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