ANÁLISIS DE LA CALIDAD DEL AGUA
ASOCIADA A DRENES AGRÍCOLAS EN UNA
REGIÓN TROPICAL
ANALYSIS OF WATER QUALITY ASSOCIATED WITH
AGRICULTURAL DRAINS IN A TROPICAL REGION
Juan Gabriel Loaiza
Tecnológico Nacional de México
Bladimir Montoya-Rodriguez
Tecnológico Nacional de México
Yaneth A. Bustos-Terrones
Instituto Tecnológico de Culiacán, México
Victoria Bustos-Terrones
Universidad Politécnica del Estado de Morelos, México
pág. 2952
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i1.16056
Análisis de la Calidad del Agua Asociada a Drenes Agrícolas en una
Región Tropical
Juan Gabriel Loaiza1
juan.gl@culiacan.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0002-5648-9496
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico de Culiacán
México
Bladimir Montoya Rodriguez
m12170916@culiacan.tecnm.mx
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico de Culiacán
México
Yaneth A. Bustos Terrones
yanethbt@hotmail.com
https://orcid.org/0000-0001-6445-2071
División de Estudios de Posgrado e
Investigación, SECIHTI
Instituto Tecnológico de Culiacán
México
Victoria Bustos Terrones
vbustos@upemor.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-4185-7540
Dirección Académica
de Ingeniería en Tecnología Ambiental
Universidad Politécnica del Estado de Morelos
México
RESUMEN
La calidad del agua para actividades humanas está cada vez más comprometida por el crecimiento
poblacional, la expansión urbana y los residuos industriales y agrícolas. La cuenca del río Culiacán, en
Sinaloa, es clave para la producción agrícola del país, con tierras intensivas que abarcan el 60% de su
superficie. Este estudio evalúa la calidad del agua en ocho drenes agrícolas de la cuenca, utilizando 22
parámetros físicos y biológicos registrados por CONAGUA entre 2012 y 2020. Se aplicaron cuatro
índices para un diagnóstico integral: índice de contaminación integral (ICI), índice de calidad del agua
(ICA), índice de estado trófico (IET) e índice de riesgo ecológico (IRE). Estos se eligieron por su uso
en investigaciones previas y programas de monitoreo. También se realizó un análisis de correlación de
Pearson para identificar las relaciones entre los parámetros. Los resultados muestran que el agua de los
drenes no es apta para consumo humano, aunque puede utilizarse en ganadería y agricultura. Se detectó
un alto grado de eutrofización, pero la baja concentración de metales pesados implica un bajo riesgo
ecológico. Este análisis proporciona información valiosa para la gestión sostenible del agua en una
región agrícola estratégica.
Palabras clave: calidad del agua, drenes agrícolas, eutrofización, índices de calidad, análisis
multivariado
1
Autor principal
Correspondencia: juan.gl@culiacan.tecnm.mx
pág. 2953
Analysis of Water Quality Associated with Agricultural Drains in a
Tropical Region
ABSTRACT
Water quality for human activities is increasingly compromised by population growth, urban expansion,
and industrial and agricultural waste. The Culiacán River Basin in Sinaloa is vital for the country's
agricultural production, with intensive farming covering 60% of its area. This study evaluates water
quality in eight agricultural drains within the basin, using 22 physical and biological parameters
recorded by CONAGUA from 2012 to 2020. Four indices were applied for a comprehensive diagnosis:
the Integrated Pollution Index (ICI), Water Quality Index (WQI), Trophic State Index (TSI), and
Ecological Risk Index (ERI). These indices were selected based on previous research and monitoring
programs. Additionally, Pearson’s correlation analysis was conducted to identify relationships among
the parameters. Results indicate that water from the drains is unsuitable for human consumption but can
be used for livestock and agriculture. A high degree of eutrophication was detected, though the low
concentration of heavy metals suggests minimal ecological risk. This analysis provides valuable
insights for sustainable water management in a strategic agricultural region.
Keywords: water quality, agricultural drains, eutrophication, quality indices, multivariate analysis
Artículo recibido 05 diciembre 2024
Aceptado para publicación: 25 enero 2025
pág. 2954
INTRODUCCIÓN
La escasez y contaminación del agua son problemas cada vez más comunes a nivel mundial, por lo que
el monitoreo de la calidad del agua en los cuerpos acuáticos se ha vuelto indispensable. La
contaminación proviene principalmente de actividades antropogénicas, como el crecimiento
poblacional, la producción de alimentos y las actividades industriales, así como de factores naturales.
Estas actividades alteran la calidad del agua y afectan su distribución (Grangeon et al., 2021). El
descontrol de las actividades humanas, especialmente las aguas residuales industriales, domésticas y
agrícolas, genera una explotación del recurso hídrico y afecta la calidad del agua superficial. Para
abordar estos problemas, es esencial estudiar las variables hidroclimatológicas y los parámetros de
calidad del agua, con el fin de comprender el impacto de la contaminación en los ecosistemas y tomar
medidas para mitigar los efectos de los contaminantes en los cuerpos de agua (Muñoz-Najera et al.,
2020).
Si las actividades antropogénicas no se controlan adecuadamente, el estrés hídrico podría aumentar,
afectando especialmente al sector agrícola, que es clave en la producción de alimentos. A lo largo de
los años, la disponibilidad de agua ha disminuido debido al calentamiento global y el aumento de las
actividades humanas, lo que ha hecho que la gestión del agua sea cada vez más crítica (Yaghoubi et al.,
2020). México, como uno de los principales productores y exportadores de alimentos, enfrenta el
desafío de mejorar las prácticas agrícolas para reducir la contaminación de sus cuerpos de agua,
principalmente por el uso excesivo de plaguicidas y fertilizantes (Tian et al., 2025).
Los drenes agrícolas son fundamentales para el riego de los cultivos, pero estos sistemas de distribución
de agua a menudo contienen plaguicidas y fertilizantes, que son necesarios para proteger las cosechas
(Ares et al. 2024). Esto convierte a la agricultura en una actividad antropogénica que contribuye a la
contaminación del agua (Bouaroudj et al. 2019). El Estado de Sinaloa, reconocido por su alta
productividad agrícola, se encuentra en la Cuenca del río Culiacán, que abarca 2,596.82 km². Este
estudio utiliza diversos índices para evaluar la calidad del agua en los drenes agrícolas de la cuenca,
como el índice de contaminación integral del agua, el índice de calidad del agua, el índice de estado
trófico y el índice de riesgo ecológico (Quevedo et al., 2018).
pág. 2955
La contaminación y mala distribución del agua son comunes en países con deficiencias en la regulación
ambiental, la falta de acuerdos entre empresas y entidades de protección ambiental. Para mitigar estos
problemas, es necesario desarrollar prácticas y normativas sostenibles que mejoren la calidad y
distribución del agua (Bustos-Terrones et al. 2024a, 2024b). El uso de técnicas estadísticas
multivariadas, como el análisis de componentes principales (ACP), y la aplicación de índices de calidad
del agua, ha sido útil para identificar fuentes de contaminación y proporcionar herramientas valiosas
para la gestión del recurso hídrico en escenarios futuros. Las metodologías empleadas en esta
investigación pueden aplicarse eficazmente para evaluar y mitigar los contaminantes que afectan la
calidad del agua en los cuerpos acuáticos. Por eso, el objetivo de este estudio es evaluar la calidad del
agua en los drenes agrícolas de la cuenca del río Culiacán utilizando diferentes índices de calidad del
agua y técnicas estadísticas, con el fin de proporcionar un diagnóstico ambiental integral y proponer
medidas para mitigar la contaminación y mejorar la gestión del recurso hídrico en la región.
METODOLOGÍA
Área de estudio
El presente estudio se llevó a cabo en la cuenca del río Culiacán ubicada en el Estado de Sinaloa (Figura
1) México (Bustos-Terrones et al. 2024b) donde se analizaron 8 drenes agrícolas que se encuentran
dentro de la cuenca. Los sitios de muestreo se localizaron en los municipios de Culiacán y Navolato,
con las siguientes coordenadas: en Culiacán, P1 en 24.82585°N, -107.50997°W; P2 en 24.8217°N, -
107.52932°W; P3 en 24.81976°N, -107.53582°W; y P4 en 24.82238°N, -107.564°W. En Navolato, P5
en 24.72352°N, -107.68215°W; P6 en 24.716753°N, -107.677918°W; P7 en 24.83999°N, -
107.72364°W; y P8 en 24.83433°N, -107.65428°W. Los cultivos agrícolas que se encuentran alrededor
de los drenes de la cuenca del río Culiacán durante el ciclo otoño – invierno I (octubre a marzo) son
tomate, chile, pepino y berenjena, mientras que en el ciclo primavera - verano (abril a septiembre) son
maíz y sorgo.
pág. 2956
Figura 1. Cuenca del Río Culiacán donde se encuentran los drenes agrícolas en estudio.
Parámetros de calidad del agua
Los parámetros de calidad del agua fueron proporcionados por la CONAGUA quien realizó el
monitoreo de manera bimestral del durante el periodo 2012-2020. Los parámetros monitoreados fueron;
coliformes fecales (CF), coliformes totales (CT), E.coli (EC), carbono orgánico total (COT), demanda
bioquímica del oxígeno (DBO), demanda química del oxígeno (DQO), amoniaco (NH3), nitratos (NO2-
), nitritos (NO3-),nitrógeno total (NT), nitrógeno orgánico (NO), fósforo Total (FT), Orto fosfatos (O-
PO4), sólidos disueltos totales (SDT), sólidos suspendidos totales (SST), turbiedad (Turb),
conductividad eléctrica (CE), dureza total (DT), pH, oxígeno disuelto (OD), sustancias activas al azul
de metileno (SAAM) y temperatura del agua (TA).
Estadistica multivariada de los parámetros del agua
Con los datos de los 20 parámetros, se llevó a cabo un análisis de correlación de Pearson para observar
el impacto de cada parámetro de calidad del agua en los drenes de la cuenca del río Culiacán y estudiar
la correlación entre las variables. Para este análisis se utilizaron todos los datos semestrales de la calidad
del agua del periodo 2012-2020 de los 8 drenes. El análisis se realizó con el software Statgraphics.
pág. 2957
El rango de estos coeficientes de correlación va de -1 a +1, y miden la fuerza de la relación lineal entre
las variables. Valores-P abajo de 0.05 indican correlaciones significativamente diferentes de cero, con
un nivel de confianza del 95.0%.
Índice de contaminación integral del agua
La aplicación de diferentes técnicas estadísticas facilita la interpretación y la evaluación cualitativa de
los datos proporcionados para comprender mejor la calidad del agua y el estado ecológico del sitio
estudiado. Los datos de los parámetros del periodo 2012- 2020 proporcionados por CONAGUA fueron
estudiados mediante análisis estadísticos como el del índice de contaminación integral el cual es una
técnica estadística y de síntesis de la información para evaluar cualitativamente la calidad del agua
superficial de los drenes agrícolas. La siguiente ecuación (1) se utilizó para determinar el índice de
calidad de agua integral (Bustos-Terrones et al. 2024a).
(1)
Este índice de contaminación integral del agua se utilizó para determinar si la calidad del agua es apta
para el consumo humano. Los parámetros para aplicar el cálculo del índice fueron el nitrato, nitrito
nitrógeno total, fósforo total, DQO y DBO. Los límites máximos permisibles que se utilizaron para
calcular el índice de contaminación integral fueron de estándares internacionales, los mismo que
aplicaron lo investigadores (Hossain & Patra 2020, Li et al. 2016, Linjin et al. 2021, Döndü et al. 2024).
Índice de calidad del agua
El ICA aplicado en esta investigación desarrollado por Quevedo en 2018 (Quevedo et al., 2018), es una
metodología que proyecta los efectos de los contaminantes originado principalmente por actividades
antropogénicas que termina dañando los cuerpos de agua. Por otro lado, el ICA permite evaluar los
cambios en la calidad del agua (Brown et al. 1970).
(2)
El ICA permite evaluar y simplificar el análisis de los cuerpos de agua al sintetizar las concentraciones
de nueve parámetros clave definidos por Brown. Estos parámetros se ponderan según su relevancia,
destacando el oxígeno disuelto (0.17) por su importancia para la vida acuática y los coliformes fecales
(0.15) como indicador de contaminación biológica.
pág. 2958
Otros parámetros, como pH, DBO5, nitratos y fosfatos, tienen un peso de 0.10, mientras que la turbidez
y los sólidos disueltos totales, con menor influencia, tienen un peso de 0.08. El cálculo del ICA integra
los valores relativos (Subi) multiplicados por sus respectivos pesos, sumándolos para obtener un índice
global expresado en porcentaje. Este índice clasifica la calidad del agua en cinco niveles: excelente (91-
100), buena (71-90), regular (51-70), mala (26-50) y pésima (0-25). Estas categorías ofrecen una
herramienta práctica para interpretar el estado del agua y apoyar la gestión ambiental, identificando
problemas y priorizando acciones para mejorar la calidad de los recursos hídricos.
Índice de estado trófico
El estado trófico es una herramienta para evaluar los niveles de nutrientes en cuerpos de agua y su
influencia en la productividad biológica (Oliveira et al. 2024). Este índice simplifica variables
ambientales y se aplica comúnmente en lagos, aunque también puede utilizarse en otros cuerpos de agua
superficiales. Se utilizó la metodología de Cunha y Lamparelli (2013) basada en fósforo total,
considerado el nutriente limitante más relevante para determinar el IET (ecuación 3).
(3)
Este índice categoriza los cuerpos de agua en seis niveles: ultra oligotrófico (IET ≤ 47), oligotrófico (47
< IET ≤ 52), mesotrófico (52 < IET ≤ 59), eutrófico (59 < IET ≤ 63), súper eutrófico (63 < IET ≤ 67),
e hiper eutrófico (IET > 67). Los niveles más bajos indican aguas con baja concentración de nutrientes
y alta calidad ecológica, mientras que los niveles más altos reflejan un enriquecimiento excesivo de
nutrientes, lo que puede llevar a problemas como proliferación de algas y deterioro de los ecosistemas
acuáticos.
Índice de riesgo ecológico
El IRE mide el grado de riesgo que enfrenta un cuerpo de agua debido a la presencia de metales pesados,
tanto en concentraciones altas como bajas (Langunu et al. 2024). Metales como cadmio, plomo, cromo,
arsénico y mercurio representan una alta toxicidad. El cálculo del IRE requiere conocer la concentración
de metales en el material particulado, utilizando la fórmula propuesta por Arteaga-Betancourt et al.
(2018) y considerando los niveles de referencia estándar para determinar el factor de contaminación
(ecuación 4) (Håkanson 1979).
pág. 2959
(4)
El IRE clasifica el riesgo ecológico en cuatro niveles: bajo (IRE < 1), que indica condiciones seguras;
moderado (1 ≤ IRE ≤ 3), que requiere monitoreo constante; considerable (3 ≤ IRE ≤ 6), que demanda
acciones correctivas; y alto (IRE ≥ 6), que representa un escenario crítico con urgencia de medidas
inmediatas para prevenir daños significativos al ecosistema. Esta clasificación permite identificar y
priorizar acciones para proteger y gestionar los cuerpos de agua afectados por contaminantes tóxicos.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Correlación entre los parámetros estudiados
Con los datos de cada parámetro de la calidad del agua de la cuenca del río Culiacán, se construyó una
matriz de correlación de Pearson para realizar el análisis de las variables de calidad del agua con la
mayor covarianza. Es importante mencionar que los valores de los parámetros que más se acerquen al
valor 1 son los que tienen mayor correlación uno con otro. Se observaron correlaciones significativas
entre la mayoría de los parámetros de calidad del agua, incluidas las correlaciones positivas y negativas.
Estas correlaciones dependían de la fuerza de la relación lineal entre los parámetros (Bustos-Terrones
et al. 2024; Kothari et al. 2021; Panda et al. 2028).
En la Figura 2 se identificaron tres tipos de correlaciones entre los parámetros: positivas fuertes (cerca
de +1), negativas fuertes (cerca de -1) y débiles o nulas (cerca de 0), que reflejan diferentes relaciones
entre ellos. Las correlaciones positivas fuertes, como entre el pH y el NO, sugieren que un mayor
contenido de NO está asociado con un pH más básico. Las correlaciones negativas fuertes, como entre
la DQO y la materia microbiológica (CT, CF), indican que a medida que aumenta la DQO, disminuye
la concentración microbiológica. Por otro lado, las correlaciones débiles o nulas, como entre los SST y
la materia orgánica, sugieren que estos parámetros no están relacionados. Se observó una fuerte
correlación positiva entre la materia orgánica y los nutrientes del agua, con excepción del NO3, que
presentó una correlación negativa. El análisis de conglomerados mostró un agrupamiento según las
correlaciones observadas, dividiendo los parámetros en dos grupos: uno para las correlaciones positivas
y otro para las negativas (Loaiza et al. 2023).
pág. 2960
Estas correlaciones son útiles para comprender las interacciones entre diferentes contaminantes y
pueden ayudar en la gestión y evaluación de la calidad del agua en los cuerpos acuáticos analizados.
Figura 2. Correlación Pearson de los parámetros de calidad del agua de los drenes agrícolas
Índice de contaminación integral
El ICI del agua fue determinado utilizando parámetros clave de calidad del agua, como DBO, DQO,
NO₂, NO₃, NT y PT. Para ello, se empleó el promedio de las concentraciones de cada parámetro (Ci)
utilizando los valores de referencia establecidos en la normatividad nacional (Shi et al., 2020). Los
resultados obtenidos revelan que el agua de los drenes de la cuenca del río Culiacán presenta un nivel
de calidad inaceptable para el consumo humano. La aplicación del Índice de Contaminación Integral
(ICI) se ha consolidado como una herramienta efectiva para evaluar la idoneidad del agua, al estar
fundamentada en parámetros específicos y normas de calidad.
El análisis de los ocho drenes de la cuenca mostró valores que oscilan entre 8.39 y 158.02, todos
clasificados como de calidad "Muy Mala". El Dren 6 presentó el índice más bajo (8.39), mientras que
el Dren 5 registró el valor más alto (158.02), reflejando una grave contaminación.
pág. 2961
Otros drenes, como el Dren 2 (111.10), Dren 3 (108.68) y Dren 4 (116.32), también reportaron índices
alarmantemente elevados, lo que evidencia un nivel crítico de contaminación. Estos hallazgos reflejan
un panorama alarmante en el que ninguno de los drenes cumple con los estándares internacionales de
calidad para el consumo humano, subrayando la necesidad urgente de implementar acciones que
mitiguen la contaminación y mejoren la calidad del agua en la región.
Índice de calidad del agua
Para este análisis del ICA, se utilizó la metodología propuesta por Quevedo-Castro et al. (2018) donde
se utilizaron 9 parámetros (coliformes fecales, demanda bioquímica de oxígeno, nitratos, fosfatos, pH,
oxígeno disuelto, sólidos disueltos totales, temperatura y turbidez) los cuales determinaron que el ICA
en los drenes agrícolas de la cuenca del río Culiacán se encuentra en la categoría "Regular", con valores
que oscilan entre 54 y 65. Estos resultados indican que la calidad del agua en los drenes se mantiene en
niveles regulares, lo que subraya la necesidad urgente de aplicar medidas para mejorar la gestión y
conservación de los recursos hídricos en la región. Además, si bien el agua de los drenes es adecuada
para el riego agrícola, se requiere de un tratamiento eficiente para su uso en consumo público.
Índice de estado trófico
Los resultados del IET en los drenes agrícolas de la cuenca del río Culiacán mostraron que los valores
de fósforo total variaron entre 0.25 y 5.6 mg/l. En cuanto a la clasificación trófica, los drenes 1 y 6
fueron categorizados como "Eutróficos" con valores de 62.20 y 62.86, respectivamente. En cambio, los
drenes 2, 3, 4, 5, 7 y 8 presentaron valores más elevados, con un rango de 72.10 a 75.08 mg/l,
clasificándolos como "Hipertróficos". Estos resultados indican niveles elevados de nutrientes en la
mayoría de los drenes, lo que sugiere una posible proliferación excesiva de algas y otros procesos de
eutrofización en la cuenca. Además, el análisis estacional y espacial mostró poca variabilidad en los
resultados, lo que indica un comportamiento similar durante los diferentes períodos de evaluación. En
general, la mayoría de los drenes agrícolas se encuentran en un estado trófico hipertrófico. Este estado
puede tener consecuencias negativas, como la disminución de la calidad del agua, la reducción de
oxígeno disuelto y la afectación de la biodiversidad acuática, lo que podría limitar el uso del agua para
actividades como el consumo humano o la pesca.
pág. 2962
Por lo tanto, es crucial implementar estrategias de manejo de nutrientes y un monitoreo continuo para
mitigar estos impactos y mejorar la calidad del agua en la región (Oliveira et al. 2024).
Indice de riesgo ecológico
Los resultados del IRE indicaron que todos los drenes no presentaron un riesgo ecológico, ya se
obttuvieron valores que oscilan entre 0.00098 y 0.013. El Dren 4 presentó la mayor concentración de
metales pesados durante el periodo analizado, con un IRE de 0.0124, mientras que el Dren 1 mostró la
menor concentración, con un IRE de 0.00098. Estos resultados reflejan que el impacto ambiental por la
concentracion de los metales pesados en los drenes agricolas es mínimo. La clasificación de los ocho
drenes indica un riesgo bajo, lo que significa que la presencia de metales pesados no representa una
amenaza significativa de contaminación o peligro para el agua de los drenes (Vargas-Solano et al.,
2022).
DISCUSIÓN
Los resultados de la matriz de correlación de Pearson revelan interacciones significativas entre los
parámetros de calidad del agua en los drenajes agrícolas de la cuenca del río Culiacán, reflejando tanto
impactos naturales como antropogénicos derivados de la actividad agrícola. Las correlaciones positivas
fuertes, como entre el pH y el NO, indican que el uso de fertilizantes nitrogenados puede influir en las
propiedades químicas del agua, como la alcalinidad. Por otro lado, las correlaciones negativas fuertes,
como entre la DQO y los indicadores microbiológicos (CT, CF), sugieren que la materia orgánica
disponible puede ser utilizada como sustrato por microorganismos, reduciendo así la concentración
microbiológica en condiciones específicas. Oscco, (2024) recomiendan tambien evaluar la calidad del
suelo.
El agrupamiento de parámetros en correlaciones positivas y negativas refleja patrones complejos de
interacción, probablemente influenciados por el tipo de prácticas agrícolas, descargas de agroquímicos
y residuos orgánicos en los drenajes. La fuerte correlación entre la materia orgánica y los nutrientes
destaca la conexión entre el manejo de residuos agrícolas y la eutrofización potencial. Mientras tanto,
las correlaciones débiles, como entre los SST y la materia orgánica, podrían indicar que la
sedimentación y la carga orgánica no están necesariamente relacionadas en este contexto.
pág. 2963
Estos hallazgos son fundamentales para diseñar estrategias de manejo que minimicen la contaminación,
optimicen el uso de recursos y preserven la calidad del agua en sistemas altamente influenciados por
actividades agrícolas.
Con los índices obtenidos para evaluar la calidad del agua en los drenes de la cuenca del río Culiacán,
se observa una interrelación entre los diferentes parámetros que reflejan el estado general del recurso
hídrico. El Índice de Contaminación Integral destaca por su capacidad para sintetizar múltiples
parámetros de calidad, como la DBO, DQO, nitratos, fosfatos, entre otros, y proporciona una visión
clara del grado de contaminación en los drenes. Los valores elevados de este índice (clasificados como
"Muy Mala" calidad) revelan que el agua en la cuenca está fuertemente contaminada, con un impacto
significativo sobre su aptitud para el consumo humano. Esta severa contaminación coincide con los
valores del Índice de Estado Trófico, que muestra una clasificación mayoritaria de los drenes como
"Hipertróficos". La eutrofización y la alta concentración de nutrientes como el fósforo parecen estar
correlacionadas con los niveles de contaminación reflejados en el ICI, sugiriendo que los drenes están
recibiendo cargas de nutrientes excesivas que favorecen el crecimiento descontrolado de algas y otros
organismos, empeorando aún más la calidad del agua.
El Índice de Calidad del Agua presenta una clasificación "Regular", indicando que, aunque el agua es
adecuada para riego agrícola, no alcanza los estándares de calidad requeridos para el consumo humano.
Este índice parece estar relacionado con la clasificación trófica, ya que los drenes con altos niveles de
nutrientes también presentan valores de ICA que reflejan un deterioro en la calidad del agua, aunque no
tan grave como en el caso del ICI. Sin embargo, el ICA sugiere la necesidad urgente de mejorar la
gestión del agua para prevenir un mayor deterioro, particularmente en lo que respecta a la potabilidad
y la disponibilidad de agua para otros usos. En contraste, el Índice de Riesgo Ecológico presenta una
situación menos preocupante, ya que todos los drenes muestran un riesgo ecológico bajo debido a la
baja concentración de metales pesados. Aunque este índice indica que los metales pesados no
representan una amenaza significativa en términos ecológicos, la presencia de estos metales podría
influir indirectamente en otros aspectos de la calidad del agua, como la biodiversidad acuática.
Mientras que el ICI y el IET reflejan una preocupación más inmediata sobre la calidad del agua en
términos de contaminación y eutrofización, el ICA sugiere que, aunque el agua es utilizable para ciertos
pág. 2964
fines, aún presenta riesgos considerables para el consumo humano. El IRE, por otro lado, resalta que el
riesgo ecológico es bajo, lo que permite cierto alivio en cuanto al impacto de los metales pesados,
aunque no reduce la urgencia de abordar la contaminación y la eutrofización en los drenes. En conjunto,
estos índices subrayan la necesidad de estrategias integrales que aborden tanto la contaminación
química como los desequilibrios ecológicos en la cuenca (Bernal-Basurcoa et al. 2024). Finalmente,
este estudio aporta información valiosa para mejorar la gestión de recursos hídricos asegurando un
futuro sostenible (Oscco, 2024).
CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos muestran que la calidad del agua en la cuenca del río Culiacán está afectada
por contaminantes como nutrientes, materia orgánica y posibles agentes patógenos, que comprometen
la salud pública y la biodiversidad acuática. Aunque los niveles de metales pesados son bajos, la
excesiva presencia de nutrientes y la alta carga orgánica generan riesgos significativos, especialmente
para el consumo humano. Es crucial implementar medidas adecuadas de manejo, como el tratamiento
de aguas residuales y el control de nutrientes, para mitigar estos impactos negativos. Los índices de
calidad analizados revelan una situación preocupante: el Índice de Contaminación Integral (ICI)
muestra una calidad de agua "Muy Mala" en todos los drenes, y el Índice de Calidad del Agua (ICA)
clasifica el agua como "Regular", apta solo para riego agrícola. Además, el Índice de Estado Trófico
(IET) indica un estado "Hipertrófico" en la mayoría de los drenes, lo que sugiere una alta carga de
nutrientes y posibles proliferaciones de algas. A pesar de que el riesgo ecológico asociado con los
metales pesados es bajo, los resultados subrayan la urgente necesidad de una intervención efectiva para
mejorar la calidad del agua y proteger el ecosistema.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Ares, M. G., Zabala, M. E., Dietrich, S., Vercelli, N., Entraigas, I., Gregorini, C. A., ... & Aispún, Y.
(2024). Drainage network dynamics in an agricultural headwater sub-basin. Science of The Total
Environment, 914, 169826.
Arteaga Betancourt, A. E., & Plata Rueda, S. P. (2018). Evaluación del índice de riesgo ecológico
potencial en suelo y sedimento por mercurio en minería para tres regiones colombianas, apoyado
en el análisis de metadatos. Retrieved from
pág. 2965
https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/1094
Atao Oscco, R. (2024). Caracterización de los suelos y gestión del agua para una agricultura sostenible
en los andenes de Andamarca, Lucanas, Ayacucho, 2023.
Bernal-Basurcoa, C., Zubelzua, S., & Estevea, P. (2024). Impacto social del sistema de drenaje
sostenible (SUDS): revisión sistemática de la literatura y retos de la investigación.
Bouaroudj, S., Menad, A., Bounamous, A., Ali-Khodja, H., Gherib, A., Weigel, D.E., Chenchouni, H.
2019. Assessment of water quality at the largest dam in algeria (beni haroun dam) and effects of
irrigation on soil characteristics of agricultural lands. Chemosphere 219, 76-88.
doi:10.1016/j.chemosphere.2018.11.193
Brown R., Mcclelland N., Deininger A., Tozer R. (1970), A Water Quality Index - Do We Dare,
Proceedings of the National Symposium on Data and Instrumentation for Water Quality
Management, Conference of State Sanitary Engineers and Wisconsin University, July 21-23,
1970, Madison, WIS, p. 364-383.
Bustos-Terrones, Y. A., Loaiza, J. G., Rangel-Peraza, J. G., & Rojas-Valencia, M. N. (2024). Evidencing
anthropogenic pollution of surface waters in a tropical region: a case study of the Culiacan River
basin. Environmental Monitoring and Assessment, 196(10), 901.
Bustos-Terrones, Y. A., Loaiza, J. G., Rojas-Valencia, M. N., Rangel-Peraza, J. G., Ramírez-Pereda, B.,
& García-Sánchez, B. E. (2024). Hydrogeochemical Characterization of Groundwater Located
in an Intensive Agricultural Area: The Culiacan River Aquifer Case Study. Water
Resources, 51(5), 844-859.
Cunha, D. G. F., do Carmo Calijuri, M., & Lamparelli, M. C. (2013). A trophic state index for
tropical/subtropical reservoirs (TSItsr). Ecological Engineering, 60, 126-134.
Döndü, M., Özdemir, N., Demirak, A., Doğan, H. M., Dincer, N. G., & Keskin, F. (2024). Seasonal
assessment of the impact of fresh waters feeding the Bay of Gökova with water quality index
(WQI) and comprehensive pollution index (CPI). Environmental Forensics, 25(1-2), 68-80.
Grangeon, T., Ceriani, V., Evrard, O., Grison, A., Vandromme, R., Gaillot, A., ... & Salvador-Blanes, S.
(2021). Quantifying hydro-sedimentary transfers in a lowland tile-drained agricultural catchment.
Catena, 198, 105033.
pág. 2966
Håkanson, L. An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological approach. Water
Res. 1979, 14, 975–1001.
Hossain, M., & Patra, P. K. (2020). Water pollution index–A new integrated approach to rank water
quality. Ecological Indicators, 117, 106668.
Kothari, V., Vij, S., Sharma, S., & Gupta, N. (2021). Correlation of various water quality parameters
and water quality index of districts of Uttarakhand. Environmental and Sustainability
Indicators, 9, 100093.
Langunu, S., Kilela Mwanasomwe, J., Colinet, G., & Ngoy Shutcha, M. (2024). Are Ecological Risk
Indices for Trace Metals Relevant for Characterizing Polluted Substrates in the Katangese
Copperbelt (DR Congo) and for Assessment of the Performance of Remediation Trials?.
Environments, 11(6), 122.
Li, R., Zou, Z., & An, Y. (2016). Water quality assessment in Qu River based on fuzzy water pollution
index method. Journal of environmental sciences, 50, 87-92.
Linjin, L., Baohui, M., & Rui, P. (2021). Water quality evaluation of Wenyu River based on single factor
evaluation and comprehensive pollution index method. Nature Environment and Pollution
Technology, 20(3), 1041-1046.
Loaiza, J. G., Rangel-Peraza, J. G., Monjardín-Armenta, S. A., Bustos-Terrones, Y. A., Bandala, E. R.,
Sanhouse-García, A. J., & Rentería-Guevara, S. A. (2023). Surface water quality assessment
through remote sensing based on the box–cox transformation and linear
regression. Water, 15(14), 2606.
Muñoz-Nájera, M.A., Tapia-Silva, F.O., Barrera-Escorcia, G., Ramírez-Romero, P. 2020. Statistical and
geostatistical spatial and temporal variability of physico-chemical parameters, nutrients, and
contaminants in the tenango dam, puebla, mexico. J. Geochem. Explor. 209, 106435.
doi:10.1016/j.gexplo.2019.106435
Oliveira, A. V. G. D., Azevedo-Cutrim, A. C. G. D., Cutrim, M. V. J., Cruz, Q. S. D., Rosas, R. S., &
Sá, A. K. D. D. S. (2024). Assessment of the trophic status and water quality in an urbanised
tropical estuary, Brazil. Chemistry and Ecology, 40(10), 1075-1091.
pág. 2967
Panda, P. K., Panda, R. B., & Dash, P. K. (2018). The study of water quality and pearson’s correlation
coefficients among different physico-chemical parameters of River Salandi, Bhadrak, Odisha,
India. American Journal of Water Resources, 6(4), 146-155.
Quevedo-Castro, A., Rangel-Peraza, J.G., Bandala, E., Amabilis-Sosa, L., Rodríguez-Mata, A., Bustos-
Terrones, Y. 2018. Developing a water quality index in a tropical reservoir using a measure of
multiparameters. J. Water Sanit. Hyg. De. 8, 752-766. doi:10.2166/washdev.2018.049
Shi, R.; Zhao, J.; Shi, W.; Song, S.; Wang, C. Comprehensive Assessment of Water Quality and
Pollution Source Apportionment in Wuliangsuhai Lake, Inner Mongolia, China. Int. J. Environ.
Res. Public Health 2020, 17, 5054. doi:10.3390/ijerph17145054.
Tian, Y., Zhao, Y., Yin, Z., Deng, N., Li, S., Zhao, H., & Huang, B. (2025). Integrating spatial-temporal
features into prediction tasks: A novel method for identifying the potential water pollution area
in large river basins. Journal of Environmental Management, 373, 123522.
Vargas-Solano, S. V., Rodríguez-González, F., Martínez-Velarde, R., Morales-García, S. S., & Jonathan,
M. P. (2022). Removal of heavy metals present in water from the Yautepec River Morelos
México, using Opuntia ficus-indica mucilage. Environmental Advances, 7, 100160.
Yaghoubi, B., Hosseini, S. A., Nazif, S., Daghighi, A. 2020. Development of reservoir’s optimum
operation rules considering water quality issues and climatic change data analysis. Sustain. Cities
Soc. 63, 102467. doi: 10.1016/j.scs.2020.10246
