Influencia de las lluvias en la calidad del agua
con relación a metales en ríos de la costa del
Perú
Resumen: El presente estudio tiene como objetivo evaluar la influencia de las lluvias en la calidad de las
aguas de los ríos con relación a metales, para lo cual se consideraron los resultados obtenidos de los
monitoreos realizados por la Autoridad Nacional del Agua del Perú en subcuenca y cuencas de la costa, que
se ejecutaron en los periodos de avenida y estiaje en el mismo año hidrológico. Mediante el análisis del factor
único categórico se evaluaron dos niveles, siendo un nivel el periodo de avenida, y el otro nivel el periodo de
estiaje, a través del software Statgraphics V.19. De los resultados se obtuvo un p valor de 0,8029, por lo tanto,
se concluye que las lluvias no influyen significativamente en la calidad del agua con relación a metales, en los
ríos estudiados de la costa del Perú.
Palabras clave: Calidad de agua, lluvia, metales.
ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821
Universidad, Ciencia y Tecnología,
Vol. 27, Núm. 120, (pp. 42-50)
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Abstract.- The objective of this study is to evaluate the influence of rainfall on the quality of river water
concerning metals, for which the results obtained from the monitoring carried out by the National Water
Authority of Peru in the sub-basin and sub-basin were considered coastal basins were carried out in the flood
and dry season periods in the same hydrological year. Through the analysis of the single categorical factor,
two levels were evaluated, one level being the flood period and the other the dry season, through the
Statgraphics V.19 software. From the results, a p-value of 0.8029 was obtained. Therefore, it is concluded that
the rains do not significantly influence the water quality concerning metals in the rivers studied on the coast of
Peru.
Keywords: Water quality, rain, metals.
Influence of rainfall on water quality in relation to metals in rivers on the coast of Peru
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Recibido (12/04/2023), Aceptado (21/07/2023)
https://doi.org/10.47460/uct.v27i120.730
Carlos Eduardo Dueñas Valcárcel
https://orcid.org/0000-0002-1141-6218
ceduenas@unajma.edu.pe
Universidad Nacional José María Arguedas
Andahuaylas, Perú
Jonathan Alfonso Chau Lam
https://orcid.org/0009-0008-9253-3555
jchaulam001@gmail.com
JE&A Consultoría Integral E.I.R.L
Lima, Perú
I. INTRODUCCIÓN
La prevención de la contaminación es primordial para mantener un ambiente en equilibrio que permita
aprovechar de manera sostenible el entorno natural. Dentro de los componentes ambientales están los
cuerpos de agua continentales conocidos como agua dulce, en donde los ríos son de suma importancia dado
que estos configuran las cuencas hidrográficas.
Las cuencas hidrográficas están conformadas por el territorio que delimita el curso de un río y el espacio
donde se colecta el agua que converge hacia un mismo cauce, el agua puede tener origen nival o pluvial [1].
En las cuencas hidrográficas se desarrollan las principales actividades económicas y productivas como la
agricultura, ganadería, minería, entre otras industrias que utilizan el agua de los ríos en sus diferentes
procesos, siendo fundamental en la obtención de la materia prima o en la transformación de esta. Sin
embargo, en algunos casos no hay tratamientos adecuados para devolver estas aguas residuales de forma
óptima a los cuerpos naturales, ocasionando una contaminación en los ríos que va a ser caracterizada por las
diferentes actividades socioeconómicas que las generan, así como de otras condiciones propias del medio.
Es importante mencionar, que los principales vectores de impactos ambientales son causados por las
actividades económicas, generando cambios en la cantidad y calidad de los flujos continentales de agua,
sedimentos y sus constituyentes químicos hacia el océano a través de los ríos [2]. Esta situación podría
complicar la fragilidad ambiental de este ecosistema y los servicios que los ríos brindan a las comunidades en
el uso del agua y/o también en la fuente de recursos hidrobiológicos como algas, peces, crustáceos, entre
otros, que son aprovechados por las personas, en muchos casos para consumo directo.
Por ejemplo, en los ríos pertenecientes a la zona sur del Ecuador, estudios han demostrado que actividades
como la minería, que utilizan metales pesados, han originado que los riesgos de estos vayan en aumento. Tal
es el caso de Zaruma y Portovelo, ya que las consecuencias han sido reflejadas desde el 2017 hasta actualidad
con hundimiento en el suelo; ríos contaminados que se han convertido en cloacas de metales pesados,
investigaciones han demostrado que esta situación se ha dado a causa de la minería ilegal, por no contar con
licencias ambientales y autorizaciones [3].
En ese sentido, los metales pesados y metaloides, están entre los contaminantes más importantes, dado que
cuentan con gran estabilidad química respecto a los diferentes procesos de degradación, con capacidad de
cambiar de estado o combinarse con otras sustancias, y en algunos casos dan lugar a formas más tóxicas del
metal, por lo que los seres vivos no pueden metabolizar, acumulándose así en los tejidos y órganos [4].
Teniendo en cuenta que la calidad del agua está asociada con características físicas, químicas y biológicas. Es
preciso indicar, que en el presente estudio, la calidad del agua se delimita solo a metales, los cuales son una
parte de las características químicas de la calidad del agua.
La presente investigación permitirá determinar si al existir una mayor cantidad de agua en los ríos originada
por las lluvias del periodo de avenida, es indicativo de una menor concentración de metales en el agua y por
ende de una mejor calidad ambiental, lo cual sería conveniente para distintas actividades productivas como la
agricultura, ganadería, entre otros.
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DESARROLLO
Los índices de calidad del agua son instrumentos matemáticos que transforman una cierta cantidad de datos
o parámetros en un solo número, de tal manera que describe la calidad del agua en términos cualitativos
simples (por ejemplo, calidad mala, regular, buena, entre otros.), y así poder clasificar un cuerpo de agua o un
tramo del mismo para que resulte comprensible en la comunidad científica como para el público en general
[5].
La calidad del agua se estima de las concentraciones o valores de características físicas, químicas y biológicas
producidas por procesos naturales y actividades humanas. Como tal, es un término neutral que no puede ser
clasificado como bueno o malo, sin hacer referencia al uso para el cual el agua es destinada. De acuerdo con
lo anterior, tanto los criterios como los estándares y objetivos de calidad de agua, variarán dependiendo de si
se trata de agua para: consumo humano, uso agrícola, uso industrial, recreación, mantenimiento de la calidad
ambiental, entre otros [6].
Para el presente caso se hará uso de la normativa peruana denominada Estándar de Calidad Ambiental para
Agua, en adelante ECA agua [7], del cual se considerará solo los parámetros de metales, los cuales son
mercurio, arsénico, bario, cadmio, cobre, níquel, plomo y zinc.
Asimismo, de los Índices de calidad del agua se hará uso del índice SQI, el cual se obtuvo a partir del Índice
Canadiense de Calidad del Agua del 2001, el Índice SQI surgió a necesidad de que en algunas regiones de
Canadá habían sido monitoreados el agua superficial y los sedimentos una sola vez, por lo tanto la función
frecuencia no es aplicable, obteniendo como resultado una ecuación simplificada [8].
El presente estudio permitirá evaluar cuál es el comportamiento de la calidad del agua con relación a
metales en los ríos de la costa del Perú en periodo de avenida y estiaje por medio del Índice SQI que nos
permita advertir si las lluvias influyen significativamente o no en la concentración de estos metales de
relevancia ambiental en las aguas de los ríos.
Para el presente estudio se hará uso de los resultados de los monitoreos de calidad de agua realizados por
la Autoridad Nacional del Agua de Perú (en adelante ANA), entre los años hidrológicos 2013 y 2014, cuyos
informes son de acceso abierto, los cuales cuentan con protocolo de uso y permiso de acceso abierto [9].
METODOLOGÍA
La población está conformada por el agua de dos cuencas hidrográficas de los ríos Moche y Santa, y una
subcuenca hidrográfica del río Tablachaca. En las que se desarrollaron muestreos de agua superficial en los
periodos de avenida y estiaje en las mismas ubicaciones.
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Tabla 1. Fechas de muestreo.
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El área total del estudio se encuentra en la costa del Perú, hacia el norte de la ciudad de Lima y está
conformada por una subcuenca y dos cuencas hidrográficas.
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Fig. 1. Modelo de gestión de la experiencia de compra.
Para la selección de los parámetros que se utilizaron en el Índice SQI, se consideraron los establecidos en el
ECA agua, siendo estos; mercurio, arsénico, bario, cadmio, cobre, níquel, plomo y zinc. Los índices SQI se
obtuvieron por cada punto de muestreo en el periodo de avenida y también en el periodo de estiaje, para la
cuenca de Santa con 18 puntos de muestreo, la cuenca de Moche con 22 puntos de muestreo y la subcuenca
de Tablachaca con 22 puntos de muestreo. Asimismo, para realizar el análisis estadístico se tomó el promedio
del Índice SQI en cada cuenca y subcuenca hidrográfica en ambos periodos.
A continuación, se describen los factores F1 (alcance) y F2 (amplitud) para hallar el índice SQI por cada punto
de muestreo. El F1 se refiere al alcance que representa la cantidad de parámetros de calidad que no cumplen
los valores establecidos en la normativa o guía, respecto al total de parámetros a evaluar:
El F2 se refiere a la Amplitud que representa una medida de la desviación que existe en los datos,
determinada por la suma normalizada de excedentes, es decir los excesos de todos los datos respecto al
número total de datos:
En donde, la Suma Normalizada de Excedentes (nse):
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Una vez obtenido el valor de los factores (F1 y F2) se procede a realizar el cálculo del Índice SQI, siendo este
la diferencia de 100 y la raíz cuadrada del promedio de los cuadrados de los dos (02) factores (F1 y F2); valor
que se presenta en un rango de 100, como un Índice CCME WQI modificado de excelente calidad a 0, como
valor que representa uno de pésima calidad:
Respecto del resultado del Índice SQI, el valor oscila entre el 1 y el 100, contándose con 5 rangos, conforme
se aprecia a continuación:
Tabla 2. Clasificación e interpretación de rangos del Índice SQI
Posteriormente, mediante el factor único categórico se evaluarán dos niveles, siendo un nivel el periodo de
avenida y el otro nivel el periodo estiaje, a través del software Statgraphics V.19, con la finalidad de comparar
el p valor y determinar si las lluvias influyen significativamente o no en la calidad de las aguas con respecto a
los metales.
RESULTADOS
Se obtiene el valor del Índice SQI en el periodo de avenida y en el periodo estiaje en cada uno de los puntos
de muestreo, para la cuenca de Santa con 18 puntos de muestreo, la cuenca de Moche con 22 puntos de
muestreo y la subcuenca de Tablachaca con 22 puntos de muestreo. Asimismo, se calculan los valores
promedio del Índice SQI para las dos cuencas y una subcuenca hidrográfica, en la época de avenida.
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Donde el excedente es:
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Tabla 3. Índice SQI - Época de avenida.
De igual manera, se calculan los valores promedio del Índice SQI para las dos cuencas y una subcuenca
hidrográfica, en la época de estiaje.
Tabla 4. Índice SQI - Época de estiaje..
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Posteriormente, se procede a aplicar el análisis del factor único categórico, en el que se evalúan dos niveles,
siendo un nivel el periodo de avenida y el otro nivel el periodo de estiaje, a través del software Statgraphics
V.19, obteniéndose un p valor de 0,8039 y un cuadro de medias de intervalos que se muestran a continuación:
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Tabla 5. Tabla ANOVA para el índice SQI promedio por período.
Posteriormente, se procede a aplicar el análisis del factor único categórico, en el que se evalúan dos niveles,
siendo un nivel el periodo de avenida y el otro nivel el periodo de estiaje, a través del software Statgraphics
V.19, obteniéndose un p valor de 0,8039 y un cuadro de medias de intervalos que se muestran a continuación:
Fig. 2. Medias e intervalos LSD del 90 por ciento.
CONCLUSIONES
Los periodos de avenida y estiaje no influyen significativamente en la calidad del agua con relación a metales
en los ríos evaluados, dado que el p valor es de 0,8042, encontrándose por encima del 0,1.
No existe una tendencia definida en la mejora o deterioro de la calidad de agua, debido a que estas fueron
diferentes en las tres áreas estudiadas, como en el caso de la subcuenca Tablachaca, en la cual hubo una
mejora del valor de 71,8 en la época de estiaje a 94,8 en la época de avenida, caso contrario con los
resultados de la cuenca de Moche, con un deterioro del valor de 61,6 en época de estiaje a 49,2 en la época
de avenida. En el caso de la cuenca de Santa el valor promedio del Índice SQI se mantuvo casi estable con
valores de 60,7 y 61,3 en época de estiaje y avenida respectivamente.
El gráfico de medias e intervalos LSD del 90 por ciento indica que existe concurrencia en el Índice SQI entre
los gráficos de ambos periodos, por lo que estos no influyen significativamente en la calidad del agua con
relación a metales.
De la revisión de los informes de monitoreos de la ANA, se han mantenido constante la cantidad de fuentes
contaminantes y vertimientos autorizados a los ríos materia de estudio en ambos periodos. Por lo que se
deben estudiar otras posibles variables que puedan influir en su calidad, estas variables podrían ser descargas
clandestinas no declaradas, influencia de sedimentos de los lechos de los ríos en el agua superficial, variación
estacional en la concentración de metales de las fuentes o vertimientos autorizados a los ríos, bioacumulación
de metales, entre otros.
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Los valores promedios del Índice SQI oscilan entre el 49,2 (marginal) hasta el 94.8 (bueno), por lo que no se
verifica que la calidad del agua de los ríos materia de análisis presenten clasificaciones extremas (deficientes o
excelentes).
Es necesario ampliar el estudio y evaluar otras fuentes de contaminación de los ríos, que podrían estar
afectando la calidad del agua.
Se recomienda realizar estudios similares en las cuencas hidrográficas de la sierra y selva del Perú, dado que
en estas zonas geográficas se realizan con mucha más intensidad actividades mineras y de hidrocarburos. Por
lo que sería importante evaluar la influencia de las lluvias en estas zonas. Dado que en general los mayores
valores de precipitaciones se dan en la parte baja (llano amazónico) y en bajas latitudes (norte) de la vertiente
del atlántico y las menores lluvias se observan en la vertiente del Pacifico cerca al Océano Pacífico y en bajas
latitudes [10].
REFERENCIAS
[1] H. Beltran, «Distribución y riqueza de Asteráceas en las cuencas hidrográficas del departamento de Lima,
Peru,» ArnaldoA, vol. 25, nº 3, pp. 799-828, 2018.
[2] R. De Oliveira y R. V. Marins, «Dinâmica de metais-traço em solo e ambiente sedimentar estuarino como um
fator determinante no aporte desses contaminantes para o ambiente aquático: revisão,» Revista Virtual de
Química, vol. 3, nº 2, pp. 88-102, 2011.
[3] J. L. Loayza, «NARRATIVAS TRANSMEDIA PARA CONCIENTIZAR SOBRE LA CONTAMINACIÓN MINERA DE RÍOS
DEL ECUADOR Una revisión para la conciencia ambiental,» Revista Internacional De Cultura Visual, pp. 1-8,
2022.
[4] J. J. Baños Baños, C. Bojórquez Sánchez, M. E. Bergés Tiznado, F. Páez Osuna y Y. E. Torres Rojas,
«Distribución y niveles de metales pesados (Cd y Zn) en tejidos de la sierra del Pacífico Scomberomorus sierra
de la Bahía de Mazatlán,» 2017.
[5] A. Magdaleno, M. Paz, J. Mantovano, L. De Cabo, S. Bollani, C. Chagas, L. Núñez, K. Tornello y J. Moretton,
«Evaluación del impacto de las actividades rurales en la calidad del agua de la microcuenca del arroyo Burgos
(San Pedro, Provincia de Buenos Aires),» Revista del Museo Argentino de Ciencias Naturales, vol. 20, nº 2, pp.
239-250, 2018.
[6] B. K. Robles Alvino, Caracterización físico-químico y bacteriológico en la determinación de la calidad del
agua de consumo humano de la ciudad de Ninacaca en Abril – Julio del 2019, 2019.
[7] M. d. Ambiente, Aprueban Estandares de Calidad Ambiental para Agua, Lima: El Peruano, 2008.
[8] L. Grapentine, C. Marvin y S. Painter, «Initial Development and Evaluation of a Sediment Quality Index for
the Great Lakes Region,» Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal, vol. 8, nº 7, pp.
1549-1567, 2002.
[9] Autoridad Nacional del Agua, «Repositorio Digital de Recursos Hídricos,» 2021. [En línea]. Available:
https://repositorio.ana.gob.pe/. [Último acceso: 26 junio 2023].
[10] W. Lavado-Casimiro y J. C. Espinoza, «Impactos de El Niño y La Niña en las lluvias del Perú (1965-2007),»
Revista Brasileira de Meteorologia, vol. 29, nº 2, pp. 171-182, 2014.
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LOS AUTORES
Carlos Eduardo Dueñas Valcárcel, Ingeniero Ambiental y de Recursos
Naturales. Con experiencia laboral en el sector privado de 9 años y 2 años en
el sector público. Docente de la escuela de Ingeniería Ambiental en la
Universidad nacional José María Arguedas y Fiscalizador en el Organismo de
Evaluación y Fiscalización Ambiental.
Jonathan Alfonso Chau Lam, Ingeniero Ambiental y de Recursos Naturales,
Auditor Líder en distintos sistemas de gestión para Organismos de
Certificación de Sistemas de Gestión, Auditor reconocido por el MTPE, con
experiencia laboral en distintos sectores como: construcción, minería,
industrias, alimentos, turismo, entre otros. Docente en Magna Institución de
Especialización Profesional S.A.C. y Consultor independiente.
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