Determinaci�n de la p�rdida de la calidad de un r�o urbano

�en Cusco: Caso Saphy

Juan Eduardo Gil-Mora

[email protected]

https://orcid.org/0000-0002-3191-9197

Blgo. M. Sc. En Ciencia y Tecnolog�a Ambiental;�

Docente Escuela de Posgrado Universidad Andina del Cusco;

Maestr�as de Seguridad Industrial y Medio Ambiente. Cusco, Per�

�lvaro Horacio Flores Boza

�[email protected]

https://orcid.org/0000-0002-6504-1896

Ing. Civil, docente en la Escuela de Posgrado;

maestr�as: Ingenier�a Civil con menci�n en hidr�ulica y ambiental.

Cusco, Per�

Kely Jhoset Ochoa Ramos

https://orcid.org/0000-0002-1925-0638

Blgo. Laboratorio SEDA Cusco.

Natali Anadeida Valencia Oviedo

https://orcid.org/0000-0001-5909-8848

Qco. Laboratorio SEDA Cusco

RESUMEN

La calidad del agua son las caracter�sticas qu�micas, f�sicas y biol�gicas, que hacen apto para distintos usos: consumo humano, agricultura, ganader�a, industria, generaci�n de energ�a, recreaci�n, mantenimiento de las funciones ecosist�micas. El objetivo de la investigaci�n fue determinar la p�rdida de calidad del agua en un r�o urbano en la ciudad del Cusco: el r�o Saphy que cruza la ciudad por el centro hist�rico, utilizando par�metros f�sico-qu�micos y biol�gico e identificar las fuentes de deterioro. Estos par�metros se determinaron por m�todos normalizados para el an�lisis de agua potable y residual (Standar Methods for the Examination of Water & Waste Water). Se tomaron muestras para el an�lisis en laboratorio, siguiendo la metodolog�a de la Autoridad Nacional del Agua. Los resultados fueron comparados con los Est�ndares de Calidad Ambiental-agua (ECA-agua) aprobados por el Ministerio del Ambiente; se determin� que el ox�geno disuelto est� por debajo de lo �ptimo y que la demanda biol�gica de ox�geno supera al ECA-agua en 8,6 veces; la turbidez y los coliformes termotolerantes muestran concentraciones altas respecto del ECA-agua; los r�os se alcalinizan y las principales fuentes de deterioro son: la actividad agr�cola, pecuaria, aguas residuales, residuos s�lidos y escombros vertidos directamente al r�o.

Palabras clave: contaminaci�n; coliformes; eca-agua; indicador; micro-cuenca

Determination of the loss of quality of an urban river

in Cusco: Saphy Case

ABSTRACT

Water quality is the chemical, physical and biological characteristics that make it suitable for different uses: human consumption, agriculture, livestock, industry, power generation, recreation, maintenance of ecosystem functions. The objective of the research was to determine the loss of water quality in an urban river in the city of Cusco: The Saphy River that crosses the city through the historic center, using physical-chemical and biological parameters and to identify the sources of deterioration. These parameters were determined by standardized methods for the analysis of drinking and residual water (Standard Methods for the Examination of Water & Waste Water). Samples were taken for laboratory analysis, following the methodology of the National Water Authority. The results were compared with the Environmental Quality Standards-water (ECA-water) approved by the Ministry of the Environment; dissolved oxygen was found to be suboptimal and biological oxygen demand exceeds ECA-water by 8.6 times; turbidity and thermotolerant coliforms show high concentrations compared to ECA-water; the rivers become alkaline and the main sources of deterioration are: agricultural activity, livestock, wastewater, solid waste and debris dumped directly into the river.

Keywords: coliforms; ECA-water; indicator; micro-basin; pollution

Art�culo recibido:� 15 enero 2022

Aceptado para publicaci�n: 08 febrero 2022

Correspondencia: [email protected]

Conflictos de Inter�s: Ninguna que declarar

1. INTRODUCCI�N�

Los �ndices de calidad del agua se constituyen en una herramienta funcional en la planificaci�n de las cuencas hidrogr�ficas en materia de calidad; pueden ser utilizados en la clasificaci�n de �reas y usos del agua, en el desarrollo sustentable, en la pol�tica ambiental, en la gesti�n ambiental, en el manejo del recurso y en el desarrollo de la investigaci�n cient�fica. Los pa�ses de Suram�rica han adaptado estos �ndices de calidad a las condiciones ambientales de sus ecosistemas para la valoraci�n y evaluaci�n de la calidad del agua superficial (Orozco et al., 2005).

De conformidad con Damo e Icka (2013), los �ndices f�sico-qu�micos se basan en una combinaci�n de par�metros f�sico-qu�micos que dan una informaci�n de la naturaleza de las caracter�sticas qu�micas del agua y sus propiedades f�sicas, proporcionando una visi�n global de la calidad del agua de los r�os, aportando informaci�n de su influencia en la vida acu�tica. El n�mero y tipo de par�metros var�a en los diferentes �ndices existentes y tienen un grado de participaci�n seg�n la importancia que se concede a los mismos; para obtener una visi�n global, se utilizan par�metros como ox�geno disuelto, nitratos, amonio, conductividad el�ctrica, pH, demanda biol�gica de ox�geno, f�sforo y temperatura.

Los �ndices pueden ser utilizados para mejorar, aumentar y difundir la informaci�n sobre la calidad superficial del agua. De acuerdo con Ott (1978), los usos de los �ndices son:

� Proveer informaci�n a personas que toman decisiones sobre las prioridades del
recurso.

� Comparar el estado del recurso en diferentes �reas geogr�ficas.

� Determinar si se est� sobrepasando la normatividad ambiental y las pol�ticas
existentes.

� Informar al p�blico con el fin de concientizar y promover la educaci�n ambiental.

� Para Investigaci�n cient�fica.

Actualmente se considera al r�o como un recurso esencial que requiere la m�xima atenci�n de los sectores p�blicos por ser indispensable para la preservaci�n de la vida y encontrarse expuesta al deterioro, en ocasiones irreversible, generado por un uso irresponsable e intensivo del recurso; a este respecto, Vald�s et al., (2012) comentan que, en la valoraci�n y evaluaci�n de la calidad del agua, se han empleado diversas metodolog�as entre las que se incluyen la comparaci�n de las variables f�sicas, qu�micas y bacteriol�gicas con la normatividad vigente.

1.1.Indicadores F�sico-Qu�micos

La calidad del agua es un t�rmino variable en funci�n del uso concreto que se haga del recurso. Para los usos m�s importantes y comunes del agua existen una serie de requisitos recogidos en normas espec�ficas basados tradicionalmente en las concentraciones de diversos par�metros f�sico-qu�micos y biol�gicos:

a. F�sicos: Turbidez, conductividad el�ctrica, temperatura.

b. Qu�micos: pH, ox�geno disuelto (OD), porcentaje de saturaci�n de ox�geno, s�lidos en suspensi�n, nitratos, fosfatos, demanda bioqu�mica de ox�geno (DBO₅), demanda qu�mica de ox�geno (DQO).

c. Biol�gicos: Bacterianos (presencia de bacterias coliformes, indicadoras de contaminaci�n fecal.

La calidad del agua se refiere a las condiciones en el que se encuentra el agua respecto a las caracter�sticas f�sicas, qu�micas y biol�gicas en su estado natural o al estar alteradas por el ser humano (Monroy 2011); los problemas derivados de la contaminaci�n de cuerpos de agua, como: la reducci�n del suministro de agua dulce, riesgos en la salud, la inutilizaci�n del agua para diversos usos, el impacto negativo sobre la vida acu�tica, son algunos de los efectos asociados a la calidad del agua (Organizaci�n de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentaci�n-FAO, 2013).

En Per�, la calidad del agua est� regulada por el Ministerio del Ambiente que aprob� mediante Decreto Supremo N� 004- MINAM, los Est�ndares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua (ECA-agua), los cuales se fijan en funci�n a las categor�as que reciben los cuerpos de agua como se menciona en la ley de recursos H�dricos (Ley N� 29338). De acuerdo al MINAM (2016), el ECA-agua es la medida que establece el nivel de concentraci�n o el grado de elementos, sustancias o par�metros f�sico qu�micos o biol�gicos, presentes en el agua, en su condici�n de cuerpo receptor, que no representa riesgo significativo para la salud de las personas ni del ambiente. La calidad se determina comparando las caracter�sticas de una muestra de agua con una l�nea base, o leyes y est�ndares determinados por norma para cada uso. Esto conduce a conocer si el agua examinada es segura o no para ese determinado fin. Por ejemplo, un curso de agua puede tener calidad suficiente para uso recreativo, pero no tenerla para consumo humano. Esto quiere decir que la calidad depende del uso que se le quiera dar al agua.

En la mayor�a de pa�ses en desarrollo, el riesgo microbiol�gico es bastante marcado principalmente asociado a un inadecuado saneamiento, lo que se ratifica en la Agenda 21 de la Conferencia de Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo que afirma que aproximadamente 80 % de todas las enfermedades y m�s de una tercera parte de las defunciones en estos pa�ses tienen por causa el consumo de agua contaminada y hasta una d�cima parte del tiempo productivo de las personas se dedica a enfermedades relacionadas con agua (CEPIS, 2002)

De otro lado, el deterioro del recurso h�drico tambi�n est� asociado principalmente con vertimientos de aguas residuales dom�sticas, industriales y de producci�n agr�cola y ganadera y actividades como transporte terrestre, fluvial y mar�timo de sustancias peligrosas o petr�leo, aguas de extracci�n minera y residuos s�lidos dispuestos en rellenos sanitarios o directamente en �stas (IDEAM, 2005).

Seg�n Fern�ndez y Solano, 2005, los resultados de un monitoreo deben permitir resolver diferentes tipos de conflictos como el uso del agua y la integridad ecol�gica de los sistemas acu�ticos, los cuales involucran aspectos socioecon�micos, por lo que los �ndices de calidad del agua son una herramienta importante, pues su c�lculo involucra m�s de una variable, de tal manera que el uso correcto de estos indicadores permite utilizarlos para la evaluaci�n de los programas de gesti�n de recursos h�dricos.

La Comunidad Europea desarroll� el �ndice universal de la calidad del agua (UWQI), utilizado para evaluar la calidad del agua superficial como fuente de agua potable. Este indicador se basa en doce variables: cadmio, cianuro, mercurio, selenio, ars�nico, fluoruro, nitratos, OD, DBO₅, f�sforo total, pH y coliformes totales (Boyacioglu, 2007).

La metodolog�a Amoeba (A General Method of Ecological and Biological Assessment), desarrollada por los Pa�ses Bajos, utiliza par�metros f�sico-qu�micos y biol�gicos que permiten la valoraci�n ecol�gica y biol�gica de los sistemas acu�ticos. Su desarrollo estuvo a cargo del Ministerio Holand�s de Transporte, Obras P�blicas y Manejo del Recurso H�drico teniendo en cuenta la producci�n y rendimiento agr�cola, la diversidad sustentable de especies y la normativa sustentable (Fern�ndez y Solano, 2005).

Para el caso latinoamericano, el desarrollo y aplicaci�n de estos �ndices se ha dado con m�s auge en M�xico, desarrollando diversos �ndices. El �ndice INDIC-SEDUE fue el primero en aplicarse en M�xico, en Jalisco y tuvo un uso com�n en la antigua Secretar�a de Desarrollo Urbano y Ecolog�a en el Departamento de Prevenci�n y Control de la Contaminaci�n Ambiental de la Subdelegaci�n de Ecolog�a de la Delegaci�n SEDUE-Jalisco (Montoya, et al., 1997).

En el Per�, se han aplicado dos indicadores: el ICA-NSF y un modelo desarrollado en Cuba por Garc�a, Beato y Guti�rrez, en el cual se considera, adem�s de los par�metros del ICA-NSF, la conductividad el�ctrica, cloruros y el nitr�geno amoniacal (OEA, 2004). La selecci�n de par�metros o variables depende en gran medida de los objetivos del estudio, as� como el uso que se le ha de dar a los resultados.

Walski y Parker (1974) utilizan las variables ox�geno disuelto (OD), temperatura, coliformes, pH, Total de S�lidos en Suspensi�n (TSS), turbidez, transparencia, nitratos, fosfatos, grasas, color y olor, mediante las cuales se puede evaluar las caracter�sticas organol�pticas, efecto sobre la vida acu�tica y la salud humana.

En Colombia de acuerdo con el Estudio Nacional del Agua (IDEAM, 2010), el uso de par�metros fisicoqu�micos es actividad rutinaria. Sin embargo, no ha sido as� el c�lculo de �ndices de calidad de agua, a pesar de las recomendaciones en la legislaci�n y de los desarrollos de formulaciones propias como las de Ram�rez et al., (1997, 1999, 2005).

De otro lado, en el contexto del empleo de los par�metros f�sico-qu�micos y biol�gicos, es pertinente considerar la contaminaci�n del agua; de conformidad a la Carta del agua (Consejo de Europa, 1968), la contaminaci�n del agua es la modificaci�n, generalmente provocada por el hombre, de la calidad del agua haci�ndola impropia o peligrosa para el consumo humano, industria, agricultura, pesca y actividades recreativas, as� como para los animales dom�sticos y la vida natural. Las fuentes de contaminaci�n, denominadas efluentes contaminantes que utilizan como insumo el agua, y presentan elementos y sustancias con caracter�stica f�sicas, qu�micas y bacteriol�gica que afectan las condiciones del cuerpo receptor o componente ambiental donde son vertidos pueden ser:

� Vertimiento de aguas residuales domiciliarias o servidas a r�os y lagos.

� Vertimiento de residuos s�lidos y escombros en las orillas de r�os y lagos.

� Actividades informales y clandestinas en las orillas de los r�os.

� Los efluentes l�quidos provenientes de las distintas actividades de los sectores productivos (labores de excavaci�n, planta de tratamiento de aguas residuales, derrames de aceites, productos qu�micos como fertilizantes agr�colas y plaguicidas).

Existen actualmente, diversos indicadores de contaminaci�n del agua; seg�n Samboni et al., (2011), fueron desarrollados a partir de estudios fisicoqu�micos, microbiol�gicos y limnol�gicos realizados en la industria petrolera para condiciones de r�os de Colombia. Utilizan las variables de DBO₅, coliformes totales y porcentaje de saturaci�n de ox�geno: las dos primeras reflejan fuentes diversas de contaminaci�n org�nica y la tercera expresa la respuesta ambiental del cuerpo a este tipo de poluci�n.

Actualmente, los cuerpos de agua superficiales, en su gran mayor�a, presentan una alteraci�n en su calidad misma (Thi, 2011; Pedraza, 2016) por todas las descargas que reciben de las actividades dom�sticas e industriales, que influyen de una manera en la salud humana y en aspectos socioecon�micos de las poblaciones adyacentes (Flores, 2013). Sin embargo, una de las dificultades en la planificaci�n de los cuerpos de agua en las cuencas ha sido la poca aplicabilidad de los �ndices de calidad del agua en los procesos de toma de decisiones (Damo e Icka, 2013).

Una de las actividades m�s importantes para la gesti�n del recurso h�drico es el monitoreo peri�dico de los cursos de agua. Esta actividad permite la detecci�n temprana de cambios en la calidad del recurso; igualmente, la comunicaci�n de los resultados implica una retroalimentaci�n, y permite que la informaci�n recopilada sea utilizada en las decisiones de gesti�n (Burt et al., 2014).

2. MATERIALES Y M�TODOS

2.1. �mbito o Lugar de Estudio

El �mbito de estudio se circunscribe a una microcuenca de importancia en el �mbito urbano de la ciudad del Cusco: La micro cuenca del r�o Saphy que cruza el centro hist�rico de la ciudad y discurre de noroeste a suroeste; esta micro cuenca se halla ubicada al noroeste de la ciudad y resulta de la confluencia de los r�os Chac�n y Muyu orcco, tal como lo muestra la Figura 1 que evidencia la ubicaci�n del curso de agua estudiado.

Figura 1. R�o Saphy

Las estaciones de muestreo fueron elegidas de acuerdo a Rodr�guez et al., (1997) y previa observaci�n considerando los cambios en el ecosistema h�drico (OEA, 2004), cambios de pendiente, uni�n con afluentes, descargas de aguas residuales, fuentes puntuales y no puntuales de contaminaci�n, contexto hidrol�gico, uso del recurso, accesibilidad f�sica, investigaci�n sin�ptica (Rickert, 1993 y Alexander et al., 2001), temporalidad (Tyson et al., 1989). Las muestras fueron tomadas en dos temporadas, la �poca de precipitaci�n (diciembre-marzo) y la temporada de secas (abril-octubre).

2.2. Toma de Muestras In Situ

Algunos par�metros fueron medidos �in situ� utilizando un equipo Hach HQ 40d
multiparametros. Se tomaron las muestras en cada estaci�n de muestreo, colocando la sonda para medir los par�metros: temperatura, pH y ox�geno disuelto como porcentaje de saturaci�n; en el caso del ox�geno disuelto, se tomaron las muestras en frascos winkler y se fijaron para determinar la concentraci�n en laboratorio siguiendo la metodolog�a de Winkler modificado y las otras variables han sido analizadas en el laboratorio de SEDA Cusco. Para obtener el valor de la DBO₅, la muestra colectada en campo, fue fijada a efecto de mantener el ox�geno disuelto y luego incubado en laboratorio.

2.3. An�lisis en Laboratorio

Los par�metros fisicoqu�micos y bacteriol�gico se determinaron por los m�todos normalizados para el an�lisis de aguas potables y residuales, descritos en Standar Methods for the Examination of Water & Waste Water (American Public Health Association, 2017). En cada estaci�n de muestreo se tom� una muestra de agua para an�lisis posterior en el laboratorio, siguiendo la metodolog�a de ANA (2016). Los par�metros determinados en laboratorio, as� como la metodolog�a utilizada, se muestran en las tablas 1 y 2.

Tabla 1. Par�metros analizados en campo

Par�metro	Unidad	M�todo
pH		Equipo multipar�metro
Temperatura	�C	Equipo multipar�metro
Conductividad el�ctrica	uS/cm	Equipo multipar�metro

Tabla 2. Par�metros analizados en laboratorio

Par�metro	Unidad	M�todo
Fosfatos	mg/L	M�todo R�pido HACH 490
Nitratos	mg/L	M�todo R�pido HACH 355
Solidos disueltos totales	mg/L	M�todo est�ndar 23nd edition 2017 2540-C
Turbidez	NTU	Lectura directa
Ox�geno disuelto (OD)	mg/L	M�todo est�ndar 23nd edition 2017 4500-O C
Demanda bioqu�mica de oxigeno (DBO5)	mg/L	M�todo est�ndar 23nd edition 2017 5210-B
Coliformes totales	NMP/ 100 mL	M�todo est�ndar 23nd edition 2017 9221-B
Coliformes termotolerantes	NMP/ 100 mL	M�todo est�ndar 23nd edition 2017 9221-E

3. RESULTADOS Y DISCUSI�N

3.1. Resultados

3.1.1. Estaciones de Muestreo y Perfil Longitudinal del R�o Saphy

La microcuenca del r�o Saphy se inicia en las alturas del Cerro Salkantay sobre los 4800 m de altitud, el curso de agua evaluado toma el nombre de Chacan y discurre pendiente abajo por m�s de siete Km hasta juntar sus aguas con las del riacho �Muyu Orqo� en la localidad denominada �T�inkoq� a partir de esta uni�n se denomina como r�o Saphy.

Figura 2. R�o Saphy, estaciones de muestreo y perfil longitudinal

La Figura 2 evidencia que el r�o Saphy en sus or�genes, espec�ficamente en los seis primeros Km de recorrido muestra una fuerte pendiente; por lo tanto, una capacidad erosiva alta; aunque es de manifestar que existen peque�as zonas con pendiente suave.

3.1.2. Evaluaci�n de los Par�metros F�sico-Qu�micos y Microbiol�gicos en el r�o Saphy

Tabla 3. Indicadores f�sico-qu�micos promedio para el r�o Saphy

Estaci�n de muestreo	Ox�geno Disuelto (mg/L)	DBO (mg/L)	Coliformes termotolerantes (NMP/100ml)	Temperatura (�C)	pH	Solidos Disueltos Totales (mg/L)	Turbiedad (NTU)	Nitratos (mg/L)	Fosfatos (mg/L)
Salkantay	5,49	0,80	6,67E+01	8,73	7,61	265,33	3,14	0,64	0,54
T�inkoq	5,13	4,97	8,59E+02	11,60	7,85	1577,33	5,45	0,86	0,48
Union	5,05	25,87	1,23E+06	11,77	8,12	1178,67	28,70	0,74	1,13

3.1.3. Valores Promedio de Indicadores F�sico-Qu�micos y Microbiol�gico para el r�o Saphy

Como suele ocurrir cuando un curso de agua es afectado por contaminaci�n org�nica, el OD disminuye y la DBO se incrementa a lo largo del curso del r�o; no obstante, la concentraci�n del OD se mantiene relativamente alta, en raz�n a la pendiente del r�o y por que existen construcci�n de infraestructura denominada �rompe presi�n� que incluye saltos de agua, que posibilita la reoxigenaci�n.

Figura 3. R�o Saphy, concentraciones promedio de OD y DBO comparados con los respectivos ECA-Agua

Fuente. Elaborado en base a informaci�n de la Tabla 3

Cuando se efect�a la comparaci�n de los valores encontrados en estos dos indicadores con los ECA-OD y ECA-DBO, respectivamente, se observa que el OD est� por debajo de lo �ptimo y la DBO, supera al ECA establecido en m�s de 8,6 veces.

Lo anterior implica una p�rdida de la calidad del agua por contaminaci�n de aguas residuales dom�sticas; sustancialmente provenientes del afluente Muyu Orcco que recoge dichas aguas de los asentamientos humanos que desaguan directamente a los r�os Saphy y Muyu Orcco. A su vez, estas concentraciones de DBO registradas en la microcuenca, asienten inferir, que los vertimientos de aguas residuales son altos. Por consiguiente, la magnitud de los efectos y/o impactos son severos en el cuerpo receptor.

Es pertinente se�alar que la disminuci�n de OD es un indicador de contaminaci�n que est� en funci�n de la presencia de materia org�nica oxidable, de organismos y de g�rmenes aerobios, existencias de grasas, de hidrocarburos, de detergentes, etc.

Figura 4. Valores promedio de turbiedad, fosfatos y nitratos para el r�o Saphy

Fuente. Elaborado en base a informaci�n de la Tabla 3

Se aprecia que la turbidez se incrementa en m�s de seis veces en la estaci�n de muestreo tres respecto de la estaci�n uno; este incremento es debido principalmente por las caracter�sticas geomorfol�gicas que permiten un arrastre de sedimentos y procesos erosivos cuya g�nesis se da por la din�mica natural de la zona, teniendo como consecuencia la p�rdida de capacidad de albergar organismos de diversidad acu�tica, tambi�n al aumentar la turbiedad, las part�culas suspendidas absorben el calor del sol y por ello aumenta la temperatura del agua, lo que a su vez reduce los niveles de ox�geno disuelto. Adem�s, como las part�culas dispersan la luz, impiden la actividad fotosint�tica.

De otro lado, los fosfatos se incrementan sustancialmente debido al alto contenido de detergentes que arrastran las aguas residuales domiciliarias, as� como debido a las pr�cticas agr�colas en las que se utilizan fertilizantes.

Al comparar la turbidez presente en el agua del r�o Saphy con el ECA-agua aprobado por el MINAM, se puede apreciar que a partir de la estaci�n de muestreo dos sobrepasa estos est�ndares de calidad, sobre todo en la estaci�n tres por el aporte de aguas residuales provenientes de los asentamientos poblacionales existentes en este �ltimo tramo del r�o.

Figura 5. Turbidez en comparaci�n con el ECA-agua. R�o Saphy

Fuente. Elaborado en base a informaci�n de la Tabla 3

Los coliformes fecales se incrementan enormemente por la presencia de aguas cloacales que son vertidas directamente al r�o, constituy�ndose en una fuente de infecci�n real y efectiva. Lo mencionado previamente, se relaciona manifiestamente a la presencia de contaminaci�n proporcionada por parte del n�cleo urbano asentada en la margen derecha de la microcuenca, en el �ltimo tramo del r�o Saphy. Cuando se comparan las concentraciones de coliformes con el ECA-agua, en todas las estaciones son superiores a este �ndice, particularmente en las estaciones dos y tres.

Figura 6. Concentraci�n de coliformes fecales comparados con el ECA-agua. R�o Saphy

Fuente. Elaborado en base a informaci�n de la Tabla 3

Es evidente la alcalinizaci�n del agua y, en t�rminos generales, el incremento de los s�lidos disueltos totales, significando la p�rdida de la calidad del r�o Saphy a partir de la estaci�n de muestreo dos. Al comparar los valores encontrados del pH y s�lidos disueltos con el ECA-agua, ambos valores son superiores, especialmente los s�lidos disueltos totales; indicando la p�rdida de la calidad del agua.

Figura 7. Valores de pH comparado con el ECA-agua. R�o Saphy

Fuente. Elaborado en base a informaci�n de la Tabla 3

Es de manifestar que el pH fluct�a considerablemente con la hora del d�a y la profundidad del agua debido a que el pH est� estrechamente relacionado a la concentraci�n de di�xido de carbono.

Figura 8. Concentraci�n de s�lidos disueltos totales (SDT) comparados con el ECA-agua. R�o Saphy

Fuente. Elaborado en base a informaci�n de la Tabla 3

En las estaciones dos y tres, los valores de los SDT, son superiores al ECA-agua, lo que implica la p�rdida de la calidad a partir de la estaci�n de muestreo dos.

3.2. P�rdida de la Calidad del Agua en R�os Urbanos

Analizando la p�rdida de la calidad del agua del r�o Saphy en Cusco, se colige que una de las principales causas es la contaminaci�n de los cursos receptores con aguas residuales urbanas, que, de conformidad a los estudios de Helmer (1999), por razones de salud p�blica y por consideraciones ambientales, econ�micas y sociales, las aguas residuales provenientes de los usos poblacionales o procesos industriales, no pueden ser eliminadas evacu�ndolas directamente a las fuentes naturales o reus�ndolas de la misma forma para usos con fines agr�colas; toda vez que constituye en una obligaci�n de quien lo produce, asumir los costos que representa su tratamiento previo; sin embargo, la mayor proporci�n de las aguas residuales generadas en las ciudades no son tratadas, verti�ndose directamente a los cauces naturales.

Lo anterior, puede ser esquematizado mediante la Figura 9 que explica el s�bito deterioro de la calidad de los r�os como consecuencia de la contaminaci�n sin control, evidenci�ndose una gradiente de la condici�n biol�gica de un curso de agua. La curva que baja de una condici�n 1, un r�o en condiciones naturales, a una condici�n 6, un r�o degradado con altos factores de contaminaci�n.

Figura 9. P�rdida de las condiciones ecol�gicas de un r�o por contaminaci�n

Fuente. Tomado de Gil, 2019

3.3. Principales Fuentes de Deterioro del R�o Saphy

Tres son las fuentes principales que afectan la calidad del agua de los riachos, materia de la investigaci�n:

a. La actividad agr�cola y pecuaria, con sus procesos de deforestaci�n, uso intensivo del suelo y surcos a favor de la pendiente y, sobrepastoreo. Procesos que generan erosi�n, vertido de agroqu�micos, s�lidos totales y otros.

b. Las aguas residuales sin previo tratamiento vertidas por todos los asentamientos poblacionales, constituyen la fuente de coliformes fecales, s�lidos totales, fosfatos, cloruros, amon�aco, detergentes y nitratos.

c. Los residuos s�lidos, principalmente aquellos constituidos por latas, embaces de pl�stico, vidrio, etc. que no son degradables, generan los mayores disturbios en los h�bitats y afectan la est�tica del cauce y aguas de la cuenca.

Los vertidos org�nicos contenidos en las aguas residuales provenientes de las poblaciones, especialmente en el �ltimo tramo, alteran sustancialmente la calidad natural del r�o; no obstante, la concentraci�n del ox�geno disuelto es relativamente alta, debido a la importante turbulencia, elevada oxigenaci�n por la presencia de cascadas naturales o infraestructura construida con este prop�sito que conducen a una capacidad autodepuradora alta, raz�n por la que los niveles de la DBO son relativamente bajos (Ver Figura 10).

Figura 10. El r�o Saphy en el �ltimo tramo recibe aguas residuales y posee aereadores de cascada que re oxigenan el agua.

Tal como se manifest�, las aguas y cauce del r�o Saphy son depositarios de todo el material aluvial, aguas residuales, residuos s�lidos y, sedimentos provenientes de la erosi�n pluvial.

Uno de los factores causales de la contaminaci�n es el deficiente sistema de alcantarillado o drenaje, constituido por una red de tuber�as que colectan todo, desde aguas de excreta dom�sticas, aguas pluviales, aguas de escorrent�a, etc.� La contaminaci�n se complica por la carencia de colectores en los asentamientos humanos marginales que hacen que las aguas residuales dom�sticas descarguen directamente al r�o.

3.4. Discusi�n

Fern�ndez y Solano (2005) al hacer estudios sobre �ndices de calidad de r�os en Pamplona, afirman que todos los �ndices de calidad deben incluir por lo menos tres de los siguientes par�metros: OD; DBO o DQO; NH₄; PO₄; NO₃; pH y s�lidos totales y que todos son de inter�s; al hacer los estudios de p�rdida de calidad del agua en el r�o Saphy, es necesario aplicar, no s�lo tres par�metros sino, adem�s coliformes termotolerantes, turbidez, y temperatura; estos factores se�alan con contundencia la p�rdida de la calidad del agua por contaminaci�n.

El comportamiento del OD en el r�o Saphy, concuerda con lo propuesto por Bain y Stevenson (1999), mientras haya pendiente y saltos de agua que re oxigenen el r�o y que la temperatura se mantenga por debajo de 15 �C el curso de agua podr�a seguir albergando ecosistemas a�n saludables; es el caso particular del r�o Saphy, no s�lo referido a la pendiente sino al aporte de afluentes con alto contenido en ox�geno disuelto.

La medici�n de par�metros f�sicos, qu�micos y bacteriol�gicos del agua, es utilizada en numerosos trabajos para la evaluaci�n de la calidad de la misma (Maggioni et al., 2012; Rautenberg et al., 2014; Cochero et al., 2016) quienes al estudiar la calidad de las aguas del r�o Suquia en C�rdova, se�alan que los cambios son poco apreciables debido al caudal de dicho r�o. En el presente estudio, la evaluaci�n usando los mismos par�metros, indican una p�rdida de la calidad, evidenciado a trav�s de los par�metros OD, DBO, pH y coliformes termo tolerantes.

De conformidad a Aznar (2000), para gestionar la calidad del agua sea para su vertido, tratamiento de depuraci�n, potabilizaci�n o cualquier otro uso, es impredecible determinar par�metros f�sico qu�micos mediante m�todos normalizados con el objeto de conocer si estos par�metros se encuentran dentro del intervalo que marca la legislaci�n vigente. En el caso del r�o urbano Saphy en Cusco, los valores encontrados han sido comparados con el ECA-agua oficiales determinados por el MINAM; de ah� que, se concluye que el r�o ha perdido su calidad al ingresar al centro urbano.

En 2001, Machado realiz� una caracterizaci�n fisicoqu�mica y biol�gica de las cuencas de los r�os Tapias y Tareas en el Departamento de Caldas (Colombia) determinando que la evoluci�n de las caracter�sticas f�sico-qu�micas y biol�gica est� relacionada con la presencia de los aportes de pesticidas, agroqu�micos y detergentes ocasionando una p�rdida de la calidad para el uso humano; en el caso del r�o Saphy en Cusco, la p�rdida de su calidad se debe sustancialmente a los aportes de aguas residuales de origen domiciliario, residuos s�lidos y escombros.

Nuestros resultados son coincidentes con Le�n, 2014 y con Zhen, 2009, que sostienen que un �ndice de calidad del agua consiste b�sicamente en una expresi�n simple relacionada con el grado de contaminaci�n, a partir de una combinaci�n m�s o menos compleja de un n�mero de par�metros, los cuales sirven como una medida de calidad del agua; lo que permite conocer en forma general el estado o �salud� del sistema acu�tico de un cuerpo de agua; en efecto nuestros estudios de campo en el r�o Saphy y los resultados de laboratorio determinan una p�rdida de la calidad o �salud� del r�o desde sus inicios hasta el �ltimo segmento del r�o; pues los indicadores son evidentes de la p�rdida de la calidad del agua.

4. CONSIDERACIONES FINALES

4.1. Conclusiones

Los resultados de los an�lisis de laboratorio referidos a coliformes fecales, denotan que los valores sobrepasan los est�ndares permisibles proporcionados por la OMS/OPS incluso para actividades de contacto corporal como es la recreaci�n; particularmente en la estaci�n de muestreo tres, ubicada en el �ltimo tramo, pues los efluentes de aguas residuales desembocan directamente en el r�o estudiado.

El pH, para el r�o Saphy, es alcalino debido al aporte al�ctono o ex�geno de rocas, minerales y sedimentos ricos en carbonatos, sulfatos y cloruros y al aporte end�geno de las aguas residuales con alto contenido de sustancias alcalinas como detergentes y aguas residuales dom�sticas.

Los detergentes no s�lo son fuente de polifosfatos y podr�an generar la proliferaci�n de algas y otra vegetaci�n acu�tica, tambi�n podr�an perjudicar el proceso de depuraci�n en la planta de tratamiento de aguas residuales de San Jer�nimo, al impedir la floculaci�n, as� como producir espumas.

Desde una perspectiva ecol�gica, un r�o es un ecosistema din�mico y complejo caracterizado por la presencia de agua dulce en movimiento que recorre distancias en favor de la gravedad a trav�s de un lecho o cauce. En su recorrido establece interacciones y conectividad ecol�gica (la conectividad es un atributo ecol�gico que significa la continuidad o conexi�n espacial de los ecosistemas sin interrupciones, en el que se favorecen los intercambios de materiales, energ�a y material gen�tico entre las especies; en el �mbito de los socio ecosistemas, la conectividad ecol�gica implica procesos f�sicos, biol�gicos, sociales y econ�micos interconectados) en los tres ejes dimensionales en que transita: longitudinal, transversal y vertical. En los cursos de agua estudiados se aprecia con nitidez estas interconexiones y, adem�s, un r�o es un ecosistema con marcada variabilidad temporal, tal como sostienen Gonz�les et al. (2014).

La presencia de nitratos, es un indicio de reciente contaminaci�n org�nica o de procesos reductivos predominantes, provenientes de diversas fuentes, entre ellas, aguas residuales, uso de fertilizantes en agricultura y provenientes de las excretas de ganado.

En la mayor�a de los casos las variables m�s empleadas para la valoraci�n f�sico-qu�mica del agua a partir de indicadores son la temperatura, pH, OD, DBO₅, nitratos, fosfatos y s�lidos suspendidos totales, par�metros que son contundentes para la determinaci�n de la p�rdida de la calidad de un curso de agua.

4.2. Recomendaciones

a. Institucional: como punto de partida, los entes gubernamentales tales como la Municipalidad del Cusco, dentro de ella la Comisi�n Ambiental Municipal-CAM; la Autoridad Nacional del Agua-ANA, la Autoridad Administrativa del Agua-AAA; la Autoridad Local del Agua-ALA, la Direcci�n Regional de Turismo, Gobierno Regional Cusco, Gerencia Regional de Agricultura y Riego, tienen la m�xima responsabilidad de impulsar estrategias con objetivos orientados al control y seguimiento continuo de las condiciones de calidad de las microcuencas y los cursos de agua que escurren en Cusco, mediante monitoreos continuos de par�metros f�sicos, qu�micos, biol�gicos y microbiol�gicos, con el fin de generar bases de datos y registros cuantitativos, que permitan conocer cambios y comportamientos h�dricos en el tiempo. Es de suma importancia que la ejecuci�n de dichas estrategias incluya personal capacitado y tecnolog�as adecuadas, para as� proporcionar informaci�n confiable. Sumado a lo anterior, la articulaci�n de procesos de planificaci�n como: los Planes de Desarrollo Municipal y planes de gesti�n del riesgo.

En efecto, las entidades que planifican, cuidan y gestionan los espacios p�blicos y la infraestructura natural de la ciudad, son los gobiernos locales quienes deben planificar y gestionar los espacios p�blicos y la infraestructura natural de la ciudad, en el marco de sus pol�ticas de gesti�n del territorio reflejadas en los Planes de Desarrollo Urbano y otros planes de car�cter territorial y ambiental. Seg�n el Reglamento Nacional de Edificaciones (Decreto Supremo N� 011-2006 � Vivienda, Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma G40), los espacios p�blicos se definen como una superficie de uso p�blico destinado a la circulaci�n o recreaci�n. Esta definici�n gen�rica puede abarcar una diversidad de espacios, desde calles, veredas, plazas y parques, como las fajas ribere�as de los r�os y otros ecosistemas urbanos destinados principalmente al uso p�blico y la recreaci�n. La distribuci�n equitativa de espacios p�blicos dentro de la ciudad es necesaria para la accesibilidad y el uso en general. Tambi�n lo es la calidad de los espacios (ONU-HABITAT, 2018). Dentro del contexto anteriormente comentado, se propone:

� Actualizar el Plan de Desarrollo Urbano en las municipalidades y que incluyan la gesti�n de los r�os urbanos y de la periferia de las ciudades.

� Actualizar el Plan de Acondicionamiento Territorial a fin de identificar actividades menos contaminantes y deteriorantes de las aguas de los r�os urbanos.

� Reformular el PIGARS con la finalidad de incorporar acciones para la gesti�n integral de los residuos s�lidos en el marco del D. L. 1278 (MINAM 2016).

� Elaborar proyectos de inversi�n para la ejecuci�n de �reas verdes longitudinales en la cuenca de los r�os urbanos, no s�lo para recuperar la calidad de los cauces, sino que sea un atractivo para la poblaci�n como un �rea de diversi�n y solaz.

� La AAA, ALA y las municipalidades determinen las fajas marginales de los r�os urbanos actualmente invadidos.

� De conformidad al numeral 12 del art�culo 15� de la Ley N� 29338, Ley de Recursos H�dricos, (Congreso de la Rep�blica, 2009), la Autoridad Nacional del Agua ejerce jurisdicci�n administrativa exclusiva en materia de aguas, desarrollando acciones de administraci�n, fiscalizaci�n, control y vigilancia, para asegurar la conservaci�n de las fuentes naturales de agua, de los bienes naturales asociados a esta y de la infraestructura hidr�ulica, ejerciendo para tal efecto, la facultad sancionadora y coactiva; por lo tanto, la ANA, la AAA y las ALA deben mantener permanente vigilancia y control en los cauces de los r�os urbanos y velar por su recuperaci�n en su calidad.

� Cumplimiento irrestricto de D.S. N� 010-2019-VIVIENDA, que aprueba el Reglamento de Valores M�ximos Admisibles (VMA) para las descargas de aguas residuales no dom�sticas en el sistema de alcantarillado sanitario y su Reglamento de Valores M�ximos Admisibles (VMA) para las descargas de aguas residuales no Dom�sticas en el Sistema de Alcantarillado Sanitario.

b. Cuidado de zonas estrat�gicas: dentro de la microcuenca es crucial, el cuidado, control y conservaci�n de ecosistemas estrat�gicos, principalmente aquellas ubicadas en la parte alta y media del r�o Saphy donde se registran impactos como consecuencia de la actividad humana, �reas tales como nacimientos de agua, en las �reas de bosques naturales y residuales de especies nativas, dada la importancia que �stos representan para absorber el agua en �pocas de lluvia y dosificarla en tiempos de sequ�a. De este modo, llevar a cabo programas de reforestaci�n y protecci�n de zonas altas de la microcuenca con especies vegetales propias que presenten una adaptaci�n �ptima para los diferentes tipos de suelo del lugar, debido a que la cobertura de bosques solo est� representada por bosques residuales, evidenci�ndose �reas denudadas y erosionadas, de modo tal, que las actividades humanas contin�en expandi�ndose y causando mayor afectaci�n sobre estas zonas de especial cuidado (Vega 2011).

c. Uso dom�stico: dentro de este aspecto, es de suma importancia el acceso al agua potable para las poblaciones asentadas en la microcuenca. Conjuntamente las capacitaciones que promuevan el ahorro y control mediante la instalaci�n de medidores, para obtener la mayor eficiencia en el uso del recurso. Adicionalmente, la creaci�n de mecanismos de tratamiento de aguas residuales por medio de la implementaci�n de pozos s�pticos. Esto con el fin de reducir los posibles impactos por parte de vertimientos de aguas residuales a las microcuencas y la posibilidad de la aparici�n de enfermedades de tipo h�drico.

d. Gesti�n de aguas residuales. Considerando la p�rdida de la calidad de las aguas en el �ltimo tramo de la cuenca debido a la descarga directa de las aguas residuales domiciliarias, se recomienda que la Municipalidad provincial del Cusco, junto a las municipalidades distritales y a trav�s de SEDA Cusco, puedan construir un colector en Saphy, derivando las aguas al colector com�n a efecto de que las aguas residuales sean conducidas a la planta de tratamiento y no contaminen los cursos de agua.

e. Gesti�n de residuos s�lidos. Los asentamientos humanos constituidos en ambas m�rgenes del r�o Saphy; especialmente en el �ltimo tramo, no tienen la atenci�n adecuada en el servicio de limpieza p�blica, por lo que los pobladores vierten sus residuos s�lidos directamente en el cauce y orillas del r�o; por lo tanto, se recomienda impulsar y promover el adecuado servicio municipal en la gesti�n de residuos s�lidos para los asentamientos humanos de la micro cuenca.

f. Reforestaci�n. Especialmente el �ltimo tramo del r�o, se halla erosionada e inestable, por lo tanto, es pertinente la reforestaci�n con especies nativas y la construcci�n de infraestructura para estabilizar los taludes del r�o.

5.� LISTA DE REFERENCIAS

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