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ISSN 2477-9105 Número 23 Vol.1 (2020)
R
esumen
El deterioro de las fuentes hídricas en el Ecuador es un problema ambiental producto principalmente de
las descargas de aguas residuales. A este tipo de contaminación hídrica se lo relaciona con el deterioro de
los ecosistemas pero el tema también es de salubridad. Las altas concentraciones de material orgánico e
inorgánico disuelto en los caudales de los ríos y su uso en el regadío de cultivos y abrevaderos ponen en riesgo
la salud humana. En el cantón Chambo-Ecuador (altura 2780 m), el 12,95 % de la superficie total es tierra
agrícola y su fuente de regadío es el río Chambo. La red de alcantarillado de este cantón descarga sus aguas
residuales al río sin previo tratamiento. Para determinar las condiciones del agua del de éste río, se utilizó el
Índice de Calidad de Agua ICA NSF. Se realizaron análisis de laboratorio fisicoquímico y microbiológico
del agua del río, antes y después de las descargas de agua residual. La investigación se efectuó en época de
estiaje para conocer la calidad del agua cuando existe menor capacidad de autodepuración. Los resultados
de laboratorio y la ponderación con el método ICA NSF, determinaron que el agua del río Chambo es de
mala calidad incluso antes de ser contaminadas con aguas residuales con un índice de calidad de 45,40%
determinándose que el agua del río no es apta para ser utilizada para el riego de cultivos.
Palabras clave: efluente, calidad de agua, caracterización, contaminación
A
bstract
The problem of water sources in Ecuador is an environmental problem mainly due to wastewater
discharges. This type of water pollution is related to the displacement of ecosystems but the issue is
also health. The high amounts of organic and inorganic material dissolved in river flows and their
use in irrigated crops and watering can endanger human health. In the canton Chambo-Ecuador
(height 2780 m), 12.95% of the total area is agricultural land and its source of irrigation is the
Chambo river. The sewer network of this canton discharges its wastewater to the river without
prior treatment. To determine the water conditions of this river, check the ICA NSF Water Quality
Index. Analysis of physicochemical and microbiological laboratory analysis of river water, before
and after wastewater discharges. The research is carried out during the dry season to know the wa-
ter quality when there is less capacity for self-purification. The laboratory results and the weighting
with the ICA NSF method, determined that the water of the Chambo river is of poor quality even
before being contaminated with wastewater with a quality index of 45.40% determining that the
river water is not Suitable to be used for crop irrigation.
Key words: effluent, water quality, characterization, pollution.
Fecha de recepción: 25-10-2019 Fecha de aceptación: 27-01-2020
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO CHAMBO EN
ÉPOCA DE ESTIAJE UTILIZANDO EL ÍNDICE DE CALIDAD DEL AGUA
ICA-NSF
Chambo river water quality assessment in time of stretching using the ICA-NSF water quality
index
1
Rosario del Pilar Freire-Rosero,
2
Marco Pino-Vallejo*,
2
Patricia Andrade,
2
Ana Mejía-López
1
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo ESPOCH, Riobamba, Ecuador
2
Universidad Nacional de Chimborazo UNACH, Riobamba, Ecuador
.
*marcopinovallejo@hotmail.com
55
I. INTRODUCCIÓN
En la República del Ecuador, prácticamente to-
dos los sistemas uviales nacen en el páramo y
los sistemas de riego, agua potable e hidroelectri-
cidad dependen, en gran medida, de su capaci-
dad de regulación hídrica (1).
El recurso hídrico en el Ecuador tiene un proble-
ma recurrente debido a que se descargan diaria-
mente 2,30 millones de litros de aguas residuales
a los cauces de ríos (2). El estudio de la calidad del
agua y en especial, de aquellas aguas destinadas
al uso o consumo humano, resulta imprescindi-
ble para garantizar su buen estado y la seguridad
de todas aquellas personas que se benecien de
su aprovechamiento, así como también, para
mantener la biodiversidad de las especies que ha-
bitan en su entorno (3).
En la provincia de Chimborazo el principal siste-
ma hidrográco lo constituye el río Chambo con
sus auentes los ríos Guamote, Chibunga, Gua-
no, Sicalpa, San Juan y Blanco (4).
Dentro del área de estudio, el auente más cer-
cano es el río Chibunga que recibe las aguas
residuales de la ciudad de Riobamba antes de
conuir con el río Chambo. En el estudio “Eva-
luación de localidad del agua del río Chambo en
el tramo comprendido de la unión del río Chi-
bunga hasta Cahuaji Bajo, Provincia de Chim-
borazo”, se expone que en la conuencia del rio
Chibunga en el rio Chambo el Índice de Calidad
de Agua es 58,14% considerada calidad media
y sobresaliendo el parámetro coliformes fecales
con 816.666,75 NMP/100ml, para concluir que el
agua del río Chibunga no es recomendable para
uso de riego (5).
De igual manera en el estudio “Evaluación de
la calidad del agua de la microcuenca del río
Chibunga-Ecuador en variaciones estacionales,
periodo 2013-2017”, concluye que el índice de
Calidad del Agua del río Chibunga es de 54%
considerada calidad regular y que el parámetro
coliformes fecales es alto con un valor de 30.000
NMP/100ml en época seca, considerando que
el uso para el riego en cultivos y abrevaderos es
muy grave, por su afectación que podría tener en
la salud humana, animal y alteración de los nive-
les trócos (6).
El cantón Chambo se encuentra dentro de la ju-
risdicción de la provincia de Chimborazo, Ecua-
dor (765200 E; 9810613 N, altura 2780 m), tiene
una supercie de 163 km2 cuenta con 4.459 ha-
bitantes en el área urbana y 7.426 habitantes en el
área rural. El 46 % de la población se dedica a las
actividades de agricultura. El 67% de viviendas
poseen servicio de alcantarillado mientras que
el 33% cuentan con letrinas y fosas sépticas (7).
La cabecera cantonal Chambo no dispone de una
planta de tratamiento de aguas residuales, por
lo cual, éstas se descargan directamente al río
Chambo.
La fertilidad del suelo del cantón ha permitido
una explotación agrícola intensiva por lo que al
cantón Chambo se le conoce como “La Señora
del Agro”. La supercie de territorio destinada
la agricultura es de 279,74 hectáreas, destacán-
dose la producción conjunta de brócoli, colior,
cilantro y remolacha, en un 60,80%; seguido de
tomate riñón en 6,40% y fréjol en 4,00%, también
se destaca la productividad agrícola de col y le-
chuga en un 8,80%, zanahoria y papas con 6,40%;
choclo y arveja 5,60%, cebolla paiteña 0,80%; to-
mate de árbol 1,60%; variedades de otros cereales
(maíz, avena y cebada) con un 5,60% (8).
Parte de la producción es destinada para abaste-
cer la demanda local, provincial y de otras ciu-
dades como Ambato, Quito y Guayaquil (9). El
57,11% de abastecimiento de agua para el riego
de los cultivos proviene de los ríos, principal-
mente del río Chambo (10).
Con estos antecedentes, el objetivo del estudio
es valorar la calidad del agua del río Chambo en
época de estiaje mediante el método ICA NSF.
II. MATERIALES Y MÉTODOS
Para establecer los puntos de muestreo del agua
del río Chambo, primero se ubicaron geográca-
mente los 3 tuberías de descarga de agua residual
generada en el cantón Chambo para delimitar las
distancias en un espacio de 9 km., a lo largo del
margen derecho del río.
Freire, Pino, Andrade, Mejía
56
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Medida del caudal: El cálculo del caudal del
agua residual viene expresado por la ecuación de
continuidad expresada en la ecuación (11):
Q=v*A (1)
Q: Caudal (m³/s)
v: Velocidad (m/s)
A: Área de la sección transversal de la tubería
(m²)
Muestreo Compuesto: Para caracterizar el agua
del río y de los euentes se aplicó el método de
muestreo compuesto, que es la resultante de la
mezcla de un número determinado de muestras
simples. Tomando en consideración que el volu-
men de cada una de las muestras simples deberá
ser proporcional al caudal de la descarga en el
momento de su toma (12). Para realizar el mues-
treo se utilizó la siguiente ecuación:
(2)
Para el efecto se tomaron muestras simples a in-
tervalos constantes de tiempo de 2 horas y alma-
cenadas apropiadamente en un sistema de refri-
geración hasta el nal del periodo del muestreo.
Las muestras simples se mezclaron en proporcio-
nes directas al caudal aforado en cada instante
de muestreo. Los recipientes de muestreo fueron
identicados con una etiqueta con la fecha del
muestreo, nombre de la fuente, sitio del mues-
treo, tipo de muestra, hora de muestreo y el re-
activo utilizado para preservar la muestra (13).
Puntos de Muestreo: En el sector El Vergel
(765287 E; 9806988 N, altura 2617 m), a un ki-
lómetro aguas arriba de la primera descarga de
agua residual, se ubicó el Punto 1 y se tomó una
muestra compuesta del caudal del río con el obje-
tivo de establecer la calidad del agua antes de ser
contaminada.
En el sector San Pedro del Quinto (765385 E;
9807269 N, altura 2728 m) se encuentra la pri-
mera descarga de agua residual con un caudal
de 6,38 l/s, identicándose el Punto 2, donde se
tomó una muestra compuesta del euente.
A una distancia de 3 Km., en el sector Jesús del
Gran Poder (765850 E; 9809057 N, altura 2722
m), se ubica la segunda descarga de agua residual
con un caudal de 0,37 l/s, a la que se identicó
como el Punto 3 en donde se procedió a tomar
una muestra compuesta del euente.
Recorridos 4 Km., en el sector Llio (765636 E;
9809830 N, altura 2641 m), se identicó la tercera
descarga de agua residual con un caudal de 4,89
l/s, se le identicó como Punto 4, lugar en donde
se tomó una muestra compuesta del euente.
Pasado 1 Km., en el sector San Jorge (765200 E;
9810613 N, altura 2587 m), se estableció el Punto
5 en donde se tomó una muestra compuesta del
agua del río, con la nalidad de establecer la cali-
dad del agua luego de ser contaminada.
En la Figura 1, se ilustra la distribución espacial
de los puntos de muestreo.
Figura 1. Mapa de los puntos de muestreo
57
Toma de muestras: El muestreo del agua del río
Chambo, se efectuó en el mes de marzo, época de
estiaje con el n de conocer la calidad del agua en
bajo caudal (14).
En los puntos 1 y 5, se tomaron individualmente
dos muestras simples del agua del río a las 10h00
y 16h00, las mismas que fueron mezcladas com-
plementando 2000 ml/día en cada punto.
Para el muestreo de los puntos de descarga de
agua residual 2,3 y 4 se tomaron 9 muestras
simples de 1000 ml., a las 05h00, 07h00, 09h00,
11h00, 13h00, 15h00, 17h00, 19h00 y 21h00, con
el objetivo de tener muestras compuestas repre-
sentativas de 4000 ml/día.
Los análisis físico-químicos y microbiológicos
fueron realizados por el Laboratorio de Servi-
cios Ambientales de la Universidad Nacional de
Chimborazo. Los métodos utilizados fueron del
Standard Methods 21ª Edición y métodos HACH
adaptados del Standard Methods 21ª Edición.
Método ICA-NSF: La valoración de la calidad
del agua puede ser entendida como la evaluación
de su naturaleza química, física y biológica en re-
lación con la calidad natural, los efectos huma-
nos y usos posibles (15-17). El ICA NSF, es una
herramienta útil para la evaluación de la calidad
del agua; favorece la evaluación del riesgo sani-
tario, ya que los resultados son más sensibles a
variaciones en la calidad del agua y evitan el fe-
nómeno de eclipsamiento que se presenta cuan-
do se calcula un valor satisfactorio, aunque uno o
varios de los parámetros que conforman el índice
presenten alteración (18).
La cuanticación cientíca resulta importante en
el desarrollo de las bases cientícas para el mane-
jo de los recursos hídricos (19).
Los índices de calidad ICA NFS, son básicamente
en una expresión matemática simple, de la com-
binación de un número de parámetros sico-
químicos y/o microbiológicos, los cuales sirven
como medida de la calidad del agua para diferen-
tes usos (20, 21). Para el cálculo del ICA NSF se
utilizan los promedios geométricos ponderados
expresados en la siguiente ecuación:
(3)
W
i
: peso o porcentaje asignado al i-ésimo pará-
metro
I
i
: Subíndice de i-ésimo parámetro
Se recomienda seleccionar los parámetros de las
cinco categorías más comúnmente reconocidas:
nivel de oxígeno, eutrozación, aspectos de sa-
lud, características físicas y sustancias disueltas
(22). La asignación de pesos (ponderación) de
cada parámetro tiene mucho que ver con la im-
portancia de los usos pretendidos y la incidencia
de cada variable en el índice (23). De acuerdo
con Sacha y Espinoza (2001), en el caso del ICA
NSF, aplicables a aguas superciales el mayor
peso debe ser otorgado a los parámetros como se
expresa en la Tabla 1 (24).
País
Estados Unidos
Frecuencia
Índice
ICA NSF 1970
Parámetro
Oxígeno Disuelto X 0,70
Potencial de Hidrógeno X 0,70
Demanda Bioquímica de Oxígeno X 0,60
Nitratos X 0,50
Coliformes Fecales X 0,50
Temperatura X 0,40
Turbiedad X 0,40
Sólidos Disueltos Totales X 0,40
Fosfatos X 0,10
Tabla 1. Parámetros sicoquímicos y microbiológicos ICA NSF
Para la calicación de la calidad del agua se con-
sidera la escala del ICA-NSF que se expresa en la
Tabla 2 (25).
Rango (%) Calidad
91 - 100 Excelente
71 - 90 Buena
51 - 70 Media
26 - 50 Mala
0 - 25 Muy mala
Tabla 2. Escala de clasicación del ICA NSF
III. RESULTADOS
Los resultados se presentan en dos momentos: 1)
El análisis de las descargas de agua residual gene-
radas en el Cantón Chambo; y 2) El análisis de las
Freire, Pino, Andrade, Mejía
58
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aguas del río Chambo.
Análisis de las descargas de agua residual del
Cantón Chambo: Para identicar el grado de
afectación de las descargas de agua residual en el
río Chambo, se realizó el análisis de los paráme-
tros sicoquímicos y microbiológicos considera-
dos para el método ICA NFS. Los resultados se
exponen en la Tabla 3.
Parámetro Unidades
Puntos de Muestreo
Resultados del agua del
río Chambo antes de
las descargas de agua
residual
Resultados de descargas de agua residual
Resultados del agua
del río Chambo des-
pués de las descargas
de agua residual
Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5
Oxígeno Disuelto mg/l 55,33 123,33 616,00 209,33 109,33
Potencial de hidrógeno pH 7,60 7,11 7,18 7,47 7,56
Demanda Bioquímica de
Oxígeno
mg/l 26,27 103,33 549,67 186,63 95,53
Nitratos mg/l 2,27 2,98 5,25 3,43 1,76
Coliformes Fecales UFC/ml 1.193,33 18.766,67 21.000,00 4.573,33 1.133,33
Temperatura º C 17,87 16,36 19,13 16,97 17,83
Turbiedad NTU 30,50 1,20 24,10 27,40 32,50
Sólidos Disueltos Totales mg/l 217,20 803,33 1224,00 349,33 287,87
Fosfatos mg/l 0,50 1,60 2,23 1,45 1,43
Tabla 3. Análisis físicos-químicos y microbiológicos de los puntos de muestreo
El ingreso de agua residual al río Chambo en
los Puntos 2, 3 y 4, afectan los valores de con-
centración de los Oxígeno Disuelto y Demanda
Biológica de Oxígeno, Sólidos Disueltos Totales
y fosfatos.
Análisis ICA – NSF del agua del río Chambo
Para la valoración de la calidad del agua del río
Chambo, aplicando el método ICA NSF, se selec-
cionó los parámetros sicoquímicos y microbio-
lógicos: Oxígeno Disuelto, Nitratos, Potencial de
Hidrógeno, Demanda Bioquímica de Oxígeno,
Nitratos, Coliformes Fecales, Temperatura, Tur-
biedad y Sólidos Disueltos Totales como se ex-
presa en la Tabla 4:
Parámetro
Índice de Calidad del Agua
Punto 1 Punto 5
Q-VALOR W
i
TOTAL Q-VALOR W
i
TOTAL
Potencial de hidrógeno 92,00 0,12 11,00 91,00 0,12 10,90
Demanda Bioquímica de Oxígeno 6,00 0,10 0,60 2,00 0,10 0,20
Nitratos 88,00 0,10 8,80 95,00 0,10 9,50
Fosfatos 35,00 0,10 3,50 18,00 0,10 1,80
Temperatura 47,00 0,10 4,70 47,00 0,10 4,70
Turbidez 23,00 0,08 1,80 25,00 0,08 2,00
Sólidos disueltos Totales 20,00 0,08 1,60 60,00 0,08 4,80
Oxígeno Disuelto 35,00 0,17 6,00 36,00 0,17 6,10
Coliformes Fecales 0,80 0,15 0,10 0,60 0,15 0,10
Fosfatos 35,00 0,10 3,50 18,00 0,10 1,80
ICA NSF 48,60 42,20
Tabla 4. Índice de Calidad del Agua del río Chambo y parámetros físicos-químicos y microbiológicos.
Valorados Los rangos de calicación del Índice
de Calidad de Agua se encuentran en 48,60% an-
tes y 42,20% después de las descargas de agua re-
sidual, dando un promedio de 45,4% en el tramo
de cause analizado.
IV. DISCUSIÓN
La ponderación del método ICA NSF, determi-
na que el agua del río Chambo es de mala cali-
dad antes de las descargas de agua residual. Este
59
resultado se corrobora mediante el análisis de
los límites permisibles expresados en el Texto
Unicado de Legislación Secundaria de Medio
Ambiente, Libro VI de la Norma de calidad am-
biental y de descarga de euentes que rigen las
políticas ambientales en el Ecuador y la y Nor-
ma del Instituto Ecuatoriano de Normalización
INEN (26-28).
Es así que el parámetro Coliformes Fecales so-
brepasa el límite de 1000 UFC/ml o 200 NM-
P/100ml., para aguas dulces frías.
El Oxígeno Disuelto supera el valor máximo de 3
mg/l., para uso pecuario.
La Demanda Bioquímica de Oxígeno se encuen-
tra fuera del rango de 50 mg/l., para agua dulce.
V. CONCLUSIONES
En época de estiaje reduce la capacidad de au-
todepuración del río Chambo. El análisis si-
coquímico y microbiológico del agua del río un
kilómetro antes de las descargas de agua residual
determina que el agua del río llega del área de es-
tudio con índices de contaminación. Los resulta-
dos de Coliformes Fecales en 1.193,33 UFC/ml.,
permiten interpretar que se trataría de descargas
de agua residual doméstica.
La ponderación del método ICA NSF en el Punto
de muestreo 1 antes de las descargas de agua re-
sidual, determina que el agua es de mala calidad
con un índice de 48,60% reduciéndose a 42,20%
en el Punto de muestreo 5 una vez que el río re-
cepta el agua residual del Cantón Chambo.
Freire, Pino, Andrade, Mejía
R
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