Trabajos Finales de Graduación

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Desarrollo de índices para evaluar la calidad del agua de ríos de la vertiente del Pacífico de Guatemala
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Gil Rodas de Castillo, Norma Edith; Calvo Brenes, Guillermo
Resumen. Guatemala, posee una población de 17.6 millones de habitantes, de los cuales el 46.2 % residen en la costa sur, denominada como la vertiente del Pacífico. Esta región alberga 18 de los 35 ríos principales. El 68 % de la actividad agrícola en esta zona se basa en monocultivos, como la caña de azúcar y la palma africana. Estos procesos consumen el 77 % de los recursos hídricos disponibles para riego y otras actividades. Siendo devueltos frecuentemente con altos niveles de contaminación, incluyendo fertilizantes e insecticidas. Lo anterior provoca escasez de agua de calidad para las comunidades que habitan en estas áreas. Desafortunadamente, en Guatemala no existe un reglamento específico para evaluar las propiedades físicas, químicas y biológicas de los ríos. Para abordar esta carencia, se llevó a cabo una búsqueda de regulaciones utilizadas en otros países y estas sirvieron de base para escribir una “Normativa propuesta para evaluar la Calidad del Agua de los ríos de Guatemala”. En los años 2018 y 2019, se realizaron muestreos de indicadores de calidad fisicoquímica, microbiológica y biológica del agua en diversos ecosistemas lóticos de la vertiente del Pacífico de Guatemala. También se utilizó el Protocolo de Bioevaluación Rápida (RBP) como índice de control debido a la confiabilidad que presenta el mismo. Durante el 2018, se llevaron a cabo muestreos en seis ríos de la vertiente del Pacífico, siendo estos: Acomé, María Linda, Los Esclavos, Madre Vieja, Sis Ican y Ocosito. Los resultados fueron evaluados con el Índice de Calidad del Agua propuesto por Calvo-Brenes (2019), conocido como ICA-Calvo-TEC. Este índice que utiliza la normativa costarricense, se empleó con el fin de hacer un análisis preliminar de la calidad del agua. Se encontró que la mayoría mostraban niveles de calidad desde la clase 3, 4 y 5, indicando contaminación “moderada”, “severa” y “muy severa” respectivamente. Estos resultados preliminares del año 2018 mostraron poca variabilidad en los niveles de calidad entre los diferentes puntos de muestreo. Para desarrollar un índice, resulto conveniente tener más variables de calidad, partiendo de aguas no contaminadas hasta altamente contaminadas. Es así que para el año 2019 se definieron 10 localidades solamente en tres ríos, siendo estos: Acomé, Los Esclavos y María Linda. En cada uno se eligieron tres lugares, excepto en el Río María Linda, donde se seleccionaron cuatro, debido a las diferencias ambientales y geomorfológicas que afectaban la calidad del agua de los ríos. El análisis de los indicadores de calidad en función del tiempo, sugiere una correlación entre estos y la cantidad de lluvias en cada mes. La excepción a esta relación se dio con la salinidad, conductividad, sólidos disueltos totales, coliformes totales, fecales, y el Protocolo de Bioevaluación Rápida (RBP). En cuanto a los macroinvertebrados acuáticos el 90 % de los sitios de muestreo presentaron una alta diversidad de especies, principalmente en las partes altas de los ríos. En las áreas bajas, se encontró menor diversidad y alta dominancia. De todos los taxones identificados el orden Decapoda presentó el 74.74 %, la clase Insecta el 15.95 % y Gastropoda el 9.09 %. En la clase Insecta los órdenes que presentaron mayor abundancia fueron Hemiptera con un 34.54 % y Ephemeroptera con un 25.02 %. Por la diversidad de especies se considera que el agua de los ríos de la vertiente del Pacífico no está totalmente deteriorada. Con los resultados anteriores y con la Normativa propuesta para evaluar la calidad del agua de los ríos de Guatemala se desarrollaron dos índices: uno fisicoquímico de calidad del agua nombrado como ICA-GT y otro biológico nombrado Biological Monitoring Working Partiy BMWP-GT (por sus siglas en inglés), para uso en toda la república. La evaluación de la calidad del agua utilizando el ICA-GT mostró lo siguiente: el 1.7 % sin contaminación, el 23.3% incipiente, el 43.3 % moderada, el 30 % severa y el 1.7 % contaminación muy severa. Para el BMWP-GT, se propusieron dos índices: BMWP-GT1 y BMWP-GT2, los cuales clasificaron de manera similar los resultados de los muestreos del año 2019 en los tres ríos: 0 % excelente, 3.3 % buena, 13.3 % regular, 46.7 % mala y 36.7 % pésima. Aunque el ICA-GT y el BMWP-GT representaron una correlación elevada, no siempre clasificaron la calidad del agua de la misma manera en términos de color y niveles de clasificación. Esto es debido a las diferencias en las metodologías empleadas y las escalas de clasificación, así como la discrepancia en indicadores de calidad empleados para cada uno de ellos. Es necesario continuar realizando estudios de calidad física, química y biológica, abarcando más ríos y áreas que no estén alteradas por la actividad humana, para seguir avanzando en este tema.
Estructura biológica y calidad ambiental de las turberas del Cerro de la Muerte en Costa Rica: conservación y adaptación a la variabilidad climática
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Gastezzi Arias, Paola; Pérez-Quezada, Jorge
Resumen. Las turberas son un tipo de humedal que tiene una capa de turba almacenada de forma natural en su superficie. La turba es la acumulación de la materia orgánica (MO) formada por la descomposición producida por plantas como el musgo Sphagnum spp y otras plantas adaptadas a vivir en condiciones de saturación permanente de agua, con reducido oxígeno y poca disponibilidad de nutrientes. Son reconocidas por jugar un papel vital en mantener el carbono orgánico en el suelo, en la regulación del agua y favorecer la conservación de la biodiversidad. Esta investigación tuvo como objetivo analizar la estructura biológica y la calidad ambiental de las turberas del Cerro de la Muerte mediante el uso de indicadores biológicos y fisicoquímicos, para el fortalecimiento de su conservación y adaptación a la variabilidad climática. Se evaluaron ocho turberas ubicadas en el parque Nacional Tapantí Macizo de la Muerte y la Reserva Biológica Cerro Vueltas, a diferentes altitudes que van desde los 2400 a 3100 m.s.n.m. En cada una de las turberas se utilizaron bioindicadores como las aves para el monitoreo del ecosistema y los macroinvertebrados acuáticos y parámetros fisicoquímicos (oxígeno, pH, conductividad, temperatura, entre otros parámetros), para conocer la calidad del agua. Además, se estudió el suelo para conocer sus características y composición. Esta investigación generó tres manuscritos como producto de los objetivos específicos planteados. El primer artículo denominado: Distribución altitudinal de la riqueza y diversidad de aves en las turberas de altura en Costa Rica. En el que se logró identificar 75 especies (25 familias, 11 órdenes), se encontró la mayor diversidad (H'=3,12) y riqueza de aves (49 especies observadas y 56 esperadas) en turberas a 2400 metros de altitud, y la menor a 2600 y 2800 m.s.n.m. Un 43 % de las especies son endémicas, el 34 % residentes y el 14 % migrantes latitudinales. Se demostró que las turberas podrían presentar cambios estructurales debido a las variaciones en los patrones de lluvias. El segundo artículo denominado: Composición de los macroinvertebrados según la calidad del agua en turberas de altura, Costa Rica, evaluó la variación en la composición de macroinvertebrados acuáticos según parámetros fisicoquímicos del agua. La relación de los macroinvertebrados como indicadores de la calidad del agua se debe a que son sensibles a los cambios en las condiciones del entorno acuático, su presencia y abundancia están estrechamente ligadas a la calidad del agua y la salud del ecosistema acuático. Se registraron 10 familias y siete géneros. Las familias más representativas fueron Chironomidae y Limnephilidae. La calidad del agua se clasificó según el ICA-NSF como "calidad media" y como "calidad regular a mala" según el BMWP-CR, y el tercer manuscrito denominado: Las turberas de altura del Parque Nacional. Tapantí en Costa Rica: caracterización e importancia del suelo turboso, caracterizó el suelo con el fin de conocer el contenido de MO y de carbono en el suelo turboso. Se demostró que los suelos en las turberas poseen un 32.9 % de carbono y el de MO fue 7.1 % en la Turbera 3 con respecto a las otras turberas, mientras que la relación C/N fue mayor en la Turbera 1 con una relación de 22.3 %. Los resultados destacan la importancia de las turberas para mantener la biodiversidad endémica y cumplir con su rol ecosistémico de las tierras altas, que contribuye a mitigar los efectos de la variabilidad climática, debido a su capacidad de almacenar agua y carbono en el suelo. Por lo tanto, es fundamental estudiar y monitorear las turberas a largo plazo, especialmente debido al papel crucial que desempeñan en la provisión de servicios ecosistémicos importantes. Las turberas de altura son ecosistemas frágiles que mantienen la biodiversidad y procesos ecológicos esenciales para las tierras altas de Costa Rica. No obstante, la variabilidad climática puede afectar las características fisicoquímicas del agua y el suelo, el procesamiento de la MO, el contenido de carbono y nutrientes en el suelo, la formación de la turba y la biodiversidad de las turberas. La información producida en este estudio aporta un valioso insumo de datos biológicos y ecológicos, que permite comprender su función y su rol frente a la variabilidad climática. Además, esta información sirve para demostrar la pertinencia de reforzar la inclusión de las turberas de altura en estrategias locales de adaptación climática, dado que constituyen un enfoque novedoso debido a la función que desempeñan como reservorios de agua y carbono, y sitios de alto endemismo de especies claves en las turberas de altura.
Evaluación de la calidad del agua superficial utilizando bioindicadores en la microcuenca Las Chichiguas, Jinotega, Nicaragua
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2012) Juárez Martínez, María Encarnación; Orozco, Martha; Rueda, Ricardo; Calvo, Julio
Resumen. Nicaragua, ha iniciado una Gestión Integrada de Recursos Hídricos (GIRH) bajo el enfoque de cuencas hidrográficas que mediante la concertación y cooperación entre los diferentes grupos de interés trabajan por el desarrollo local y la protección de los recursos naturales. El presente estudio se llevó a cabo en la microcuenca Las Chichiguas, ubicada en el municipio de La Concordia del departamento de Jinotega, categorizada como área prioritaria dentro de la cuenca del Río San Juan, básicamente por estar ubicada en la parte alta y presentar problemática ambiental y social. El objetivo del estudio fue de actualizar el diagnóstico ambiental sobre el estado del agua superficial en la microcuenca a través de bioindicadores y parámetros físico-químicos, durante el año hidrológico 2009-2010 e indagar la percepción comunitaria local frente a la situación actual, conservación y uso sostenible de los recursos hídricos. Los resultados del diagnóstico demuestran que existe una relación estrecha entre uso de suelo, estado del bosque de galería, percepción ambiental y calidad de agua. Todos los valores de los parámetros físico-químicos son aceptables para agua potable. Sin embargo, para consumo humano no pueden ser utilizadas por los altos valores de coliformes totales y fecales obtenidos. Los métodos biológicos utilizados muestran que el uso de suelo que contamina más el agua, es pasto a diferencia de café bajo sombra y granos básicos que es el que reporta aguas de mejor calidad. La participación de los actores locales en la identificación de las principales amenazas a los recursos hídricos superficiales, desarrolla el proceso de persuasión que coadyuva a la gestión integral de los recursos hídricos ya que se logró formular el plan de acción 2010-2013 después de la aplicación de los métodos hipotético-deductivo e investigación acción participativa.

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