Embed Size (px)
Citation preview
i
Facultad de Construcciones.
Departamento de Ingeniería Hidráulica.
Trabajo de Diploma.
Título: Estudio de contaminación de la corriente del río Guaní.
Autor: Lisuan Rodríguez Socas.
Tutora: Msc. Dianeya Morales Arboláez.
Santa Clara
Curso: 2016-2017
"Año 59 de la Revolución."
ii
PENSAMIENTO:
La voluntad hidráulica… no es suficiente y tiene que elaborarse
toda una estrategia no solo del desarrollo total de los recursos
hidráulicos, sino también de la utilización óptima del agua.
Fidel Castro Ruz.
iii
AGRADECIMIENTOS:
A mis padres por servirme de guía y ayudar a convertirme en la persona que soy.
A mi hermana Leanet y a mi cuñado Placido por darme todo su apoyo
incondicional, y que todo este sueño es posible gracias a ellos.
A mi novia Dairis por ser mi mano derecha en las buenas y en las malas, y sobre
todo por su paciencia y amor.
A toda mi familia, en la que incluyo la de mi novia, por siempre estar hay para
mí.
A mis profesores de la facultad por el conocimiento brindado para llevar a cabo
tan ardua tarea, en especial a mi tutora Dianeya por su experiencia y toda su
dedicación.
A mi vecino Isbel por ayudarme en el momento más difícil del trabajo.
A los trabajadores y profesores de Recursos Hidráulicos, en especial a Maritza
Moreno y a Lisardo.
No puedo dejar de mencionar a mis compañeros de aula, por ser los mejores, tanto
en el aula como fuera de esta, y por regalarme los mejores años de mi vida como
estudiante.
Si eres de los que con amor has puesto un grano de arena para ayudarme a
alcanzar mis propósitos, a ti mi eterno agradecimiento.
iv
DEDICATORIA:
A mis padres, a Leanet,
a Plácido, a Dairis
y a mi familia.
v
RESUMEN
La protección del medio ambiente es una exigencia para las generaciones presentes
y venideras, pues al interactuar el hombre con la naturaleza la modifica de manera
cada vez más profunda y compleja. Es por eso que se debe abarcar su mejoramiento
y conservación.
En el presente trabajo se realiza un estudio de la contaminación de la corriente del
río Guaní. Para el estudio se analizan las características hidrográficas de la cuenca,
la calidad del agua y el problema de contaminación del río y las actividades que se
desarrollan en la cuenca.
Varias características de la cuenca que intervienen en el estudio de contaminación
de esta, son analizadas a través de mapas creados con el empleo del programa de
computación MAPINFO, el cual brinda herramientas que permiten zonificar,
conectarse con bases de datos remotas, arrastrar e insertar objetos de mapa en
otras aplicaciones, editar mapas temáticos para realzar tendencias y relaciones.
El estudio de contaminación realizado, define los principales focos contaminantes y
las vías de contaminación originadas por las características hidrográficas de la
cuenca. Otro aspecto importante que muestra el estudio es la influencia favorable en
el programa de protección del río.
SUMMARY.
The protection of the environment is a requirement for present and future
generations, because when interacting with man, nature changes it in an ever deeper
and more complex way. That is why it must cover its improvement and conservation.
In the present work a study of the contamination of the Guaní River current is carried
out. The study analyzes the hydrographic characteristics of the basin, the water
quality and the problem of contamination of the river and the activities that take place
in the basin.
Several basin characteristics that intervene in the study of pollution of the basin are
analyzed through maps created using the MAPINFO computer program, which
provides tools that allow zoning, connecting to remote databases, dragging and
vi
inserting objects Map in other applications, edit thematic maps to enhance trends and
relationships.
The pollution study carried out, defines the main pollutant sources and the pollution
routes originated by the hydrographic characteristics of the basin. Another important
aspect of the study is the favorable influence on the river protection program.
vii
ÍNDICE.
PENSAMIENTO: ...................................................................................................................... ii
AGRADECIMIENTOS: ........................................................................................................... iii
DEDICATORIA: ........................................................................................................................ iv
RESUMEN ................................................................................................................................. v
INTRODUCCIÓN. ..................................................................................................................... 1
Capítulo 1.Cuencas hidrográficas y problemas de contaminación. .................................. 7
1.1. Características de las cuencas hidrográficas. ....................................................... 7
Factores climáticos de la cuenca. ........................................................................ 8
Factores hidrológicos de la cuenca. .................................................................... 9
1.2. Calidad del agua de los ríos. .................................................................................. 10
Normas que establecen la calidad del agua. ................................................... 10
Normas que establecen la calidad del agua en el mundo. ............................... 11
Normas que establece la calidad del agua en Cuba. ......................................... 12
Tipos de calidad de agua de los ríos. ....................................................................... 13
Calidad del agua de los ríos en el mundo. ........................................................... 13
Calidad del agua de los ríos en Cuba. .................................................................. 15
Oxígeno disuelto y demanda de oxígeno en la corriente. ................................. 15
Aspectos biológicos en la corriente del río Guaní. ............................................. 16
Sistemas saprobióticos. .......................................................................................... 17
1.3. Problemas de contaminación en las cuencas hidrográficas. ............................ 17
Tipos de contaminación en las cuencas. .......................................................... 17
Causas de la contaminación en las cuencas. .................................................. 18
Problemas de contaminación en las cuencas del mundo. ................................ 19
viii
Problemas de contaminación en las cuencas de Cuba. .................................... 20
Problema de contaminación del río Guaní. ...................................................... 21
1.4. Software empleado para el estudio de contaminación en cuencas
hidrográficas. ....................................................................................................................... 21
Software que se emplea para el estudio de la contaminación de cuencas
en el mundo. .................................................................................................................... 21
Software que se emplea para el estudio de la contaminación de cuencas
en Cuba. ........................................................................................................................... 22
1.5. Programas de mejora y protección de las corrientes de los ríos. .................... 23
Programas de mejora y protección de las corrientes de los ríos en el
mundo. .............................................................................................................................. 24
Programas de mejora y protección de las corrientes de los ríos en Cuba. 26
Capítulo 2. Estudio de contaminación del río Guaní. ........................................................ 28
2.1. Factores climáticos de la cuenca del río Guaní. ................................................. 29
2.2. Factores hidrológicos de la cuenca del río Guaní. ............................................. 35
2.3. Calidad del agua del río Guaní. ............................................................................. 39
Índices de calidad del agua del río Guaní. ....................................................... 39
Calidad del agua en el tramo de estudio del río Guaní según NC. .............. 41
Oxígeno disuelto y demanda de oxígeno en la corriente. ................................. 43
Aspectos biológicos en la corriente del río Guaní. ............................................. 44
Sistemas saprobióticos. .......................................................................................... 45
2.4. Efectos de la contaminación en la cuenca hidrográfica del río Guaní. ........... 45
Eutrofización y penetración de la luz. ............................................................... 45
Efectos de contaminación de las aguas de riego. ........................................... 46
Efecto de la descarga de aguas a altas temperaturas en el río Guaní. ...... 46
ix
2.5. Relación entre las características de la cuenca y la contaminación. .............. 46
Capítulo 3. Focos y vías de contaminación en el programa de protección del río
Guaní. ....................................................................................................................................... 50
3.1. Focos contaminantes en la región de la cuenca del río Guaní. ....................... 50
Construcciones existentes en la región del la cuenca del río Guaní. .......... 50
Actividades que se realizan en la región de la cuenca del río Guaní. ......... 51
Vertimiento de residuales en la región de la cuenca del río Guaní. ............. 51
Definición de los focos contaminantes. ............................................................. 52
3.2. Vías de contaminación de la región de estudio. ................................................. 53
Contaminación del agua superficial en la cuenca del río. ............................. 53
Contaminación del agua subterránea en la cuenca del río Guaní. .............. 55
Definición de las vías de contaminación en la región de estudio. ................ 58
3.3. Influencia de los focos y vías de contaminación en el programa de protección
del río Guaní. ....................................................................................................................... 59
Programa de protección del río Guaní. ............................................................. 59
Incidencia en la minimización de la contaminación del río. ........................... 61
Influencia del estudio en el programa de protección del río Guaní. ............. 61
Conclusiones: .......................................................................................................................... 63
Recomendaciones: ................................................................................................................. 64
Referencias bibliográficas. .................................................................................................... 65
Bibliografía: .............................................................................................................................. 67
Anexos: ....................................................................................................................................... 2
1
INTRODUCCIÓN.
La contaminación de las aguas es uno de los factores principales que rompen la
armonía entre el hombre y su medio. En la actualidad con el aumento de la
población, el volumen de desperdicios de diferentes tipos producidos por el
desarrollo industrial, se incrementa de modo que las aguas de los ríos se ven
afectadas, impactando negativamente en la flora y fauna. Es imprescindible poner en
práctica las medidas necesarias para que esta situación no vaya en aumento y llegue
a convertirse en un auténtico problema no solo para el ser humano, sino para
cualquier otro ser vivo y el medio ambiente.
El agua es un recurso renovable que cubre más del 70 % de la superficie terrestre,
en un volumen estimado de 1 400 millones de km3, de los cuales el 97,5 % se
encuentra en los mares y océanos, es decir, que es salada y el 2,5 % es dulce. De
esta agua dulce el 79 % se encuentra en los casquetes polares, un 20 % es
subterránea y solo un 1 % es de fácil acceso sobre la superficie de las tierras
emergidas. (Rodríguez Córdova, 2002).
La contaminación del agua es la consecuencia de añadir elementos que provocan la
alteración de su calidad para los distintos usos, como lo son su consumo, la industria,
la agricultura, la pesca y actividades recreativas.
En el mundo existen diversas causas que de una forma u otra provocan
contaminación en los ríos. Aunque puede provenir de fuentes naturales, la principal
causa que aún está tomando fuerza es la desmedida acción del hombre, que a veces
de forma inconsciente perjudica al medio ambiente. La concentración de industrias
en zonas urbanas, el empleo de tecnologías obsoletas e indisciplinas tecnológicas, la
insuficiencia de recursos financieros destinados a minimizar los daños ambientales,
el escurrimiento de la agricultura o por fuentes contaminantes de la misma naturaleza
(Frers 2008).
Nuestro país tampoco está excluido de este problema donde se tiene en cuenta su
impacto y alcance a escala nacional y algunos factores como:
Afectación de áreas grandes o significativas del territorio nacional.
2
Impacto producido en las áreas densamente pobladas.
Alteraciones a la salud y la calidad de vida de la población.
Efecto de los cambios globales, en particular los cambios climáticos.
Consecuencias económicas.
Efecto sobre los ecosistemas y los recursos biológicos.
Existen diversas causas que han motivado la contaminación de las aguas en nuestro
país, donde se destaca la concentración de instalaciones industriales en zonas
urbanas que utilizan las corrientes superficiales como receptoras de residuales
crudos o parcialmente tratados, los que llegan a la zona costera y cuencas
hidrográficas. Es deficiente el estado de las redes de alcantarillado, la cobertura de
tratamiento de residuales y el estado técnico de los sistemas de tratamiento
existentes. La carencia de la infraestructura técnica, el inadecuado manejo de los
productos químicos y de los desechos peligrosos; así como la acumulación
progresiva de estos desechos sin la solución técnica para su disposición final;
ocasiona problemas de contaminación con riesgo para la salud humana (Quintero
2012).
Los problemas de contaminación ocurren de diversas formas según la causa de la
contaminación, estos se miden tanto en la calidad como en la cantidad. Casi la mitad
de los habitantes de los países en desarrollo, la mayoría niños, sufren enfermedades
o mueren provocado por el consumo de agua o alimentos contaminados, o por los
organismos causantes de enfermedades que se desarrollan en el agua por un
saneamiento inadecuado (Frers 2008).
Cuba es uno de los tantos países que posee problemas de contaminación de los
cuales sobresale el uso ineficiente del agua, su derroche crea contaminación y
encarece el saneamiento. El agua que se emplea para disponer residuales deteriora
su calidad y crea problemas ambientales y de salud. Con el desarrollo de actividades
por cuenta propia, que no han cumplido en todos los casos con las regulaciones
dispuestas, se ha incrementado el número de fuentes contaminantes a atender y
resolver en el país.
3
La insuficiente cobertura de tratamiento e inadecuada operación y mantenimiento de
los sistemas efectivos, la violación de normas técnicas, insuficiente cobertura de
alcantarillado y de capacidades de las colectoras para evacuar las aguas residuales
domésticas, así como industriales, agroalimentarias y otras, disponiéndose
generalmente sin tratamiento a las aguas terrestres. A esto se incorpora la falta de
percepción del riesgo al incurrirse en indisciplinas que generan afectaciones a las
cuencas y reservas del manto freático y que en última instancia comprometen la
salud y la calidad de vida de la población (INRH 2013).
La calidad de las aguas de los ríos en todo el mundo debe circular con determinadas
características que se establecen en normas. Las normas cubanas (NC) 27:2012:
“Vertimiento de aguas residuales a las aguas terrestres y al alcantarillado-
especificaciones”, la NC 93-11: “Higiene Comunal. Fuentes de abastecimientos de
Cuba” y la NC 827/2010 "Agua potable. Requisitos sanitarios" son las utilizadas para
clasificar las aguas superficiales y protección de fuentes de abasto a la población
respectivamente.
En este trabajo de investigación se muestra un problema de contaminación en la
cuenca hidrográfica del Río Guaní que abarca los municipios de Remedios y
Caibarién, localizada entre las coordenadas 285 – 295 de latitud norte y 653 – 663 de
longitud oeste. El río nace en el centro del Batey del Complejo Agroindustrial (CAI) y
la Destilería Heriberto Duquesne y corre hacia el norte desembocando al este del
Pedraplén a Cayo Santa María, limita al este con la cuenca Managüimba y al oeste
con la cuenca del río Jiquibú.
Para el estudio de contaminación en cuencas hidrográficas se emplean diferentes
programas de computación. En el trabajo realizado se emplean los programa
computacionales MapInfo y ArcGis, mediante los cuales se pueden apreciar las
características de la cuenca gracias a la representación de datos en mapas, también
se pueden observar modelos y tendencias de difícil visibilidad.
4
Figura 1. Cuenca hidrográfica del río Guaní.
La contaminación presentada en el río Guaní está compuesta mayormente por
residuales con altos contenidos de sólidos totales y disueltos, así como altas
concentraciones de materia orgánica lo cual provoca bajo oxígeno disuelto en el
agua. Los problemas presentes en el río han causado impactos negativos a su
cuenca, impidiendo abastecer de agua a instalaciones turísticas de Caibarién y a su
población. También han incidido en el deterioro de la flora, la fauna y el ecosistema.
Contribuir a la protección y disminución de la contaminación en el río Guaní es de
gran importancia, ya que se logra salvar una fuente de suministro de agua a la
ciudad de Caibarién, así mismo a la vida animal y vegetal de dicha cuenca. Además
mejora la calidad de vida de la población que se beneficia de esta agua.
Para proteger y minimizar la contaminación de la corriente de los ríos existen
programas que se establecen con este propósito, según sus características y el
5
medio ambiente. Son varias las entidades estatales de nuestro país que junto a
Recursos Hidráulicos ejecutan acciones y toman medidas a favor de aminorar los
efectos desfavorables que se producen.
El estudio de contaminación del río Guaní a desarrollar plantea como problema
científico la mala calidad del agua en el río, que contamina las aguas subterráneas
de la cuenca, afecta al medio ambiente y el suministro de agua a la población de
Caibarién.
Para la solución del problema identificado se asume la hipótesis: si se definen los
focos y las vías de contaminación en la cuenca del río Guaní entonces se contribuye
al mejoramiento del programa de protección del río.
El objetivo general de la investigación es obtener la influencia de los focos y vías de
contaminación en el programa de protección del río Guaní.
Para lograr estos propósitos se proponen los objetivos específicos:
1. Realizar la revisión bibliográfica en temáticas relacionadas con la
contaminación de las cuencas, la protección de ríos y temas afines.
2. Identificar focos contaminantes en la región de estudio.
3. Definir vías de contaminación en la región de estudio.
4. Analizar la influencia del estudio en el programa de protección del río Guaní.
La presente investigación estará estructurada de la siguiente forma:
El trabajo consta de una introducción en la que se realiza la presentación del tema y
se da a conocer su importancia en el ámbito de la ingeniería hidráulica ambiental.
En el capítulo I se abordan los referentes teóricos sobre las cuencas hidrográficas y
problemas de contaminación que las afectan. Se exponen diferentes concepciones
acerca del tema, características, factores climáticos e hidrológicos, la calidad de las
aguas y las normas por las que se rigen distintos países del mundo, los sistemas de
información geográficos que se utilizan para el estudio de las cuencas, así como los
programas que han creado algunos lugares del mundo para la protección de los ríos.
En el capítulo II se representa el estudio de contaminación del río Guaní, los factores
climáticos e hidrológicos de su cuenca, la calidad de sus aguas a través de los
6
índices de calidad de las aguas y según la Norma Cubana específica y los distintos
usos según la clasificación de la contaminación, las actividades que se realizan y el
efecto que provoca la contaminación en las aguas del río.
En el capítulo III se representan los resultados del estudio en la definición de los
focos y las vías de contaminación en la cuenca y la influencia del estudio de
contaminación del río para la creación de un programa de protección.
7
Capítulo 1.Cuencas hidrográficas y problemas de contaminación.
En este capítulo se abarcará el problema de la contaminación en las cuencas,
atendiendo a sus características y los factores que influyen sobre estas; también se
tendrá en cuenta la calidad de las aguas de los ríos y las normas de calidad típicas
de cada país. Se expondrán los softwares y programas más utilizados para la
protección de la corriente de los ríos y para el estudio de la contaminación en las
cuencas.
La cuenca de un río en sentido general es un área del terreno donde se forma un
curso de agua a partir de prolongadas precipitaciones. “Cada curso de agua tiene
una cuenca bien definida, para cada punto de su recorrido” (Villón Béjar 2002).
Las características físicas y morfométricas de una cuenca hidrológica superficial,
definen el régimen del agua y los valores extremos del escurrimiento. Las
características morfométricas especifican cuantitativamente los elementos de la
cuenca, los que influyen en la magnitud y variabilidad de los parámetros hidrológicos.
Entre estas se encuentran la red hidrográfica, el sistema fluvial y las características
cuantitativas de superficie y forma de la cuenca.
1.1. Características de las cuencas hidrográficas.
Las condiciones climáticas de la región y luego el uso del suelo son factores que
establecen el flujo anual en el cierre de una cuenca. Por otra parte dos cuencas
vecinas con las mismas condiciones climáticas pueden tener regímenes de flujo
diferentes, que se debe a las características físicas y morfométricas de las cuencas.
Así la pendiente del terreno y de los ríos tiene un efecto importante sobre el tiempo
de respuesta de la cuenca; la cubierta vegetal controla en parte la
evapotranspiración. Cuando una cuenca entera contribuye al flujo, se puede
considerar que la fisiografía controla casi totalmente la repuesta de las
precipitaciones, pese a que, para una cuenca grande, una sola parte suele contribuir
al flujo, la fisiografía juega un papel importante (Campos Aranda 1993).
8
Factores climáticos de la cuenca.
Existen numerosos factores climáticos en una cuenca que influyen en el trazado
de los ríos, extensión de la cuenca y en los caudales.
La temperatura del aire es un factor de alta incidencia en las reacciones químicas y
procesos de biodegradación en aguas superficiales, además de la estratificación y la
mezcla de las zonas de la columna de agua en los cuerpos receptores. También
afecta el caudal del río debido a que las temperaturas altas aumentan la evaporación
provocando pérdida de agua.
La evaporación es uno de los factores esenciales a gran nivel de la entrega del
agua; la cantidad de agua que se evapora es una pérdida directa para las aguas
superficiales, siendo de gran importancia que su estimación sea necesaria en todos
los estudios hidrológicos referidos a la distribución de las aguas y los estudios de
balance y almacenamiento (Campos Aranda 1993).
La vegetación según influye en la naturaleza geológica de la cuenca para así
establecer la evaporación, el escurrimiento y la retención ya que controla la acción y
movimiento del agua (Intercepción, infiltración, almacenamiento, evotranspiración y
erosión (Campos Aranda 1993).
El suelo influye sobre el régimen hidrológico de la corriente y el transporte de
material sólido, debido a que sus características físicas establecen la naturaleza y el
desarrollo de la vegetación (Campos Aranda 1993).
La geología de la cuenca debe ser estudiada de forma más detallada a la hora de
clasificar si existe mayor o menor permeabilidad en ciertos casos (Remenieras, G.
1974).
El régimen de lluvia aunque sea muy importante para reabastecer las aguas de los
ríos juega un papel importante en el arrastre de los contaminantes en los suelos a las
aguas cercanas, contribuyendo a la suspensión nuevamente en los cuerpos
superficiales.
El viento es el aire en movimiento debido al desigual calentamiento y enfriamiento
de la superficie terrestre, transportan energía y vapor de agua a través de la
9
atmósfera. El régimen de vientos es necesario para mezclar las capas húmedas
inferiores con las superiores menos húmedas. Cuando la capa de aire que está sobre
la superficie evaporante se mantiene quieta, la evaporación decrece y el aire llega a
su punto de saturación (Campos Aranda 1993).
La nubosidad es la fracción de cielo cubierto por las nubes y se expresa en octavos
de la bóveda celeste, es máxima en invierno y mínima en verano. Durante el día
suele ser máxima alrededor de las 14 horas, momento de mayor ascendencia del
aire; en la zona ecuatorial las zonas máximas se encuentran dentro de 60-70º
(Fuente: Centro de meteorología de Villa Clara).
La topografía es el factor que más influye en las cuencas, de ella depende la
divisoria de las aguas que delimita las demás cuencas. Indica la posibilidad de que
un agente contaminante tienda a movilizarse como escorrentía superficial o que, por
el contrario, tienda a permanecer sobre el sitio; aumentando el tiempo disponible
para que infiltre y pase a formar parte del agua subterránea (Valcarce Ortega 2016).
Factores hidrológicos de la cuenca.
Entre los factores hidrológicos a considerar, el elemento de mayor peso en una
cuenca es el escurrimiento de la cuenca debido a su variabilidad en el tiempo, ya
que es el agua proveniente de las precipitaciones que circula hasta la salida de la
cuenca (Villón Béjar 2002).
Los caudales mínimos pueden ser analizados en diferentes formas dependiendo
del tipo de información disponible y del tipo de información requerida. Estos caudales
se definen como el flujo de agua en una corriente durante un período seco
prolongado ((WMO). 2012).
Los caudales máximos que escurren en una cuenca se pueden calcular a través de
distintos métodos, la metodología de la Fórmula Racional es la más utilizada cuando
la zona es pequeña. Para desarrollar este método se utiliza la ecuación que depende
de la intensidad máxima de precipitación para la probabilidad de diseño (I0), en
mm/min, el coeficiente adimensional de escurrimiento (C), el área de la cuenca (A)
en km2 y el factor 1.66 que es un coeficiente de conversión de unidades (Pérez
Monteagudo 2008).
10
Qmáx=1.66*C*I0*A.
Los caudales medios de un río se emplean con un determinado tiempo de
recurrencia o de retorno; para su forma de obtención se puede tomar como base los
valores registrados en una estación de medición, promediando los valores extraídos
con las curvas de nivel-caudal que se registren; se puede medir diaria, mensual y
anualmente (Martínez 2012).
La forma y el tamaño de la cuenca son de los factores que especialmente en los
eventos de flujo máximo afectan las características de la descarga de la corriente, es
decir que en las cuencas circulares y en las alargadas el escurrimiento no va actuar
de la misma manera (Campos Aranda 1993).
La corriente de un río se caracteriza por la velocidad del agua que varía
considerablemente a lo largo del cauce, pero también en cada punto de la sección
mojada, tanto de una orilla hacia la otra como del fondo a la superficie. La velocidad
depende también de la pendiente, la profundidad y la rugosidad del lecho, las
irregularidades de los márgenes. Las corrientes comúnmente se clasifican en tres
tipos: perennes, intermitentes y efímeras, basándose en su escurrimiento y flujo, que
se relaciona a su vez con las características físicas y climáticas de la cuenca
(Campos Aranda 1993).
1.2. Calidad del agua de los ríos.
La disponibilidad de agua de calidad es una condición indispensable para la propia
vida y más que cualquier otro factor, condiciona la calidad de vida (OPS, 1999).
El termino calidad de agua se define como el grupo de características del agua que
pueden afectar su adaptabilidad a un uso específico, relacionado con las
necesidades del usuarios. También se puede definir por sus contenidos de sólidos y
gases, ya sea que estén en suspensión o en solución (Mejía Clara 2005.).
Normas que establecen la calidad del agua.
En todas las partes de nuestro planeta la calidad de las aguas se rige por distintas
normas con el fin de conseguir un grado óptimo de orden en el contexto de calidad,
11
dirigidas al orden del comportamiento humano establecidas por un organismo y cuyo
incumplimiento pude llevar aparejado una sanción.
Normas que establecen la calidad del agua en el mundo.
Cada país establece las normas de calidad para las aguas de acuerdo a sus
características y a las necesidades de los usuarios.
En el 2015 se estableció en Colombia la “Norma de calidad ambiental y de descarga
de efluentes al curso de agua” del anexo 1 en el libro VI del texto unificado de
legislación secundaria del Ministerio del Ambiente, se establecen los principios
básicos para el control de la contaminación del agua, los criterios de calidad de agua
para sus distintos usos, los límites permisibles, disposiciones y prohibiciones para la
descarga en cuerpos de aguas o sistemas de alcantarillado.
Los Estados Unidos de América se rigen por La Ley de Agua Limpia para la
protección de la calidad de las aguas de la superficie. El estatuto emplea diversas
herramientas para reducir las descargas directas de contaminantes en vías
navegables, establecer estándares de calidad de agua ambiental, financiar las
instalaciones para el tratamiento de aguas residuales municipales y administrar las
escorrentías contaminadas; estas herramientas son utilizadas para restaurar y
mantener la integridad química, física y biológica de las aguas nacionales.
Canadá se rige por la Norma Interna de calidad de agua potable, creada en
diciembre del 2015, donde se establecen los parámetros indicadores y los valores
límites admisibles en el agua para prevenir y vigilar los riesgos de salud de los
consumidores.
En España el decreto 817/2015, establece las normas de calidad ambiental para
sustancias prioritarias y contaminantes y las condiciones de referencia y los límites
de clases de estado de los indicadores de los elementos de calidad biológicos,
fisicoquímicos e hidromorfológicos para clasificar el estado o potencial ecológico de
las masas de agua superficiales.
12
Normas que establece la calidad del agua en Cuba.
La norma cubana (NC) que establece la calidad de las aguas es la NC 27:2012
“Vertimiento de residuales al alcantarillado y a las aguas terrestres.
Especificaciones”. Como su nombre lo indica establece descripciones para el
vertimiento de todas las aguas residuales al alcantarillado y a todas las aguas
terrestres, concebidas mediante actividades económicas y sociales (domésticas,
agropecuarias, industriales o de cualquier tipo). Esta norma permite calcificar el
cuerpo receptor para realizar el vertimiento del agua residual
Los cuerpos receptores para las descargas de aguas residuales se clasifican:
Clase (A): Para ríos, embalses y zonas hidrogeológicas usadas para la captación de
aguas destinadas al abasto público y uso industrial en la elaboración de alimentos.
Comprende a los cuerpos de aguas situados en zonas priorizadas de conservación
ecológica.
Clase (B): Dentro de esta clase se encuentran los ríos, embalses, zonas hidrológicas
de las cuales se captan aguas para el riego agrícola, para cultivos que se consuman
crudos principalmente, se desarrolla la acuicultura y las actividades recreativas en
relación con el agua, así como cuerpos de agua que se explotan para el uso
industrial en procesos que necesitan de requerimientos sobre la calidad del agua. La
clasificación comprende los sitios donde existan requerimientos menos severos para
la conservación ecológica que los de la clase (A).
Clase (C): Ríos, embalses y zonas hidrogeológicas de menor valor desde el punto de
vista del uso como: aguas de navegación, riego con aguas residuales, industrias
poco exigentes con respecto a la calidad de las aguas a utilizar, riego de cultivos
tolerantes a la salinidad y al contenido excesivo de nutrientes y otros parámetros.
De acuerdo a la clasificación de los cuerpos receptores para cada parámetro en las
descargas de aguas residuales, el límite máximo permisible para las concentraciones
se muestra en el anexo 1, tabla 1.
En Cuba las NC que se utilizan en los laboratorios para la ejecución de ensayos de
calidad de agua son: NC 93-11/1986 "Fuentes de abastecimiento de aguas. Calidad
13
y protección sanitaria" y la NC 827/2010 "Agua potable. Requisitos sanitarios". Estas
normas establecen los requisitos de calidad y protección sanitaria de las fuentes de
abastecimiento de agua para los sistemas públicos, destinados al consumo humano
y los demás usos que se destinen; así como en los proyectos de nuevas fuentes.
En ocasiones se establecen tipos de calidad de agua para un mismo uso, cuya base
fundamental es la necesidad y viabilidad de tratamiento de agua. De este modo los
recursos hídricos se pueden clasificar dentro de uno de los grupos siguientes:
Clase A: Para ser utilizada, el agua se puede tratar económicamente y sin
dificultades, mediante técnicas conocidas.
Clase B: Para ser utilizada, el agua puede ser tratada a alto costo y con una técnica
especial.
Clase C: Para ser utilizada el agua debe ser sometida a tratamiento a un costo tan
grande, que será económicamente inadmisible.
Por supuesto que es fácilmente entendible que una misma agua puede estar en
diferentes clases en función del uso para la cual se vaya a destinar. Así por ejemplo
un agua Clase C para consumo humano puede estar en B o A para un determinado
proceso industrial.
Las características físicas, químicas y bacteriológicas de las aguas en las fuentes de
abastecimiento se muestran en el anexo 1, tabla 2.
Tipos de calidad de agua de los ríos.
La calidad del agua varía de acuerdo con el uso que se les vaya a dar, para la
agricultura, la pesca, propagación de la vida silvestre, usos recreativos, la industria o
para la generación de energía. Algunas características del agua adecuadas para un
fin pueden no serlo para otro.
Calidad del agua de los ríos en el mundo.
La calidad de los ríos en el mundo representa la crisis del agua dulce que en los
últimos años afecta a nuestro planeta. Según estudios realizados más de la mitad de
14
los ríos del planeta se están contaminando o se secan producto de la explotación
excesiva (Casal 2009).
Alemania es uno de los países más desarrollados de Europa, y es atravesado por el
río Danubio, el cual presenta contaminación generada por los residuos químicos que
fluyeron de las fábricas serbias, bombardeadas por las fuerzas de la Organización
del Tratado del Atlántico Norte (OTAN); también se presenta turbiedad provocada por
el drenaje de aguas residuales, pesticidas y químicos sin tratamiento.
El río más largo de Asia es el Yangtsé y está gravemente afectado por la
contaminación debido a productos agrícolas y escapes de combustible de los barcos,
centrándose en la presa de las Tres Gargantas y lejos de disminuir la contaminación
continúa creciendo.
El rio Amazonas presenta la contaminación de hidrocarburos por las embarcaciones,
problemas drásticos de la falta de peces en el río, que causa hambruna y
desequilibrio en el área, la evidente muerte de peces y el estado de descomposición
provoca diarreas y otras enfermedades en la población y la situación crítica de agua
potable. La Sequía del Amazonas también ha contribuido a la aparición de Incendios
Forestales, tanto en el Perú y Brasil, como otros países de la región.
Aunque son tantos los países que presentan múltiples problemas de contaminación,
también hay muchos que son un ejemplo a seguir en lo que a calidad de agua se
trata; este es el caso de Japón donde el secreto de la constante buena calidad del
agua es el hecho de que el agua de los ríos y pozos sufren pocas variaciones de
temperatura y sabor durante todo el año. Las aguas superficiales y subterráneas han
creado muchas oportunidades para que antiguos comercios consoliden su
reputación, y por eso todavía las suelen cuidar con esmero destacar el prestigio de
sus productos.
En Ticino, Suiza, se encuentra uno de los ríos más sano del planeta: el río Verzasca
de 30 kilómetros de largo; su cristalina y visible agua han sido factores influyentes
para convertir el rio en un ambiente ideal para el buceo y la recreación.
15
Calidad del agua de los ríos en Cuba.
En Cuba la mayoría de las redes hidrográficas constituyen cuerpos receptores de
residuales crudos o parcialmente tratados. La carga contaminante que ingresa a las
aguas terrestres ha comprometido su capacidad de autodepuración, siendo una
amenaza a la salud humana. A esto se unen el aumento de los niveles de sales
solubles en las aguas de los acuíferos cársicos costeros por la intrusión salina,
incitado por causas naturales así como inadecuados regímenes de explotación. Las
intensas sequías y la sobreexplotación de los principales acuíferos ha provocado el
descenso de sus niveles hasta un estado crítico ((CITMA). 2015.).
Las principales dificultades en la calidad de las aguas de Cuba están relacionadas
con el vertimiento de residuos urbanos y agroindustriales y el mal funcionamiento de
las plantas de tratamiento especialmente en la industria azucarera; los problemas
procedentes de la salinización por la intrusión salina y terrenos salinizados y los
problemas relacionados con las industrias textil, de levadura, del petróleo, química,
metalúrgica, minera, y acuática.
La contaminación del río Almendares ha sido uno de los problemas ambientales más
preocupantes en el La Habana, siendo aún su situación sanitaria muy desfavorable
debido a las descargas indiscriminadas de las aguas residuales industrial y
doméstica, que actualmente se vierten sin tratamiento o poseen un tratamiento
deficiente, lo que trae consigo serios problemas a los suelos y a la calidad de las
aguas del acuífero subterráneo Vento (García Fernandez 2017).
El río Guamá en Pinar del Río, es su corriente de agua principal y recibe anualmente
toneladas de residuos orgánicos (DBO5) y solo un una pequeña parte recibe
tratamiento. Las actividades industriales y de almacenamiento por su parte provocan
contaminación, vertido a los colectores de efluentes sin tratamiento y las
insuficiencias en las franjas de protección sanitarias (Machín Rodríguez 2006).
Oxígeno disuelto y demanda de oxígeno en la corriente.
La concentración del oxígeno disuelto en el agua es la determinación química que se
utiliza frecuentemente para valorar el efecto de la contaminación orgánica de una
16
corriente, por otra parte cuando lo que se va a evaluar es el efecto de una descarga
de residuales orgánicos se tienen que tener en cuenta la determinación de la
demanda bioquímica de oxígeno (DBO), la Demanda Química de Oxígeno (DQO) y
la constante de degradación (Hernandez Rossié and Macías González 2008).
La DQO es una medida de la cantidad de materia orgánica, la cual puede ser
oxidada por un fuerte agente oxidante. La DQO es expresada como la cantidad de
oxígeno que se corresponde con el consumo del agente oxidante. Muchos
compuestos orgánicos son oxidados en una mezcla de ácido sulfúrico y dicromato de
potasio.
Aspectos biológicos en la corriente del río Guaní.
Los hongos, las bacterias y las algas son unos de los muchos microorganismos
presentes en cualquier ecosistema, siendo de gran importancia por sus
requerimientos nutricionales. La demanda de los microrganismos cae dentro de
cuatro grupos:
1. Compuestos que suministran los elementos (carbona, nitrógeno, etc.), con los
que se forma el tejido celular.
2. Compuestos utilizados como fuente de energía.
3. Iones inorgánicos.
4. Factores del crecimiento. (Vitaminas, etc.).
Los microorganismos atendiendo a la forma que emplean el carbono se pueden
clasificar en autótrofos cuando solo usan el CO2 como fuente de carbono, y en
heterótrofos cuando lo toman de la materia orgánica.
El metabolismo es el proceso por el cual se diferencia la materia orgánica viva de las
sustancias orgánicas inertes; son los procesos físicos y químicos en los seres vivos
que transforman los nutrientes absorbidos por el protoplasma, llamado anabolismo, y
el catabolismo que son los métodos que convierte protoplasma en compuestos
simples (Hernandez Rossié and Macías González 2008).
17
Sistemas saprobióticos.
En una masa de agua no contaminada se establece un equilibrio ecológico entre las
formas de vida animal, vegetal y el medio. Cuando este equilibrio se rompe por el
vertimiento de residuales, tanto industrial, doméstico como de cualquier otro tipo,
provoca la reducción del número de especies donde sobreviven las de mayor
resistencia (Hernandez Rossié and Macías González 2008).
Basándose en esto, Kolwitz y Marsson, en 1909, plantearon que a partir del punto de
vertimiento de un residual orgánico en una corriente, el proceso de autodepuración
crea zonas de condiciones de contaminación y de poblaciones diferentes según se
avanza aguas abajo en la corriente. Esta forma de caracterización de la
contaminación de la corriente superficial se nombra sistema saprobiótico y las zonas
que plantea son las siguientes (ver caracterización en el anexo 1, tabla 3):
1. Zona polisaproba.
2. Zona mesosaproba.
3. Zona oligosaproba.
1.3. Problemas de contaminación en las cuencas hidrográficas.
En las cuencas hidrográficas existen múltiples problemas de contaminación que de
forma general están asociados al hombre. Desde la construcción de casas dentro de
su área, la negligencia de las personas que las habitan y la falta de medidas para la
prevención de estas acciones que la provocan, hasta los efectos del escurrimiento de
la agricultura y los desechos producidos por las industrias construidas en dichas
cuencas.
Tipos de contaminación en las cuencas.
Según por su composición y la cantidad que llega a la masa de agua en relación con
el caudal receptor, las formas de contaminación pueden ser variadas (Hernandez
Rossié and Macías González 2008). Se clasifican en:
Orgánica: Constituye la forma más frecuente de contaminación de las aguas y
la principal preocupación en la preservación de la calidad del receptor. La
eutrofización es el incremento de nutrientes de un ecosistema y los efectos
18
generados por estos, el desarrollo de esta biomasa viene condicionado por la
escasez de elementos como el nitrógeno y el fósforo.
Microbiana: Los organismos patógenos que pueden aparecer en el agua,
incluyen bacterias y virus que normalmente se transmiten por los albañales de
centros habitados.
Radioactiva: Puede llegar a las aguas residuales a partir de los procesos de
extracción y concentración de minerales radioactivos, de la operación de
plantas de energía nuclear, de instalaciones médicas o por el uso o prueba de
armas nucleares.
Inorgánica: Puede aparecer tanto disuelta como en dispersión coloidal y
suspendida. Son relativamente estables y no se descomponen o disipan.
Térmica: Provocada por los residuales líquidos calientes que provienen de la actividad industrial.
Causas de la contaminación en las cuencas.
Las causas fundamentales de contaminación en las cuencas de acuerdo al origen y
procedencia del contaminante (Hernandez Rossié and Macías González 2008),
pueden establecerse de cuatro formas para las aguas residuales:
Los residuales provenientes de poblaciones constituyen la fuente de
contaminación más frecuente de las aguas superficiales y subterráneas. La
contaminación con la red cloacal sin tratamiento previo a la llegada al río, es
común en los países en desarrollo.
La mayor fortaleza o agresividad de los residuales industriales en
comparación con los albañales domésticos y los caudales elevados a
evacuar, en ocasiones cíclicos o temporales debido a la condiciones de la
producción, hace que constituyan la fuente de contaminación que requiere
mayor control.
El incremento del uso sin protocolos establecidos de fertilizantes químicos,
plaguicidas y herbicidas producto del desarrollo de la técnica agrícola, sitúan
al escurrimiento agrícola como una fuente de contaminación que va
requiriendo una mayor atención en la protección de los recursos hidráulicos.
19
Tanto el escurrimiento superficial como subterráneo, el drenaje natural de
áreas bajas o pantanosas, la erosión del suelo, y las formas de vida de una
cuenca son fuentes naturales que pueden aportar sustancias solubles y
materia suspendida que contribuyen a alterar la calidad del agua a lo largo del
curso de una corriente superficial.
Problemas de contaminación en las cuencas del mundo.
La problemática de la contaminación en las cuencas del mundo puede ser abarcada
desde distintos puntos que van desde el uso que se les da hasta las técnicas de
orden y manejo que se utilizan. La mayoría de los países sufren una distribución un
tanto inadecuada del recurso agua a los distintos sectores, lo que exige la
planificación del uso que se le va a dar atendiendo a criterios tanto económicos como
ecológicos.
Según un estudio publicado en Estados Unidos por The Nature Conservancy (TNC)
casi la mitad de las cuencas hidrográficas del mundo muestran algún tipo de
degradación, situando en peligro la calidad y la seguridad del agua del planeta.
El Instituto Blacksmith y la Cruz Verde crearon una lista de los diez sitios más
contaminados, el octavo lugar del ranking lo ocupaba la cuenca Matanza-Riachuelo
en Argentina donde más de 15.000 industrias lanzan efluentes en el río y son
responsables de más de un tercio de la contaminación.
La ciudad de Nueva York en los Estados Unidos, para satisfacer sus necesidades de
agua potable depende de fuentes fuera de su jurisdicción, la mayor parte de su
consumo proviene de la zona alta del estado, a kilómetros de distancia. En las
comunidades donde se captan se realizan actividades que afectan la disponibilidad
del agua tanto en cantidad como en calidad, tales como las descargas de residuales
y la escorrentía de aguas contaminadas por actividades agrícolas (Dourojeanni and
Jouravlev 1999).
En el 2012 se presentaron en Alemania problemas de contaminación por nitrato en
las cuencas, afectando las aguas superficiales y subterráneas. La Comisión Europea
es el organismo que gestiona la labor cotidiana de poner en práctica las políticas y
20
hacer uso de los fondos europeos; exige a este país tomar medidas para combatir
este problema, de no ser así pueden llevar el asunto ante el Tribunal de Justicia de
Unión Europea (IAGUA 2017).
Problemas de contaminación en las cuencas de Cuba.
Dentro de los principales problemas que repercuten directa e indirectamente sobre
las cuencas del país se pueden señalar el ineficiente uso de los recursos hídricos y el
incumplimiento de su medición; tanques desordenados en ríos y corrientes que
vierten a embalses, extracción de arena de los causes de manera desordenada y sin
los permisos establecidos para fines de la construcción.
En la cuenca Ariguanabo de la provincia Artemisa la situación ambiental es
complicada, debido a la contaminación de sus aguas por el vertimiento de residuales
líquidos y sólidos de origen urbano, agropecuario y en menor medida industrial,
deficientemente tratados o sin tratamiento alguno, manejo inadecuado de los
residuos sólidos y deforestación, además de problemas con la degradación de los
suelos y la correspondiente pérdida de fertilidad (Miravet Sánchez 2016).
En Santiago de Cuba se encuentra el río Cauto conocido como el más extenso del
país, debido al uso irracional de los recursos naturales, junto con algunos factores
climáticos, han hecho que disminuya la flora y fauna que habitan en el entorno
natural de este afluente. Algunos estudios mostraron que la carga contaminante en la
cuenca del río era de miles de toneladas por año, que sumado al inadecuado sistema
de drenajes de los cultivos, coloca al hombre como principal fuente de degradación
de la cuenca (Brito Gallozo 1997).
La provincia de Camagüey está compuesta por 53 cuencas hidrográficas y dentro de
estas existen varios problemas ambientales que afectan la economía y el desarrollo
sostenible de dicha provincia, dentro de los cuales están la degradación de los
suelos, problemas forestales, contaminación de los ríos y afectaciones del cambio
climático (Quintero 2012).
21
Problema de contaminación del río Guaní.
El río Guaní presenta graves problemas de contaminación, esto suele relacionarse
con la pérdida de la biodiversidad en el ecosistema acuático, también se presentan
problemas estéticos como lo son la turbiedad, el mal olor, sabor y color asociado con
el agotamiento del oxígeno en el agua y la acumulación de sedimentos en el fondo.
Este problema es producto del enriquecimiento artificial con nutrientes, produciendo
un crecimiento anormal de las plantas.
1.4. Software empleado para el estudio de contaminación en cuencas
hidrográficas.
En esta era de informatización, el hombre ha creado un sin número de programas
computacionales denominados software que nos sirven de ayuda en el sector de los
recursos hídricos. La mayoría han sido desarrollados por instituciones célebres y
organismos de todo el mundo dedicados a la investigación y a mejorar las
posibilidades de aprendizaje para resolver problemas sociales, económicos y
ambientales.
Software que se emplea para el estudio de la contaminación de cuencas en
el mundo.
El sistema de modelado hidrológico HEC HMS 4.2 es un software diseñado para los
procesos hidrológicos completos de sistemas de cuencas hidrográficas. Las
herramientas de análisis suplementarios se ofrecen para la optimización del modelo,
el caudal de predicción, reducción de la profundidad del área y de la evaluación de la
incertidumbre del modelo, el transporte de sedimentos y erosión, y la calidad del
agua.
El PRMS desarrollado por el Servicio Geológico de Estados Unidos-USGS, es un
sistema de modelación precipitación-escorrentía, con parámetros distribuidos, para
evaluar la respuesta de las diversas combinaciones de clima y uso del suelo sobre el
caudal y la hidrología general de las cuencas hidrográficas.
HEC-RAS es una aplicación informática libre y se utiliza como herramienta de
modelación en la ingeniería hidráulica. Tiene como potencialidades modelar sistemas
22
de cauces fluviales y redes de canales, simula los efectos provocados por la
presencia de estructuras en el cauce sobre la llanura de inundación, determinar las
velocidades de corriente a la entrada y salida de puentes, obras de drenaje y el
análisis de calidad de las aguas.
ArcGIS es el nombre de un conjunto de productos de software en el campo de los
Sistemas de Información Geográfica. Producido y comercializado por ESRI, bajo el
nombre genérico ArcGIS se agrupan varias aplicaciones para la captura, edición,
análisis, tratamiento, diseño, publicación e impresión de información geográfica.
El modelo EVALGES de evaluación económica de la gestión se desarrolló con el fin
de disponer una herramienta de ayuda en los estudios de coste de las medidas a
adoptar en una cuenca. Mediante la simulación de la gestión para las diferentes
medidas a adoptar se pueden obtener las diferentes funciones económicas de la
cuenca y se puede obtener información sobre los costos añadidos al sistema por
cada una de las medidas (Cordova 2016).
El software MapInfo Professional es de la familia GIS, es reconocido como estándar
en empresas privadas y en sectores públicos. Es un programa muy versátil y fácil de
aprender, con numerosas opciones para importar y vincular datos propios. Analiza
datos, hace selecciones y presentaciones cartográficas en forma de tablas y
diagramas. Convierte la información en una herramienta fundamental para la toma de
decisiones, maximizando así los resultados (GEODAN. 2015).
Es cierto que la utilización de estos programas agilizan los trabajos para los cuales
están diseñados, pero no se nos puede olvidar que ellos no piensan, solo operan en
base a la información que se le ingresa.
Software que se emplea para el estudio de la contaminación de cuencas en
Cuba.
Controlar y manejar la calidad de las aguas demanda recurrir a métodos y técnicas
desarrollados que sean capacitados para dar resultados rápidos y eficaces acerca
del estado del tan preciado recurso, además de la variación en el tiempo de uso de
sus características, con la finalidad de tomar medidas referidas a su calidad y la
prevención de su disminución.
23
El Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos crea la Red de Monitoreo para el
control de la Calidad de las Aguas Superficiales y Subterráneas (REDCAL) para cada
cuenca. Esta red está estructurada por dos tipos de estaciones de monitoreo:
estaciones básicas y de vigilancia, en dependencia de su objetivo. Las estaciones
básicas obtienen información del control de la calidad del agua entregada a los
usuarios y las estaciones de vigilancia clasifican y controlan las contaminaciones de
los recursos hídricos por cuencas de acuerdo con su calidad (Benamor Batista, de
las Cuevas Ferreiro et al. 2017).
Este programa emplea los Índices de Calidad del Agua (ICA) que permiten identificar
el grado de deterioro o mejora de un cuerpo de agua y proporcionan un valor global
del comportamiento de valores reales de una serie de parámetros. Permiten
establecer un sistema de alerta temprana para su mejor uso, resultando prácticos al
presentar la cantidad de parámetros que se evalúan en una forma más simple.
La utilización de estos índices, ajustados a las condiciones y características de la
información útiles en la REDCAL, representa un método operativo y práctico de
evaluar la calidad de los cuerpos de aguas terrestres y muestra criterios para crear
un plan de manejo para el uso sostenible de este recurso (Moreno Mata 2009).
Dentro del Programa de Lucha contra la Contaminación orientado a la prevención,
reducción y control de la contaminación, a partir de 1998 el Ministerio de Ciencia,
Tecnología y Medio Ambiente (CITMA), ha estado ejecutando la estimación de
cargas contaminantes generadas y dispuestas, mediante un método de evaluación
rápida creado por especialistas del Centro de Información, Gestión y Educación
Ambiental (CIGEA).
1.5. Programas de mejora y protección de las corrientes de los ríos.
Debido a los problemas de contaminación en las corrientes de los ríos, todos los
países se han visto obligados a crear programas para contribuir a su mejoramiento.
Todos los planes que se crean deben coordinarse para un mejor desempeño en la
conservación de los recursos naturales, priorizando el ordenamiento territorial de las
cuencas y las áreas protegidas, garantizando mejores usos de los espacios
geográficos y su conservación.
24
Programas de mejora y protección de las corrientes de los ríos en el mundo.
A raíz del problema en las cuencas que abastecen a la ciudad de Nueva York, su
gobierno crea una comisión para acordar los intereses de los habitantes de la ciudad
y de las comunidades de dichas cuencas. Con la participación de todas las entidades
interesadas en arreglar este conflicto se logró firmar el Acuerdo de las Cuencas de
Nueva York en enero de 1997. Este acuerdo está compuesto por cuatro programas
principales (Dourojeanni and Jouravlev 1999).
La autorización de compra de tierras no desarrolladas y ambientalmente
sensibles, como humedales y cursos de agua, según su cercanía a embalses
y al sistema de distribución de agua.
Las autoridades de la ciudad y del estado se comprometieron a emitir normas
para el control de la contaminación de las cuencas. Esta medida está
encaminada a mejorar la construcción y operación de plantas de tratamiento,
los estándares de protección y diseño de sistemas de saneamiento, y los
requisitos para la ejecución de sistemas de control de aguas lluvias.
En el acuerdo se previeron programas para la protección de cuencas donde
se incluyen la reconversión y el mejoramiento de un centenar de plantas de
tratamiento de aguas servidas, la rehabilitación de sistemas de saneamiento,
la construcción de nuevos sistemas de agua potable y saneamiento, el control
de aguas lluvias, educación ambiental.
El acuerdo crea el consejo de protección de cuencas que tiene una amplia y
diversa representación de los intereses de las mismas. Es un foro permanente
y de naturaleza regional, para ayudar en la protección a largo plazo de la
calidad del agua y la viabilidad económica de las comunidades de las cuencas
de captación. Será la instancia para discutir y analizar las preocupaciones
referentes a la calidad del agua y las cuencas, y para recomendar acciones
futuras a la ciudad.
En el decreto 817/2015 de España se definen programas de seguimientos para el
estado de las aguas superficiales:
25
El programa de control de vigilancia, que mediante subprogramas permitirá
diseñar con eficiencia los futuros programas de control a su vez validar el
estudio de la actividad humana en el estado de las aguas superficiales.
El programa de control operativo determina el estado de las masas de agua
en riesgo si no cumplen los objetivos medioambientales, así como evaluar los
cambios que se produzcan en el estado de dichas masas como resultado de
los programas de medidas.
El programa de control de la investigación que será implantado si se
desconocen el origen de incumplimiento de los objetivos medioambientales; si
el control de vigilancia indica la posibilidad de que no se alcancen los objetivos
y no se haya puesto en marcha un control operativo para determinar las
causas por las cuales no se han podido alcanzar; y para determinar la
magnitud y el impacto de una contaminación accidental.
En el Valle del Cauca en Colombia surge un programa de protección voluntaria de
cuencas creado por iniciativa de usuarios agrícolas. Esta asociación se creó para
asegurar sus fuentes de abastecimientos por medio de actividades de protección y
conservación en la zona alta de dicha cuenca. A medida que se consolidó el grupo,
otros usuarios se interesaron y siguieron su ejemplo.
Estas acciones aunque son autónomas se enmarcan en los planes de manejo de
cada cuenca preparados por la Corporación Autónoma regional del Valle del Cauca
(CVC), donde se han desarrollados planes en los que se comprenden:
La realización de obras de diferentes tipos para el control de erosión y
estabilidad de la cuenca.
El aislamiento de nacimientos de agua y bordes de quebradas y ríos, la cual
ha sido una medida efectiva en la identificación de todos los ojos o
nacimientos de agua, quebradas y riachuelos para bloquear con cercas de
árboles o alambres de púas para prevenir la entrada de ganado o personas
que contaminen el agua.
26
Estas asociaciones junto al CVC promueven la educación ambiental mediante
reuniones, foros y eventos que brinden mayor conocimiento a la comunidad
(Dourojeanni and Jouravlev 1999).
Programas de mejora y protección de las corrientes de los ríos en Cuba.
El Centro de Investigación Tecnología y Medio Ambiente (CITMA) en su condición de
Organismo de la Administración Central del Estado rector de la política ambiental
desarrolla la Estrategia Ambiental Nacional, encaminada a garantizar la protección
del medio ambiente y el uso racional de los recursos naturales.
La Estrategia Ambiental Nacional 2016-2020 es el documento rector de la política
ambiental. Establece los principios en los que se basa el trabajo ambiental nacional,
caracteriza los principales problemas ambientales del país, integra los esfuerzos,
evalúa los resultados e instaura prioridades, con el objetivo de mejorar la protección
del medio ambiente, la calidad de vida y el uso racional de los recursos naturales, en
el ámbito del desarrollo sostenible del país.
Dentro de esta estrategia están presentes una serie de planes encaminados a
mejorar la carencia y dificultades con la disponibilidad y calidad del agua:
Programa de erradicación de fuentes contaminantes que afectan fuentes de
abastos de agua 2014-2020.
Planes de acción para productos y desechos de alto impacto.
Programa de Educación Ambiental.
Programa Nacional de lucha contra la desertificación y la sequía.
Directivas para el enfrentamiento al Cambio Climático 2016-2020.
Programa de la Comisión higiénico sanitaria y calidad ambiental.
Debido a que el problema de la contaminación de aguas superficiales representa uno
de los factores de mayor influencia en los ecosistemas acuáticos y su progresiva
degradación, en la estrategia planteada se considera necesario para reducir esta
problemática ((CITMA). 2015.):
Lograr un efectivo funcionamiento y mantenimiento de los sistemas de
tratamiento de residuales construidos en los principales objetivos económicos
27
y sociales, no solo en las plantas sino también las lagunas de estabilización
creadas para estos fines, así como su obligatoria construcción en las nuevas
inversiones que lo requieran, y contar con las tecnologías ambientales más
avanzadas.
Realizar sistemáticamente el aprovechamiento económico y reuso de los
residuales líquidos convenientemente tratados para uso agrícola, industrial y
acuícola.
Realizar un uso racional de los recursos naturales, la aplicación de las
producciones limpias, el reciclaje a través de todo el ciclo de vida del producto
y toma de medidas por parte de la entidad contaminadora para minimizar,
monitorear y controlar sus efectos ambientales en las producciones principales
del país.
Garantizar un control sistemático de los principales focos contaminantes de
las aguas terrestres su caracterización y la adecuada exigencia por el
cumplimiento de las medidas que conduzcan a atenuar y eliminar su efecto
nocivo; incrementar la vigilancia sobre las actividades de operación y
mantenimiento de los sistemas de tratamiento de residuales ya construidos.
Mejorar la situación sanitaria de las corrientes fluviales asociadas a los
asentamientos principales de montaña y el tratamiento y reutilización de los
residuales líquidos; así como elaborar y aplicar soluciones definitivas al
manejo de los desechos sólidos.
Establecer un sistema de impuestos progresivos a las principales entidades
contaminantes y, a su vez, otro de estímulos e incentivos para aquellas que
logren ir reduciendo paulatinamente sus efluentes y aplicar el reciclaje a sus
desechos y subproductos.
Asegurar que la reactivación de las capacidades industriales existentes esté
acompañada de un plan de medidas que minimice los impactos ambientales.
28
Capítulo 2. Estudio de contaminación del río Guaní.
En el presente capítulo se realiza un estudio de contaminación del río Guaní, los
factores climáticos e hidrológicos de su cuenca, y las distintas causas que
intervienen. Se caracteriza la calidad de las aguas según la norma y los índices de
calidad y los aspectos biológicos de la corriente. Se muestran los efectos que
producen la contaminación de las aguas.
Para la confección de los mapas y secciones transversales que caracterizan la
cuenca se utilizan los sistemas de información geográfica MapInfo y ArcGis, los
cuales son programas que destinados para este tipo de estudio.
La contaminación de la corriente del río Guaní se extiende desde su nacimiento
hasta su desembocadura en el mar; la empresa de Recursos de Hidráulicos de Villa
Clara tiene varios puntos de muestreo de la Red de Monitoreo para el control de la
Calidad de las Aguas Superficiales y Subterráneas a lo largo del río, para realizar
este estudio se toma el punto que se encuentra en el puente de Guajabana en la
carretera de Rojas a Dolores, localizado en las coordenadas 660-600 de longitud y
293-400 de latitud.
29
Figura No. 3 Punto de muestreo en la cuenca hidrográfica.
2.1. Factores climáticos de la cuenca del río Guaní.
Temperatura del aire. El comportamiento anual de la temperatura en la región es
de 25.2 ºC; el verano está caracterizado por la ocurrencia de valores diarios por
encima de los 28.0 ºC, con un máximo en el mes de julio de 29.2 ºC y en el
invierno los valores medios superan los 26.3 ºC; el valor mínimo es para el mes
de febrero.
En el gráfico No.1 se muestra la variación de la temperatura media anual,
elaborado por el CITMA, en el año 2013; se observa que el régimen térmico va
desde los 26 ºC en los primeros meses, aumentando hasta los 30 ºC en el
verano, mostrando la poca variación que existe en la cuenca.
Gráfico No. 1: Temperatura media para el año 2013.
Régimen de lluvias. Para diferentes sectores de la cuenca el comportamiento
anual del rango de la intensidad del régimen de lluvias es irregular, con máximos
medios en los meses de junio a octubre en el período lluvioso, y los mínimos
medios en la etapa seca del año, específicamente en los dos primeros meses del
año. Se conoce que en algunas áreas la intensidad máxima de las lluvias es de
2.5 mm/min.
24.525
25.526
26.527
27.528
28.529
29.5
TEM
PE
RA
TUR
A (
ºC)
MESES
Temperatura media en el año 2013.
Temperatura ºC
30
Vegetación. La zona está intensamente antropizada, con grandes extensiones de
terrenos cultivados y deforestados, por lo que escasea la presencia de
formaciones vegetales naturales primarias, pues casi todas son formaciones
secundarias predominando la vegetación seminatural. Existen relictos de
vegetación natural del tipo de bosque tropical latifolio en sus variantes
subperenifolio, semidesiduo y mesófilo con humedad fluctuante. Otra de las
formaciones vegetales más importantes en la cuenca es el bosque de mangle o
manglar, que ocupa áreas cercanas a la costa. Su aspecto morfológico y
fisiológico varía teniendo en cuenta la altura y tipos genéticos de relieve, sustrato
y ubicación con respecto a la línea costera.
Suelos. Los suelos presentes en el área de estudio son de tipo pardos con
carbonatos, rendzinas negras, ferralíticos rojos, rojos lixiviados y rojos
amarillentos, fersialíticos pardo rojizos, gley ferralítico, húmicos carbonaticos y de
margas, solonshack, aluviales y esqueléticos.
Figura 2. Tipos de suelos de la cuenca hidrográfica.
31
Uso del suelo. En la zona el uso del suelo es variable, con predominio de áreas
ocupadas por bosques naturales, seminaturales, plantaciones y otros tipos de
vegetación secundaria donde imperan las malezas. Sectores dispersos están
ocupados por cultivos permanentes y temporales, como es la caña de azúcar, y
otra gran parte es manejada con pastos no cultivados para el desarrollo de una
ganadería extensiva. En la costa está presente el bosque de manglar y
herbazales salinos de ciénagas.
Figura 3. Uso del suelo de la cuenca hidrográfica.
Geología. La composición del paquete estratigráfico de la zona señala un primer
nivel de rocas terrígeno-carbonatadas, bien definido, un segundo nivel compuesto
por rocas carbonatadas-silíceas, andesíticas, carbonatadas, carbonatadas–
terrígenas, y un tercer nivel bien definido, post-orogénico formado
fundamentalmente por rocas terrígeno-carbonatadas y carbonatadas, estas
últimas en la parte superior.
32
Aparecen en el área cuatro estructuras bien definidas en orden de zonificación de
la costa a las alturas conformadas por: Formación Camacho, Depósitos eluvio-
coluvios-proluviales del cuaternario, Formación Lutgarda y Formación Vega, con
microzonas dispersas entre estas de la Formación Caibarién, Formación
Palenque, Formación Mata, Formación Margarita y del Complejo Mabujina,
conformando un verdadero mosaico geológico.
Figura 4. Geología de la cuenca hidrográfica.
La capacidad de infiltración. La velocidad máxima con que el agua penetra en
el suelo oscila entre y depende de muchos factores; el suelo de la cuenca es
desagregado y permeable para lo cual tendrá una capacidad de infiltración mayor.
El espesor de capa cobertora del suelo es variable, la alimentación de las aguas
subterráneas acontece en casi toda la cuenca, mejorando considerablemente la
infiltración de las aguas fluviales y las escorrentías que vienen de las laderas del
río.
Tabla No 1. Valores promedio de la infiltración.
33
Tipo de suelo Capacidad de infiltración (mm/día).
Arena < 30
Arena limosa 20-30
Limo 10-20
Arcilla limosa 5-10
Arcilla 1-5
Topografía. El río atraviesa una zona relativamente llana y en su curso medio por
una cordillera de alturas que en su mayor parte están formadas por sedimentos
del K2. A su paso por las alturas presenta cascadas y rápidos, así como se
sumerge en determinados sectores para reaparecer más adelante, hasta alcanzar
la llanura por donde lentamente transcurre hasta llegar al mar. En general se
encuentran en la mayor parte del territorio pendientes suaves, no muy peligrosas
para la ocurrencia de erosión hídrica.
Figura 5. Topografía de la cuenca hidrográfica.
34
Evaporación. La media anual según el centro de meteorología de Villa Clara es
de 700-2 200 mm, donde la humedad relativa en horas tempranas de la mañana
promedian un 85% y a al mediodía oscila entre los 60-70%.
Nubosidad. El comportamiento de la nubosidad media anual es de 4 octavos de
cielo cubierto, sus valores oscilan entre 3 y 5 octavos, clasificándose como días
de poca nubosidad y nublado, los horarios de ocurrencia de los máximos es entre
las 7 y las 22 horas con 4 y 5 octavos ocurriendo el valor máximo a las 19 con 5
octavos, los meses que presentan los valores más bajos (enero - abril) con 3
octavos y los más altos junio, agosto y septiembre con 5 octavos. El mes de junio
es donde ocurre la máxima nubosidad media diaria, con 6 octavos de cielo
cubierto, así como corresponde al de mayor frecuencia media de días nublados
con 87 %. El mes de abril es donde ocurre el valor más bajo de nubosidad media
diaria, con 2 octavos de cielo cubierto, según el Centro de meteorología de Villa
Clara.
Régimen de vientos. El viento en superficie, influido por la presión y las
variaciones térmicas locales, originan en zonas cercanas a la costa
manifestaciones de las conocidas brisas diurnas y el terral nocturno. Durante el
período lluvioso domina la influencia del anticiclón oceánico y no se experimentan
variaciones sensibles en la dirección predominante, con vientos del primer
cuadrante en dirección Este y Este-Nordeste de las 07 horas hasta las 10 horas,
con intensidades que oscilan entre 10 y 25 km/h. A partir de este horario y hasta
las 16 horas, la dirección del viento más frecuente es de región Nordeste,
incrementando su intensidad pudiendo llegar hasta 30 km/h. Posteriormente el
viento va tomando una componente del Este que se manifiesta marcadamente a
las 19 horas y luego comienza a disminuir su intensidad con igual dirección hasta
inicio de la madrugada para presentarse vientos flojos y variables hasta el
amanecer incluyendo algunos intervalos de calma.
Los vientos del Norte y del Noroeste asociados a las invasiones frías de estos
anticiclones pueden prevalecer durante un período prolongado respondiendo a la
situación sinóptica que se presenta y su intensidad varía en dependencia de las
características de la masa de aire en su traslación por el océano desde la costa
35
Este de los Estados Unidos, presentándose reforzamientos en los vientos en la
periferia de estos sistemas que dan lugar a brisotes de intensidad moderada a
fuerte pasando así a soplar del Norte al Noreste, con intensidades que oscilan
entre 20 y 35 km/h.
Se debe tener en cuenta que los vientos del Sur se presentan al igual ante el
arribo de los frentes fríos y que su intensidad está también determinada por las
características dinámicas de las masas de aire continentales que provocan el
movimiento del aire procedente del Caribe sobre nuestro territorio.
2.2. Factores hidrológicos de la cuenca del río Guaní.
Escurrimiento en la cuenca. La descarga de las aguas ocurre por causas
naturales y por la influencia del hombre. La causa natural principal está
constituida por el drenaje superficial a través de los innumerables canales y
zanjas que tienen su origen en las zonas de contacto entre las rocas
cretácicas de alta conductividad hidráulica y las paleogénicas de baja
conductividad. La corriente de agua superficial de la cuenca recibe el
escurrimiento superficial y subsuperficial, mientras que a las aguas
subterráneas llega la infiltración profunda.
36
Figura 6. Mapa hidrogeológico de la cuenca hidrográfica.
La dirección y el sentido del flujo subterráneo muestran ser orientado
perpendicularmente a las estructuras geológicas y con rumbo Suroeste-
Noreste.
Caudal medio del río. Los caudales predominantes y por tanto más
probables de obtener mediante las obras de captación de las rocas colectoras
carsificadas difundidas en este tramo, se presentan en dos intervalos
fundamentales: el más difundido es el situado en el rango de 50 a 100 l/s y
ocupa la mayor parte de los bloques; y el otro intervalo con mucha difusión es
el que se encuentra dentro del rango de 10 a 25 l/s.
Tamaño y área tributaria. La red hidrográfica en la zona es sencilla. La
cuenca del río tiene un área de 28 km2 y una altura media de 65.0 metros
sobre el nivel del mar, ocupa una extensión aproximada de 48.22 km2, que
representa el 0.6% del territorio de la provincia y desde su nacimiento hasta su
desembocadura recorre solamente 17 km.
Caracterización de la corriente. El río tiene un cauce definido y recorre
desde su nacimiento hasta su desembocadura solamente 17 km, no posee
régimen permanente, se deprime en el período seco. Hacia este tributa una
red dendrítica de cursos cortos e intermitentes, por donde fluyen las
escorrentías, teniendo manifestación activa en la época de lluvia y dejando
cauces secos en época de estiaje, aunque en la llanura cercana a la costa
tienden a permanecer cauces activos todo el año.
Secciones transversales de la corriente. Para el estudio en el punto de
muestreo en el río es necesario la construcción de secciones transversales, ya
que se observan y suministran información de los elementos ocultos.
37
Figura 7. Sección transversal aguas arriba del punto de muestreo.
Figura 8. Sección transversal aguas abajo del punto de muestreo.
38
Figura 9. Sección transversal en el punto de muestreo.
Figura 10. Ubicación de las secciones transversales.
39
2.3. Calidad del agua del río Guaní.
Figura No. 11 Contaminación en la corriente del río Guaní.
Para identificar las condiciones por las que la calidad del agua en el río Guaní se
puede ver afectadas. En el método propuesto por el Dr. Jorge Mario García
Fernández en 1981 para el cálculo de los ICA, se utilizan parámetros tales como:
caracteres organolépticos (Turbidez), características físico-químicas (pH, oxígeno
disuelto (OD), conductividad eléctrica (CE), coliformes inorgánicos (CI), Demanda
Química de Oxígeno (DQO), Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5)), compuestos
no deseados (Amoniaco (N-NH4), fosfatos (P-PO4)), caracteres microbiológicos
(Coliformes fecales).
Índices de calidad del agua del río Guaní.
Los parámetros elegidos para calcular los ICA en el río Guaní fueron analizados y
seleccionados en la empresa de Recursos Hidráulicos en Villa Clara para un período
de 22 años (ver anexo 6), según las características del área de estudio, los usos
principales de los cuerpos de agua analizados y los tipos de contaminación que se
producen en ella.
40
En el gráfico No. 2 se muestran los valores de los ICA en la cuenca de río Guaní
para el período de años de 1993 al 2016 calculados por la empresa de Recursos
Hidráulicos:
Gráfico No. 2 Valores de los ICA en el río Guaní.
A continuación se exponen los criterios generales que se tuvieron en cuenta para
establecer los rangos de valores de calidad (ICA), en función de sus usos.
Si se compara el promedio de los índices de calidad de las aguas de todos los años
calculados anteriormente con la clasificación de acuerdo a la diversidad de vida en el
agua, (ver anexo 2, tabla 1), se observa claramente que caen dentro de la categoría
de “Cuerpo de agua altamente contaminado”, donde pueden solamente apoyar un
número limitado de las formas acuáticas en la vida, existe abundancia de problemas.
Para clasificar las aguas superficiales del río en el tramo del punto de muestreo, que
relaciona el uso para la pesca y la vida acuática según el promedio de los ICA
calculados y los rangos de valores, (ver anexo 2, tabla 2) se clasifican como
“Contaminada”, cuya categoría es inaceptable para el uso pesquero y posee baja
aptitud para la vida acuática.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Ind
ices
de
calid
ad
Años
Índices de calidad del agua en el río Guaní(1993-2016)
41
La clasificación de la calidad de las aguas superficiales para uso recreativo, en el
punto de muestreo del río está dentro de “Contaminada”, donde están restringidas
para deportes con embarcaciones (lanchas, botes, etc.), (ver anexo 2, tabla 3).
La clasificación para uso en la agricultura de la calidad de las aguas superficiales del
río en el punto de muestreo cae dentro de las “Altamente Contaminada”, que no
están aptas para el riego, (ver anexo 2, tabla 4).
Calidad del agua en el tramo de estudio del río Guaní según NC.
La calidad del agua en el río Guaní se debe analizar en dos formas, una es que
cumpla con las características adecuadas para un cuerpo receptor según NC 27:
2012, y la otra es que cumpla con las características adecuadas como fuente de
abasto según la NC 93-11 y la NC 827/2010 "Agua potable. Requisitos sanitarios".
Estas características de calidad del agua que deben existir en el río Guaní, se debe a
que el río se encuentra en una cuenca hidrográfica que presenta lugares con
vertimiento de residuales y a su vez las aguas subterráneas de la cuenca se
emplean como fuente de abasto a la población.
El residual derramado en el río es superior a lo establecido e incumple con los límites
máximos permisibles que se establecen en la NC 27: 2012, clasificando como clase
B al curso de agua.
Tabla No 2. Parámetros de calidad de agua del río Guaní según NC 27: 2012
para el año 2016.
Parámetros
NC 27: 2012
Rango para ríos clase B según la NC.
Parámetros en el punto de muestreo.
Potencial de Hidrógeno (pH) (unidades).
6-9 7.9
Conductividad eléctrica (µS/cm).
2000 1800
Temperatura (ºC). 40 -
Material flotante. 10 -
42
Sólidos sedimentables flotantes (ml/L).
Ausente Ausente
DQO (mg/l). 2 420
DBO (mg/l) 40 -
Nitrógeno total (Kjd). 90 -
Fósforo (mg/l). 10 25
Grasas y aceites (mg/l). 4 -
OD (mg/l). > 3. 0
Coliformes fecales (NPM/100 ml).
1000 2
La corriente de agua del Guaní en el punto de muestreo, de acuerdo con su
clasificación incumple con algunos de los límites máximos permisibles para la
descarga de aguas residuales, atendiendo a los
parámetros evaluados.
Tabla No 3. Características de las aguas en el área de estudio según la NC 93-
11 y la NC 827/2010.
Características según la NC 93-11 y la NC 827/2010
Límite máximo Valores en la zona de estudio.
Potencial de Hidrógeno (pH) (unidades).
6-9 7.9
Turbiedad (unidades). 10 5
Nitratos (mg/l). 45 9
Nitritos (mg/l). 0.01 0.02
Sodio (mg/l). 2
43
Oxígeno disuelto (mg/l) 4 0
Olor y sabor Reducible por métodos convencionales.
Desagradable
Cloruros (mg/l) 250 259
De las características del río según las dos normas se puede decir que el riesgo de
contaminación en las aguas subterráneas es alto. La calidad del agua del río Guaní
presenta daños en relación a las características físicas, químicas y microbiológicas.
Es crítica desde su nacimiento hasta la desembocadura al mar y se caracteriza por la
ausencia de oxígeno disuelto, elevados valores de demanda química de oxígeno y
malos olores.
Oxígeno disuelto y demanda de oxígeno en la corriente.
El balance de oxígeno disuelto es el método mejor desarrollado y de mayor
utilización para establecer las restricciones de una masa de agua como receptor de
residuales orgánicos. La evaluación del comportamiento del perfil de oxígeno disuelto
en el río se realiza en el laboratorio de la Empresa de Análisis y Servicios Técnicos
(ENAST) en la empresa de Recursos Hidráulicos de Villa Clara.
Los valores arrojados por el resultado del laboratorio sobre el oxígeno disuelto en la
corriente de agua del río Guaní llegan a 0 mg/l, incumpliendo con lo establecido en la
NC 27: 2012 en el apartado 5.5, donde se establece que cuerpo receptor clase B no
deben disminuir el oxígeno disuelto a valores de 3 mg/L. Estos resultados permiten
valorar que los efectos de la contaminación orgánica por los residuales en el río
llegan al punto de ser perjudiciales.
Los resultados de la DQO obtenidos por el laboratorio en el período de años
estudiado son irregulares. Según la el Gráfico No. 3 en los primero años del
vertimiento los valores ya incumplían con lo establecido en la norma, aumentando a
gran escala con el pasar de los años.
La construcción de la planta de biogás y de las lagunas de oxidación para reducir la
contaminación logran este objetivo en gran medida, ya que a partir de su
funcionamiento los valores de la Demanda Química de Oxígeno fueron disminuyendo
44
gradualmente, pero todavía no cumple con los parámetros de calidad de la norma;
tampoco garantiza que el efluente de la segunda laguna cumpla con los límites
máximo permisibles promedios establecidos en la NC 27:2012 para verter al cuerpo
receptor catalogado de “B”, requiriendo de un tratamiento posterior.
Gráfico No.3 Demanda Química de Oxígeno del agua en el río Guaní (1993-
2016).
Aspectos biológicos en la corriente del río Guaní.
La descomposición de la materia orgánica por los microorganismos es un fenómeno
natural de considerable importancia, implica el uso del oxígeno disuelto en las aguas
superficiales, que llevado al límite significa su agotamiento, este es el caso que
ocupa el tramo de río en estudio.
Los compuestos orgánicos se mueven entre el estado orgánico y el inorgánico
siguiendo un ciclo. En un ecosistema natural aparecen compuestos desde el exterior
y se pierden al exterior; la conducta cíclica de dichos elementos se produce
buscando el equilibrio, no importa que el ecosistema este contaminado. En el Guaní
no se llega a alcanzar dicho equilibrio, produciendo su deterioro y cambio en el
ecosistema.
La población microbiana del río Guaní está compuesto por la disponibilidad de
nutrientes y las condiciones que reinan en el medio ambiente, y no depende de la
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
DQO
Años.
Demanda Química de Oxígeno (DQO) del agua en el río Guaní (1993-2016).
Construcción de las lagunas de oxidación.
45
introducción de otras especies, ya que las condiciones ambientales son
desfavorables impidiendo que estas no sobrevivan.
Sistemas saprobióticos.
La contaminación en río Guaní es de tipo orgánico, las especies biológicas que
predominan son características del nivel de descomposición de la materia orgánica o
del grado de putrefacción o descomposición de la materia orgánica, por lo que
estamos en presencia de saprobiocidad.
La zona que plantea el sistema saprobiótico según Kolwitz y Marsson, atendiendo a
la caracterización de la contaminación de la corriente del río es polisaproba; el agua
en esta zona se caracteriza por la gran contaminación por materia de alto peso
molecular, muy poco o ausencia total de oxígeno disuelto, abundancia de bacterias,
organismos inferiores y algunas especies animales que viven de las materias
orgánicas en descomposición.
2.4. Efectos de la contaminación en la cuenca hidrográfica del río Guaní.
Eutrofización y penetración de la luz.
El proceso de eutrofización se puede producir en la corriente del río debido a las
características de este, que están muy marcadas por la cantidad de nutrientes y poco
oxígeno disuelto.
El ritmo acelerado de la eutrofización en el cuerpo de agua produce residuos
orgánicos provenientes del crecimiento excesivo de algas y plantas, que al
descomponerse aumenta la actividad consumidora de oxígeno disuelto, convirtiendo
el ambiente en un medio anóxico para la vida de los peces. También se produce la
turbiedad en el agua que imposibilita la penetración de la luz en el fondo, haciendo
imposible la fotosíntesis en este lugar.
Si bien no se puede invertir la eutrofización natural, la provocada por el hombre sí;
esto se logra con el control o la posible eliminación de la fuente de sobrecarga de
nutrientes.
46
Efectos de contaminación de las aguas de riego.
En la cuenca de río Guaní se desarrolla la agricultura mediante la producción de
cultivos varios y de la caña de azúcar, produciendo cantidades de residuales líquidos
en forma concentrada. La contaminación de las aguas superficiales y subterráneas
se produce por el lavado de excesos de nutrientes orgánicos e inorgánicos en el
suelo a causa del escurrimiento de lluvias o del riego.
El fósforo tanto de fertilizantes químicos como productos de la transformación de la
materia orgánica en el suelo por acción de las bacterias, constituye uno de los
principales contaminantes, junto a los nitritos y sodios también derivados del uso de
abonos. También se incluyen los plaguicidas y herbicidas que son lavados del suelo
y las plantas por la lluvia o el riego.
Efecto de la descarga de aguas a altas temperaturas en el río Guaní.
La temperatura del agua es un factor que se debe tener en cuenta para el
saneamiento de las corrientes ya que además de ser un factor del ciclo hidrológico
debido a su dominio sobre la evapotranspiración, influye sobre la velocidad de
degradación de la materia orgánica y el nivel de OD y sobre la vida acuática.
La temperatura del río es elevada debido a la cantidad de residuos que generan las
empresas ubicadas en su cuenca, lo que provoca un deterioro en el medio y en su
vida acuática. La transferencia de calor es la principal causa debido a que se está
utilizando la vinaza para el riego de la caña de azúcar y esto provoca aún más que
se incremente el calor específico del suelo, reduciendo la evaporación por
enfriamiento.
2.5. Relación entre las características de la cuenca y la contaminación.
Mediante el estudio de las características de la cuenca hidrográfica y la calidad del
agua del río Guaní, se obtienen un grupo de resultados.
Factores climáticos.
El comportamiento de las lluvias es elevado en los meses de junio a octubre,
que corresponde al período de ocurrencia de las mayores temperaturas.
47
La vegetación ocupa un porciento mediano del área de la cuenca, con
bosques en su mayoría, y mangle cercano a la región costera, otra gran parte
de la cuenca presenta deforestación.
El suelo que más predomina es del tipo ferralítico rojo y el fersialítico pardo
rojizo, ubicados en la región central de la cuenca.
El uso del suelo está reflejado al cultivo y a la ganadería, siendo el cultivo lo
más realizado, la mayor área es ocupada por bosques y pastos, aunque los
cultivos que se realizan están muy próximos al río y a sus afluentes, los
mayores cultivos realizados son cultivos varios y caña de azúcar, ubicados en
las zonas más altas y bajas respectivamente, el de caña de azúcar está muy
próximo al punto de muestreo.
La geología muestra la mayor formación de roca Palenque, ubicada en el
centro de la cuenca, la zona de muestreo está ubicada en la formación de la
roca Camacho, en la región predomina la roca del tipo carbonatada.
La infiltración que se producen en la cuenca es elevada de, debido a que el
suelo es permeable, se produce infiltración subterránea en el sur de la cuenca.
La topografía que se encuentra en la cuenca es regular con pendientes
suaves.
La evaporación que se presenta en la cuenca es elevada en correspondencia
con los niveles de humedad que también son elevados.
La nubosidad es media, ocurriendo con mayor intensidad en la época lluviosa
del año.
El viento durante el período lluvioso domina la influencia del anticiclón
oceánico, manifestándose en este período la mayor intensidad que oscila de
moderada a fuerte.
Factores hidrológicos.
El mayor escurrimiento que se produce es el superficial, y el subterráneo se
conduce mayormente en el curso del río Guaní.
El caudal medio del río puede alcanzar valores de 100 l/s.
El tamaño y área tributaria en la cuenca definen una red hidrográfica sencilla
en la zona.
48
La caracterización de la corriente del río refleja un régimen impermanente
durante el año, teniendo tramos secos en época de seca, la corriente cercana
a la costa se mantiene estable.
La sección transversal del río muestra una mayor profundidad de circulación
de agua en el río aguas arriba del muestreo, de forma mediana donde se
toman las muestras y en menor forma aguas abajo.
Calidad de las aguas.
Según los índices de calidad del agua muestra valores de contaminada.
Las calidades de las aguas dan fuera de lo aceptable para aguas receptoras
en los parámetros de conductividad eléctrica, DQO, oxígeno disuelto.
Las calidad de las aguas están casi fuera de lo aceptable para aguas como
fuente de abasto superficial en los parámetros de turbiedad.
El estudio biológico muestra que la corriente superficial del río da una
contaminación del tipo polisaproba, poco OD, formación de sulfuros.
Los resultados obtenidos relacionan aspectos fundamentales que intervienen en el
proceso de contaminación de las aguas.
Los valores y características de evaporación, nubosidad y del viento oscilan de
medias a fuertes en el período lluvioso.
En los meses de mayores temperaturas se propicia a la mayor propagación de la
contaminación debido a la elevada ocurrencia de lluvias.
Una gran parte de la cuenca presenta deforestación, que influye en la propagación
de contaminantes más rápidamente, pues carece de un proceso de filtrado natural
mediante la vegetación.
El uso del suelo que presenta una gran área destinada a cultivos varios y caña de
azúcar, así como a la ganadería, provocan el desarrollo de la contaminación, ya que
estas actividades propician el vertimiento de contaminantes al suelo; se observa
mayor influencia de la contaminación en las zonas donde se desarrollan los cultivos
varios que se encuentran mayormente en los suelos ferralíticos rojos lixiviados y
pardo rojizos, los cuales influyen en la propagación del contaminante por ser
49
profundos y de poca textura llegan a restringir las posibilidades de producción
agrícola en estos suelos, también se observa que el cultivo de caña de azúcar, se
encuentra próximo a la toma de muestra del agua en un suelo ferralítico amarillento,
el cual propicia la contaminación debido a las pérdidas de agua por escurrimiento y
los elevados índices de infiltración, restringiendo la producción de cultivos.
La geología presente en los cultivos varios es del tipo formación Vega, y la presente
en la caña de azúcar es la formación Camacho, lo que indica que el riego del cultivo
hace influencia en la contaminación, por estar ubicada en una roca que propicia una
entrega moderada de agua.
La evaporación que se presenta es elevada, esta se origina con más intensidad en la
región más montañosa, donde nace el río Guaní, en este lugar los niveles de
humedad son más elevados y se produce mayor nubosidad en la época de lluvia del
año, dando lugar a las mayores precipitaciones en esta región.
La propagación en forma superficial de los contaminantes en esta región, debido a
los cultivos varios, va a ser mayor, por a las lluvias y el escurrimiento que se
produce, y por el tipo de roca existente en la zona.
El escurrimiento subterráneo se produce mayormente en la zona centro y
desembocadura del río por el tipo de roca, suelo y topografía existente en la región,
esto muestra que la mayor contaminación subterránea se puede producir, es por el
cultivo de la caña de azúcar, ubicado en el área más favorable para la infiltración.
El gasto medio y el escurrimiento en la cuenca de pequeño tamaño hace que el agua
que pasa por la zona de estudio vaya disminuyendo a medida que corre por su
curso, para lo cual es necesario la utilización de las secciones transversales.
Todos estos factores inciden directamente en la calidad de las aguas superficial del
río Guaní, donde se manifiestan valores de contaminación y la afectación en las
aguas subterráneas para el abasto a la población.
50
Capítulo 3. Focos y vías de contaminación en el programa de
protección del río Guaní.
En el capítulo se definirán los focos y las vías de contaminación de las aguas cuenca
hidrográfica del río Guaní apoyándose en los estudios que realiza la empresa
Recursos Hidráulicos; la forma de contaminación que se produce mediante las vías
de circulación del agua superficial y subterránea en la cuenca, y la influencia de los
focos y vías de contaminación en el programa de protección del río Guaní.
3.1. Focos contaminantes en la región de la cuenca del río Guaní.
Con el apoyo de los sistemas de información geográfica se señalan las
construcciones y en dependencia de las características del vertimiento de residuales
producidos por estas se definen los focos de contaminación.
Construcciones existentes en la región del la cuenca del río Guaní.
Figura 12. Construcciones en la cuenca del río.
51
Dentro de la zona se encuentran ubicadas entidades productivas de la Empresa
Azucarera Villa Clara de AZCUBA, estas son el central azucarero “Heriberto
Duquesne”, que después de la restructuración quedó conformada como Unidades
Empresariales de Base (UEB) “Central Azucarero Heriberto Duquesne” que incluye el
batey, conformado por varias viviendas y demás centros de trabajos y la empresa
“Derivados Heriberto Duquesne”.
Actividades que se realizan en la región de la cuenca del río Guaní.
En la región de la cuenca se realizan diferentes actividades agrícolas, dentro de las
cuales están el cultivo de caña de azúcar, cultivos varios, plantaciones y la mayor
parte está destinada al pastoreo para la ganadería.
También prevalece como una de las principales acciones en la zona la producción de
azúcar crudo y mieles en la UEB “Central Azucarero Heriberto Duquesne”; la
elaboración de alcohol, rones y derivados en la destilería y fábrica de ron de la UEB
“Derivados Heriberto Duquesne”; la reproducción de biogás en la planta con un
digestor metanogénico que procesa la vinaza de la destilería.
En el batey “Heriberto Duquesne” se realizan todo tipo de actividades cotidianas: la
producción de alimentos, construcción de viviendas, el vertimiento de residuales
domésticos, la descarga de aguas albañales, actividades recreativas en las orillas del
río o cercanas a la cuenca.
Vertimiento de residuales en la región de la cuenca del río Guaní.
Las Unidades Empresariales de Base “Central Azucarero Heriberto Duquesne” y
"Derivados Heriberto Duquesne" vienen realizando, por más de 20 años, vertimientos
de residuales contaminantes orgánicos, que se desplazan al por dos lagunas de
oxidación en mal funcionamiento hacia el río Guaní. La vinaza generada en las
destilerías se caracteriza por presentar altas temperaturas y concentraciones de
materia orgánica en términos de Demanda Química de Oxígeno (DQO) y Demanda
Bioquímica de Oxígeno (DBO5), de sólidos biodegradables, bajos valores de pH
aportando altas cargas de contaminantes.
52
Además se incluye el vertido de aguas albañales en el asentamiento poblacional
(batey) del central azucarero, el cual está compuesto por viviendas, puesto médico,
centros de elaboración de alimentos y recreación. Los desechos del batey escurren
directamente a otra laguna de oxidación que no está en funcionamiento, por lo que
son vertidos al río sin tratamiento alguno.
Definición de los focos contaminantes.
Tabla No 4. Calidad de agua del río Guaní en posibles focos de contaminación.
Parámetros
Según NC 93-11
Ríos clase B según la NC 27: 2012.
Central Destilería Batey Cultivo Cría de animales
(pH) (unidades). 6-9 6-9 6.02 3.82 x x x
Conductividad eléctrica (µS/cm).
- 2000 650 10500 - x -
Temperatura (ºC).
>2.5 40 x x - - -
Material flotante. - 10 - - x - x
Sólidos sedimentables flotantes (ml/L).
- Ausente 800 8 x - x
DQO (mg/l). - 2 8640 41600 x - -
DBO (mg/l) 4 40 3629 17472 x x x
Nitrógeno total (Kjd).
45 90 - 980 - x -
Fósforo (mg/l). - 10 x x x x x
Grasas y aceites (mg/l).
0.3 4 - - x - -
OD (mg/l). 4 > 3 0 0 x x x
Coliformes fecales (NPM/100 ml).
1000 1000 - - x - x
53
El análisis antes mostrado refleja como principales focos de contaminación de tipo
orgánica a la corriente de agua del río Guaní se señalan la Destilería de “Ron Mulata”
y el Central Azucarero “Heriberto Duquesne”, debido a los altos contenidos de
residuales orgánicos que son vertidos, generando una carga contaminante de miles
de toneladas al año en términos de DBO5, además de los cientos de metros cúbicos
diarios de vinaza con altas temperaturas y valores bajos de pH.
Se aprecian otros focos contaminantes en menor grado como son de los desechos
provenientes de las actividades cotidianas en el batey del central azucarero y el riego
de los cultivos que se producen en la zona.
Entre las causas originadas por los seres humanos, las fuentes de contaminantes en
la zona son las descargas de residuales y el tratamiento ineficiente de las fábricas
construidas en la zona; los productos agrícolas y los nitratos son los que generan
mayor precaución.
3.2. Vías de contaminación de la región de estudio.
Para definir las vías de contaminación es necesario apoyarse en mapas donde se
relacionen todas las características geológicas, hidrogeológicas, topográficas y el
relieve presentes en la cuenca del río Guaní.
Contaminación del agua superficial en la cuenca del río.
El tipo de suelo, la intensidad de las lluvias y la topografía ondulada de la cuenca son
los factores que más influyen en el escurrimiento, el cual interviene en la
contaminación de las aguas superficiales.
En las zonas llanas o ligeramente onduladas de la cuenca abundan los suelos tipo
ferralítico, y fersialítico pardo rojizo, los cuales son profundos y de textura media a
fina, aptos para el cultivo pero con problemas de drenaje. En las pendientes
escarpadas de las colinas donde los suelos son ferralítico rojo lixiviado, ferralítico
amarillento, pardo con carbonatos y esqueléticos, estos suelen ser pocos profundos,
erosionados, de consistencia compacta o ligeramente compacta y de buen drenaje,
pero menos aptos para el cultivo; las pérdidas de agua por escurrimiento y los
elevados índices de infiltración llegan a restringir las posibilidades de producción
54
agrícola en estos suelos. En la costa son más profundos, la mayoría humificados;
algunos sectores presentan componentes salinos, que se pueden incrementar con el
pasar de los años, producto de los regímenes de escorrentía y la deforestación de la
parte baja de la cuenca.
La topografía donde se encuentran los focos contaminantes es elevada, lo que
facilita el escurrimiento superficial y subsuperficial de las aguas residuales hacia la
corriente de agua del río Guaní, el cual se encuentra en cotas de menor elevación
(ver anexo 3, tablas 1 y 2). Todo el residual líquido sigue el curso de agua recibiendo
los nutrientes y abonos de las escorrentías superficiales producidas por las
precipitaciones y el riego de los cultivos que se practican en la zona (figura 12).
Al ocurrir la descarga de los contaminantes en la parte alta de la cuenca el agua
superficial arrastra los desperdicios por toda su corriente. En la zona de estudio de la
cuenca las curvas de nivel son menores de 10 m trayendo consigo que el
escurrimiento agrícola y de los residuales líquidos llegue con menos fuerza
comparada con el punto inicial de vertimiento, pero con la pendiente necesaria para
que escurran los contaminantes igual de nocivos (ver las figuras 7, 8, y 9).
Este estudio de contaminación superficial, queda reflejado en el mapa de drenaje
superficial de la cuenca, mostrando con flechas de más intensidad y de menos
intensidad las contaminaciones mayores y menores respectivamente, así como el
sentido de estas.
Como los valores de intensidad de las lluvias es menor que los de capacidad de
infiltración, parte de la precipitación se convierte eventualmente en escurrimiento
sobre el terreno; sin embargo, los volúmenes serán de poca cuantía.
55
Figura 13. Drenaje superficial de la cuenca hidrográfica.
Contaminación del agua subterránea en la cuenca del río Guaní.
Para el estudio de las aportaciones de agua subterránea que realiza el acuífero al río
es imprescindible conocer la relación estrecha que hay entre los dos. La forma de
contaminación vendrá dada por dos factores fundamentales: la situación de las
formaciones geológicas permeables en relación con el cauce del río y la situación de
los niveles del río y de los niveles potenciométricos en la zona del acuífero aledaña al
río.
Los niveles piezométricos de la cuenca son descendentes desde el inicio hasta la
desembocadura, esto se debe a que el agua en la cabecera de la cuenca tiene un
mayor empuje. Este empuje se reduce a medida que van disminuyendo las curvas de
nivel en la cota base de la cuenca.
56
Los ríos influentes de la cuenca del río Guaní no reciben ninguna escorrentía
subterránea aunque su cauce este en terrenos permeables y pierden caudal por la
infiltración. La principal fuente de recarga del acuífero es la infiltración del agua a
través de los cauces del río o procedentes de las lluvias, esto se debe a que el nivel
del agua es más alto que la superficie saturada de los materiales permeables de la
zona.
Como se conoce existe una estrecha relación entre la estructura geológica de un
lugar y la ocurrencia del agua subterránea. Por consiguiente el conocimiento de la
geología permite obtener una idea bastante aproximada de las posibilidades de
existencia de un acuífero y de su probable comportamiento.
Las formaciones geológicas que más se destacan en la cuenca son la formación
Vega, Palenque y Camacho. En la zona donde se encuentran los principales focos
contaminantes la geología es variable, pero la formación Vega es la que más se
extiende. Esta zona se caracteriza por la presencia de brechas carbonáticas,
constituida por variedades de calizas, dolomitas y en menor cantidad pedernales, y
su transición es vertical y horizontal a las calizas. También existen brechas
polimícticas, constituidas principalmente por fragmentos de calizas, silicitas,
areniscas, rocas volcánicas, gabroides, serpentinitas, anfibolitas y granodioritas. Esta
formación por sus características entrega cantidades pequeñas de agua.
En el centro de la cuenca, donde las pendientes son medias, está estructurada por la
formación Palenque. Esta formación entrega cantidades de agua moderadas, ya que
se caracteriza por la presencia de rocas calizas microcristalinas, organógenas, en
menor grado dentríticas, con intercalaciones de dolomitas. Pueden observarse
intercalaciones de calcaritas y brechas intraformacionales, y fragmentos de
macrofósiles y microfósiles, estratos medios a gruesos. Los colores que predominan
son el blanco, gris claro, crema y rosado.
Al norte, en la llanura de la cuenca se encuentra la formación Camacho, la cual
abarca casi toda esta área. Esta formación se define por estar compuesta de limos
areno-arcillosos y arcillas limosas con intercalaciones de gravas finas y concreciones
57
de carbonato, así como cristales dispersos de yeso. Estas características geológicas
permiten de forma general de entregar cantidades de agua relativamente grandes.
Siguiendo las líneas de flujo de la corriente subterránea (ver figura 13) se observa
que la dirección va en el mismo sentido de la corriente del río, lo cual representa la
contaminación del acuífero de residuales líquidos y fertilizantes, ejemplo: urea, que
escurren por la lluvia o el riego. El flujo subsuperficial será importante ya que el agua
no será retenida por la capilaridad y no aumentará el contenido de humedad retenida
en el suelo.
Estos problemas provocan impactos negativos en la cuenca, principalmente
imposibilitando poner en explotación los pozos destinados para el abasto a
instalaciones turísticas en la ciudad de Caibarién y a parte de la población.
Este estudio de contaminación subterráneo, queda reflejado en el mapa de drenaje
subterráneo de la cuenca hidrográfica, mostrando con flechas de más intensidad y de
menos intensidad las contaminaciones mayores y menores respectivamente, así
como el sentido de estas.
58
Figura 14. Drenaje subterráneo de la cuenca hidrográfica.
La contaminación del agua subterránea puede estar presente por largo tiempo ya
que al agua subterránea, por su difícil acceso, no se le puede aplicar fácilmente
procesos artificiales de depuración como los que se pueden aplicar a los depósitos
superficiales.
Definición de las vías de contaminación en la región de estudio.
El estudio de la contaminación en el escurrimiento superficial y subterráneo de la
cuenca, dan lugar a la definición de las vías por donde transportan los
contaminantes. Para ello se analiza la circulación de la contaminación en la cuenca
atendiendo a sus principales características.
En el tramo de estudio la contaminación se produce por diferentes vías. En la zona
saturada el agua se mueve horizontalmente ya que todos los poros están llenos,
mientras que en la zona no saturada el agua busca infiltrarse verticalmente hacia el
nivel freático, donde se desplaza desde los puntos de mayor energía hacia los de
menor energía potencial. Las sustancias disueltas contaminantes incorporadas al
flujo del acuífero pueden ser transportadas por el movimiento del agua, por difusión
molecular o por ambos simultáneamente; cuando se transportan por el agua en
movimiento lo hacen en la dirección de flujo.
La definición de las vías de contaminación, queda reflejado en la unión de los mapas
de drenaje superficial y subterráneo de la cuenca hidrográfica, mostrando con flechas
de más intensidad y de menos intensidad las contaminaciones mayores y menores
respectivamente, así como el sentido de estas.
59
Figura 15. Mapa de las vías de contaminación en la cuenca hidrográfica del río
Guaní.
3.3. Influencia de los focos y vías de contaminación en el programa de
protección del río Guaní.
Programa de protección del río Guaní.
Para el estudio de la contaminación en los ríos, la empresa de Recursos Hidráulicos
de Villa Clara cuenta con un procedimiento que tiene como objetivo establecer pasos
para el control de las fuentes contaminantes y renovar el inventario a nivel provincial.
Esta actividad en diciembre de cada año ejecuta para cada cuenca hidrográfica con
la Dirección Provincial de Recursos Hidráulicos (DPRH), la Subdelegación de
Inspección Estatal y el CITMA.
Estado sanitario del cuerpo receptor.
Capacidad autodepuradora del cuerpo receptor.
60
Principales características hidrológicas o tramo de cuenca bajo estudio.
Calidad del agua del cuerpo receptor, vinculada con su uso, en toma existente
aguas abajo del futuro vertimiento.
Evaluación del efecto del vertimiento bajo estudio con relación a otras
descargas de residuales que recibe el cuerpo receptor (límite de asimilación).
Vínculos entre el cuerpo afectado y otros cuerpos de aguas, tanto interiores
como marinos.
Control del cumplimiento de los parámetros establecidos en la norma cubana.
Se le indica a los vertedores de aguas residuales caracterizar los residuales si se
vierten a cuerpos receptores, mediante análisis y mediciones con el fin de conocer si
cumplen los límites máximos permisibles promedios, se deben contemplar:
Niveles del residual vertido.
Volumen del residual a verter referido a una unidad de tiempo (gasto).
Carga contaminante calculada que impuesta al cuerpo receptor.
Lugar y forma del vertimiento (entubado, a cielo abierto, soterrado etc.
Permanencia en el tiempo del vertimiento. (Periodos máximos y mínimos).
Medidas de minimización para la contaminación.
A raíz de este estudio se creó una variante de tratamiento en la destilería y en el
central azucarero, que consta con la construcción de una planta de biogás. Se
colocaron trampas de sólidos en la industria azucarera y en la entrada de la planta de
biogás y se fabricaron dos lagunas de oxidación, estas se diseñaron en base a que el
caudal de ambas industrias sea tratado primeramente en la planta de tratamiento
residual.
Se ubica el residual generado por el central azucarero, con una eficiente separación
de sólido, en la dilución de la vinaza y que todo el residual de la destilería se tratara
inicialmente en la planta de biogás.
Medidas preventivas para la contaminación
Visitas de control y supervisión a las fuentes de contaminación.
61
Incidencia en la minimización de la contaminación del río.
La definición de los focos contaminantes se utiliza para contribuir con la minimización
de las cargas contaminantes emitidas por ellos de tal forma que:
Mejorar la utilización de los fertilizantes o plaguicidas empleados para los
cultivos varios y la caña de azúcar.
Colocar sistemas de tratamientos para el agua residual, en las viviendas
existentes en el batey
Se cumpla con el tratamiento de residuales en la Destilería y en el Central
azucarero.
Se coloque sistemas de tratamientos para la cría de animales.
Las vías de contaminación se emplean en la minimización de la contaminación
mediante:
Ubicación del vertimiento de residual de las industrias, lo más alejado posible
del río.
Colocar la zona de siembra de los cultivos más alejada del río y de sus
afluentes.
Desplazar el vertimiento del residual de las viviendas lo más alejado del río y
del manto freático.
Realizar el pastoreo alejado del rio y sus afluentes, así como la ubicación de su cría.
Influencia del estudio en el programa de protección del río Guaní.
En el estudio realizado sobre la contaminación de la corriente en el río se interpretan
las características del medio ambiente mediante:
Estudio sanitario del cuerpo receptor.
Caracterizar de las unidades del suelo mediante mapas con fines de
ordenación en la cuenca.
Elaborar un mapa de cobertura y de uso de suelo de la zona.
62
El análisis del mapa geológico mediante la descripción de las formaciones
geológicas de la cuenca.
Diagnosticar el comportamiento de la red hidrológica y climatológica a nivel de
cuenca.
La caracterización de la vegetación en la cuenca.
Control del cumplimiento de los parámetros establecidos en la norma cubana.
El diagnóstico de la calidad del agua y de los índices de calidad, y la identificación y
análisis de los vertimientos de residuos en:
Las industrias.
Las viviendas.
Área de cultivos.
Región de cría de animales.
Medidas de minimización para la contaminación.
Empleo de los focos colocando un tratamiento más adecuado según sea el
tipo de contaminante, para su reducción.
Mediante la trayectoria de las vías de contaminación, se definen los lugares
más adecuados para realizar el vertimiento de residuales, y actividades
agrícolas.
Medidas preventivas para la contaminación.
Empleo como mejor zona para la construcción la región centro de la cuenca, y
cercano a la divisoria de esta.
Estos factores son el soporte de la fase de prospectiva y mejora del programa de
protección de la cuenca.
63
Conclusiones:
1. El estudio realizado en el río Guaní, permite ver la relación de las
características de la cuenca hidrográfica y los factores contaminantes que
intervienen en la definición de focos y vías de contaminación.
2. Se observa de forma más detallada el proceso de causa y efecto de la
contaminación existente, mediante la influencia en el programa de
contaminación.
3. El empleo de los programa de computación en el manejo de mapas de
información en la cuenca hidrográfica, contribuyen al análisis crítico de los
focos y vías de contaminación en esta.
4. En el trabajo se resumen las entidades que intervienen en el programa de
protección del río Guaní.
5. Con la definición de los focos contaminantes y las vías de contaminación se
observa la influencia en el programa de protección del río Guaní, lo cual
contribuye al mejoramiento de este.
64
Recomendaciones:
1. Se debe analizar a profundidad la existencia de los problemas de
contaminación salina en el río por tener este problema la cuenca.
2. Analizar todos los focos de contaminación definidos en la cuenca, para ver su
intensidad en este proceso.
3. Estudiar los problemas de eutrofización que se puede generar por las
condiciones de la corriente del agua.
4. Crear un programa de protección del río Guaní, teniendo en cuenta los focos y
vías de contaminación definidos, así como las características de la cuenca.
65
Referencias bibliográficas.
(CITMA)., M. d. C. T. y. M. A. (2015.). Proyecto Estrategia Ambiental Nacional
2016/2020. CITMA. Cuba.
(WMO)., W. M. O. (2012) International Glossary of Hydrology.
Benamor Batista, O., et al. (2017). "EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS
EN CUENCAS UTILIZANDO ÍNDICES DE CALIDAD (ICA) " CUBAGUA 2017. I
TALLER DE GESTIÓN INTEGRADAS DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS .
Brito Gallozo, L. (1997). Principales transformaciones del medio geográfico en la
cuenca del río Cauto., Universidad de La Habana.
Campos Aranda, D. F. (1993). Procesos del ciclo hidrológico. San Luis Potosí,
México.
Casal, P. ( 2009) Los 10 ríos más contaminados del mundo.
Cordova, Y. (2016) ALGUNOS "SOFTWARES LIBRES" PARA LA INGENIERÍA DE
LOS RECURSOS HÍDRICOS. Comunidad de Práctica "Ciencia para la Adaptación".
Dourojeanni, A. and A. Jouravlev (1999) Gestión de cuencas y ríos vinculados con
centros urbanos.
Frers, C. (2008). "Problemas de contaminación en el agua." Eco Portal.net. from
http://www.ecoprtal.net.
García Fernandez, J. M. G. D., J.B. (2017). ""A 20 años de la creación de los
consejos de cuencas"." CUBAGUA 2017. I TALLER DE GESTIÓN INTEGRADAS
DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS .
GEODAN. (2015). "MapInfo Professional. Gestiona y analiza tus datos geográficos.".
from https://www.geodan.es/productos/mapinfo-profesional/.
Hernandez Rossié, A. and J. M. Macías González (2008). Saneamiento Ambiental y
protección de corrientes.
66
IAGUA (2017). "Empeoran los problemas de contaminación de las aguas por nitratos
en Alemania.". from http://www.iagua.es/noticias/ue/14/07/10/empeoran-los-problemas-de-
contaminacion-de-las-aguas-por-nitratos-en-alemania-51909.
INRH (2013) Los caminos del agua en Cuba. enero del 2017,
Machín Rodríguez, N. (2006). Calidad Ambiental de la ciudad de Pinar del Río.
Cub@: Medio Ambiente y desarrollo. Delegación del CITMA, Pinar del Río.
Martínez, J. (2012). Programación de errores en cálculos hidrológicos con caudales
obtenidos mediante curvas de nivel-caudal construidas con baja densidad de aforos
líquidos. Facultad de ingeniería. Bogotá, Colombia, Pontificia Universidad Javeriana.
Mejía Clara, M. R. (2005.). Analísis de la calidad del agua para consumo humanon y
percepción local para las tecnologías apropiadas para su desinfección a escala
domiciliaria, en la microcuenca El Limón, San Jerónimo, Honduras. . Turrialba, Costa
Rica., Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza Tropical.
Miravet Sánchez, B. L. G., Alberto. Salinas Chávez, Eduardo. (2016). Carga
contaminante dispuesta en cuenca Ariguanabo, provincia Artemisa, Cuba. Revista
Cubana de Ingenieria. VII: 55-63.
Moreno Mata, M. T. (2009). INDICADORES AMBIENTALES PARA EVALUAR LA
CALIDAD DEL AGUA (ICA) Y SU APLICACIÓN EN LA CUENCA HIDROGRÁFICA
SAGUA LA GRANDE. Facultad de química y farmacia., Universidad Central "Marta
Abreu" de las Villas.
Pérez Monteagudo, F. (2008). Introduccion a la Ingenieria Hidráulica Ambiental.
Quintero, G. y. c. d. a. (2012). Proyecto-Sistemas de preparación de los directivos del
MINED para perfeccionar su desempeño profesional pedagógico ambiental para
desarrollo sostenible., Diección Provincial de Educación y la Universidad de Ciencias
Pedagógicas de Camaguey.
Valcarce Ortega, R. M. (2016). "Vulnerabilidad y riesgo de contaminación de la
Cuenca Dolores - Sagua La Chica, Cuba."
Villón Béjar, M. (2002). Hidrología. Costa Rica.
67
Bibliografía:
1. Sánchez Morales, Rodolfo. Criterios de la Delegación Provincial de Recursos
Hidráulicos sobre la Solución a los Residuales de Heriberto Duquesne. 2005.
2. Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente. Delegación Provincial Villa
Clara. Evaluación de impacto ambiental de los efectos de descargas de aguas
residuales a los ríos "Guaní" y "Managüimba" generadas por las UEB "Heriberto
Duquesne". 2013.
3. Moreno Mata, Maritza. Delegación provincial de Recursos Hidráulicos de Villa
Clara. Informe sobre la evolución de la contaminación que presenta el río Guaní.
4. Moreno Mata, Maritza. Informe sobre la situación de los residuales de la empresa
Mielera “Heriberto Duquesne”.
5. García Delgado, D y autores. Mapa Geológico de Cuba Central (provincias de
Cienfuegos, Villa Clara y Sancti Spíritus a escala 1:25000.
6. NC 27: 2012 Vertimiento de las aguas residuales a las aguas terrestres y
alcantarillado. Especificaciones.
7. NC 93-11Higiene comunal. Fuentes de abastecimientos de Cuba.
8. NC 287-2010 "Agua potable. Requisitos sanitarios"
9. Ramos Jiménez, Humberto y autores. 2006. Empresa de investigaciones y
proyectos hidráulicos. Memoria descriptiva, actualización del mapa hidrogeológico de
Villa Clara. Escala 1:100000.
10. Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente. Proyecto Estrategia
Ambiental Nacional 2016/2020. Versión diciembre de 2015.
11. Villón Béjar, Máximo. 2002. Hidrología.
12. Springall, Rolando. 1970. Hidrología. Primera parte.
13. Mejía Clara, Mario René. 2002. Análisis de la calidad del agua para consumo
humano y percepción local para las tecnologías apropiadas para su desinfección a
escala domiciliaria, en la microcuenca El Limón, San Jerónimo, Honduras.
68
14. Llamas Siendones, José. 1993. Hidrología general. Principios y aplicaciones.
15. Hernández Rossié, Armando y Macías González, José M. 2008. Saneamiento
Ambiental y protección de corrientes.
16. González, Ana Margarita. 2016. La obligación de sanar el ambiente. Periódico
Granma.
17. Campos Aranda, Daniel F. 1993. Procesos del ciclo hidrológico.
18. Arellano Díaz, Javier. 2002. Introducción a la Hidrología Ambiental.
Pérez Monteagudo, Fernando. 2008. Introducción a la Ingeniería Hidráulica
Ambiental.
18. Miravet Sánchez, Bárbara Liz. García, Alberto. Salinas Chávez, Eduardo. 2016.
Carga contaminante dispuesta en cuenca Ariguanabo, provincia Artemisa, Cuba.
19. Moreno Mata, Maritza T. 2009. Indicadores ambientales para evaluar la calidad
del agua (ICA) y su aplicación en la cuenca hidrográfica Sagua la grande. Facultad
de química y farmacia. Universidad Central "Marta Abreu" de las Villas.
20. Machín Rodríguez, Nancy. 2006. Calidad Ambiental de la ciudad de Pinar del
Río. Cub@: Medio Ambiente y desarrollo. Delegación del CITMA, Pinar del Río.
http://ama.redciencia.cu/artículos/10.03.pdf.
21. Dourojeanni, Axel. 1999. Gestión de cuencas y ríos vinculados con centros
urbanos. http://www.cepal-org/espublicaciones/31384-gestión-cuenca-ríos-
vinculados-centros-urbanos.
22. Valcarce Ortega, Rosa María. 2016. Vulnerabilidad y riesgo de contaminación de
la Cuenca Dolores - Sagua La Chica, Cuba.
23. García Fernández, Jorge Mario; Gutiérrez Díaz, J.B. 2017. "A 20 años de la
creación de los consejos de cuencas". CUBAGUA 2017. I TALLER DE GESTIÓN
INTEGRADAS DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS. La Habana, Cuba.
24. Curso 4: Flujo de agua en suelos. 2011. Fundamentos y aplicaciones.
Universidad de Chile, Facultad de ciencias físicas y matemáticas, Departamento de
ingeniería civil.
25. IAGUA. 2017. Empeoran los problemas de contaminación de las aguas por
nitratos en Alemania. http://www.iagua.es/noticias/ue/14/07/10/empeoran-los-
problemas-de-contaminación-de-las-aguas-por-nitratos-en-alemania-51909.
69
26. Córdova, Yoel. 2016. Comunidad de Práctica "Ciencia para la Adaptación".
ALGUNOS "SOFTWARES LIBRES" PARA LA INGENIERÍA DE LOS RECURSOS
HÍDRICOS. http://para-agua.net/explorar/noticias/958-algunos-instrumentos-de-
software-libre-para-ingeniería-de-los-recursos-hídricos.
27. Casal, Paco. 2009. Los 10 ríos más contaminados del mundo.
http://www.lareserva.com/home/10-ríos-más-contaminadas-del-planeta.
28. GEODAN. 2015. MapInfo Professional. Gestiona y analiza tus datos geográficos.
https://www.geodan.es/productos/mapinfo-profesional/.
29. González, Lisardo. 2015. Procedimiento de Identificación de Contaminantes en
Cuencas Hidrogeológicas. Departamento de Ingeniería Hidráulica. Facultad de
Construcciones. Universidad Central Marta Abreu de las Villas.
30. Resolución 0631 de 2015. Colombia. Norma donde se establecen los parámetros
y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de
agua superficiales y a los sistemas de alcantarillado público y se dictan otras
disposiciones.
http://www.minambiente.gov.co/images/normativa/app/resoluciones/d1-
res_631_marz_2015.pdf.
31. Real Decreto 817/2015, de 11 de septiembre. España. Criterios de seguimiento y
evaluación del estado de las aguas superficiales y las normas de calidad ambiental.
https://www.boe.es/diario_boe/txt.php?id=BOE-A-2015-9806.
32. Introducción a la Ley de Agua Limpia. Estados Unidos de América. US
Environment Protection Agency.
http://cfpub.epa.gov/watertrain/pdf/modeles/Introducción_a_la_Ley_de_Agua_Limpia.pdf.
Anexos:
Anexo 1
Tabla 1: Límites máximos permisibles promedio para las descargas de aguas
residuales según la clasificación de cuerpo receptor.
Parámetros
UM
Ríos y embalses
Acuífero
Vertimiento en suelo y
Zona saturada de 5m
Acuífero
Vertimiento directo a la
zona saturada
(A) (B) (C) (A) (B) (C) (A) (B) (C)
pH Unida
d
6,5-8.5 6-9 6-9 6-9 6-9 6-10 6-9 6-9 6-10
Conductivida
d
Eléctrica
µS/c
m
1400 2000 3500 1500 2000 4000 1500 200
0
4000
Temperatura ºC 40 40 50 40 40 50 40 40 50
Grasas y
aceites
mg/L 10 10 30 5 10 30 ausent
e
10 20
Materia
flotante
- ausent
e
ausent
e
- ause
nte
ausent
e
ausent
e
ausent
e
- ausent
e
Sólidos
sedimentabl
es flotantes
ml/L 1 2 5 1,0 3,0 5,0 0,5 1,0 5,0
DBO5 mg/L 30 40 60 40 60 100 30 50 100
DQO
(Dicromato)
mg/L 70 90 120 90 160 250 70 140 250
Nitrógeno
total(Kjd)
mg/L 5 10 20 5 10 15 5 10 15
Fósforo total mg/L 2 4 10 5 5 10 5 5 10
Anexo 1
Tabla 2: Características físicas, químicas y bacteriológicas de las aguas en las
fuentes de abastecimiento según la NC 93-11 y la NC 287-2010.
PARAMETROS U/M LMPP
Potencial de hidrógeno (pH) U 6-9
Conductividad eléctrica (CE) µS/cm -
Turbiedad UNT 10
Nitrato (NO31- ) mg/L 45
Carbonato (CO32- ) mg/L -
Bicarbonato (HCO31- ) mg/L -
Cloruro (Cl1- ) mg/L 250
Sulfato (SO42- ) mg/L 400
Calcio (Ca2+) mg/L 200
Magnesio (Mg2+) mg/L 150
Sodio (Na1+) mg/L 200
Potasio (K1+) mg/L -
Sales Solubles Totales.(SST) mg/L -
Hierro (Fe3+ -) mg/L 0,3
Manganeso (Mn2+) mg/L 0,4
Nitrito (NO2 ) mg/L 0.01
Amonio (NH4 ) mg/L No presencia
Dureza total mg/L 400
Alcalinidad mg/L -
Coliformes Totales NMP/100ml <2 NMP/100ml
Coliformes Fecales NMP/100ml <2 NMP/100ml
Anexo 1
Tabla 3: Zonas saprobióticas.
Zonas Características
Zona polisaproba. Caracteriza las aguas con gran contaminación por materia de alto peso molecular, muy poco o ausencia total de oxígeno disuelto, formación de sulfuros, abundancia de bacterias y organismos inferiores y algunas especies animales que viven de las materias orgánicas en descomposición.
Zona mesosaproba. Esta zona contiene materia orgánica más simple, se incrementa gradualmente el nivel de oxígeno disuelto. Se divide en dos subzonas: la superior o α-mesosaproba, donde abundan las bacterias, hongos y animales inferiores, pero no existen algas; y la zona inferior o β-mesosaproba, donde existe una mayor mineralización de la materia orgánica, apropiada para la vida de las algas, animales superiores y plantas con sistema radicular (conjunto de raíces de una misma planta).
Zona oligosaproba Es el lugar donde la mineralización de la materia orgánica es completa y se ha recuperado el nivel normal de oxígeno disuelto. Hay amplia variedad de animales y plantas presentes, correspondientes a las propias del río o masa de agua.
Anexo 2
Tabla 1: Clasificación del ICA de acuerdo a la diversidad de vida en el agua.
Anexo 2
Tabla 2: Rango de valores para Clasificar las
Clase CLASIFICACIÓN DEL CUERPO DE AGUA VALOR DEL ICA
1 Excelente calidad 90.00 a 100.00
2 Aceptable calidad 80.00 a 89.99
3 Medianamente contaminada 70.00 a 79.99
4 Contaminada 60.00 a 69.99
5 Altamente contaminada ≤ 59.99
Aguas Superficiales para su uso para la Pesca y la Vida Acuática.
CLASE
CALIFICACIÓN CUERPO DE AGUA
RANGO DE VALOR DEL ICA
NIVEL DE TOLERANCIA
1 Excelente Calidad 70 -100 Pesca y vida acuática. abundante
2 Aceptable Calidad 60 - 70 Peces muy sensibles
3 Ligeramente Contaminada 40 - 50 Peces muy resistentes
4 Contaminada 30 - 40 Inaceptable uso pesquero
5 Altamente Contaminada < 30 Poco apta para la vida acuática.
Anexo 2
Tabla 3: Rango de valores para Clasificar las aguas superficiales para uso
recreativo.
CLASE
CALIFICACIÓN CUERPO DE AGUA
RANGO DE VALOR DEL ICA
NIVEL DE TOLERANCIA
1 Excelente Calidad 70 -100 Para cualquier tipo de deporte
2 Aceptable Calidad 60 - 70 Restringido para inmersión
3 Ligeramente Contaminada 40 - 50 No apto para contacto directo
4 Contaminada 30 - 40 Sólo navegación
5 Altamente Contaminada < 30 Inaceptable
Anexo 2
Tabla 4: Rango de valores para Clasificar las aguas Superficiales para uso en la
Agricultura.
CLASE CALIFICACIÓN CUERPO
DE AGUA
RANGO DE
VALORES
(ICA)
NIVEL DE TOLERANCIA
1 Excelente Calidad 90 -100 Para todo tipo de cultivo
2 Aceptable Calidad 70 - 90 Tratamiento menor
3 Ligeramente Contaminada 70 - 50 La mayoría de los cultivos
4 Contaminada 50 - 40 Cultivos Específicos
5 Altamente Contaminada < 40 Inaceptable
Anexo 2
Tabla 5: Serie histórica de cálculos de los ÍCA del río Guaní y sus parámetros.
Cuenca Hidrográfica
Guaní Características del agua.
Punto Muestreo
Tiempo (años)
PH CE %Sat OD
DQO CF ICAs
Puente
Gu
aja
bana
1993 7,3 1462 0 768 9 35,38
1994 7,7 1524 0 1048 3 35,00
1995 6,7 1843 0 720 12 35,50
1996 6,8 1610 0 644 9 34,00
1997 7,6 3995 0 3742 6 35,00
1999 6,95 4250 0 2922 3 34,75
2000 7,6 3125 0 3402 7 35,00
2002 7,4 1770 0 1834 3 35,00
2003 6,3 1900 0 2560 3 31,50
2004 5,8 3950 0 1424 6 29,00
2005 6,35 3450 0 1850 3 31,75
2006 6,45 2657 0 5100 3 32,25
2007 6,05 3160 0 6800 3 30,25
2008 7,05 3281 0 1680 3 35,00
2009 7,9 2510 0 448 3 35,00
2010 8,29 1930 0 400 3 33,35
2011 7,78 2453 0 568 3 35,00
2012 7,9 2100 0 603 3 35,00
2013 6,6 2550 0 330 5 33,00
2014 8,17 2300 0 544 2 34,15
2015 8,2 2225 0 533 2 34,00
2016 7,9 1800 0 420 2 35,00
Anexo 3
Gráfico 1: Sección transversal sobre el río con el central azucarero.
Anexo 3
Mapa 1: Vista en planta de la sección transversal con central azucarero.
Anexo 3
Gráfico 2: Sección transversal sobre el río con destilería.
Anexo 3
Mapa 2: Vista en planta de la sección transversal con destilería.
