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Jeny Pérez P.¹, Geisy Hernández C.¹, Felicita González R.¹ y Teresa López S.²

RESUMEN. En el mundo actual ha evolucionado la tecnología para tratamiento y reutilización de aguas residuales, pero la obtención y aplicación de las mismas conlleva grandes inversiones, por lo que un país como el nuestro no está al alcance de la misma. Esto conlleva a la búsqueda de alternativas que se ajusten a nuestro presupuesto y nuestras condiciones, siempre que las mismas cumplan con las medidas de protección e higiene que existen para la utilización de estas aguas. En un tramo de arroyo con vertimientos fundamentalmente urbanos se realizan estudios preliminares con la intención de predecir la calidad de las aguas superficiales contaminadas a partir del seguimiento de indicadores físico químicos. El presente trabajo pretende estimar la calidad del agua a partir de la determinación de los parámetros: pH, conductividad eléctrica, sólidos totales, contenido de nitratos. El estudio se llevó a cabo en el arroyo Guachinango, uno de los afluentes del río Luyanó que atraviesa el municipio San Miguel del Padrón en el sureste de Ciudad de la Habana. Para ello se parte del seguimiento de estos indicadores en puntos escogidos a partir del levantamiento de las fuentes contaminantes. Con los datos obtenidos se realizaron análisis estadísticos y se determinó la calidad del agua.

ABSTRACT. Nowadays, world has developed treatment and reuse technology for sewage waters, obtain and apply them is too expensive for our country. This situation favours the search for alternatives appropriated for Cuban conditions and budget, taking into account WHO's Guidelines. In stream short distance with a highly content of urban wastewater mainly, there were carried out preliminary studies with the purpose to foresee polluted surface water quality, from checking physic and chemist indicators. This paper is aimed at estimating water quality starting from parameters' determination: pH, electrical conductivity, total solids and nitrates content. The study was carried out in Guachinago stream, one of Luyanó river flowing, locating at San Miguel del Padrón municipality in southeast of Havana city. To fulfil this objective, we start from the fallowing of those indicators cited above in selecting points to seek contaminating source surveys. Water quality was determined through the collected data statistic analysis.

¹ MSc., Investigadora Auxiliar, Instituto de Investigaciones de Riego y Drenaje (IIRD), CP: 6090, Cuba, E-mail: jeny@iird.cu.

Ha sido demostrado por muchos autores (Silva, 2007; Bastos, 2007 y otros) que el uso de las aguas residuales para la agricultura y acuicultura se ha venido incrementando tanto en los países en desarrollo como en los industrializados, pues a pesar de las grandes inundaciones que sufren muchas áreas del planeta, aún se sigue enfrentando el fenómeno más catastrófico del siglo «La sequía».

Hace años alguien dijo que la tercera guerra mundial será por ese preciado y finito recurso «el agua», por lo que se debe proyectar el ahorro y uso eficiente del agua.

No es un descubrimiento el saber que se pueden reusar las aguas, pero sí una preocupación el saber que se reusan sin tener presente las medidas que para esto dictan las organizaciones pertinentes.

El mundo actual ha revolucionado la tecnología para tratamiento y reuso de aguas residuales, un sin número de tra

bajos investigativos se han desarrollado en este campo, entre los que se encuentran autores como, Haandel, 2007; Libhaber, 2007; Sperling, 2007; Morato, 2007 y otros.

Esto lleva a la búsqueda de alternativas que se ajusten al presupuesto del país y sus condiciones, de manera que esta alternativa cumpla siempre con las medidas de protección e higiene que existen para la utilización de estas aguas.

El Instituto de investigaciones de Riego y Drenaje (IIRD) se encuentra enfrascado en la búsqueda de alternativas que garanticen una calidad aceptable para el uso de estas aguas en el riego de cultivos agrícolas.

La calidad de agua usada para riego es determinante para la producción y calidad en la agricultura, mantenimiento de la productividad del suelo de manera sostenible y protección del medio ambiente. El poder predecir la calidad de las aguas superficiales contaminadas a partir del seguimiento de indicadores físico químicos de fácil determinación, sería un resultado de gran significación para las investigaciones.

El presente trabajo pretende encontrar, en una primera aproximación, el comportamiento espacial y temporal de los parámetros físicos-químicos: temperatura, pH, conductividad eléctrica, sólidos totales, contenido de nitratos, los cuales determinan en gran medida la calidad de las aguas para riego.

El estudio se llevó a cabo en un tramo del arroyo Guachinango, uno de los afluentes del río Luyanó que atraviesa el municipio San Miguel del Padrón en el sureste de la Ciudad de la Habana. Para ello se parte del seguimiento de indicadores en 7 puntos, desde el nacimiento del afluente en la Presa Hemingway 1, hasta un punto situado en la carretera Dolores y final frente a la finca La Conchita. Para la realización de este trabajo se tuvieron en cuenta los resultados obtenidos por Hernández y col., 2006 en el levantamiento de la subcuenca, donde se encuentra ubicado el arroyo estudiado. En dicho estudio los autores concluyeron que el mayor aporte de residuales proviene del uso doméstico y que no hay aporte de residuales industriales. La altura de la cuenca es de 19.09 metros y su pendiente promedio es de 3,9%. El escurrimiento promedio para muchos años, expresado en forma de volumen, de gasto o caudal específico fue de 1 238 747,5 m³; 39,28 m³/s. y 9,24 L/s /km², respectivamente. El arroyo Guachinango, hasta el punto antes señalado, tiene una longitud de 6,3 km.; presentando en el período seco, un gasto mínimo de alrededor de los 100 L/s.

Conductividad eléctrica (CE): conductímetro portátil (EC. Meter. Model CM-55)

Sólidos totales (ST): se tomaron 50 ml de muestra que se evapora en estufa a 60° C hasta peso constante y se calcula la cantidad de sólidos por diferencia de peso (expresada en g/100ml). Métodos de Standard Methods for de Examination of Water and Wastewater, (APHA-AWWA-WPCF, 1995)

Se realizaron 4 muestreos con 3 réplicas por cada punto, dos en época de lluvia y dos en época de seca, para determinar la variabilidad de los valores de los parámetros entre los puntos y posteriormente se realizaron 4 muestreos en las siguientes fechas: 6, 21 de febrero, 14 de marzo y 3 de abril.

Los datos fueron analizados estadísticamente al 95% de confiabilidad por análisis de varianza para determinar si existían diferencias significativas entre los puntos de muestreo.

En la Figura 1A., 1B., 1C., se muestra una comparación de los indicadores físico químicos: pH, CE, y NO₃, entre la época de lluvia y la de seca. Los valores muestran diferencias significativas para los 3 indicadores estudiados entre ambas épocas.

FIGURA 1. Comparación de los indicadores físico químicos: A) pH, B). CE, C). NO₃, entre la época de lluvia y la de seca.

En las Figuras 1A y 1B, donde se muestran los valores de pH y CE respectivamente, se puede observar que para ambos indicadores los valores son mayores en la época de lluvia, lo cual está dado por el aporte de contaminantes que produce el escurrimiento que provocan las lluvias, coincidiendo estos resultados con un estudio realizado por Chávez, 2004.

En cambio los valores de los nitratos mostrados en la Figura 1C, son mayores en la época de seca, ya que aumenta la concentración de nitrógeno por disminución del volumen de agua en tiempo y espacio, debido a que no son aportados en el escurrimiento pues en la zona no hay presencia de fertilizantes ni otro foco contaminante que lo aporte a través de la lluvia, solo el que se aporta en los residuales domésticos.

En la Tabla 1 se muestran los resultados del análisis estadístico realizado a los valores de los parámetros determinados para los primeros 7 puntos estudiados. Se observa que en la época de lluvia los valores de pH de los puntos 6 y 7 tuvieron un comportamiento similar y difieren del resto de los puntos, de igual forma se comportaron los valores obtenidos en los puntos 2, 3, 4 y 5 los cuales muestran que no existe una diferencia marcada entre ellos, pero si entre el 2 y 5, mientras que el valor del punto 1 difiere del resto de los valores. Para la época de seca los valores de este parámetro en los puntos 1, 2 y 3 no difieren entre sí pero si con el resto de los puntos que tienen un comportamiento similar. En cuanto al comportamiento de la conductividad eléctrica (CE) en la época de lluvia, se observa que los puntos desde el 3 hasta el 7 no presentan diferencias significativas entre sus valores y si de éstos con el punto 1, mientras que en la época de seca los valores de los puntos de muestreo 2, 4, 5, 6 y 7 tienen un comportamiento similar y difieren del 1 y 3. Los valores de nitratos obtenidos en la época de lluvia muestran que no hay diferencias significativas entre ningún punto, mientras que en la época de seca se observa que los puntos 3,4 y 5 no difieren entre sí al igual que los puntos 6 y 7, mientras el 1 y el 2 difieren entre sí y con el resto.

El monitoreo de los puntos de muestreo seleccionados, mostrados en la Figura 2A., 2B., 2C., permite observar, primeramente que para el indicador pH (Figura 1A.) existe un comportamiento uniforme a lo largo del arroyo (6.3 y 6.8) y en el tiempo, excepto para el último día de muestreo donde los valores se muestran más alcalinos (entre 8 y 8.2), aunque los mismos se mantienen dentro de los valores normales para un agua riego y los mismos indican que no hay presencia de vertidos industriales, corroborando lo planteado por Hernández y col. 2006.

FIGURA 2. A), B), C). Valor de los indicadores muestreados por día y por puntos.

Por su parte la conductividad eléctrica (Figura 2B.), muestra también un comportamiento uniforme entre puntos y en el tiempo (entre 0.49 y 0.6) excepto para el último muestreo donde aumentan los valores (entre 0.7 y 0.78) lo que puede atribuirse al aumento de las concentraciones de sólidos o sales por la extrema sequía.

Por último la concentración de nitratos (Figura 2C.), refleja también uniformidad espacial y temporal con valores muy inferiores (entre 3 y 6) a los observados en las épocas de seca (entre 13 y 18) y lluvia (entre 9,5 y 12,5) inicial, lo cual es atribuible a que luego de la disminución de la concentración de nitrógeno en volumen y tiempo por las precipitaciones ocurridas en la época de lluvia, los aportes del mismo han sido muy bajos.

Teniendo en cuenta el comportamiento estadístico de los puntos analizados, se determinó que los puntos 1, 2 ,5 y 6 son los más representativos, pues en término general son los que difieren significativamente entre sí.

Este resultado permitió definir que para continuar el monitoreo de la subcuenca podían seleccionarse los siguientes puntos de muestreo: punto 1: presa Hemingway 1 (Fuente), punto 2: puente del Diezmero, punto 5: puente de hierro La Cuevita, y Punto 6: finca La Conchita

En cuanto al contenido de sólidos totales se puede observar en la Figura 3, que existe gran variabilidad espacial y que los mismos fueron incrementando en el tiempo, lo cual está provocado por la disminución del volumen de agua en el arroyo debido a la ausencia de precipitaciones y al aporte de residuales sólidos que hace la población.

FIGURA 3. Contenido de sólidos totales por muestreos y por puntos.

En sentido general se puede resumir que el comportamiento de los indicadores físicos químicos estudiados se encuentra entre los rangos permisibles para el uso de esta agua en el riego de algunos cultivos agrícolas. (Ayers y Wescot 1987; OMS 1993 y Pescod 1992).

No obstante, el aumento significativo de los mismos observado en la época de lluvia requiere un monitoreo efectivo durante este período, especialmente después de grandes eventos de precipitación, así como para los períodos de extrema sequía, en los cuales el comportamiento es similar, tendiendo al aumento.

• De acuerdo a las características observadas de las variaciones temporales de los indicadores físico químicos de la calidad del agua en este tramo del arroyo estudiado, resulta evidente que la continuación de este estudio debe estar vinculada al monitoreo efectivo durante todos los períodos climáticos, especialmente en la época de lluvia. Por otra parte debe también realizarse el estudio de la interrelación del comportamiento de estos indicadores entre sí y con respecto a la calidad microbiológica del agua.

• AYERS, R. S and D. W. WESTCOT: La calidad del agua en la agricultura, 174pp., Rev.1 Roma: FAO, Serie Riego y Drenaje, 29, 1987.

• APHA-AWWA-WPCF: Standard Methods for de Examination of Water and Wastewater, pp. 124, Ed. American Public Health Association, Washintong D.C., 1995.

• BASTOS, R.: Reuso de aguas residuales domésticas en la agricultura. Cambios y retos para América Latina., En: Conferencia Latinoamericana de Saneamiento: Latinosan 2007, pp. 55, Cáliz, Colombia, 2007.

• CHÁVEZ, A.: Impacto de la actividad agrícola en la calidad del recurso hídrico de una cuenca del Trópico Húmedo bajo Condiciones de intervención agropecuaria intensiva, 123pp., Tesis (en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Técnicas), Universidad de Ciego de Ávila, Ciego de Ávila, Cuba, 2004.

• HAANDEL, A. Tratamiento de aguas residuales. Sistemas terciarios: remoción de nutrientes y patógenos. Retos y perspectivas. En: Conferencia Latinoamericana de Saneamiento: Latinosan 2007, pp. 51, Cáliz, Colombia, 2007.

• HERNÁNDEZ, G., M. MÉNDEZ y J. PÉREZ:. Uso de aguas superficiales contaminadas como alternativa de manejo del riego en áreas agrícolas de la cuenca del arroyo Guachinango. En: Memorias del IV Congreso de la Sociedad Cubana de la Ciencia de Suelo, CD ROM, La Habana, Cuba, 2006.

• LIBHABER, M.: Wastewater reuse for irrigation. The stabilization reservoirs concepts. En: Conferencia Latinoamericana de Saneamiento: Latinosan 2007,. pp. 47, Cáliz, Colombia, 2007.

• MORATO, J.: Cuantificadores de indicadores de riesgo sanitario en agua mediante PCR en tiempo real. En: Conferencia Latinoamericana de Saneamiento: Latinosan 2007, pp. 52, Cáliz, Colombia, 2007.

• ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD: Guías para la calidad del agua potable, 98pp., Volumen 1, Recomendaciones, 1993.

• PESCOD, M. B.: Wastewater treatment and use in agriculture, Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO irrigation and drainage paper 47. Roma, Table 19: Water requirements, sensitivity to water supply and water utilization efficiency of some selected crops, 1992.

• SPERLING, M.: Tratamiento de aguas residuales, sistemas primarios y secundarios. Retos y perspectivas. En: Conferencia Latinoamericana de Saneamiento: Latinosan 2007, pp. 49, Cáliz, Colombia, 2007.

• SILVA, H.: Manual de Aplicación práctica de las nuevas guías de la OMS. En: Conferencia Latinoamericana de Saneamiento: Latinosan 2007, pp. 55, Cáliz, Colombia, 2007.