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SOFTWARE PARA LA EVALUACIÓN DE RÍOS MEDIANTE LA APLICACIÓN DEL ÍNDICE BIÓTICO BMWP/Bol

RESUMEN

Con el objeto de proporcionar al personal técnico de los municipios y gobernaciones, el Viceministerio de Recursos Hídricos y Riego del Ministerio de Medio Ambiente y Agua en la gestión 2014 desarrollo la “Guía para la evaluación de las condiciones biológicas en los cuerpos de agua utilizando el índice biótico BMWP/Bol”, a fin de orientar la evaluación de las condiciones biológicas en cumplimiento al artículo 4 del Reglamento en Materia de la Contaminación Hídrica de la Ley 1333 del Medio Ambiente.

En este sentido y con el fin de facilitar la interpretación de los datos se requiere contar con una herramienta informática (software) que de manera gráfica, sencilla y didáctica represente los datos obtenidos en los monitoreos de calidad de agua y que sea de fácil manejo.

El Sofware elaborado en formato de descarga libre deberá ser capaz de poder calcular diferentes variables como la abundancia, riqueza, porcentaje de las órdenes de macroinvertebrados más abundantes, más y menos tolerantes a la contaminación en un cuerpo del agua, calcular el índice BMWP/Bol y poder representarlo en un mapa base con la red hidrográfica y a la cuenca que pertenece.

INTRODUCCIÓN

El proceso de la evaluación de la calidad hídrica incluye el uso del monitoreo como principal herramienta para definir la condición del recurso se determina comparando las características físicas, químicas y biológicas de una muestra de agua mediante distintos parámetros o estándares de calidad. En el caso de parámetros biológicos, la interpretación de resultados es de vital importancia ya que la presencia, condición y cantidad de cierto grupo de organismos como los peces, insectos, algas, plantas, u otros de vida acuática nombrándolos como especies indicadores pueden proporcionar información precisa sobre la salud de un cuerpo de agua (ríos, arroyos, lagos, humedales).

En este sentido las especies indicadores son aquellos organismos que ayudan a descifrar cualquier fenómeno o acontecimiento actual (o pasado) relacionado con el estudio de un ambiente. Las especies tienen requerimientos físicos, químicos, de estructura o tipo del hábitat y de relaciones con otras especies. A cada especie o población le corresponden determinados límites de estas condiciones ambientales entre las cuales los organismos pueden sobrevivir (límites máximos), crecer (intermedios) y reproducirse (límites más estrechos). En general cuando más estrecho sean sus límites de tolerancia, mayor su utilidad como indicador biológico. Los indicadores biológicos o especies bioindicadores deben ser, en general, abundantes, muy sensibles al medio de vida, fáciles y rápidas de identificar, bien estudiadas en su ecología y ciclo biológico. Por tanto, la bioindicación es el empleo de los organismos para evaluar y monitorear la calidad del agua, utilizándolos como indicadores de los cambios que la contaminación o eutrofización que causan en sus poblaciones.

Los macroinvertebrados bentónicos son organismos de un tamaño relativamente grande (visibles al ojo humano), no muy inferior a 0.5 mm pero habitualmente mayores de 3 mm. Comprenden principalmente a los artrópodos (insectos, arácnidos y crustáceos) y dentro de éstos domina los insectos (en especial las formas larvarias), también se encuentran los Oligoquetos (gusanos), Hirudineos (sanguijuelas) y (moluscos).

Los invertebrados bentónicos por su muestreo relativamente sencillo, su elevada diversidad, ya que existen taxones con diferentes requerimientos ecológicos y por su identificación relativamente sencilla son el elemento de calidad biológica más utilizado en estudios de calidad ecológico en ríos.

La fauna de invertebrados bentónicos esta principalmente indicada para detectar contaminación orgánica o acidez, aunque también responde a un amplio abanico de presiones como puede ser la alteración del régimen de caudal, los cambios en la mineralización del agua, incluso la contaminación por metales u otros contaminantes.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Los macroinvertebrados bentónicos son los indicadores biológicos o bioindicadores más utilizados para evaluar la calidad de los ecosistemas acuáticos, por las numerosas ventajas que ellos representan principalmente porque se los puede ver a simple vista, se conocen casi todas las familias en la región Neotropical, presentan ciclos biológicos lo suficientemente largos como para poder indicar una perturbación en los medios acuáticos, además de poseer una alta resiliencia a perturbaciones naturales.

En este contexto el desarrollo de un software debe permitir aplicar el índice biológico BMWP/Bol en los diversos cuerpos de agua, constituyéndose en una herramienta técnica de fácil manejo para los técnicos municipales y de las gobernaciones entre otros puedan interpretar los resultados obtenidos en campo y evaluar las condiciones biológicas en un cuerpo de agua determinado.

OBJETIVOS

Objetivo General

Desarrollar un software libre de fácil manejo y didáctico que permia a los técnicos municipales, de las gobernaciones y personas en general evaluar las condiciones biológicas en los cuerpos de agua en base al cálculo de métricas y que puedan ser representadas en un mapa con la red hidrográfica y la cuenca a la que pertenece.

Objetivos Específicos

  • Desarrollar la plantilla tipo con toda la información (lista faunística de los macroinvertebrados bentónicos según su clase, orden, familia, para el cálculo de las métricas) para el banco de datos del software.
  • Desarrollar una planilla tipo con los datos de macroinvertebrados bentónicos que contenga con las siguientes métricas: riqueza, abundancia, índice de diversidad de Shannon, índice BMWP/Bol demás de considerar la química del agua con los siguientes parámetros como mínimo: pH, conductividad (µS/cm), Oxígeno Disuelto (mg/l), turbidez, temperatura (ºC), además de la altura.
  • El software de también representar el mapa cartográfico con el índice en la red hidrográfica y a la cuenca a la que pertenece.
  • Generación del software que permita realizar gráficos de regresión lineal, la media, estadísticos básicos permitiendo la evaluación de las condiciones biológicas de los cuerpos de agua monitoreados.

METODOLOGÍA

  • La realización del proyecto comprenderá solo desarrollo de software libre, con la aplicación del lenguaje de programación de preferencia del desarrollador.
  • Análisis de las siguientes métricas a ser consideradas por el software

screenshot_5Para tener una idea de la composición faunística de los macroinvertebrados a continuación se presentan algunas generalidades de este grupo de organismos.

MARCO TEÓRICO REFERENCIAL:

Macroinvertebrados bentónico:

Se denominan macroinvertebrados acuáticos aquellos invertebrados con un tamaño superior a 500 µm, entre los Que se incluyen animales como esponjas, planarias, sanguijuelas, oligoquetos, moluscos o crustáceos, entre los que se encuentran los cangrejos. Sin embargo, el grupo de invertebrados acuáticos más ampliamente distribuido en las aguas dulces es el de los insectos. En la mayoría de éstos, los estados inmaduros (huevos y larvas) son acuáticos, mientras que los adultos suelen ser terrestres. Entre los insectos con alguna fase de su vida acuática destacan, por su abundancia y distribución, los siguientes órdenes: efemerópteros, plecópteros, odonatos, hemípteros, coleópteros, tricópteros y dípteros.

En la siguiente tabla se presenta alguno de ellos, sus principales características, tipo de hábitat y los rasgos claves para su identificación.

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Índices de diversidad (Shannon-Wiener H)

Relaciona el número de especies con la proporción de individuos pertenecientes a cada especie presente en la muestra. Sin embargo, ha sido criticado debido a que no considera aspectos importantes como la periodicidad y el tipo de muestreo, el nivel de la resolución taxonómica y porque responde de manera irregular a los cambios naturales del medio acuático. Se calcula mediante la siguiente expresión:

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Pi: es la proporción total de la muestra que pertenece a la especie “i”, con i = 1,2…S; en donde “S” es el número total de especies presentes en la muestra.En donde:

El valor máximo que adquiere en los ríos para las comunidades de invertebrados bénticos es de 4,5. Valores inferiores a 2,4-2,5 indican que el sistema está sometido a tensión (vertidos, dragados, canalizaciones, regulación por embalses, etc). Es un índice que disminuye mucho en aguas muy contaminadas. Por tanto, cuanto mayor valor tome el índice de Shannon-Wiener, mayor calidad tendrá el agua objeto de estudio.

Índice Biótico BMWP/Bol:

El Índice BMWP/Bol fue elaborado a partir del índice BWMP’ (Biological Monitoring Working Party) y con familias registradas en Bolivia es aplicable especialmente en las regiones alto andinas y los valles interandinos, pudiendo ser ajustable para otro tipo de condiciones. Las puntuaciones asignadas por familia de acuerdo al índice BMWP/Bol se presentan en la tabla2.

A continuación se indican los rangos que determinan las clases de calidad de agua establecidos para el índice propuesto BMWP/Bol y su respectiva representación en colores.
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Índice EPT (Ephemeroptera / Plecoptera / Triciptera)

Este análisis se hace mediante el uso de tres grupos de macroinvertebrados que son indicadores de la calidad del agua porque son más sensibles a los contaminantes. Estos grupos son: Ephemeroptera o moscas de mayo, Plecoptera o moscas de piedra y Trichoptera. Este índice se calcula sumando la abundancia total de EPT sobre la abundancia total de organismos encontrados en la estación de monitoreo.

ALCANCES Y LÍMITES DEL PROYECTO

Aplicación del software libre para la evaluación de las condiciones biológicas aplicando el índice BMWP/Bol, y que permita una interpretación integrando información de por lo menos 5 variables físicas y químicas (altura, pH, conductividad expresada en µS/cm, oxígeno disuelto expresado en mg/l, turbidez, expresado en UNT)

RESULTADOS ESPERADOS

  • Contar con un software de fácil manejo, que permita la interpretación sencilla de las condiciones biológicas aplicando el índice biótico BMWP/Bol.
  • El software debe poder realizar el cálculo de las métricas señaladas que deben ser representadas de manera simple.
  • El software debe permitir realizar regresiones simples entre las diferentes variables.

RECOMENDACIONES

Existen softwares de libre descarga desarrollados para la evaluación de calidad de agua en otros países, pero no describen el objetivo del presente proyecto pero si pueden otorgar una referencia para la programación. (Ejm. Ambi Azti Marine Biotic Index V5.0)

Personas responsables del proyecto

Giovanna Rocabado, giomaar8@gmail.com

Rodrigo Navarro, rodrinavarro7@gmail.com

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