7-CalidadAgua cauca 2

Calidad del aguadel ro Cauca y sus tributarios

Si el hombre es recuerdoel agua es memoria.

Si el hombre est vivo el agua es la vida.

...Cudala...como cuida ella de ti

Fragmento el Hombre y el aguaJoan manuel Serrat

ndice

7.1 Calidad del agua del ro CauCa7.2 evaluaCin de la Calidad del agua del ro Cau-

Ca Mediante la apliCaCin de ndiCeS de Cali-dad del agua y de ContaMinaCinAspectos bsicos y definicionesndices de calidad y contaminacin del agua del ro Caucaevaluacin hidrobiolgica de la calidad del agua del ro Cauca

7.3 Calidad del agua de loS prinCipaleS tributa-rioS del ro CauCaAnlisis especfico de algunos tributarios. ndices de ca-lidad

7.4 ConSideraCioneS finaleS

211

221

221

225

231

238

244

264

Corporacin Autnoma Regional del Valle del Cauca

209

Universidad del Valle

El estudio de la calidad del agua es un aspec-to fundamental en la gestin del recurso hdrico ya que permite conocer su estado, contribuye a determinar los posibles usos y a orientar los programas y proyectos para su conservacin y recuperacin.

Entre los procedimientos utilizados para el estudio de la calidad del agua de un ro estn la caracterizacin y la evaluacin, con las cuales se puede conocer el comportamiento espacial y temporal a partir del anlisis de la informacin fisicoqumica y biolgica obtenida a travs de campaas de monitoreo.

La cuenca hidrogrfica del ro Cauca ocupa a nivel nacional un lugar estratgico y excepcional por sus condiciones geogrficas, topogrficas, climticas y de infraestructura privilegiadas para la ubicacin de ncleos poblacionales y centros de desarrollo industrial, agropecuario y minero. Su paso por el valle alto es de gran relevancia para la economa regional, donde sus aguas son aprovechadas para riego, abastecimiento para consumo humano, industria, generacin hidro-elctrica y recreacin. Sin embargo, adems de sus mltiples beneficios el ro tambin es em-pleado como receptor de aguas residuales ge-neradas en los centros poblados, en el sector industrial y en las actividades agropecuarias, las cuales han afectado su calidad, limitado su aprovechamiento y deteriorado sus condiciones ecolgicas. Por todo esto, el estudio de la ca-lidad del agua del ro Cauca es prioritario para evaluar y controlar los impactos generados por las intervenciones antrpicas, asegurar el abas-tecimiento de agua para los diferentes usos y promover el fortalecimiento de la gestin inte-gral del recurso hdrico en la regin.

La Corporacin Autnoma Regional del Valle del Cauca CVC, como ente planificador de los recursos naturales en el departamento, realiza diversas actividades tendientes a optimizar el manejo de la cuenca del ro Cauca. Dentro de stas se encuentra el monitoreo de la calidad del agua del ro y sus principales tributarios y de los

vertimientos, tanto industriales como municipa-les, de su jurisdiccin.

Estos monitoreos se vienen realizando des-de el ao 1969, incrementando gradualmente el nmero de estaciones y de parmetros. Actual-mente se cuenta con cerca de 153 estaciones de calidad del agua, distribuidas en la cuenca del ro Cauca entre Salvajina y La Victoria, con frecuencias de monitoreo entre dos y cuatro ve-ces al ao, se evalun parmetros fisicoqumi-cos, microbiolgicos y en algunos casos, hidro-biolgicos. La ubicacin de estas estaciones de monitoreo de calidad y de los principales verti-mientos que deterioran las fuentes de agua se presenta en la Figura 7.1 y en los Mapas 1.3 a 1.8 del Captulo 1.

En el marco del Proyecto de Modelacin del ro Cauca (PMC) se efectu un anlisis de los resultados de los monitoreos de algunos par-metros fisicoqumicos y microbiolgicos desa-rrollados por la CVC en el ro Cauca. Adicional-mente la CVC, la Universidad del Valle y otras instituciones del sector en la regin realizaron dos campaas de monitoreo en los aos 2003 y 2005 con el objetivo de optimizar la calibracin del modelo de calidad del agua y efectuar apli-caciones con fines de pronstico para el estu-dio de diferentes escenarios (Captulo 8).

Este tipo de caracterizacin permite el anli-sis de la variacin espacial y temporal de la ca-lidad del agua y la identificacin de los factores limitantes para usos especficos. Asimismo, la evaluacin permite estudiar el comportamiento de la calidad del agua del ro Cauca y sus tribu-tarios, a travs de parmetros como los ndices de calidad del agua y la adaptacin de un ndice de tipo fisicoqumico para el ro Cauca.

A continuacin se presentan los aspectos ms relevantes de la caracterizacin y evalua-cin de la calidad del agua del ro Cauca y de algunos de sus principales ros tributarios. Ini-cialmente se definen conceptos bsicos y se describe el comportamiento espacial y tempo-ral de los parmetros monitoreados. Posterior-

El ro Cauca en su valle alto

210

GUAYABALK347+835

RO RISARALDA

RIRISARADAK442+502

RIO AMAIMEK180+356

RIO NIMAPASO DE LA TORREK170+763

RIO GUACHALK165+866

RIO FRAYLE

RIO PALMIRARIO YUMBOK164+075

PUERTO ISAACSK155+506

RIO ARROYOHONDOK148+816

RIO CALIK146+534

PASO DEL COMERCIOK144+560

CANAL CVC

JUANCHITOK139+258

CANAL NAVARRO ANTES NAVARROK127+724

RIO CAAVERALEJO

RIO DESBARATADOK121+503

ZANJON OSCUROK112 +200

HORMIGUEROK113+484

RIO PANCERIO PALOK97+290

RIO JAMUNDIK108.218

LA BOLSAK78+903

RIO CLAROK78+170

RIO LA QUEBRADAK64+789

RIO QUINAMAYK45+996

RIO LA TETAK42+411

LA BALSAK27+385

ANTES RIO TIMBAK24+493

RIO TIMBAK24+493

ANTES RIO OVEJASK3+421

RIO OVEJASK3+421

ANTES SUAREZK1+804

CANAL SUR ORIENTAL

CONVENCIONES

Punto de entrega de los afluentes al ro Cauca

Estac iones sobre el Ro Cauca

Estaciones sobre Tributarios Aguas Arriba

RIO VIJESVK181+872

VIJESK186+452

RIO YOTOCOK211+778

RIO MEDIACANOAK220+502

K264+982RIO PIEDRAS

RIO RIOFROK283+922

RIO CERRITO

RIO ZABALETASRIO GUABAS

RIO SONSOYOTOCO

MEDIACANOA

RIOFRO

RO GUADALAJARA

K186+291

K191+581K197+215

K203+732K212+738

K220+915

K223+115

K284+768

LA VICTORIA

ANACARO

LA VIRGINIA

RO TULUK289+711

RO MORALESK293+271

RO BUGALAGRANDEK323+208

RO LA PAILAK331+371

K369+874

K416+514

RO LA VIEJAK425+454

K444+732

1234

12345

12345

1234

QDA. LOS NGELESRO BARBASRO CONSOTA

1

2

3

4567

123456

RIO PRRAGA

RIO BOLO

1

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3

4

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891011

12

1234567

RIO LILIRIO MELNDEZ

1

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5

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9

10

1

2

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6

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10

11

12

K141+610

K144+740

13

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16

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23

21

20

19

18

22

Estaciones antes Desembocadura del ro Cauca

Punto de entrega de los canales al ro Cauca

1 Nmero de estaciones en cada corriente

Figura 7.1 Estaciones de Monitoreo de Calidad del Agua sobre el ro Cauca y tributarios en el tramo Salvajina La Virginia


211


mente se evala la calidad del agua mediante la aplicacin de los ndices de Calidad del Agua-ICA y de Contaminacin-ICO. Con base en s-tos, finalmente se establece un ndice para el ro Cauca, denominado ICAUCA. Este anlisis de tipo fisicoqumico se complementa con la eva-luacin de diferentes indicadores biolgicos a lo largo del ro.

7. 1 Calidad del agua del ro CauCa

De acuerdo con la Oficina de Estudios Geol-gicos de los Estados Unidos (USGS), la calidad del agua es un trmino empleado para describir las caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas del recurso hdrico, dependiendo generalmente del uso al que se destina. La definicin de la ca-lidad del agua se basa en la utilizacin conjunta de parmetros de tipo fisicoqumico y biolgico, con base en los cuales se evalan los diferentes fenmenos o alteraciones que puede presentar un cuerpo de agua.

El estudio de la calidad del agua del ro Cauca en su valle alto se inici en el ao 1964, cuando J.E. Donaldson y C. Dunn, docentes de la Universidad de Tulane, USA, realizaron el es-tudio denominado Investigacin de desechos que contribuyen a la contaminacin del ro Cau-ca, con el respaldo de la CVC y el apoyo de la Universidad del Valle.

En 1967 el ingeniero Armando Cubillos, do-cente de la Universidad del Valle, estudi la ca-lidad del agua del ro Cauca en el tramo com-prendido entre Navarro y la desembocadura del ro Guachal. Los resultados de los anlisis de las muestras de agua y su comparacin con el trabajo realizado en el ao 1964, permiti con-cluir que la calidad del agua del ro ya sufra un deterioro creciente (Arias y Santamara, 1971).

En 1969 la CVC inici la evaluacin de la ca-lidad del agua del ro Cauca, incluyendo medi-ciones en los ros tributarios e industrias de ma-yor aporte contaminante. En ese mismo ao se inici el programa de monitoreo de los emisores finales del sistema de alcantarillado de la ciudad de Cali.

Desde 1980 el ro Cauca ha sido monitorea-do peridicamente por la CVC (ver Mapa 7.1) en 19 estaciones de calidad del agua, se recolecta informacin que permite conocer la evolucin espacial y temporal de los diferentes parme-tros fisicoqumicos y biolgicos. La Corporacin tambin cuenta con informacin de la calidad del agua de los efluentes de las industrias y de

los sistemas de alcantarillado de los municipios del Valle del Cauca, ubicados en la cuenca hi-drogrfica del ro. Esta informacin es una he-rramienta valiosa en el estudio y la formulacin de planes y programas orientados al mejora-miento y la conservacin del recurso hdrico en la regin.

En 1985 entra en operacin el embalse de Salvajina, el cual modifica el comportamiento del ro en sus caractersticas hidrodinmicas e incide en las caractersticas de calidad del agua.

La informacin obtenida en la caracterizacin de la calidad del agua del ro Cauca y sus tribu-tarios ha permitido la calibracin y aplicacin de modelos matemticos para estudiar y predecir el comportamiento de la calidad del agua, los cuales son de gran utilidad para la planificacin de los recursos hdricos (Captulo 8).

La calidad de un cuerpo de agua es influen-ciada por diferentes factores naturales o antr-picos que inciden en el comportamiento de las diversas propiedades fsicas, qumicas y biol-gicas. Entre los factores naturales que afectan dicho comportamiento se encuentran las con-diciones climticas, geolgicas y geoqumicas predominantes en la cuenca.

Entre los factores antrpicos que afectan la calidad del agua se destacan los asentamien-tos poblacionales y las actividades industriales, agrcolas y pecuarias. De acuerdo con los usos del suelo y del agua predominantes en el va-lle alto del ro Cauca, estas actividades se pre-sentan con mayor o menor frecuencia a lo largo del cauce, lo cual se refleja en la condicin de la calidad de sus aguas. En trminos genera-les, el deterioro de la calidad del recurso hdrico est relacionado con la presencia de reas de-gradadas por el inadecuado uso del suelo, por las descargas de aguas residuales generadas en los centros urbanos, las zonas industriales y las actividades agropecuarias, las inadecuadas prcticas en explotaciones mineras y los proce-sos de deforestacin. Entre las estaciones de Salvajina y La Virginia se pueden identificar tres grandes tramos (Mapa 7.2) segn el comporta-miento de los parmetros fisicoqumicos y mi-crobiolgicos del agua y los ndices de calidad y contaminacin aplicados al ro Cauca.

Caractersticas fisicoqumicas y micro-biolgicas

En general, para las 19 estaciones de monito-reo sobre el ro Cauca se cuenta con informacin

fp

Mapa 7.1Localizacin de estaciones de calidad del agua en el ro Cauca


213


histrica de 38 parmetros de tipo fisicoqumico y microbiolgico, los cuales representan diver-sos fenmenos o alteraciones de origen natural o antrpico, como la presencia de materia org-nica, nutrientes, agentes patgenos y iones.

Los cuerpos de agua presentan caractersti-cas fsicas propias de las condiciones naturales de su cuenca (geologa, morfologa, climatologa, etc). Actividades como la agricultura, la defo-restacin y los vertimientos industriales pueden afectar el comportamiento de estas caractersti-cas. Dentro de los parmetros empleados para su valoracin figuran el pH, la temperatura, la conductividad y los slidos suspendidos.

El pH es un parmetro que afecta los proce-sos qumicos y biolgicos al interior del cuerpo de agua y, en consecuencia, cualquier variacin brusca en l puede originar graves desequili-brios de la biota acutica.

La temperatura de las aguas superficiales vara de acuerdo con la latitud, la altura sobre el nivel del mar, la duracin del da, la circula-cin de aire, la nubosidad, el caudal y la pro-fundidad de la fuente. A su vez la temperatura afecta procesos fsicos, qumicos y biolgicos que ocurren en el interior del cuerpo de agua y, por tanto, determina las concentraciones de sustancias all presentes.

La conductividad se refiere a la capacidad del agua para conducir una corriente elctrica y vara con la concentracin de slidos disueltos, en especial de sales minerales.

Los slidos suspendidos se definen como la cantidad de material retenido despus de reali-zar la filtracin de un determinado volumen de una muestra de agua.

Presencia de materia orgnica

La materia orgnica presente en un cuerpo de agua procede generalmente de aguas residua-les domsticas e industriales. Su degradacin en el agua es realizada por organismos, en re-acciones que requieren la presencia de oxgeno. El oxgeno disuelto (OD) es esencial para la vida acutica e influye en los procesos qumicos y biolgicos que ocurren en el agua. Se considera que el OD de saturacin para el ro Cauca en el valle alto es aproximadamente de 7,4 mg/l.

Los parmetros generalmente utilizados para cuantificar la presencia de materia orgnica en el agua son la demanda bioqumica de oxgeno (DBO5 ) y la demanda qumica de oxgeno (DQO). La primera mide la cantidad de materia orgnica

degradable bioqumicamente; en condiciones naturales, la concentracin de este parmetro en fuentes superficiales presenta valores infe-riores a 2,0 mg/l, mientras que en fuentes po-luidas la DBO5 puede alcanzar valores de 10,0 mg/l o ms (Unesco et al., 1996).

La DQO mide el oxgeno requerido para oxi-dar qumicamente la materia orgnica e inorg-nica. En condiciones naturales la concentracin de este parmetro en fuentes superficiales pre-senta valores inferiores a 2,0 mg/l, pero en fuen-tes contaminadas con aguas residuales este parmetro puede alcanzar valores superiores a 200 mg/l (Unesco et al., 1996).

Nutrientes en el agua

Las principales fuentes antrpicas de nu-trientes en las aguas superficiales son las aguas de escorrenta agrcola con alta presencia de ni-trgeno y fsforo, componentes bsicos de los fertilizantes y abonos, as como las aguas resi-duales domsticas, las cuales presentan altos contenidos de detergentes que aportan fsforo al agua. Entre las formas de nitrgeno y fsforo ms empleadas en la evaluacin de la calidad del agua figuran los nitratos y los fosfatos.

Contaminacin por agentes patgenos

Dentro de los principales parmetros medi-dos en el ro asociados a agentes patgenos estn los coliformes totales y fecales, conside-rados de gran importancia en la caracterizacin de la calidad del agua desde el punto de vista sanitario. La presencia del grupo coliforme in-dica contaminacin por excrementos de origen entrico, con la posible presencia de organis-mos patgenos que pueden generar un riesgo para la salud de los seres humanos.

Comportamiento espacio temporal de la calidad del agua del ro Cauca

El anlisis espacio temporal de la calidad del agua del ro Cauca tiene por objeto mostrar el comportamiento de los parmetros de calidad del agua a lo largo del cauce, para un perodo determinado y a su vez estimar su evolucin en el tiempo en cada una de las estaciones del ro. Este anlisis permite identificar los tramos del ro Cauca donde se presentan las condiciones ms desfavorables para cada uno de los par-metros, as como los perodos en que ocurre la mayor alteracin.

Mapa 7.2Localizacin de los vertimientos de aguas residuales monitoreados en la cuenca del ro Cauca


215


El anlisis del comportamiento temporal y es-pacial de la calidad del agua del ro Cauca que se presenta en este captulo fue efectuado con la informacin de los monitoreos de calidad del agua realizados en las 19 estaciones existentes en el ro, en el perodo 1985-2003. Se parte de 1985, teniendo en cuenta que en este ao en-tr en operacin el embalse de Salvajina, que modific el comportamiento hidrodinmico y de calidad del agua del ro.

Con el fin de analizar la incidencia de las condiciones climticas en la calidad del agua se clasificaron los registros correspondientes a perodos quinquenales en las condiciones cli-mticas o estacionales de invierno, transicin y verano. Esta clasificacin se hizo con base en los caudales registrados en las fechas en que se realizaron los muestreos de calidad. A partir de la curva de duracin de caudales en una de-terminada estacin la condicin de invierno se defini como aquella en la cual el caudal del ro presenta una permanencia inferior al 30% del tiempo; para la condicin de verano se conside-r un tiempo de permanencia superior al 70%, mientras que para la condicin de transicin se adopt el rango de caudales comprendido entre el 30% y el 70% de permanencia.

A continuacin se presenta el anlisis del comportamiento espacio temporal de algunos de los principales parmetros monitoreados relacionados con: i) caractersticas fsicas del

agua, ii) la presencia de materia orgnica, iii) la presencia de nutrientes, y iv) la contaminacin por agentes patgenos. Para el anlisis tempo-ral se consideraron tres perodos: 1985-1990, 1993-1997 y 1998-2003.

Caractersticas fisicoqumicas

Durante los tres perodos los valores de pH y temperatura en el ro Cauca presentan poca va-riabilidad a lo largo del tramo de estudio. Los ni-veles de temperatura registrados se encuentran entre 22C y 26 C, lo cual se debe en gran me-dida a que el Cauca, por ser un ro de trpico, no muestra variaciones bruscas de temperatura asociada a cambios estacionales (invierno y ve-rano). Por otra parte, la reglamentacin nacional y regional ha permitido a la autoridad ambiental controlar el vertimiento de aguas residuales con altas temperaturas.

Los niveles de pH varan entre 6,5 y 7,5 uni-dades (Figura 7.2.a), valores que se sitan den-tro del rango usual en corrientes superficiales (6,0 8,5 unidades) (Unesco, 1996). Este com-portamiento puede estar relacionado con los niveles de bicarbonatos (15 - 70 mg/l) y alcalini-dad total (13 60 mg/l) registrados en el ro, que incrementan en el agua su capacidad de amorti-guacin, es decir, evitan que se presenten varia-ciones bruscas en el pH debido a vertimientos cidos o alcalinos.

Figura 7.2a Comportamiento del pH en el ro Cauca, Tramo Salvajina La VirginiaCondiciones de invierno, transicin y verano Periodo: 1998 - 2003

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

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0 50 100 150 200 250 300 350 400 450Distancia (km)

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Transicin

Invierno

Verano

Valor mnimo en corrientes superficiales 6,0 und.

Valor Mximo en corrientes superficiales 8,5 und.

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0

100

200

300

400

500

600

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450Distancia (Km)

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Verano

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150

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0 50 100 150 200 250 300 350 400 450Distancia (km)

Con

duct

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m) Transicin

Invierno

Verano

TRAMO IIITRAMO IITRAMO I

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P.To

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216

Los slidos suspendidos totales (SS ) en el ro Cauca aumentan aguas abajo (Figura 7.2b). En el tramo II, comprendido entre las estaciones Hormiguero y Mediacanoa, los slidos suspen-didos totales se asocian con los vertimientos de los diferentes colectores de aguas residuales y aguas lluvias de la ciudad de Cali, los vertimien-tos de la zona industrial de Acopi Yumbo y las descargas de los ros Cali y Guachal, los cuales presentan problemas de erosin en las partes alta y media de sus cuencas.

En general, las mayores concentraciones de slidos suspendidos totales (SS ) se presentan en el tramo Mediacanoa La Virginia, donde el ro recibe un alto aporte de slidos provenientes de ros afluentes importantes, tales como Tulu, La Paila, Guadalajara y La Vieja, cuyas cuencas presentan grados de erosin entre moderada y severa en las partes altas y medias.

En invierno se observan las mayores concen-traciones de slidos suspendidos, con valores cercanos a 600 mg/l en la estacin Puente Gua-yabal; este comportamiento se relaciona con el arrastre de partculas del suelo por la escorrenta superficial, generadas por las altas precipitacio-nes y con una mayor resuspensin de slidos del lecho del ro Cauca, debido a las mayores velocidades y caudales.

La conductividad a lo largo del ro Cauca muestra una tendencia creciente en direccin aguas abajo, con valores medios entre 50 y

200 S/cm (Figura 7.3). Este comportamiento se debe, muy posiblemente, al aumento progre-sivo de las sales o de los minerales disueltos en el agua, originados en el arrastre del suelo y los vertimientos de aguas residuales domsticas, industriales y la escorrenta de zonas agrcolas. Sin embargo, estos niveles de conductividad se conservan dentro de los rangos usualmente registrados en corrientes superficiales (entre 10 y 1000 S/cm) (Unesco, 1996). Adicionalmente, este parmetro es influenciado por las condicio-nes climticas, con los niveles ms altos en la condicin de verano, cuando la capacidad de dilucin del ro Cauca disminuye.

Presencia de materia orgnica

A su paso por el departamento del Valle el ro Cauca recibe vertimientos de origen doms-tico e industrial que incrementan los niveles de materia orgnica en sus aguas, lo cual se re-fleja en el comportamiento de los parmetros OD, DBO5 y DQO, entre otros. En general, en aquellas zonas del ro donde se presentan los mayores aportes de materia orgnica se genera un mayor consumo de oxgeno para la degrada-cin de la misma, y por tanto una disminucin del nivel de OD y un incremento de la concen-tracin de DBO5.

Oxgeno Disuelto - OD

Tramo i: Salvajina Puente Hormiguero. En este sector se dan las mejores condiciones de

Figura 7.2.b Variacin de los slidos suspendidos totales en el ro Cauca, tramo Salvajina La Virginia Condiciones de invierno, transicin y verano. Perodo: 1998 - 2003

5,5

6,0

6,5

7,0

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8,0

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217


todo el tramo de estudio, en cuanto a los niveles de OD, con concentraciones cercanas a 6 mg/l en las estaciones Antes Timba, Paso de la Balsa (K27+384)) y Paso de la Bolsa (K78+862), para todos los perodos y condiciones estacionales evaluados (Figura 7.4). Este comportamiento se debe a la oxigenacin que experimenta el ro en el tramo, as como al menor nmero de descar-gas de aguas residuales en comparacin con los otros dos tramos.

En general, se observa que los niveles de OD en las estaciones Antes Surez (K1+800) y An-tes Ovejas, ubicadas muy cerca y aguas abajo del embalse de Salvajina, son inferiores a los registrados en las siguientes estaciones locali-zadas aguas abajo, fenmeno que puede aso-ciarse al aumento de la materia orgnica disuel-ta en el embalse, la cual genera un incremento en la DBO5 y, por ende, una disminucin en los niveles de OD. La recuperacin de los niveles de OD despus de la estacin Antes Ovejas se relaciona con la capacidad de reaireacin del ro debido a las condiciones topogrficas del sec-tor, con pendientes cercanas a 0,11% entre la estacin Antes Surez y la estacin hidromtri-ca de Tablanca (K37+100).

Tramo ii: Hormiguero Mediacanoa. Es el tramo donde se observa la mayor contamina-cin por materia orgnica. Aqu el ro recibe directamente las cargas contaminantes de los municipios de Cali y Vijes, los aportes de los ros Guachal, Cali, Yumbo, Cerrito y Sonso, y las industrias que entregan directamente sus aguas residuales al Cauca, que incluyen las empresas del sector papelero.

En los tres perodos evaluados hay un marca-do descenso de la concentracin del OD, desde cerca de 5,0 - 6,0 mg/l en la estacin Hormigue-ro, para las tres condiciones estacionales, has-ta aproximadamente 0,4 mg/l en las estaciones Paso de la Torre y Vijes, en promedio, durante el verano. En este sector crtico el OD puede al-canzar niveles de 2,5 mg/l durante el invierno y 0,0 mg/l (condicin anaerobia) durante el verano. Este descenso en la concentracin de OD est relacionado con el impacto generado por el ver-timiento de cargas contaminantes provenientes de los municipios y las industrias de la zona.

A causa de la mayor dilucin por los mayores caudales durante el invierno las concentracio-nes de OD se incrementan con respecto a las registradas durante el verano.

Tambin es importante mencionar que en este tramo los niveles de OD se reducen an ms durante aquellos perodos en los cuales ocurren las primeras lluvias despus de veranos intensos, debido muy posiblemente a la resus-pensin de la materia sedimentada en canales y ros tributarios.

Tramo iii: Mediacanoa - La Virginia. En este sector el ro Cauca recibe las descargas de aguas residuales domsticas e industriales de los municipios de Buga, Tulu, Bugalagrande y Cartago, a travs de los ros tributarios locali-zados en la zona. Tambin recibe directamente las cargas contaminantes de algunos ingenios azucareros y de los municipios de Bolvar, Zar-zal y Obando.

En este tercer tramo el ro muestra una re-cuperacin natural, la cual es posible por la

Figura 7.3 Variacin de la conductividad en el ro Cauca, tramo Salvajina - La Virgina. Condiciones de invierno, transicin y verano. Perodo: 1998 - 2003

5,5

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218

Figura 7.4 Comportamiento del oxgeno disuelto (OD) en el ro Cauca. Condiciones estacionales: invierno, transicin y verano.

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Periodo 1985 - 1990

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Condicin de invierno

Condicin de Transicin

Condicin de Verano


219


reduccin significativa de los aportes de car-ga contaminante y el aumento en los caudales. Sin embargo, los niveles de OD (4 mg/l) para las condiciones estacionales analizadas siguen siendo crticas segn las recomendaciones de la Unesco (1996), para garantizar la diversidad de la biota acutica (5 mg/l).

Demanda Bioqumica DBO5 y qumica DQO de oxgeno

Tramo i: Salvajina Puente Hormiguero. La DBO5 en este tramo presenta concentraciones cercanas a 2 mg/l, valor que segn la Unesco (1996) indica aguas poco contaminadas (Figu-ra 7.5).

Las concentraciones ms bajas de DQO se presentan durante el verano, cuando los niveles promedio se encuentran por debajo de 20 mg/l, valor lmite usual en aguas no contaminadas (Unesco, 1996). Durante el invierno los niveles de DQO aumentan hasta superar los 20 mg/l, principalmente en las ltimas estaciones ubica-das en este tramo, situacin que se asocia con el arrastre por las lluvias de material inorgnico.

El mayor aporte de carga contaminante, en trminos de DQO y DBO5 en el tramo Salvaji-na Hormiguero proviene de los ros Palo y Jamund. Estas fuentes reciben los vertimien-tos de las aguas residuales de los municipios de Puerto Tejada y Jamund, respectivamente, adems de las descargas de algunas industrias asentadas en sus cuencas. Este aporte se refle-ja en una leve disminucin en los niveles de OD en la estacin Hormiguero, ubicada aguas abajo de estos ros.

Tramo ii: Hormiguero Mediacanoa. La DBO5 aumenta aguas abajo en el ro Cauca, pasando de aproximadamente 2 mg/l en la estacin Hor-miguero a un mximo promedio de 9 mg/l en la estacin Vijes para la condicin de verano. Este comportamiento se debe al fuerte incremento en la materia orgnica en el ro, proveniente de los vertimientos de origen domstico e industrial predominantes en esta zona. Este incremento ocasiona una mayor demanda de oxgeno para la degradacin de la materia orgnica, lo cual se refleja en los mayores niveles de DBO5 regis-trados. Durante el invierno la concentracin de DBO5 disminuye debido al aumento en la capa-cidad de dilucin del ro asociada con el incre-mento en los caudales.

Las concentraciones de DQO fluctan entre 20 mg/l y 40 mg/l, aproximadamente, para las

condiciones de invierno, transicin y verano; estas concentraciones superan los valores nor-males en fuentes superficiales no contaminadas (Unesco, 1996).

Las concentraciones de OD, DBO5 y DQO registradas a lo largo de este tramo son el re-flejo del impacto de los vertimientos industriales y domsticos sobre la calidad del agua del ro Cauca. Entre stos se destacan las descargas de aguas residuales y aguas lluvias de la ciudad de Cali, las aguas residuales de la zona indus-trial Acopi Yumbo y las descargas de algunos de sus ros tributarios, afectados por los verti-mientos de los diferentes municipios e indus-trias asentados a lo largo del tramo.

Tramo iii: Mediacanoa - La Virginia. Los nive-les de DBO5 en este sector figuran alrededor de 6,0 mg/l, valores caractersticos de aguas con-taminadas. Para los tres perodos analizados la DQO registra valores medios de cerca de 30,0 mg/l, lo cual evidencia una vez ms la contami-nacin del ro en ese sector.

El mayor aporte de carga contaminante en trminos de DQO y DBO5 en este tramo se debe a las descargas de los ros tributarios Tulu, La Paila y La Vieja, los cuales reciben los vertimien-tos de las aguas residuales de municipios como Tulu (en el caso del ro Tulu), las aguas mie-les del beneficio del caf (en el caso de los ros La Paila y La Vieja) y las descargas de algunas industrias de alimentos e ingenios azucareros. Adicionalmente, durante el invierno el ro recibe una carga considerable de materia inorgnica, asociada principalmente con los problemas de erosin que presentan algunas de las cuencas tributarias al ro Cauca en esta zona.

Nutrientes en el agua

Las concentraciones de los nutrientes en el agua del ro Cauca son influenciadas por los usos del suelo en la cuenca. En general, gran parte de los suelos son destinados a la activi-dad agrcola, siendo de amplio uso los fertilizan-tes ricos en fosfatos y nitratos. Estos fertilizan-tes pueden llegar a las fuentes superficiales por escorrenta, aportando cantidades significativas de estos compuestos al agua. Las descargas de aguas residuales domsticas e industriales, con altos contenidos de detergentes, tambin contribuyen con cantidades importantes de fos-fatos al ro Cauca.

Los nitratos muestran una tendencia crecien-te aguas abajo en el ro Cauca, con rangos de


220

concentraciones entre 0,1 y 0,8 mg/l para los perodos y condiciones estacionales analizados (Figura 7.6). Estos valores indican aguas afecta-das por las descargas de aguas residuales do-msticas y de drenaje agrcola (Unesco, 1996).

Tambin los fosfatos muestran una tendencia creciente en la direccin del flujo, con concentra-ciones que varan entre 0,04 y 0,14 mg/l (Figura 7.7). Durante el verano se presentan, en prome-dio, las mayores concentraciones en el tramo Hormiguero Mediacanoa, debido muy posi-blemente a la disminucin en la capacidad de dilucin del ro por los caudales bajos y prin-cipalmente la influencia de la gran cantidad de

vertimientos de origen domstico e industrial en este sector.

Contaminacin por agentes patgenos

En general, los valores de los coliformes tota-les y fecales registrados en el ro Cauca reflejan un alto grado de deterioro desde el punto de vis-ta microbiolgico. Esto se debe principalmente a las descargas de aguas residuales domsti-cas, vertidas a l en forma directa o indirecta-mente a travs de las cuencas tributarias. En el sector comprendido entre las estaciones de Hormiguero y Mediacanoa (Tramo II), los valores de coliformes fecales en el ro Cauca son del

Figura 7.5 Variacin media de la DBO5 y la DQO a lo largo del ro Cauca, tramo Salvajina La Virginia. Condiciones estacionales: invierno, transicin y verano. Periodo: 1998 2003

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221


Figura 7.6 Variacin de los nitratos en el ro Cauca, tramo Salvajina La VirginiaCondiciones estacionales: invierno, transicin y verano Perodo 1998 2003

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Valor mnimo en corrientes superficiales 0,005 mg/l

Valor mximo en corrientes superficiales 0,02 mg/l

Figura 7.7 Variacin de los fosfatos en el ro Cauca, tramo Salvajina La Virginia Condiciones estacionales: Invierno, transicin y verano. Perodo: 1998 2003

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Valor tpico en corrientes superficiales < 0,1 mg/l

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Valor mnimo en corrientes superficiales 0,005 mg/l

Valor mximo en corrientes superficiales 0,02 mg/l

orden de 2,4 x 108, que corresponden a valores tpicos de aguas residuales domsticas.

7.2 Evaluacin dE la calidad dEl agua dEl ro cauca mEdiantE la

aplicacin dE ndicEs dE calidad dEl agua y dE contaminacin

Aspectos bsicos y definiciones

Para la evaluacin de la calidad del agua se analiza su naturaleza qumica, fsica y biolgica en relacin con su calidad natural, los efectos de las intervenciones antrpicas y los usos po-sibles. Para facilitar e interpretar la informacin adquirida en los monitoreos de calidad del agua

se estimaron los ndices de Calidad del Agua (ICA) y de Contaminacin (ICO). Estos ndices son herramientas prcticas que renen una gran cantidad de parmetros en una expresin sen-cilla dentro de un marco de anlisis. Adicional a estos ndices se plantearon indicadores ecol-gicos que permiten evaluar de manera integral el estado ambiental del ecosistema acutico.

Los ndices de calidad del agua y de contami-nacin son indicadores tiles en los programas de vigilancia y control de la calidad del agua y una herramienta importante para la adminis-tracin de los recursos hdricos. Estos ndices contribuyen a optimizar la planificacin del con-trol de la contaminacin, programando metas y


222

objetivos a cumplir a corto y largo plazo, que pueden ser medidos y evaluados en el tiempo y que, adems, son de fcil comprensin para quienes de manera directa o indirecta resultan afectados por los problemas de contaminacin de las fuentes hdricas.

La evaluacin de la calidad de una fuente de agua mediante ndices de Calidad del Agua (ICA) y de Contaminacin (ICO) se realiza a tra-vs de la valoracin de parmetros fisicoqumi-cos y microbiolgicos, que son convertidos a un valor nico -ndice-, el cual se encuentra entre 0 (cero) (muy mala calidad) y 100 (excelente ca-lidad) en el caso del ICA y entre 0 (cero) (muy bajo nivel de contaminacin) y 1 (muy alto nivel de contaminacin) en el caso de los ICO. Estos ndices definen el grado de calidad o de conta-minacin del cuerpo de agua y permiten esta-blecer si es apto o no para un uso especfico.

Existen ndices que a pesar de haber sido desarrollados para las condiciones propias de una regin o un pas son ampliamente utilizados en el mundo y han sido validados en diferentes estudios, como los ndices ICA de la Fundacin de Sanidad Nacional de los Estados Unidos (NSF) (1970) y el ICA de Dinius (1987). A partir de estos, varios autores y entidades de control ambiental han realizado modificaciones para adaptarlos a las condiciones especficas de diferentes ros. Las investigaciones realizadas por Rojas (1991), Behar, Ziga y Rojas (1997) y Ramrez y Via (1998), en ros de condiciones tropicales en Colombia son ejemplo de esto.

Estos ndices han sido desarrollados o adap-tados para ros localizados en el trpico [(ICA de la Compaa de Tecnologa de Saneamiento Ambiental del Brasil -CETESB, ICA adaptado por Rojas (1991) e ICO, propuesto por Ram-rez y Via (1998)]. Es importante destacar que la mayora de los ndices empleados evalan la calidad del agua destinada al consumo huma-no. Slo el ICA de Dinius tiene en consideracin otros usos (agrcola, industrial, etc.).

ndices de Calidad del Agua (ICA)

Para el estudio de la calidad del agua del ro Cauca y sus tributarios en su valle alto se apli-caron los siguientes ndices: ICA de la NSF, ICA de la CETESB, ICA de Rojas e ICA de Dinius. Posteriormente, se adapt un ndice de calidad del agua a las condiciones especficas del ro Cauca, denominado Icauca.

ICA de la Fundacin Nacional de Sanidad de los Estados Unidos (ICA-NSF)

Para determinar el ndice de calidad del agua la NSF plantea dos metodologas: un ICA aditi-vo y un ICA multiplicativo.

Ambas consideran la asignacin de porcentajes de influencia a cada uno de los parmetros de calidad elegidos para componer el ndice (Cua-dro 7.1) (OD, DBO

5, ST, pH, temperatura, turbie-dad, nitratos, fosfatos y coliformes fecales).

En el ro Cauca result apropiado aplicar el ndice multiplicativo.

ndice de calidad del agua adaptado al ro Cauca por Rojas (1991)

Rojas (1991) propuso una modificacin al ICA multiplicativo de la NSF, ajustado a las con-diciones especficas del ro Cauca. Mediante un anlisis del comportamiento de los parmetros fisicoqumicos encontr que la incidencia de los parmetros nitratos y fosfatos era despreciable en la calidad del agua debido a las bajas con-centraciones en el ro. Adicionalmente deter-min que la variable temperatura (T) no deba tenerse en cuenta en el clculo del ICA del ro Cauca, debido a que en este ro no existan des-cargas que pudiesen afectar significativamente la temperatura del agua. De esta forma Rojas (1991) propuso un ndice de tipo multiplicativo adaptado a las condiciones especficas del ro Cauca, conformado por los parmetros y pon-deraciones indicados en el Cuadro 7.1.

Cuadro 7.1. Peso relativo aplicado a cada uno de los parmetros usados en los ICA de la NSF, de Rojas e Icauca.

Parmetro Peso Relativo (%)

ICA de la NSF ICA de Rojas ICAUCAOxgeno disuelto 17 25 21

Coliformes fecales 15 21 16pH 12 17 8

DBO5 10 15 15Fosfatos 10 - -

Fsforo total - - 8Nitratos 10 - -

Nitrgeno total - - 8Temperatura 10 - -

Slidos totales 8 11 7Slidos

suspendidos - - 5

Turbiedad 8 11 7Color - - 5

Fuente: Rojas (1991)


223


ndice de calidad del agua adaptado por el CETESB (2002)

Con base en el ICA de la NSF, la CETESB (2002) adopt un ndice ajustado a las condiciones es-pecficas de los ros del Estado de Sao Paulo. Para ello sustituy el parmetro nitratos por nitr-geno total y el parmetro fosfatos por fsforo to-tal, conservando las funciones de los subndices y las ponderaciones especficas de cada parme-tro establecidas en el ICA de la NSF.

ndice de calidad del agua propuesto por Di-nius (1987)

Dinius cre un ndice de tipo multiplicativo con 12 parmetros fisicoqumicos y microbiol-gicos, estableciendo valores lmites o medidas aconsejables del ICA, de acuerdo con el uso del agua. Dinius propuso las funciones y pesos re-lativos mostrados en el Cuadro 7.2 para realizar el clculo de los subndices y determinar el va-lor de las ponderaciones respectivas de cada parmetro.

ndice de calidad del agua del ro Cauca: Icauca

Dadas las condiciones especficas del ro Cauca en el tramo Salvajina La Virginia, se consider apropiado para fines de evaluacin de la calidad del agua del ro establecer un n-dice, denominado Icauca, basado en los plan-

teamientos y procedimientos de algunos de los ndices ms utilizados en la prctica. Con este fin inicialmente se realiz un anlisis de sensibi-lidad, de los parmetros fisicoqumicos y micro-biolgicos que conforman los diferentes ndi-ces, mediante el cual se determin la influencia de cada parmetro en el valor final del ndice evaluado.

Para la seleccin de los parmetros a incluir en el ndice Icauca se consideraron los resul-tados del anlisis de sensibilidad y del estudio Identificacin de parmetros crticos en el ro Cauca y sus principales tributarios (CVC Uni-versidad del Valle, 2004). Finalmente se selec-cionaron aquellos parmetros que debido a condiciones naturales y/o antrpicas inciden en el deterioro de la calidad del agua en forma per-manente o eventual, restringiendo su uso, y los que afectan en forma considerable el valor final del ndice aplicado.

Posteriormente se establecieron las funcio-nes que permiten el clculo de los subndices (Ii) de cada parmetro seleccionado. Para ello se adoptaron las funciones de los subndices del ICA de la NSF, las cuales coinciden con las de Rojas (1991), en los parmetros oxgeno disuel-to, DBO5 , turbiedad, coliformes fecales, slidos totales y pH. Para los parmetros nitrgeno total y fsforo total se emplearon las funciones del

Parmetro Funcin del subndice ( I ) Peso relativo (W)

Coliformes Fecales IColiF = 106 (CF)-0.1286 11.6

OD % Sat IOD = 0.82(OD) + 10.56 10.9

DBO5 IDBO5 = 108 (DBO5) - 0.3494 9.7

Coliformes Totales IColiT = 136 (CT)-0.1311 9.0

Nitratos INO3 = 125 (NO3) 0.2718 9.0

Conductividad ICond = 506 (Cond)-0.3315 7.9

Temperatura IT = 102.004 - 0.0382 7.7

pHSi pH< 6.9 I I IpH = 100.6803+0.1856 (pH)

Si 6.9 < pH < 7.1 I I IpH = 100Si pH > 7.1 IpH = 103.65 - 0.2216 (pH)

7.7

Cloruros ICl- = 391(Cl-)-0.3480 7.4Dureza IDur = 552(Dur)-0.4488 6.5

Alcalinidad IAlc = 110(Alc)-0.1342 6.3Color IColor = 127(Color)-0.2394 6.3

Cuadro 7.2 Funciones de los subndices y ponderaciones de los parmetros del ICA de Dinius (1987)


224

ICA del CETESB (2002), para el color la funcin del ICA de Dinius (1987) y para los slidos sus-pendidos (SS) la funcin del Icosus. La docu-mentacin detallada y los resultados delos an-lisis realizados para determinar los diferentes ndices se presentan en el Estudio de calidad del agua del ro Cauca y sus principales tribu-tarios, mediante la aplicacin de ndices de ca-lidad y contaminacin (CVC Universidad del Valle, 2004).

ndices de Contaminacin (ICO)

Los ICO son criterios de evaluacin del ni-vel de contaminacin del agua desarrollados en Colombia por Ramrez y Via (1998), a partir de un Anlisis de los Componentes Principales (ACP) aplicado a una significativa cantidad de informacin fisicoqumica, resultante de dife-rentes estudios limnolgicos relacionados con la industria del petrleo, tales como: Lnea base del oleoducto de Colombia, 1993; Monitoreo del campo Cusiana-Cupiagua, 1996; Monitoreo del bloque pie de monte en los municipios Yo-pal, Nucha y Paz de Aripor en Casanare, 1996; Monitoreo del corredor del oleoducto Cusiana-Coveas, 1997. A partir de esta informacin y de un proceso seguido por estos autores se de-finieron grupos de variables fisicoqumicas que denotaban una misma condicin ambiental; so-bre estos grupos se seleccionaron algunas de las variables ms representativas o de fcil de-terminacin para ser involucradas en los ndices de contaminacin (ICO).

Para la formulacin de los ICO, Ramrez y Via (1998) eligieron algunas variables que con-sideraron relevantes por su papel ecolgico o porque en s mismas conjugan simultneamente el papel de las distintas variables; sobre ellas se observaron las correlaciones que exhibieron en los diferentes estudios previamente referidos. Dichas variables fueron: conductividad, slidos suspendidos, porcentaje de saturacin de oxge-no, DBO5, fsforo total, coliformes totales y pH.

Segn Fernndez, Ramrez y Solano (2003) los ICO observan una ventaja respecto a los ICA ya que desagregan los tipos de contaminacin y evitan que unas variables o problemas ambien-tales de contaminacin queden enmascarados en torno a otras variables, lo que permite una mejor visualizacin de estos problemas en un sistema hdrico. A manera de ejemplo se puede mencionar el caso de un ro o vertimiento con alta temperatura, altas concentraciones de sli-

dos inorgnicos y turbiedad, el cual representa una condicin ambiental diferente a otro ro con alta concentracin orgnica que se expresa en una gran DBO5 y un elevado nivel de Coliformes; no obstante uno y otro pueden conducir a un mismo ICA.

Para el ro Cauca se calcularon cuatro ndi-ces: por mineralizacin (ICOMI), por materia or-gnica (ICOMO), por slidos suspendidos (Ico-sus) y por nivel trfico (ICOTRO).

ndice de contaminacin por mineralizacin (ICOMI)

Se expresa en funcin de la conductividad (como reflejo de los slidos disueltos), la dure-za (rene los cationes calcio y magnesio) y la alcalinidad (recoge los aniones carbonato y bi-carbonato):

ndice de Contaminacin por Materia Org-nica (ICOMO)

Representa variables de contaminacin como nitrgeno amoniacal, nitritos, fsforo, ox-geno, DBO5, DQO y coliformes fecales y totales. El ndice se defini en funcin de la DBO5, co-liformes totales y porcentaje de saturacin de oxgeno. Las dos primeras reflejan fuentes di-versas de contaminacin orgnica, y la tercera expresa la respuesta ambiental del cuerpo de agua a este tipo de polucin.

ndice de Contaminacin por Slidos Sus-pendidos (ICOSUS)

Los slidos suspendidos reflejan una condi-cin distinta a los slidos disueltos y no denotan relacin con alguna variable propia de la mine-ralizacin. Su principal causa la constituyen los procesos erosivos y extractivos y su principal efecto es la disminucin de la penetracin de la luz. La turbiedad es otra forma de expresin de esta variable, mas no una medida directa.

ndice de Contaminacin Trfico (ICOTRO)

El ICOTRO se fundamenta en la concentracin de fsforo total, el cual por ser generalmente el nutriente limitante, define la eutroficacin en eco-sistemas acuticos. Si bien este ltimo fenmeno es ms importante en aguas lnticas, se expre-sa tambin en muchas circunstancias en aguas lticas, especialmente cuando los ros muestran bajas velocidades o aguas estancadas.

Aunque en cursos caudalosos, como por ejemplo los ros Magdalena, San Jorge, Sin y


225


Cauca, la eutroficacin vista como el incremen-to de productores primarios no es relevante, dado que la proliferacin de microalgas o de macrfitas prcticamente no tiene lugar, la con-centracin de fsforo sigue siendo una variable de alta connotacin ecolgica, en razn que dichos ros alimentan algunas lagunas (Laguna de Sonso, en el caso del ro Cauca) y los ms importantes sistemas de cinagas de Colombia, donde s ocurre crecimiento vegetal y se reco-noce, adems, alta produccin pesquera.

A diferencia de los ndices anteriores, en los cuales se determina un valor particular de con-taminacin entre 0 y 1, en el ICOTRO la concen-tracin de fsforo total define por s misma una categora discreta, a saber:

- Oligotrofia < 0,01 mg/l- Mesotrofia 0,01-0,02 mg/l- Eutrofia 0,02-1,00 mg/l- Hipereutrofia >1,00 mg/l

ndices de calidad y contaminacin del agua del ro Cauca

Para evaluar la calidad del agua del ro Cauca se aplicaron los ndices ICA NSF, ICA CETESB, ICA de Dinius y el ICA de Rojas, para los periodos de invierno y verano (Figuras 7.8 a 7.11).

Los resultados obtenidos por medio de los diferentes ndices de calidad del agua evalua-dos corroboran la variacin que experimenta la calidad del agua del ro Cauca entre el em-balse de Salvajina y el municipio de La Virginia, tal como se ha expuesto en la primera parte de este captulo al analizar la variacin espacial de los diferentes parmetros (OD, DBO5, DQO, s-lidos suspendidos, etc.). Esto es, en el tramo de estudio es posible identificar tres subtramos: (i) un primer sector entre Salvajina y Hormiguero, en el cual el agua del ro Cauca presenta las mejores condiciones por cuanto los ndices de calidad conservan los valores ms altos; (ii) un segundo subtramo, entre Hormiguero y Media-canoa, en el cual el agua del ro Cauca experi-menta un deterioro ostensible, presentando los ndices de calidad del agua ms bajos en el sec-tor Paso de la Torre Vijes, siendo ms crtico durante el verano debido a la menor capacidad de dilucin del ro por los menores caudales y, especialmente, por el fuerte incremento en las concentraciones y los volmenes de carga con-

taminante vertida al ro; y (iii) un tercer subtra-mo entre Mediacanoa y La Virginia, donde se presenta una recuperacin gradual en la calidad del agua del ro Cauca.

Segn los valores obtenidos del ICA de la NSF, en el tramo I el agua del ro Cauca se puede clasificar entre regular y de mala calidad, sien-do ms crtico durante el invierno debido muy posiblemente al aumento en las concentracio-nes de los slidos en suspensin generados por los mayores caudales en el ro. En los otros dos subtramos (Hormiguero La Virginia) los ndices disminuyen an ms clasificando el agua del ro como de mala calidad para consumo humano.

De acuerdo con los valores del ICA del CE-TESB, en el tramo I el agua del ro se puede clasificar entre regular y de buena calidad, sien-do ms crtico (es decir, los menores del ndi-ce) durante el invierno a causa de las mayores cargas de sedimento en suspensin, condicin caracterstica de este periodo estacional. En los tramos II y III el agua se clasifica como de mala calidad; solamente cerca del final del tramo de estudio, a causa de la recuperacin que en este experimenta el ro, sus aguas se pueden clasi-ficar como de calidad regular para el consumo humano, principalmente durante la estacin de verano.

Los valores estimados del ICA propuesto por Dinius permiten afirmar que el agua del ro Cau-ca en todo el tramo de estudio requiere necesa-riamente un tratamiento de potabilizacin con tecnologa de tipo convencional para consumo humano.

Segn los valores calculados del ICA de Ro-jas en el primer tramo (Salvajina Mediacanoa) el agua del ro Cauca se puede clasificar entre aceptable e inadecuada para consumo huma-no, mientras que en los otros dos tramos se ca-taloga entre inadecuada y de muy mala calidad para consumo humano.

Los tramos II y III del ro Cauca presentan la menor variacin entre condiciones climticas. Se estima que en invierno ocurre una fuerte di-lucin de la carga orgnica que recibe el ro y un aumento en los niveles de sedimentos y material de arrastre, vindose afectado el valor final del ndice principalmente por aquellos parmetros que se ven influenciados por el incremento en el material particulado y disuelto. En verano el aporte del material mencionado se reduce, pero se incrementan los niveles de materia orgni-


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ca disuelta, disminuyendo el nivel de oxgeno presente en el agua, de esta forma el valor final ndice se ver igualmente afectado de manera significativa.

En general, los ndices aplicados disminuyen un poco (entre 5 y 10 unidades) desde Salvajina hasta Hormiguero. Luego, entre Hormiguero y Paso de la Torre los ndices se reducen signifi-cativamente (entre 15 y 25 unidades), finalmen-te, entre Paso de la Torre y La Virginia, un tramo de unos 270 km de longitud, los ndices se in-crementan (entre 10 y 15 unidades).

ndices de calidad

A continuacin se realiza el anlisis compa-rativo de los resultados obtenidos por los dife-rentes ICA en los tres tramos principales del ro Cauca.

Tramo I: Salvajina Puente Hormiguero. En general de acuerdo con el comportamiento de los cuatro ICA aplicados al ro Cauca, se tie-ne que el Tramo I presenta la mejor calidad del agua, especialmente en la condicin de verano. En la condicin de invierno, a pesar de obser-varse una mejor dilucin debido a los mayores

Figura 7.8 Variacin de la calidad del agua del ro Cauca segn el ICA de la NSF.Condiciones de invierno y verano. Periodo 1998 2002

Figura 7.9 Variacin de la calidad del agua del ro Cauca segn el ICA del CETESB.Condiciones de invierno y verano. Periodo 1998 2002


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No requiere Tt o para C.H

Inacept able para consumo humano

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Figura 7.10 Variacin de la calidad del agua del ro Cauca segn el ICA de Dinius. Condiciones de invierno y verano. Periodo: 1998 - 2002

Figura 7.11 Comportamiento de la calidad del agua del ro Cauca de acuerdo con el ICA de Rojas. Periodo 1998 - 2002. Condiciones de invierno y verano.

caudales, tambin se incrementan las concen-traciones de slidos en suspensin disminuyen-do as la calidad del agua, y por ende afectan-do el valor final de los ICA en donde los slidos suspendidos son considerados para su deter-minacin.

Tramo II: Puente Hormiguero Mediacanoa. En este tramo se observa una disminucin sig-nificativa de los ndices entre el inicio (Puente Hormiguero) y el final del mismo (Mediacanoa),

aproximadamente entre 15% en el ICA, NSF y Dinius y 10 a 25% en los ndices del CETESB y de Rojas. Esta reduccin se puede asociar con la influencia sobre la calidad del agua que tienen las descargas puntuales y dispersas de la zona urbana de Cali, las aguas residuales de la zona industrial Acopi Yumbo, as como las descargas de algunos de los ros tributarios al ro Cauca, los cuales reciben aguas residuales industriales y domsticas de diferentes munici-pios e industrias.


228

Debido a lo anterior, en este tramo los ICA aplicados presentan los valores ms bajos en la condicin de verano, en donde los caudales del ro Cauca disminuyen afectando su capacidad de dilucin haciendo ms evidente el deterioro de la calidad.

Es importante anotar que en el sector de Juanchito estn ubicadas las captaciones de las plantas de tratamiento de agua ro Cauca y Puerto Mallarino, las cuales surten aproximada-mente al 70% de la ciudad de Cali. En el punto de captacin el ro presenta una clasificacin de mala calidad segn el ICA NSF, de regular ca-lidad segn el ICA del CETESB y de inadecuada calidad segn el ICA de Rojas (1991). De acuer-do con el ICA de Dinius, el ro presenta una ca-lidad en sus aguas en este sector que hace que se requiera necesariamente de un tratamiento de potabilizacin con tecnologa de tipo con-vencional.

Tramo III: Mediacanoa Puente La Virginia. De acuerdo con los valores de los ICA aplica-dos, el Tramo III presenta valores similares a los determinados en el Tramo II, con una leve ten-dencia creciente, especialmente en las ltimas estaciones de este tramo. Sin embargo, a pesar de esta recuperacin, el agua del ro Cauca si-gue estando dentro de las franjas de clasifica-cin ms bajas presentadas por los diferentes ICA aplicados.

ndices de contaminacin

En cuanto a los resultados obtenidos de la aplicacin de los ndices de contaminacin, se tiene que el ro presenta problemas de contami-nacin principalmente por presencia de materia orgnica y material suspendido. A continuacin se evala cada uno de los cuatro ICO aplicados al ro Cauca.

ICOMO. De acuerdo con los resultados de este ndice, el ro Cauca presenta entre media y alta contaminacin por materia orgnica. En la Figura 7.12 se observa que en el Tramo I, entre las esta-ciones Antes Surez y La Balsa, se presenta una disminucin en los valores del ndice pasando de mediana a baja contaminacin por materia org-nica. Lo anterior refleja el mejoramiento en la ca-lidad del agua, asociado con la recuperacin de los niveles de oxgeno disuelto en el ro, situacin generada por la reaireacin que se experimenta debido a las condiciones topogrficas del cau-ce en este tramo, donde se observan pendientes medias cercanas a 0,11%.

Posteriormente, despus de la estacin Paso de la Balsa hasta el final del Tramo I hay un au-mento progresivo del ICOMO. Esto puede estar asociado al impacto originado por las descargas de los ros tributarios ubicados en este tramo.

En el Tramo II, Puente Hormiguero Media-canoa, se observa un deterioro significativo en la calidad del agua, siendo ms crtica la condi-cin de verano en donde se alcanzan altos nive-les de contaminacin en las estaciones Paso de la Torre y Vijes; si se correlaciona el comporta-miento individual de las variables involucradas en el ICOMO (DBO5, Coliformes Totales y OD) se observa que en este sector se registran los valores ms crticos de todo el tramo Salvajina La Virginia, estando por fuera de lo recomen-dado en la literatura como tpico en fuentes su-perficiales no contaminadas.

En el Tramo III, Mediacanoa - Puente La Virginia, la Figura 7.12 muestra que el ICOMO presenta una leve disminucin de la contamina-cin, pasando de valores en el rango de 0,64 a 0,80 al inicio del tramo a valores en la estacin Puente La Virginia en el rango de 0,60 a 0,66. Sin embargo, a pesar de esta disminucin, el agua del ro Cauca en este tramo sigue clasifi-cndose como de alta contaminacin por mate-ria orgnica.

Tambin se observa que a lo largo de las 19 estaciones ubicadas sobre el ro Cauca en su paso por el valle alto, existe una influencia de las condiciones climticas en el comportamien-to del ICOMO. Es as como al disminuir los cau-dales en la condicin de verano, se aumentan los valores del ndice.

ICOSUS. En la Figura 7.13 se puede apreciar la gran variacin en la contaminacin del agua del ro Cauca por presencia de slidos suspen-didos a lo largo de todo el tramo en estudio (Salvajina La Virginia). El ICOSUS aumenta a medida que el ro avanza por el valle medio interandino, presentando una muy baja conta-minacin al inicio del tramo (Estaciones Antes Surez y Antes Ovejas) y alcanzando una muy alta contaminacin sobre la parte final del mis-mo, en la condicin climtica de invierno. Este comportamiento puede asociarse al arrastre de partculas del suelo erosionado debido a la es-correnta superficial, a las descargas de los di-ferentes colectores de aguas residuales y aguas lluvias de la ciudad de Cali, los vertimientos de la zona industrial de Acopi Yumbo y las des-cargas de los ros tributarios los cuales han sido altamente intervenidos por el hombre.


229


Adicionalmente, en la Figura 7.13 se observa que a lo largo del tramo Salvajina La Virginia, existe una marcada influencia de las condicio-nes climticas en el comportamiento del Icosus, es as como al aumentar los niveles de caudal en el ro este ndice se ve incrementado, reflejando una mayor contaminacin. Este comportamien-to se relaciona con el aumento en el arrastre de

partculas del suelo erosionado, escorrenta su-perficial y descargas de los diferentes colecto-res de aguas lluvias de las ciudades asentadas en la margen del ro Cauca y sus tributarios.

ICOTRO. El valor del ndice ICOTRO presenta una tendencia creciente a lo largo del tramo Sal-vajina - La Virginia (Figura 7.14), esta situacin puede obedecer a las descargas de aguas resi-

Figura 7.12 Variacin de la calidad del agua del ro Cauca segn el ICOMO.Condiciones estacionales: invierno y verano. Periodo 1993 1997 y 1998 - 2002

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TRA MO IIITRAMO IITRAMO I

MUY BAJA CONT A MINA CIN

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BAJA CONT A MINA CIN

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Figura 7.13 Comportamiento de la calidad del agua del ro Cauca de acuerdo con ICOSUS. Periodo 1998 - 2002. Condiciones climticas de invierno y verano

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Distancia ( Km)


TRA MO IIITRAMO IITRAMO I

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duales domsticas, las cuales presentan altos contenidos de detergentes que aportan fsforo al agua. Adicionalmente la marcada influencia agrcola de la zona tiene un aporte significativo debido al empleo de fertilizantes ricos en fsfo-ro, los cuales llegan al ro Cauca a travs de las aguas de escorrenta.

Adicionalmente, se observa que las 19 es-taciones de calidad presentan valores del ICO-TRO que las clasifican como aguas eutrficas (concentraciones de fsforo: 0,02 1,00 mg/l), sin que se pueda identificar alguna influencia de las condiciones estacionales sobre el ICOTRO.

ICOMI. Segn los resultados obtenidos en la aplicacin del ICOMI, el agua del ro Cauca presenta muy baja y baja contaminacin por mi-neralizacin. En la Figura 7.15 se observa que el ICOMI presenta un leve aumento progresivo, a medida que avanza en su recorrido. Este au-mento puede estar asociado a la meteorizacin de rocas y minerales que contienen calcio y magnesio en forma de carbonatos y sulfatos, al aumento progresivo de las sales disueltas o mi-nerales en el agua, provenientes del arrastre de minerales del suelo erosionado y del lecho del ro. Igualmente los vertimientos de aguas resi-duales domsticas, industriales y la escorrenta de zonas agrcolas afectan el comportamiento de este ndice.

Adicionalmente se aprecia que hay influencia de las condiciones climticas en el comporta-miento del ICOMI. Es as como al aumentar los niveles de caudal en el ro (condicin de invier-no) disminuyen los valores del ndice, reflejando una menor contaminacin, lo cual est relacio-nado con el aumento en la capacidad de dilu-cin durante esta condicin.

Aspectos relevantes de la evaluacin de la calidad del agua del ro Cauca mediante ICA e ICO

En general se puede observar que los ICO son ndices complementarios a los ICA en sen-tido ecolgico, pero a diferencia de estos per-miten precisar problemas ambientales, ya que desagregan los tipos de contaminacin y evitan que unas variables o problemas ambientales de contaminacin queden ocultos en torno a otras variables, lo cual permite una mejor visualizacin de estos problemas. Por ejemplo, en invierno se presentan altas concentraciones de slidos totales y turbiedad, las cuales representan una condicin ambiental diferente a la condicin de verano en donde se presentan altas concentra-ciones de materia orgnica expresada en trmi-nos de DBO5 y un elevado nivel de coliformes; no obstante ambas condiciones pueden condu-cir a un mismo valor del ICA.

Figura 7.14 Variacin de la calidad del agua del ro Cauca segn el ICOTROCondiciones estacionales: invierno y verano. Periodo 1998 - 2002

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1998 - 2002

Invierno

Verano


BAJA CONTAMINACIN

ALTA CONTAMINACIN

Oligot rof ico : < 0 ,01 mg/ l Mesot rof ico : 0,01-0,02 mg/ l Eut rof ico : 0 ,02 - 1 mg/ l Hipereut of ico :>1 mg/ l

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Evaluacin hidrobiolgica de la calidad del agua del ro Cauca

Aspectos bsicos

La hidrobiologa es la ciencia que estudia la vida en el agua, reconociendo la estrecha y necesaria relacin y el intercambio recproco que los organismos acuticos mantienen con el medio ambiente. Dentro de esta ciencia la bio-indicacin ha cobrado gran importancia desde el punto de vista de la evaluacin de la calidad del agua. Aplicando los principios que en ella se manejan se ha evaluado la calidad del agua del ro Cauca, con base en su fauna de macroin-vertebrados y de plancton (zooplancton y fito-plancton).

A travs de estudios de bioindicacin se ha encontrado que los macroinvertebrados de agua dulce (Foto 7.1) son los organismos que mejor

reflejan las condiciones de calidad del agua de los ecosistemas acuticos, cualidad dada tanto por el papel que desempean en estos ecosis-temas como por su grado de sensibilidad ante factores abiticos. Su uso como bioindicadores se basa en el hecho de que estos organismos se adaptaron a ciertas condiciones ambientales y un cambio en dichas condiciones se reflejar en alteraciones en la estructura de sus comuni-dades (Roldn, 1992).

Otros organismos empleados en la bioindi-cacin de la calidad del agua son los conocidos como plancton, el cual corresponde a la comu-nidad de microorganismos que vive suspendida en la columna del agua. Los

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