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INTRODUCCIÓN
El crecimiento poblacional, la expansión del turismo y las actividades industriales en las zonas costeras han incrementado la presión sobre los ecosistemas marinos y su capacidad de regeneración, afectando la calidad ambiental de playas y cuerpos de agua. En este contexto, la vigilancia sanitaria de playas es un proceso fundamental para garantizar la salud pública, prevenir enfermedades relacionadas con la contaminación y promover un uso sostenible de estos espacios. La evaluación periódica del estado sanitario de las playas resulta crucial, especialmente en áreas como el litoral costero de Pisco, Ica, donde convergen importantes actividades socioeconómicas y ambientales.
El avance tecnológico en el nuevo milenio ofrece herramientas innovadoras, como el uso de drones (Vehículos Aéreos No Tripulados - UAV). Un dron es una aeronave pilotada a distancia, reutilizable y semiautónoma o autónoma, que permite realizar monitoreos aéreos precisos y de bajo costo. Facilitan la obtención de datos espaciales en tiempo real (1), detectando focos de contaminación y alteraciones en la línea costera, complementando la evaluación sanitaria basada en índices de calidad del agua. El Índice de Calidad de Playas (ICP) y otros indicadores ambientales permiten cuantificar el grado de contaminación según parámetros fisicoquímicos y microbiológicos.
En el siglo XXI, las zonas costeras enfrentan una situación crítica debido al incremento exponencial de las actividades humanas, como el turismo masivo, el desarrollo urbano no planificado y las descargas incontroladas de aguas residuales. Estos factores han exacerbado la contaminación de playas y ecosistemas marinos, generando problemas de salud pública y deterioro ambiental significativo (2). La acumulación de residuos sólidos, la presencia de microorganismos patógenos y la pérdida de calidad del agua constituyen amenazas que requieren monitoreo constante y soluciones innovadoras para garantizar la sostenibilidad de estos entornos.
En esta dirección, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) señala que numerosos destinos turísticos enfrentan desafíos significativos en la conservación de la calidad del entorno natural. Esta problemática afecta directamente la satisfacción de los visitantes y, como consecuencia, reduce los ingresos generados por las actividades turísticas (3). Lo cual se agrava con la descarga de aguas residuales en zonas costeras lo que aporta una elevada concentración de patógenos a los cuerpos de agua receptores (4), lo que aumenta significativamente el riesgo de problemas de salud para las comunidades costeras.
Asimismo, el litoral costero de Pisco, caracterizado por un clima árido y su vulnerabilidad a la contaminación derivada de actividades humanas y descargas residuales, se presenta como un escenario ideal para implementar tecnologías emergentes. La combinación del uso de drones con el análisis del índice de calidad permite obtener una perspectiva integral sobre el estado sanitario de las playas, facilitando la identificación de riesgos para la salud y el diseño de estrategias efectivas de gestión ambiental. Esta investigación, al integrar metodologías innovadoras y herramientas tecnológicas, busca abordar los desafíos del nuevo milenio, promoviendo un equilibrio entre el desarrollo socioeconómico y la preservación de los ecosistemas costeros.
Por otro lado, la perspectiva de Principios y Práctica de la Gestión de Playas se centra en el análisis de parámetros físico-químicos y bacteriológicos para garantizar la calidad sostenible de los balnearios, considerando la seguridad, infraestructura, calidad del agua, limpieza y estética del entorno (5). Además, los estudios sobre contaminación de aguas marinas abordan aspectos económicos, como el Índice Integrado de Playas (Integrated Beach Index), utilizado en áreas urbanas costeras de California, México y Brasil (6). Su enfoque también valora el paisaje y las cualidades estéticas, reflejado en el método propuesto por Ergin, que ofrece una visión estática de la evaluación de playas (7).
En relación al índice de calidad del agua marina y costera es una herramienta fundamental para analizar tanto las condiciones naturales como los impactos provocados por actividades humanas en los recursos hídricos de estas áreas. Este índice evalúa la calidad físico-química y sanitaria del agua, utilizando una escala de cinco niveles que varía desde óptima hasta pésima. Esta clasificación permite interpretar de manera clara el estado de conservación o degradación del entorno marino y costero, contribuyendo a una gestión eficiente y a la toma de decisiones enfocadas en su protección y uso sostenible (8).
Por otra parte, El Índice de Calidad Ambiental del Agua Marina para Uso Recreativo (ICAMPRAP) se desarrolló en un programa integral de monitoreo para analizar los desechos marinos en Kandakuliya, Sri Lanka. Este trabajo enfatiza áreas dependientes del turismo, donde la acumulación de desechos representa un desafío ambiental y socioeconómico. Garantizar un monitoreo continuo y eficiente de la calidad de las playas es esencial para evaluar el nivel de contaminación y tomar medidas que reduzcan los impactos negativos en estos ecosistemas frágiles, principalmente afectados por residuos marinos (9,10).
Además, la Ley General del Ambiente, en su artículo 2, establece principios fundamentales como el derecho de toda persona a vivir en un ambiente equilibrado y adecuado para el desarrollo de la vida, así como la obligación del Estado de garantizar la protección, conservación y mejora de la calidad ambiental. Además, se debe velar por el uso sostenible de los recursos naturales, lo que incluye la regulación sobre la calidad del agua (11).
En este contexto, Playa Las Minas, ubicada en la Reserva Nacional de Paracas, destaca por su alta biodiversidad y atractivo turístico, mientras que Playa San Andrés enfrenta presiones por actividades humanas como la pesca y el turismo, convirtiéndose en un área clave para evaluar los impactos sobre la calidad del agua y el estado sanitario de las playas. Esta dualidad permite obtener un análisis integral sobre el estado sanitario de las playas en el litoral de Pisco, Ica, proporcionando datos valiosos para la planificación ambiental y la gestión sostenible del recurso marino-costero.
Por tanto, el objetivo de la investigación es evaluar la calidad sanitaria de las playas en el litoral costero de Pisco, Ica, mediante el uso de drones y el Índice de Calidad del Agua Marina (ICAM), con el fin de monitorear la contaminación del agua y su impacto en la actividad turística.
MATERIALES Y MÉTODOS
La investigación se llevó a cabo bajo un enfoque cuantitativo, de tipo observacional-transversal, aplicado y con un alcance descriptivo. Este enfoque permite observar las condiciones sanitarias de las playas en tiempo real, utilizando drones y un índice de calidad, sin intervenir directamente en los factores evaluados (carácter observacional). Asimismo, la naturaleza transversal del estudio implica que los datos se recopilan en un momento específico para evaluar el estado sanitario de las playas seleccionadas.
En este sentido, Playa Las Minas, se ubica dentro de la Reserva Nacional de Paracas, es un entorno de alta biodiversidad y atractivo turístico. Por otro lado, Playa San Andrés, está situada en las proximidades de una zona urbana y portuaria Figura 1.
La población objeto de investigación estuvo conformada por las playas del litoral costero de Pisco, y la muestra a investigar fueron las Playas Las Minas y San Andrés, seleccionadas por su relevancia ambiental y vulnerabilidad a actividades humanas. Estas playas son adecuadas para evaluar la calidad ambiental y sanitaria de sus aguas. Los puntos de muestreo fueron determinados mediante un método no probabilístico por conveniencia, considerando criterios como accesibilidad, representatividad ambiental y proximidad a fuentes de contaminación. En cada punto, se realizaron mediciones y recolección de muestras en diferentes jornadas, teniendo en cuenta las condiciones meteorológicas durante la recolección.
En cuanto a las técnicas empleadas para la recolección de datos incluyeron equipos portátiles y sensores para medir parámetros físico-químicos como pH, temperatura, oxígeno disuelto y turbidez, lo que permitió obtener datos en tiempo real sobre las condiciones del agua en las zonas de muestreo. Se realizaron muestreos de agua siguiendo un protocolo riguroso para garantizar la calidad y representatividad de las muestras, que fueron transportadas a un laboratorio certificado para análisis microbiológicos y químicos.
Además, se utilizaron drones para registrar imágenes aéreas detalladas de las playas, complementando la evaluación visual del entorno y ayudando a identificar fuentes de contaminación. Finalmente, los datos obtenidos se compararon con los estándares de calidad del agua establecidos en la normativa vigente, específicamente el D.S. N°004-2017-MINAM, para evaluar el cumplimiento ambiental y determinar áreas que requieren intervención.
Asimismo, fueron empleados un medidor de pH, termómetro de alta precisión, medidor de oxígeno disuelto (OD), turbidímetro. Además, materiales como bolsas de muestreo de agua y botellas esterilizadas, las cuales se utilizaron para recolectar muestras de agua en distintos puntos del litoral costero.
En relación a los materiales se utilizaron envases de plástico y vidrio con capacidad de 1 litro, de color ámbar, destinados para la recolección de muestras. Probetas graduadas de 1000 ml y 100 ml, así como conos Imhoff, empleados para realizar mediciones volumétricas precisas. Cajas térmicas diseñadas para el transporte y conservación adecuada de las muestras a completar el formulario de registro de custodia.
Luego, para el procesamiento de las muestras en el laboratorio acreditado INACAL y de campo, se evaluaron los parámetros fisicoquímicos en los puntos de monitoreo (PC-01 y PC-02) para determinar su influencia en la calidad del agua marina para la actividad turística de contacto primario, según el D.S. N°004-2007-MINAM. Los parámetros analizados incluyeron demanda bioquímica de oxígeno, sólidos totales suspendidos, pH, temperatura y oxígeno disuelto. Los muestreos se realizaron siguiendo las regulaciones ambientales vigentes en Perú, de acuerdo con la Ley General del Ambiente (Ley N° 28611). El laboratorio Envirotest S.A.C., acreditado por INACAL, garantizó la validez de los resultados obtenidos.
En cuanto al procesamiento, análisis e interpretación de datos, los mismos se sometieron a un proceso de ponderación de la calidad del agua marina para uso recreativo, elaboración de la escala de calidad del agua marina enfocado a fines recreativos (ICAMRAP), obtención de curvas de calidad, ecuación para subíndice de calidad, ecuación para determinar el índice de calidad del agua marina para uso recreativo (ICAMRAP) (8), Tabla 1.
*El ICAM utiliza variables con unidad de medida, métodos y factores de ponderación para evaluar la calidad del agua marina y costero (13)
Para la elaboración de la escala de calidad del agua marina enfocado a fines recreativos (ICAMRAP), se utilizaron las escalas de calidad como puntos de referencia para convertir el resultado del índice en una evaluación cualitativa que refleja la calidad del cuerpo de agua analizado. La Tabla 2 proporcionó esta información, permitiendo asignar una categoría de calidad al cuerpo de agua, lo que facilitó la interpretación de los resultados y posibilitó una evaluación cualitativa de su condición (8).
Posteriormente, para determinar el subíndice de calidad, se emplean las siguientes ecuaciones. Cabe resaltar que este índice está diseñado y aplicado de manera exclusiva para evaluar la calidad de las aguas marinas, tomando en cuenta los diversos aspectos ambientales y biológicos relevantes, según se muestra en la tabla 3 (12,13).
En esta dirección, en el desarrollo de un índice de calidad, se emplea comúnmente una fórmula de agregación conocida como promedio geométrico ponderado. Esta fórmula asigna pesos a cada parámetro y calcula un promedio ponderado, lo que permite obtener una medida integral y equilibrada de la calidad del fluido, considerando la relevancia de cada parámetro evaluado (8,13).
…….. (Ecu.1)
Seguido, se realiza una modificación en la ecuación, que se resume de la siguiente manera: la ecuación utilizada para determinar el ICAM (13).
…….. (Ecu.2)
Por último, se utilizó una función de agregación para la elaboración del ICAM de la Escala de calidad para variables del ICAM. En esta investigación se aplicó la función de agregación de la media geométrica ponderada, una de las técnicas más comunes y sensibles para desarrollar un índice de calidad del agua. Esta ecuación permite evaluar los cambios en la calidad del agua y es ampliamente utilizada a nivel mundial, como se detalla en la Tabla 4.
* La Escala de calidad para la Temperatura manejada en el índice corresponde al diferencial entre temperatura ambiente y temperatura del agua (T ambiente - T agua)” (13).
La información obtenida se sometió a un análisis estadístico detallado, permitiendo evaluar las características físico-químicas y microbiológicas del agua. Posteriormente, los resultados se compararon con los estándares de calidad del agua marino-costero establecidos en el D.S. N°004-2017-MINAM, para determinar el nivel de cumplimiento ambiental y sanitario de las playas estudiada (14).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las actividades turísticas de contacto primario, como la natación y el buceo, dependen de la calidad del agua para garantizar la seguridad y satisfacción de los turistas. Por lo tanto, el uso de drones en el monitoreo ambiental en estas áreas busca proporcionar información precisa y en tiempo real sobre el estado del agua, permitiendo la implementación de medidas correctivas en caso de ser necesario y contribuyendo a la sostenibilidad del turismo en la región. Esto permitió una evaluación más precisa de la temperatura en la calidad del agua, así como la capacidad de responder rápidamente a cualquier cambio en la calidad del agua natural por condiciones antropogénicas.
La toma de muestras en las playas bajo investigación se realizó durante la mañana, las temperaturas ambientes fueron de 27.2 oC y 27.9 oC, en las fechas 13/10/2024 y 10/11/2024 respectivamente. Lo que permitió obtener datos consistentes y representativos de las condiciones del agua en las horas iniciales del día, cuando la actividad humana suele ser más baja.
En este sentido, los análisis fisicoquímicos del agua marina de la costa de Pisco, se presentan en la tabla 5. En las muestras tomadas el 13 de octubre y el 10 de noviembre de 2024, el pH se mantuvo entre 7.51 y 7.54, indicando un ambiente ligeramente alcalino. La demanda biológica de oxígeno (DBO5) fue similar en ambas playas, oscilando entre 1.45 y 1.50 mg/L, lo que sugiere una baja contaminación orgánica. La concentración de oxígeno disuelto (OD) se mantuvo alrededor de 6 mg/L, esencial para la vida acuática. Las temperaturas variaron entre 28.2 y 28.9 °C, y la turbidez fue moderada, destacando la importancia de estos resultados para el monitoreo ambiental y la gestión sostenible de recursos hídricos en la región.
Por otra parte, al evaluar la calidad del agua en las playas La Mina y San Andrés en las dos fechas señaladas, utilizando el ICAM. Los resultados obtenidos para cada uno de los seis puntos de monitoreo fueron los siguientes: PC-01=88.33, PC-02=88.52, PC-03=88.43, PC-04=88.15.
Lo que confirma que la calidad del agua utilizada en las playas turísticas de Ocucaje, en la ciudad de Ica, se encuentra en la categoría adecuada, según la escala de calidad establecida (70 < µ (Categoría: Adecuada) ≤ 90). Por lo tanto, se debe mantener una vigilancia permanente para prevenir posibles fuentes de contaminación o acciones que puedan impactar negativamente en la naturaleza del agua, y se recomienda crear conciencia en la sociedad sobre la importancia del cuidado del ambiente. Además, se observó que la calidad del agua marina en la zona costera de la provincia de Pisco se encuentra dentro de los límites establecidos por el Decreto Supremo Nº004-2017-MINAM, lo que indica que la naturaleza del fluido en las playas de la provincia de Pisco, es satisfactoria.
Además, se analizó la relación entre el índice de calidad del agua marina para uso recreativo y la afluencia de turistas en las playas turísticas de la provincia de Pisco. En términos generales, se observa que los valores del ICAM se mantienen en un rango alto en ambas fechas, lo que indica una calidad satisfactoria del agua marina en las playas de la provincia de Pisco. Los valores de ICAM oscilan entre 88.15 y 88.43 el 10 de noviembre, y entre 88.33 y 88.52 el 13 de octubre. Dado que el ICAM utiliza una escala de 0 a 100, estos valores sugieren que la calidad del agua es adecuada, ya que se encuentra en el rango correspondiente (70 < ICAM ≤ 90), según lo establecido en el estudio Tabla 7.
Discusión
Los resultados de la evaluación sanitaria de playas mediante el uso de drones y el índice de calidad en el litoral costero de Pisco, Ica resalta la efectividad de esta tecnología, para monitorear la calidad del agua en las playas. El uso de drones (UAS) y sistemas de información geográfica (SIG) permite realizar un mapeo preciso y detallado de los cuerpos de agua costeros, facilitando la detección de contaminación y la evaluación de las condiciones sanitarias de las playas en tiempo real. Esto no solo mejora la capacidad de respuesta ante posibles problemas ambientales, sino que también ayuda en la planificación de estrategias de manejo y conservación, lo que coincide con otros autores (15), que han desarrollado protocolos para la recolección de datos mediante drones y verificación en campo, utilizando aprendizaje automático para la clasificación y mapeo de hábitats costeros, mejorando la eficiencia y precisión en estos procesos.
En este sentido, los resultados obtenidos en la zona de estudio muestran que la calidad del agua en las playas de Pisco, Ica, se mantuvo dentro de rangos aceptables según los estándares nacionales e internacionales, lo que refleja una buena gestión en cuanto a la conservación del entorno marino. De acuerdo con estudios previos (16), la calidad del agua es un factor determinante para el desarrollo de actividades turísticas sostenibles, lo que subraya la importancia de mantener un monitoreo constante utilizando tecnologías avanzadas.
Además, el Índice de Calidad de Agua Marina (ICAM) utilizado en este estudio permitió clasificar las playas según la calidad del agua y contribuir a la protección de la biodiversidad marina. La capacidad de los drones para detectar zonas con mayores niveles de contaminación, especialmente en áreas cercanas a la costa, facilita la identificación de puntos críticos que requieren intervención. Este hallazgo coincide con investigaciones (17), que también destacaron la efectividad de los drones en la detección temprana de contaminantes y la mejora de la gestión ambiental en zonas costeras.
Por último, la relación entre la calidad del agua y la atracción turística ha sido documentada por otros autores (18), quienes encontraron que las playas con mejor calidad de agua atraen a más turistas, especialmente en destinos de turismo de contacto primario. Esta conexión refuerza la idea de que el monitoreo continuo de la calidad del agua mediante drones puede ser un factor clave no solo para la protección ambiental, sino también para el impulso de la actividad turística en la región costera de Ica.
CONCLUSIONES
La evaluación sanitaria de playas en Pisco, Ica, mediante drones y el Índice de Calidad del Agua Marina (ICAM) destaca la relevancia de la tecnología en el monitoreo ambiental. Los drones se mostraron efectivos para el monitoreo de la calidad del agua, permitiendo la detección temprana de contaminación y una respuesta rápida. El ICAM facilitó la evaluación objetiva de parámetros como pH y turbidez, indicando que las playas cumplen con los estándares para uso recreativo. Además, se evidenció que la calidad del agua influye en la actividad turística, ya que playas con mejor calidad atraen más visitantes. Este enfoque no solo beneficia la salud pública, sino que también apoya el desarrollo económico a través del turismo. Asimismo, el uso de drones y el ICAM contribuyen a la conservación de la biodiversidad marina, permitiendo implementar medidas preventivas ante la contaminación. Este modelo podría replicarse en otras zonas costeras para mejorar la gestión ambiental.
CONFLICTO DE INTERESES.
Los autores declaran que no existe conflicto de intereses para la publicación del presente artículo científico.
