
Elhadj, Xu, Xu, & Qiao, 2020; Giri & Qiu, 2016; Huang, Zhan, Yan, Wu, & Deng, 2013; Lee, Hwang,
Lee, Hwang, & Sung, 2009; Robledo et al., 2014b; Robledo, Vanegas, & García, 2014a; Singh,
Bhardwaj, & Verma, 2020; Xu, Cai, Du, & Guo, 2020).
El agua representa un importante recurso para vivir y que permite la sobrevivencia de todas las especies
sobre la Tierra, tanto al ser humano como a los animales y a las plantas (Cheah & Hamid, 2016); además,
el agua se ha convertido en uno de los recursos naturales vitales para el día a día y el buen vivir de cada
uno de los seres humanos en el mundo. Sin embargo, se ha observado que se han ido incrementando las
interacciones del ser humano y sus actividades en las áreas de influencias de diferentes recursos
hídricos. Estudios sobre la calidad de los recursos hídricos los consideran como recursos finitos, es
decir, la calidad del agua será difícil de que permanezca con características esenciales para el uso del
ser humano como para diferentes seres sobre la Tierra, que, al mismo tiempo, denota dificultad de que
sea reemplazado, por lo que se requiere que los recursos hídricos puedan ser sostenibles y resilientes.
Existe una necesidad actual de discusión entre la población, investigadores, funcionarios públicos,
políticos y administradores de recursos lénticos, para contar con información de base que permita la
mejor toma de decisiones y que posibilite establecer panoramas de tratamiento, conservación,
monitoreo y verificación del cumplimiento de la protección de los recursos hídricos. No obstante, el
escenario a seguir no es solamente enfocarse en los análisis de la calidad del agua desde una óptica de
laboratorio, sino que se debe sumar otros enfoques que permitan ahondar en el problema de influencia
sobre la cuenca de los sistemas lénticos. En ese sentido, el análisis de los tipos de uso de suelo en
relación con la calidad del agua ha retomado un mayor auge actualmente, puesto que, con el uso de
equipos, software y otros insumos, se puede correlacionar las variables químicas, físicas, biológicas e
hidrológicas, con las acciones antrópicas que inciden en el uso del suelo del área de influencia.
pág. 8084
El impacto del hombre sobre la calidad del agua de los sistemas lénticos no se relaciona únicamente
con la contaminación o las acciones de expansión urbana, sino que en buena medida se ve influenciada
por el cambio en la cobertura del uso del suelo (Robledo et al., 2014b). Esto demuestra que existe una
dinámica en el mundo que permite aceptar la existencia de una relación muy cercana entre el tipo de
uso de suelo y la calidad de agua (Briceño et al., 2018; Chen et al., 2020; Giri & Qiu, 2016; Huang et
al., 2013; Lee et al., 2009; Robledo et al., 2014b, 2014a; Singh et al., 2020; Xu et al., 2020).
La cobertura del suelo y las prácticas del manejo del suelo han demostrado tener una influencia
importante entre los factores causantes de la alteración de los sistemas hidrológicos que pueden
contribuir a los cambios en la calidad del recurso hídrico, de la escorrentía, así como de distintos cuerpos
de agua (Huang et al., 2013).
Además, las investigaciones sobre efectos medioambientales debido al cambio de cobertura del uso del
suelo se han convertido en un aspecto importante para la discusión del desarrollo sostenible regional;
ya que en los últimos años se ha presentado un acelerado proceso de urbanización y expansión de los
bordes urbanos de los usos de suelos. A la vez, el esparcimiento de aspectos sin restricción de los estos
bordes (Chen et al., 2020) y de las actividades de agricultura, se han incrementado el uso de fertilizantes,
pesticidas y herbicidas, ya que, la demanda de comida de la población humana también se ha
incrementado; lo que ha tenido impacto directo o indirecto sobre la calidad del agua de ríos y lagos
(Giri & Qiu, 2016).
Hasta el momento en Guatemala no se ha encontrado una discusión académica o en la literatura que
proporcione la pauta de qué es lo que está aconteciendo a partir del análisis físico, químico, biológico
o hidrológico acompañados de aplicaciones de las tecnologías y herramientas de teledetección como el
Sistema de Información Geográfica, que se identifica en las vertientes en que los académicos
concuerdan que se debe seguir analizando el vínculo y la relación entre la calidad del agua y los efectos
antropológicos.
Por tanto, este trabajo establece una metodología que permitirá realizar análisis de las calidades del
agua de los sistemas lénticos asociadas a los efectos del ser humano, en un sistema lacustre de
Guatemala, siendo este la “laguna de Calderas”.
pág. 8085
Una de las principales recomendaciones que se derivan de estudios previos, concluyen que el estado
trófico de los lagos es cambiante, por lo que se recomienda que dentro de la metodología se implemente
el seguimiento continuo de la calidad del agua con las herramientas que entreguen integren datos in
situ, laboratorio y la teledetección (Briceño et al., 2018).
METODOLOGÍA
El estudio se plantea desde la perspectiva cuantitativa, con un alcance explicativo. Se centra en un caso
de estudio. Es importante señalar que se utiliza un Sistema de Información Geográfica y se deberá
poseer de manera inicial imágenes satelitales para la realización del análisis. Además, se requiere la
creación de una variedad de clases que permitan establecer la descripción de la cobertura del uso de
suelo a determinar.
En ese sentido, para el presente estudio se demarcarán como número de clases y la descripción de
cobertura de suelo, los siguientes:
Tabla 1 Delimitación de la cobertura del uso del suelo y las clases para la clasificación supervisada
Número de clase
Descripción de la cobertura de suelo
1
Agua superficial
2
Bosques
3
Agricultura
4
Tierra no cultivable (sin uso)
5
Urbanas e industria
Nota. De acuerdo con los diversos usos del suelo, se pretende identificar en un mapa de clasificación supervisada, los valores
numéricos del área que representan cada uso. Elaboración propia.
Ubicación geográfica
La cuenca que subtiende la laguna de Calderas se localiza entre los municipios de Amatitlán del
departamento de Guatemala y San Vicente Pacaya del departamento de Escuintla. La laguna de Calderas
se localiza a una altitud de 1778 metros sobre el nivel del mar.
Como se aprecia en la figura 4, la cuenca de la laguna de Calderas es endorreica y se asemeja a un
cráter. Por consiguiente, para analizar la incidencia del uso del suelo dentro del espejo de agua se hizo
una poligonización a través de radiaciones desde cada punto muestreado de la laguna debido a que
topográficamente es una depresión de forma circular y márgenes elevados.
pág. 8086
Figura 4 Mapa cartográfico de la laguna de Calderas
Nota. La gráfica representa el mapa cartográfico con las líneas que corresponden a curvas de nivel, en donde se resalta que la
laguna de Calderas representa una depresión rodeada por cerros o montañas relativamente altas. Elaboración propia con base
en Instituto Geográfico Nacional –IGN-, 2010.
Los principales usos de la laguna corresponden a la pesca artesanal, fuente de agua doméstica y
producción de tul. De acuerdo con Castañeda (1995), la laguna de Calderas tiene un origen volcánico,
cuya característica principal de formación corresponde a una depresión en el sistema volcánico formado
por el volcán de Pacaya. Durante algunas de las visitas realizadas a la laguna de Calderas, se obtuvieron
diversas fotografías aéreas, destacándose la que se muestra a continuación (Figura 5).
Figura 5 Fotografía aérea de la laguna de Calderas y los usos de suelo en las periferias de la laguna,
dentro de la aldea de San José Calderas
Nota. En la fotografía se aprecia la situación de la laguna, en el año 2022, de los diferentes usos del suelo que se dan en la
circunscripción de la microcuenca que representa la Laguna de Calderas. Elaboración propia.
Vías de acceso
El acceso hacia la laguna de Calderas se puede hacer por medio terrestre, a través de 2 vías:
a) Desde la ciudad capital de Guatemala, hacia la carretera al Sur (CA-09-SUR), cruzando en el
kilómetro 36.7 en dirección hacia el municipio de San Vicente Pacaya (ruta RD-ESC-03). Hasta
pág. 8087
este punto, la ruta se encuentra asfaltada. Posteriormente, se transita en un tramo de terracería, hasta
llegar a la aldea San José Calderas, del municipio de Amatitlán, que es en donde se encuentra la
laguna de Calderas.
b) El otro acceso, es a través del municipio de Villa Canales, en la aldea Santa Elena Barillas, en donde
se toma una ruta de terracería identificada como RD-GUA-03.
Figura 6 Acceso hacia la laguna de Calderas
Nota. Se puede observar las diferentes rutas de acceso que hay hacia la Laguna de Calderas, vía terrestre.
Elaboración propia con base en MICIVI, 2016.
Figura 7 Imagen de la ubicación de la Laguna de Calderas y las aldeas y municipios aledaños
Nota. Se aprecia una imagen satelital para ubicar la laguna de Calderas. Elaboración propia con base en Google (2023).
pág. 8088
Visita preliminar
Primero, se realizó una visita preliminar al área de estudio, que en este caso corresponde a la laguna de
Calderas. Durante esta visita, se constataron los accesos por carretera, así como se cotizó la
disponibilidad de lanchas y lugares para acceder hacia la laguna. Se aprovechó a tomar fotografías
panorámicas de la laguna, así como de casas, comercios y calles del poblado más cercano que se
circunscribe dentro de la cuenca de la Laguna de Calderas. Esta actividad preliminar confirmó la
factibilidad de realizar el estudio pretendido.
Figura 8 Fotografía panorámica de la laguna de Calderas, tomada durante la visita preliminar
Nota. Se aprecia una fotografía de la laguna de Calderas y su entorno. Elaboración propia.
Puntos de muestreo
De acuerdo con la distribución prevista, se muestrearon 16 puntos a diferentes profundidades. A
continuación, se muestra una imagen de los puntos muestreados, así como una tabla con las
georreferencias de cada uno de ellos.
Figura 9 Localización de los puntos de muestreo
Nota. Se puede observar los 16 puntos muestreados en esta investigación. Como se aprecia, los puntos abarcan todas las zonas
posibles dentro del espejo de agua, para tener un panorama general de la calidad fisicoquímica del agua de la laguna de
Calderas. Elaboración propia.
pág. 8089
Tabla 2 Identificación de puntos de muestreo con coordenadas georreferenciadas
Punto
Longitud
Latitud
Punto
Longitud
Latitud
1
-90.587437
14.411429
9
-90.593877
14.410364
2
-90.587924
14.412213
10
-90.591862
14.410722
3
-90.588753
14.413512
11
-90.591351
14.41162
4
-90.590906
14.41475
12
-90.590781
14.41256
5
-90.592485
14.414164
13
-90.589175
14.412286
6
-90.593496
14.413548
14
-90.588993
14.410487
7
-90.593476
14.41222
15
-90.590034
14.410371
8
-90.59435
14.41059
16
-90.587425
14.410281
Nota. Elaboración propia.
En cuanto a las áreas de influencia en cada punto muestreado, estas serán segmentadas y luego se
procederá a poligonizar sus valores para obtener los valores de las áreas de estudio pertenecientes al
área acotada del punto de muestra. Se muestra en la siguiente figura la forma en la que se hizo la
subdivisión de sub-cuencas para establecer áreas de influencia en cada punto muestreado.
Figura 10 Subdivisión aplicada para poligonizar la cuenca y áreas de influencia en cada punto
muestreado
Nota. Elaboración propia. Esta actividad de división en sub-áreas se hizo tomando en consideración los aspectos morfométricos
y topográficos de la cuenca.
Equipo utilizado para medición de datos in situ
A continuación, se lista el equipo utilizado para realizar mediciones de parámetros de calidad del agua,
así como el equipo para tomar fotografías aéreas que servirá para obtener resultados y su respectiva
discusión: lancha y chalecos salvavidas, sonda paramétrica HORIBA, disco Secchi, Dron Phantom IV.
pág. 8090
Equipo para uso en oficina
Se lista a continuación, el equipo a nivel de software y hardware requerido para la presente
investigación: computadora portátil, Google Earth ®, QGIS® 3.4 Madeira.
Toma de datos
De acuerdo con los puntos previstos para toma de datos, se hicieron mediciones a diferentes
profundidades de los parámetros siguientes: oxígeno disuelto, turbiedad, temperatura y turbiedad.
Previo a tomar datos en campo, se calibró el equipo a utilizar. Se muestran las siguientes fotografías,
de limpieza y calibración de la sonda multiparamétrica.
Figura 11 Fotografías de calibración de equipo de toma de datos y recolección de datos en campo
Nota. Elaboración propia.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la figura 12 se observa la disminución interanual (para años seleccionados) de la transparencia del
agua.
pág. 8091
Figura 12. Transparencia promedio del agua en la Laguna de Calderas para diversos años.
Nota. En los últimos 22 años ha habido un decremento en la transparencia del agua que contiene la laguna de Calderas. Esta
disminución corresponde a mayor presencia de moléculas y partículas que absorben o dispersan la luz, muy probablemente
haya un incremento en los sólidos disueltos y en suspensión, comparando el año 2000 y el año 2022. Elaboración propia con
datos de Del Valle (2000), Martínez (2015) y la presente investigación.
De acuerdo con la figura 12, se deduce una notable disminución de la transparencia del agua,
interpretándose que, posiblemente, haya mayor cantidad de sedimentos que son arrastrados debido al
cambio del uso del suelo (mayor tierra agrícola o deforestada). En relación con el grado de eutrofia, la
Organización de Cooperación Económica y Desarrollo (OCDE) propuso una clasificación para lagos y
embalses, de acuerdo con los valores de las variables: clorofila, transparencia con disco Secchi y
fósforo. Para este estudio se utilizó el parámetro de transparencia con disco Secchi. En la siguiente
figura se aprecia la dinámica en el grado de eutrofia según los valores para diferentes años, de la
transparencia del agua.
0
1
2
3
4
5
6
7
2000 2011 2022
Transparencia (m)
Año
Transparencia promedio utilizando Disco Secchi para años
seleccionados
pág. 8092
Tabla 3 Grado de eutrofia para diferentes años, de acuerdo con la clasificación de la OCDE
Grado de Eutrofia
Transparencia con disco
Secchi (M)
Año 2000
Año 2011
Año 2022
Ultraoligotrófico
> 12
Oligotrófico
12 - 6
x
Mesotrófico
6 - 3
x
Eutrófico
3 - 1.5
Hipereutrófico
< 1.5
x
Nota. Es alarmante el nivel de decaimiento en la calidad del agua en los últimos 22 años, donde de pasar de un cuerpo hídrico
dentro del estado Oligotrófico (buena calidad), se menoscabó hacia un grado de eutrofia dentro de los límites del estado
hipereutrófico (alta producción biótica, que se traduce en sistema hídrico de baja calidad de agua). Elaboración propia.
Por otro lado, es perturbador que haya habido una modificación notable en el uso del suelo dentro de la
cuenca que subtiende la laguna de Calderas, lo cual puede comprobarse a través de la comparación
visual para diferentes años. Generalmente el cambio o transformación del uso del suelo ha sido de área
selvática o boscosa hacia áreas o zonas cultivables o agrícolas y de vivienda.
Figura 13 Comparación visual de la expansión urbana (cambio de uso del suelo) dentro de la cuenca
de la Laguna de Calderas
Nota. Se aprecia una expansión demográfica (incremento en la cantidad de viviendas o infraestructura en general) dentro de
la circunscripción de la sub-cuenca de la Laguna de Calderas. Elaboración propia con base en Martínez (2015).
Figura 14 Comparación visual del cambio en el uso del suelo para la parte sur de la cuenca de la Laguna
de Calderas
Nota. Elaboración propia con base en Ramos (2016).
pág. 8093
En las figuras 13 y 14, se muestra la expansión urbana que se ha presentado dentro de la circunscripción
de la subcuenca de la laguna de Calderas.
Figura 15 Clasificación supervisada (uso del suelo en la cuenca de la laguna de Calderas)
Nota. Se distinguen 5 diferentes tipos de uso dentro de la cuenca de la laguna de Calderas, prevaleciendo bosques y agricultura.
Elaboración propia.
A través del software QGIS, como se muestra en la figura 15, se realizaron los polígonos y clasificación
supervisada de la cuenca de la Laguna de Calderas, utilizando el satélite Landsat 8. En seguida, se
muestra una tabla conteniendo los porcentajes de las distintas áreas que componen la cuenca de la
Laguna de Calderas.
Tabla 4 Uso del suelo dentro de la Cuenca de la Laguna de Calderas (2021)
Área
Km2
%
Agua
0.297
6.33
Agricultura
1.8441
39.29
Bosques
1.9251
41.01
Urbana
0.4293
9.14
Tierra no cultivable
0.1984
4.23
pág. 8094
El crecimiento poblacional, aunado a la expansión urbana (más casas, industrias y comercio) lleva
consigo un incremento en los recursos naturales para subsistencia, así como mayor generación de
desechos líquidos y sólidos que alteran el medio ambiente y los recursos naturales.
Figura 16 Perfil estratigráfico de la temperatura media (°C)
Nota. El estrato más superficial (1 a 2 metros desde la superficie) se le denomina epilimnio, y en todos los puntos muestreados
se aprecia. Asimismo, el decrecimiento lineal en la temperatura se da en el estrato conocido como metalimnio. En este cuerpo
hídrico, al ser de una profundidad relativamente pequeña, no se apreció en las mediciones el estrato inferior que se da en los
cuerpos hídricos, que se le conoce como hipoliminio. Salvo en el punto muestreado 1, que a partir de los 7 metros cambió la
tendencia lineal inclinada, propia del metaliminio (termoclina). Elaboración propia.
La dinámica del uso del suelo que ocurre dentro de la cuenca de la laguna de Calderas, genera a su vez,
cambios en los parámetros físicos y químicos dentro del espejo del agua que subtiende la laguna de
Calderas. En la figura 16, se aprecia el perfil estratigráfico de la temperatura media dentro de la laguna
de Calderas.
Figura 17 Isograma de temperatura superficial de la laguna de Calderas (°C)
Nota. En color rojo se observa las temperaturas superficiales más elevadas, medidas en grados Celsius, para diferentes puntos
de muestreo, generándose curvas de mismo valor (isograma) a través del software Surfer ®. Elaboración propia.
0
2
4
6
8
10
20 21 22 23 24 25 26
Profundidad en m
Temperatura en °C
Variación de la temperatura en puntos muestreados
Punto 1
Punto 2
Punto 3
Punto 4
Punto 5
Punto 6
Punto 7
Punto 8
Punto 9
Punto 10
pág. 8095
En cuanto a la medición de la temperatura superficial, en todos los puntos muestreados, prácticamente
no hubo mayor variación en la temperatura. Esto se muestra en la figura 17, en donde se obtiene que la
temperatura superficial varió desde 24.48 °C hasta 24.96 °C. Justamente, donde se da el valor más alto,
es donde hay mayor concentración de algas, que es en la parte cercana a donde hay mayor cantidad de
viviendas.
Figura 18 Perfil estratigráfico del Oxígeno Disuelto (mg/L)
Nota. La variación del oxígeno disuelto en la columna de agua de la laguna de Calderas corresponde a una disminución
progresiva, a mayor profundidad. Esto es característico de muchos sistemas lénticos, sin embargo, este fenómeno se ve
fortalecido debido a la gran cantidad de algas y sólidos suspendidos que están en la superficie de la laguna, que impiden la
interacción de los estratos más profundos en la columna de agua, con respecto de la superficie del cuerpo hídrico. Elaboración
propia.
Un aspecto de relevancia, es que la mayoría de valores obtenidos de oxígeno disuelto son aptos para la
supervivencia de diferentes especies, a excepción de aquellos puntos en los cuales el OD arrojase
valores menores a 5 mg/L.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 5 10 15 20 25 30 35
Profundidad en m
OD en mg/L
Variación del Oxígeno Disuelto
Punto 1
Punto 2
Punto 3
Punto 4
Punto 5
Punto 6
Punto 7
Punto 8
Punto 9
Punto 10
Punto 11
Punto 12
Punto 13
Punto 14
Punto 15
Punto 16
pág. 8096
Figura 19 Isograma de Oxígeno Disuelto superficial (mg/L)
Nota. Debido a que las mediciones se hicieron en horas diurnas (medio día), los niveles de oxígeno disuelto en la superficie
fueron más altos, por varios motivos: re aireación producto del viento y fotosíntesis de las algas. Elaboración propia.
De acuerdo con la figura 19, los puntos con la mayor cantidad de oxígeno disuelto superficial,
corresponden a las zonas en las que detrás de ellas no hay uso urbano alguno, sino áreas boscosas.
Figura 20 Histograma de la transparencia del agua (m) en los puntos muestreados
Nota. La mayor cantidad de los puntos muestreados, corresponden a valores de transparencia entre 0.98 m y 1.21 m, quiere
decir, como ya se explicó anteriormente, que la laguna de Calderas en toda su superficie, está clasificada como cuerpo léntico
hipereutrófico. Elaboración propia.
pág. 8097
Figura 21 Isograma de turbiedad
Nota. Los puntos identificados con mayor turbiedad, son los que justamente tienen incidencia directa la descarga de aguas
residuales, que es donde hay mayor uso del suelo correspondiente a urbanización. Identificándose puntos superiores a los 30
Unidades Nefelométricas de Turbiedad. Elaboración propia.
Tabla 5 Porcentajes de uso del suelo de agricultura con incidencia directa en la turbiedad para los
puntos muestreados
Punto
muestreado
Turbiedad
NTU
Porcentaje terreno
agricultura
(polígono de
influencia)
Punto
muestreado
Turbiedad
Ntu
Porcentaje terreno
agricultura
(polígono de
influencia)
Punto 1
17.7
58.07%
Punto 8
16.6
59.94%
Punto 2
17.2
36.48%
Punto 9
33.1
73.30%
Punto 3
17.3
21.83%
Punto 10
17.6
43.45%
Punto 4
18.1
24.33%
Punto 11
17.3
26.97%
Punto 5
18.3
3.61%
Punto 14
18.1
43.17%
Punto 6
17.8
39.66%
Punto 15
17.1
42.64%
Punto 7
20.9
55.33%
Punto 16
17.5
28.89%
Nota. Los puntos mostrados en la tabla, son los que tienen incidencia directa en las periferias de la laguna de Calderas. Por esa
razón hay unos puntos muestreados que no están colocados en la tabla, porque se localizan más hacia el centro de la laguna.
Elaboración propia.
Puede observarse en la tabla 5, que los mayores porcentajes de turbiedad corresponden a cuando las
áreas de incidencia de acuerdo con el uso del suelo, corresponden, principalmente, a la agricultura. El
punto muestreado 9 tiene una turbiedad de 33.1 (casi el doble de la mayoría de puntos muestreados) y
el área de incidencia es la agricultura con un 73.30%.
pág. 8098
Figura 22 Vista aérea de algas en el espejo de agua de la Laguna de Calderas
Nota. Los puntos que tienen mayor turbiedad se localizan cercanos a donde se ubican casas, comercios, sembradíos y otros
que corresponden a usos del suelo “urbanización”. Elaboración propia.
En relación con el grado y causas del deterioro de la laguna de Calderas, en el estudio realizado por
Castañeda (1995), se indica que dicho recurso hídrico está dentro de los límites de un sistema lacustre
poco eutroficado y poco contaminado. Su deterioro corresponde a la deforestación de su cuenca, y
eliminación de desechos de los poblados (es decir, que toman la laguna como un punto de desfogue de
desechos).
Coincidentemente, Castañeda (1995) expone que las principales estrategias de recuperación de la
laguna de Calderas son: manejo adecuado de la cuenca y remoción de la vegetación emergente.
CONCLUSIONES
Ha habido un decremento notable en la calidad del agua de la laguna de Calderas, ya que la transparencia
se ha reducido progresivamente desde el año 2000 al año 2022, desde valores de 6 m hasta levemente
arriba de 1 m. Esto se traduce en mayor carga contaminante, mayor cantidad de sólidos en el espejo de
agua de la laguna.
Según los valores recomendados para determinar el grado de eutrofia, a través de la clasificación de la
OCDE, se deduce que ha decaído la calidad hídrica, desde un estado oligotrófico hasta uno
hipereutrófico, basándose en el parámetro de transparencia.
Contrastando los valores obtenidos en los puntos muestreados para temperatura, oxígeno disuelto y
turbiedad, se aprecia una correlación entre los puntos que representan mayor contaminación, en los
puntos cercanos a las áreas marcadas con uso del suelo agrícolas o de urbanización e industria, según
Los puntos con más
turbiedad y menos
transparencia son los
que justamente están
donde hay más
densidad poblacional
(crecimiento urbano) y
uso agrícola.
pág. 8099
el mapa de clasificación supervisada de diversos tipos de usos de la tierra dentro de la cuenca y los
isogramas de cada variable medida. Los valores máximos de temperatura superficial alcanzaron los
25°C; para el oxígeno disuelto superficial, su valor crítico superficial fue cercano a 8 mg/L, y en los
puntos con mejores condiciones llegó a un tener un valor aproximado de 28 mg/L. En relación con la
turbiedad, hubo puntos que tenían valores de 33 NTU, que parecieran ser valores similares a ciertas
caracterizaciones de aguas residuales.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Aguirre Chávez , J. F., Franco Gallegos , L. I., Montes Mata, K. J., Ponce de León, A. C., & Robles
Hernández, G. S. I. (2024). Impacto de la actividad física en la prevención de enfermedades
cardiovasculares: un análisis sistemático . Revista Científica De Salud Y Desarrollo
Humano, 5(2), 274–302. https://doi.org/10.61368/r.s.d.h.v5i2.136
Banco Mundial. (2022). World Development Indicators. www.worldbank.org. Base de datos disponible
en línea:
http://databank.worldbank.org/data/reports.aspx?source=world-development-indicators#
Briceño, I., Pérez, W., San Miguel, D., & Ramos, S. (2018). Determinación de calidad de agua en el
Lago Vichuquén, con imágenes de satélite Landsat 8, sensor OLI, año 2016, Chile. Revista de
Teledetección, (52), 67. https://doi.org/10.4995/raet.2018.10126
Castañeda Salguero, C. (1995). Sistemas lacustres de Guatemala. Recursos que mueren. Guatemala:
Editorial Universitaria, Primera edición.
Cheah, E. H. M. R., & Hamid, S. A. (2016). Determination of Water Quality of Rivers under Various
Land Use Activities Using Physico-chemical Parameters and Bacterial Populations in Northern
Peninsular Malaysia. Wetland Science, 14(6), 788–798.
https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2016.06.005
Chen, D., Elhadj, A., Xu, H., Xu, X., & Qiao, Z. (2020). A study on the relationship between land use
change and water quality of the Mitidja watershed in Algeria based on GIS and RS.
Sustainability (Switzerland), 12(9). https://doi.org/10.3390/SU12093510
pág. 8100
Cazco Balseca, G. L. (2024). La Contaminación de las Aguas del Río “Chibunga” y el Derecho de
Regeneración de la Naturaleza, en el Cantón Riobamba, Provincia de Chimborazo. Estudios Y
Perspectivas Revista Científica Y Académica , 4(1), 2516–2529.
https://doi.org/10.61384/r.c.a.v4i1.206
Del Valle, A. (2000). Caracterización ecológica de la Laguna de Calderas, Amatitlán, Guatemala.
(Tesis, Universidad del Valle de Guatemala).
https://repositorio.uvg.edu.gt/handle/123456789/1233
Da Silva Santos , F., & López Vargas , R. (2020). Efecto del Estrés en la Función Inmune en Pacientes
con Enfermedades Autoinmunes: una Revisión de Estudios Latinoamericanos. Revista
Científica De Salud Y Desarrollo Humano, 1(1), 46–59. https://doi.org/10.61368/r.s.d.h.v1i1.9
Giri, S., & Qiu, Z. (2016). Understanding the relationship of land uses and water quality in Twenty First
Century: A review. Journal of Environmental Management, 173, 41–48.
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.02.029
Google Earth Pro (2023). Mapa de la Laguna de Calderas. http://earth.google.es
Huang, J., Zhan, J., Yan, H., Wu, F., & Deng, X. (2013). Evaluation of the impacts of land use on water
quality: A case study in the Chaohu lake basin. The Scientific World Journal, 2013.
https://doi.org/10.1155/2013/329187
Instituto Geográfico Nacional. (2010). Mapas cartográficos de los departamentos de Guatemala y
Escuintla. Guatemala.
Lee, S. W., Hwang, S. J., Lee, S. B., Hwang, H. S., & Sung, H. C. (2009). Landscape ecological
approach to the relationships of land use patterns in watersheds to water quality characteristics.
Landscape and Urban Planning, 92(2), 80–89.
https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2009.02.008
Martínez, M. (2015). Caracterización fisicoquímica de la laguna de Calderas, ubicada entre las aldeas
de San José Calderas y San Francisco de Sales del municipio de San Vicente Pacaya,
Departamento de Escuintla, de la República de Guatemala. Tesis de maestría, Universidad de
San Carlos de Guatemala.
pág. 8101
Ministerio de Comunicaciones, Infraestructura y Vivienda –MICIVI- (2016). Mapa de la Red Vial de
Guatemala. Guatemala.
Morales, J. C. (2023). Fostering Recycling Culture Through Playful Strategies. Revista Veritas De
Difusão Científica, 4(1), 143–160. https://doi.org/10.61616/rvdc.v4i1.41
Martínez, O., Aranda , R., Barreto , E., Fanego , J., Fernández , A., López , J., Medina , J., Meza , M.,
Muñoz , D., & Urbieta , J. (2024). Los tipos de discriminación laboral en las ciudades de Capiatá
y San Lorenzo. Arandu UTIC, 11(1), 77–95. Recuperado a partir de
https://www.uticvirtual.edu.py/revista.ojs/index.php/revistas/article/view/179
Ramos, E. (2016). A small-scale water budget approach and water quality assessment: a case study for
calderas lake, Guatemala. Master’s degree at Michigan Technological University.
Robledo, J., Vanegas, E., & García, N. (2014a). Calidad del agua del río Túnico como respuesta al uso
del suelo. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 23(3), 41–45.
Robledo, J., Vanegas, E., & García, N. (2014b). La calidad del agua del lago de Izabal , Guatemala .
Relaciones temporales y espaciales de variables físico-químicas y biológicas Water quality
Izabal Lake , Guatemala . Temporary and spatial relations of physical-chemical and biologicals
variables. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 23(4), 28–32. Retrieved from
http://scielo.sld.cu/pdf/rcta/v23n4/rcta05414.pdf
Singh, S., Bhardwaj, A., & Verma, V. K. (2020). Remote sensing and GIS based analysis of temporal
land use/land cover and water quality changes in Harike wetland ecosystem, Punjab, India.
Journal of Environmental Management, 262(July 2018), 110355.
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110355
v, H., & Quispe Coca, R. A. (2024). Tecno Bio Gas. Horizonte Académico, 4(4), 17–23. Recuperado a
partir de https://horizonteacademico.org/index.php/horizonte/article/view/14
Xu, H., Cai, C., Du, H., & Guo, Y. (2020). Responses of water quality to land use in riparian buffers: a
case study of Huangpu River, China. GeoJournal, 2.
https://doi.org/10.1007/s10708-020-10150-219
