ESTRATEGIA PARA LA GESTIÓN SOSTENIBLE DEL RECURSO AGUA. ESTUDIO DE CASO: CUENCA DEL RÍO NARANJO, PROVINCIA LAS TUNAS

3.3. Análisis del principal problema identificado

En los acápites anteriores se identificó la calidad de las aguas para sus diversos usos como el principal problema ambiental, desde la óptica de los recursos hídricos. A continuación se hace un análisis de su caracterización hidroquímica y de su posible uso tanto para humanos, como para animales y en el regadío.

3.3.1. Caracterización hidroquímica

En la Tabla 3.3 se puede apreciar la composición físico-química y bacteriológica de las aguas de las fuentes estudiadas en la cuenca. Las filas húmedo y seco identifican las fechas de muestreo.
Las aguas del área se caracterizan por presentar temperaturas ambiente entre los 22,8ºC y 27,8oC. Los valores medios de las fuentes subterráneas son inferiores a los de las superficiales en ambas fechas de muestreo.
El pH de las fuentes superficiales es superior al de las fuentes subterráneas en ambas fechas de muestreo. Sin embargo en todos los casos se obtuvieron valores inferiores al umbral (8,4) para aguas de regadío (Ayers y Westcot, 1987). En el período seco se incrementó el pH en todas las fuentes, debido al aumento de las concentraciones de todos los iones, a excepción de magnesio y potasio. La tendencia a la alcalinidad de las aguas debe estar relacionada con la elevación de las concentraciones de los iones bicarbonato y sodio, coincidiendo con Garbagnati et al. (2005) que plantean que si el bicarbonato es el ión predominante implicará un aumento de pH.
La conductividad eléctrica de las fuentes subterráneas es superior y muy cercana a 3,0 dS.m-1, por tanto no son aguas aptas para el riego de los cultivos agrícolas. Las restricciones de las aguas superficiales son ligeras a moderadas.
Al analizar las principales variables hidroquímicas de los puntos de muestreos (Tabla 3.3), se advierte que:

• Los tenores de los iones analizados para la caracterización físico–química de las aguas son superiores en los puntos que representan las aguas subterráneas respecto a las fuentes superficiales.
• Los iones bicarbonato, cloruro, y las sales solubles totales, son los más abundantes, con tendencia a una concentración relativamente alta, seguidos de los iones sodio, sulfato y calcio.

3.3.2. Clasificación de las aguas según Shchoukarev

Se distinguen seis tipos de agua. En la Tabla 3.4 se aprecia un patrón hidroquímico en el que predominan aguas bicarbonatadas cloruradas sódicas (HCO3-> Cl- - Na+) y cloruradas bicarbonatadas sódicas (Cl-> HCO3- - Na+), estos resultados se corresponden con estudios anteriores del acuífero realizados por Galindo et al. (2006), INRH (2010) quienes plantean que las aguas subsuperficiales en las que predominan los iones bicarbonato y sodio son consideradas jóvenes, poco evolucionadas; mientras, las cloruradas tienen largo tiempo de residencia en el acuífero. Los grupos definidos se corroboran con el diagrama de Piper (Figura 3.3)

Tabla 3.4. Tipos de aguas encontradas en las fuentes analizadas.

Consejo      Popular	Muestra	Período	Clasificación
Arroyo El Muerto	Pozo 417	Húmedo	Bicarbonatada-sódica
		Seco	Bicarbonatada-clorurada-Sódica
	Pozo 418	Húmedo	Bicarbonatada-clorurada-Sódica
		Seco	Bicarbonatada-clorurada-Sódica
Las Parras	Pozo 419	Húmedo	Bicarbonatada-clorurada-Sódica-Magnésica
		Seco	Bicarbonatada-clorurada-Sódica
Vivienda	Pozo 420	Húmedo	Bicarbonatada-clorurada-Sódica-Magnésica
		Seco	Clorurada-Bicarbonatada-Sódica-Magnésica
Gastón	Pozo 421	Húmedo	Bicarbonatada-clorurada- Sódica -magnésica- cálsica
		Seco	Bicarbonatada-clorurada- Sódica
	Pozo 422	Húmedo	Bicarbonatada –clorurada-Sódica -magnésica
		Seco	Bicarbonatada-clorurada- Sódica
Vivienda	Presa 423	Húmedo	Bicarbonatada-clorurada-Sódica-cálsica
		Seco	Bicarbonatada-clorurada-Sódica
Arroyo El Muerto	Río 424	Húmedo	Bicarbonatada-clorurada-Sódica
		Seco	Bicarbonatada-clorurada-Sódica
	Río 425	Húmedo	Bicarbonatada-clorurada-Sódica
		Seco	Bicarbonatada-clorurada-Sódica
Arroyo El Muerto	Pozo 426	Húmedo	Clorurada- Bicarbonatada- Sódica- Magnésica
		Seco	Clorurada -Bicarbonatada- Sódica
Las Parras	Pozo 427	Húmedo	Cloruradas-Bicarbonatadas-Sódicas- Magnésica
		Seco	Clorurada- Magnésica-cálsica
	Pozo 428	Húmedo	Bicarbonatada-clorurada-Sódica-Magnésica
		Seco	Clorurada -Sódica
	Pozo429	Húmedo	Clorurada-Sódica-Cálsica
		Seco	Clorurada- Bicarbonatada-Sódica
	Presa 430	Húmedo	Bicarbonatada-clorurada-Sódica-Magnésica
		Seco	Clorurada- Magnésica- cálsica
Vivienda	Pozo 431	Húmedo	Bicarbonatada-clorurada-Sódica-Magnésica
		Seco	Clorurada-Sódica-cálsica Magnésica

En la Figura 3.4, se muestra el diagrama de Piper para los dos períodos evaluados, donde se ilustran los cambios de tipo de agua de un período a otro y la predominancia de aguas Bicarbonatadas – cloruradas – Sódicas – magnésicas - cálcicas a Cloruradas – Sódicas – cálcicas - Magnésicas, comportamiento que se ha observado en resultados hidroquímico de acuíferos desarrollados por Monteagudo (2008), Orozco (2011) y Herrera (2011).
La presencia de distintos tipos de agua en esta cuenca, coincide con los resultados reportados por Monteagudo (2008) en otras cuencas del territorio quien plantea que las características geológicas de las cuencas en las Tunas son complejas, ya que en superficie existen formaciones sedimentarias constituidas por calizas duras (formadoras de aguas bicarbonatadas cálcicas), calizas dolomitizadas y dolomitas (formadoras de aguas bicarbonatadas cálcicas magnesianas), así como mezclas de litologías y aportes de cloruro de sodio de los suelos en la zona no saturada de los acuíferos lo que determina la variedad de tipos de agua en una misma cuenca.

 

 

3.3.3. Calidad de las aguas con fines humanos y pecuarios

Las aguas del área de estudio, puntos de muestreo río 424 y 425, alcanzaron rangos de turbiedad para el período húmedo entre 6,76 UNT y 9,39 UNT, valores superiores a la NC- 827:2010, (5 UNT). Para el período seco muestran niveles inferiores con rangos entre 1,7 UNT y 3,75 UNT (Tabla 3.3). La presencia de alta turbiedad en el período húmedo es característico para el mismo, coincidiendo con Costa (2008) quien plantea que en esa época aumentan los valores de turbiedad, debido a corrientes con un gran número de partículas sólidas en suspensión o coloides, como arcillas, limos, granos de sílice, materia orgánica con un diámetro muy pequeño (0.1 µ) que impiden que la luz se transmita tal como lo haría a través de un agua pura. Esto demuestra los riesgos de consumir esta agua en el período húmedo, por la presencia de altos niveles de microorganismos causantes de enfermedades, como: virus, parásitos y algunas bacterias. Lo que puede provocar síntomas tales como náuseas y diarrea. En el caso de los animales pueden presentar síntomas de diarreas.
En cuanto a la dureza total existe una tendencia a alcanzar valores mayores en el período seco. Dentro de las fuentes analizadas los pozos 421, 422, 426 y 427 sobrepasan los niveles permisibles, según la NC-827:2010 (400 mg.l-1). El pozo 426 en los dos períodos se encuentra por encima de ese umbral.
Los Cloruros se comportan con tendencia a aumentar en el período húmedo con valores superiores a los permisibles a la NC-827:2010 (250 mg.l-1), en los pozos 417, 426, 427, 428. Es significativa la presencia de altos contenidos en ambos períodos para los pozos 417, 427 y 428. La aparición de este elemento es mayormente aportado por aguas cloruradas bicarbonatadas sódicas, lo que presumiblemente se debe al alto contenido de calcita en los suelos, donde sobreyacen las formaciones que drenan estas aguas. Estos resultados coinciden con los reportados por Monteagudo (2008), en otras cuencas del territorio. Altos contenidos de cloruro pueden ser tóxicos y podrían causar cambios en glándulas adrenales, problemas circulatorios, alto riesgo de cáncer de hígado, dificultades para la reproducción, además de producir mal sabor al agua. En el caso de los animales provoca dificultades para la reproducción.
El hierro no fue detectado en gran parte de las fuentes analizadas. Se identificó la presencia de este elemento en el período húmedo en los pozos 422 y 427 y en las muestras 424 y 425 del río, en esos puntos para ambos períodos. El aumento del hierro en estas fuentes puede atribuirse a que existen corrales de animales y letrinas sin fosas sépticas muy cercanas a ellas. Además la profundidad de yacencia de las aguas subterráneas en estos pozos es generalmente baja, llega a alcanzar hasta 5 metros en algunas zonas. En el caso de las fuentes superficiales existe una tendencia al pastoreo y baño de animales. Según la UNESCO (2007), la presencia del hierro en el agua puede provocar enfermedades como conjuntivitis, náuseas, diarrea, deterioro del hígado, corazón y en última instancia la muerte. Según Bonel (2005), los niveles superiores a 0.3 mg.l-1 pueden también causar una reducción en la ingesta de agua y en la producción de las vacas lecheras puede causar un sabor a óxido en la leche.
El sodio en las aguas estudiadas presenta altos contenidos en casi todas las muestras, superiores a la NC-827:2010 (200 mg.l-1), solo en los puntos del río 424, 425 y el pozo 431 muestran valores menores que el umbral. Estos resultados indican el alto riesgo que puede provocar el consumo de estas aguas. A mediano y largo plazo puede tener consecuencias graves en el organismo. Según MINSAP (2005), el sodio puede inducir retención de agua, que obliga al corazón, hígado y riñones a trabajar por encima de sus posibilidades, además de hipertensión arterial (presión arterial elevada, que es factor de riesgo para padecer infarto), debido a que la cantidad de sangre aumenta y, por tanto, la tensión que ésta ejerce
Según la Organización Mundial para la Salud OMS (2009) el exceso de sodio también se relaciona con descalcificación ósea (osteoporosis), ya que en un intento por compensar el equilibrio entre minerales reguladores del agua (electrolitos), el organismo tomaría calcio de los huesos para que éste “bloquee” al sodio y pueda ser eliminado a través de la orina.
La conductividad eléctrica en las fuentes analizadas en ambos períodos se comportó con valores elevados que oscilan desde 500 hasta 4030 µS.cm-1 a 25 ºC. Mostrando que estas aguas poseen altos contenidos de sales minerales, los casos extremos son los pozos 427 y 428 que llegan a 5020 y 4030 µS.cm-1 a 25 ºC, respectivamente. La aparición de estas cifras indica que en la composición química de estas aguas existe una gran influencia de la sal procedente de un suelo salino o de formaciones geológicas salinizadas. Según la DMHP (2011), la aparición de numerosos casos de hipertensión arterial en consejos populares de la zona (Figura 3.4), con una tendencia a incrementar el número de casos a partir del año 2009, los que pueden estar asociados a la calidad del agua. Se aprecia que tres de los consejos muestreados son los de mayor incidencia.
La concentración de nitratos es mayor que 45 mg.l-1 (LMA de la NC-827:2010) en los pozos 418, 422 y 427, así como en el río 424. El pozo 418 tiene la cuantía más alta, 353 mg.l-1. Esto demuestra el grado de contaminación de estas fuentes, y el peligro de influencia sobre la salud humana. Según la OMS (2007), las altas concentraciones de nitratos pueden provocar amplia producción de nitrosaminas (una de las más comunes causas de cáncer).
Los nitritos varían en ambos períodos desde 0,1 mg.l-1 hasta 0,75 mg.l-1 con tendencia a mantenerse en rangos superiores 0,6 mg.l-1; lo que demuestra altos contenidos de nitritos por encima del valor permisible según la NC-827:2010 (0,2 mg.l-1). En el caso de las muestras 424 y 425 del río están influenciadas por los vertimientos de aguas usadas por la comunidad y basuras caseras que contienen residuos orgánicos. Al igual que los nitratos producen los mismos signos y síntomas al organismo. Según las normas de la OMS (2007), las aguas para consumo humano deben estar exentas de estos elementos. En el caso de los animales en muchas especies puede provocar la infertilidad y problemas reproductivos (aborto).
La contaminación bacteriana en todas las muestras analizadas presenta problemas por los altos tenores de bacterias del tipo coliformes totales y fecales que alcanzan valores superiores a los 1000 NMP/100 ml, según la NC-827:2010. Por otra parte, la relación CT y CF sobrepasa el 20%, que indica contaminación fecal alta, por encima de la norma máxima admisible, según su clasificación cualitativa (MINSAP, 2010). Desde el punto de vista higiénico sanitario estas aguas están afectadas por la presencia de colibacilos, Escherichia coli y colifecales, por lo que no responden a los requisitos establecidos en la NC-827:2010. El estado sanitario de estas fuentes está determinado en primer lugar por su contaminación fecal y en segundo, por los residuos tanto sólidos como líquidos que son vertidos al medio y por las aguas procedentes del albañal doméstico. Estos resultados indican los riesgos que pueden producir estas aguas para la salud humana, provocando enfermedades diarreicas agudas (EDA) y Hepatitis A. Según el MINSAP (2011) en los últimos seis años se ha identificado 6849 casos con EDA y 98 con Hepatitis, con tendencia en aumentar con respecto al año 2010 en los consejos populares Gastón y Las Parras, 155 y 210 casos, respectivamente (Figura 3.5). La mala calidad de las aguas desde el punto de vista bacteriológico en estos consejos populares podría ser la causa de la presencia de dichas enfermedades. En el caso de los animales también pueden aparecer enfermedades diarreicas.
En la Tabla 3.5 se hace un resumen de lo explicado anteriormente. En la misma se puede observar que las aguas de las fuentes estudiadas son no aptas para el consumo humano y animal según los parámetros  establecidos en la NC-827:2010.

3.3.4. Calidad de las aguas con fines agrícolas

Los resultados obtenidos de la composición físico-química de las aguas de las fuentes estudiadas con fines agrícolas en la cuenca del río Naranjo, evidencian que en todos los casos se obtuvieron valores inferiores al umbral (8,4) para aguas de regadío. Es necesario llamar la atención de la posible degradación de los suelos por alcalinidad debido al riego con aguas de esas características.
Las tres fuentes subsuperficiales (muestras 419, 420 y 429) tienen conductividad eléctrica cercana o mayor que 3,0 dS.m-1, lo cual las hace no aptas para el riego, pues poseen restricciones severas para su uso. Las limitaciones de las fuentes superficiales son ligeras a moderadas.
El magnesio cuyo umbral es 5 meq.l-1 también es alto en las fuentes subterráneas. El bicarbonato es alto (> 10 meq.l-1) en los dos primeros pozos. En el tercer pozo (429) el calcio y los cloruros sobrepasan los límites permisibles (20 y 30 meq.l-1, respectivamente). Las fuentes superficiales no presentan problemas según los umbrales de estos iones.

3.3.4.1. Criterios generales de FAO

Los criterios estudiados en el punto anterior restringen el uso de estas aguas para el riego, sin embargo, se hizo un análisis más detallado con el empleo de otros indicadores y conceptos más específicos para ver cuán perjudicial puede ser el uso agrícola de este recurso, los resultados se muestran en la Tabla 3.6.

3.3.4.2. Salinidad

Los valores de SST y RAS son incluidos en el diagrama de Wilcox para clasificar las aguas con fines de riego. En la Figura 3.7 se puede observar que las fuentes superficiales son altamente salinas (C3) y las subterráneas son extremadamente salinas (C4), por tanto el peligro de salinización de los suelos al regar con estas aguas es alto o muy alto.
En cuanto al sodio, las fuentes superficiales en el período húmedo tienen baja sodicidad (S1), en el resto la sodicidad es media (S2) e incluso hay un caso de muy alta sodicidad (S4). Esto indica que los peligros de alcalinización de los suelos provocados por el sodio son medios.
Según la salinidad efectiva (SE) estas aguas se clasifican como Condicionadas para su empleo en el riego (3 – 10 me.l-1), ya que pueden pasar a formar parte del agua del suelo en forma de sales menos solubles como carbonato de calcio y magnesio o sulfato de calcio.
Por el criterio de Salinidad potencial (SP), que mide el peligro de los cloruros y sulfatos al actuar a bajos niveles de humedad y aumentar la presión osmótica, las fuentes subterráneas son No recomendables (>15 me.l-1), mientras las superficiales están Condicionadas para el riego.
Tabla 3.6. Indicadores de la aptitud de las aguas para utilizarlas en el riego.

Variables	Unidades	Período	Muestras
			419	420	423	424	425	429
Salinidad Efectiva	me.l-1	Húmedo	12,38	12,43	5,30	7,17	7,17	9,50
		Seco	8,83	8,46	3,49	3,87	3,32	6,82
Salinidad Potencial	me.l-1	Húmedo	10,84	14,19	2,23	4,03	4,14	37,19
		Seco	18,87	18,02	4,87	5,54	4,88	10,30
RASx	U	Húmedo	8,2	8,4	4,4	4,4	4,4	2,7
		Seco	19,7	5,4	9,6	7,3	11,5	4,4
Porciento de Sodio Posible	%	Húmedo	146	150	83	75	75	107
		Seco	79	45	75	69	78	47
Porciento de Sodio Soluble	%	Húmedo	56	57	62	61	61	18
		Seco	79	45	75	69	78	47
Índice de Langellier	U	Húmedo	1,1	1,1	0,4	0,6	0,6	0,9
		Seco	1,5	1,6	1,1	1,0	0,9	1,0

3.3.4.3. Efectos sobre la infiltración

El porciento de sodio posible (PSP) hace que estas aguas sean condicionadas, pues en todos los casos el valor es superior al 50%, existiendo peligro de sustitución del calcio y el magnesio del complejo de cambio por el sodio.
El porciento de sodio soluble (PSS) expresa la proporción de sodio y potasio respecto al total de cationes adsorbidos. Si ese porcentaje es muy alto el sodio puede alcanzar concentraciones elevadas en el complejo de cambio y provocar el deterioro físico de los suelos. Las aguas de fuentes superficiales son clasificadas como dudosas (60 – 80%), mientras las subterráneas son permisibles (40 – 60%).

3.3.4.4. Toxicidad

La magnitud de la toxicidad por la presencia de cloruros en las aguas es valorada en función del método de riego. Debido a que en las técnicas de riego por gravedad prácticamente no hay contacto del agua con zonas de transpiración más intensa (bordes y puntas de las hojas) los tenores asimilados son mayores, aun así las restricciones de uso son severas para las fuentes subterráneas y ligeras a moderadas para las superficiales. Si el riego es por aspersión el riesgo es mayor (severo) pues el agua se deposita en las hojas y puede provocar necrosis.
La toxicidad por sodio tiene un comportamiento similar a los cloruros. Los valores de RASx son, en todos los casos, superiores a 3,0 me.l-1, a partir del cual se consideran ligeras a moderadas, si son superiores a 9,0 me.l-1 pasan a la categoría de severas.
El riesgo de obstrucción de los sistemas de riego presurizados es alto (0,5 – 1,0) o muy alto (>1,0) según el Índice de Langellier. Este parámetro valora la posibilidad de precipitación del calcio en forma de carbonato cuando alcanza la saturación en presencia de bicarbonato (Fuentes, 2003).
La Tabla 3.7 muestra un resumen de la aptitud de cada fuente para el riego de cultivos agrícolas. Se puede afirmar que prácticamente todas las fuentes tienen limitaciones que las convierten en no aptas para su uso en el riego.
Tabla 3.7. Calidad de las aguas de las fuentes de abasto para uso agrícola en la cuenca del río Naranjo.

Variables	Unidades	Período	Muestras
			419	420	423	424	425	429
pH	U	Húmedo	A	A	A	A	A	A
		Seco	A	A	A	A	A	A
Conductividad Eléctrica	dS/m-1	Húmedo	NA	NA	A	A	A	NA
		Seco	NA	NA	A	A	A	NA
Calcio	me.l-1	Húmedo	NA	NA	A	A	A	NA
		Seco	NA	NA	A	A	A	NA
Magnesio	me.l-1	Húmedo	NA	NA	NA	A	A	NA
		Seco	NA	NA	NA	A	A	NA
Sodio	me.l-1	Húmedo	A	A	A	A	A	A
		Seco	NA	NA	NA	A	A	NA
Potasio	me.l-1	Húmedo	A	A	A	A	A	A
		Seco	A	A	A	A	A	A
Carbonatos	me.l-1	Húmedo	NA	NA	NA	A	A	NA
		Seco	NA	NA	NA	A	A	NA
Bicarbonato	me.l-1	Húmedo	NA	NA	NA	A	A	NA
		Seco	NA	NA	NA	A	A	NA
Sulfato	me.l-1	Húmedo	C	C	C	C	C	C
		Seco	C	C	C	C	C	C
Cloruro	me.l-1	Húmedo	NA	NA	NA	A	A	NA
		Seco	NA	NA	NA	A	A	NA
Salinidad Efectiva	me.l-1	Húmedo	C	C	C	C	C	C
		Seco	C	C	C	C	C	C
Salinidad Potencial	me.l-1	Húmedo	C	C	C	NA	NA	C
		Seco	C	C	C	NA	NA	C
RASx	U	Húmedo	M	M	M	M	M	M
		Seco	M	M	M	M	M	M
Porciento de Sodio Posible	%	Húmedo	C	C	C	C	C	C
		Seco	C	C	C	C	C	C
Porciento de Sodio Soluble	%	Húmedo	A	A	A	NA	NA	A
		Seco	A	A	A	NA	NA	A
Índice de Langellier	U	Húmedo	NA	NA	NA	NA	NA	NA
		Seco	NA	NA	NA	NA	NA	NA
Leyenda: Na; No apta: A; Aptas: C; Condicionadas : M; Moderadas