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INTRODUCCIÓN
El vertimiento de aguas residuales domésticas constituye una problemática ambiental de creciente relevancia en el escenario global contemporáneo. A nivel mundial, la contaminación del agua se ha convertido en un desafío crucial para el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), particularmente el ODS 6, que busca garantizar la disponibilidad y la gestión sostenible del agua y el saneamiento para todos. En este contexto, la presente investigación se enfoca en el análisis del impacto que tiene este tipo de vertimiento en el río Pisco, ubicado en la región de Ica. Este recurso hídrico, fundamental para la zona, enfrenta una amenaza considerable debido a la descarga incontrolada de aguas residuales, lo que representa un desafío para la sostenibilidad del ecosistema acuático y para la calidad de vida de las comunidades que dependen de él.
En las últimas décadas, la urbanización ha experimentado una transformación notable, influyendo tanto en los aspectos sociales como económicos. Esta evolución ha conllevado una redistribución geográfica de las poblaciones, lo que también ha incidido en el surgimiento de problemas ambientales. Además, los procesos de edificación no solo incrementan el consumo de energía y recursos, exacerbando los desafíos ambientales, sino que, según los autores, también pueden promover una mayor conciencia ecológica entre los habitantes (1). Señalan que la urbanización desempeña un papel crucial en la intensificación de los problemas ambientales, ya que genera un aumento en el consumo de recursos, la producción de residuos y la contaminación, afectando tanto los ecosistemas como la calidad de vida de las poblaciones. (2).
En este escenario, los vertimientos de aguas residuales domésticas son resultado directo de actividades diarias como el lavado, la cocina y el baño, y pueden considerarse como insumos en el marco de la teoría de producción doméstica (3). Las aguas residuales domésticas son aquellas que provienen de áreas residenciales y resultan del metabolismo humano y las actividades del hogar, y su inadecuada disposición final puede generar un impacto ambiental considerable (4). Además, la Autoridad Nacional del Agua (ANA) destaca que, debido a la alta concentración de contaminantes, estas aguas requieren tratamiento antes de ser vertidas en cuerpos receptores (5).
Por su parte, la UNESCO señala que, a nivel mundial, la contaminación por aguas residuales se ha convertido en un problema significativo en los últimos años, impulsado por el crecimiento poblacional y el mayor uso del agua en diversas actividades. Este desafío se intensifica debido a la carencia de métodos adecuados de disposición final, lo que ha llevado a que muchas cuencas hidrográficas sean tratadas imprudentemente como vertederos (6). La SUNASS, a través de un estudio sobre aguas residuales, identificó varios puntos no autorizados para su vertimiento. Además, destacó la importancia de cumplir con las normativas vigentes, como los Límites Máximos Permisibles (LMP) y los Estándares de Calidad Ambiental (ECAS), para regular y controlar adecuadamente estos vertimientos, asegurando así la protección del medio ambiente y la salud pública (7). Los vertidos de las áreas cercanas al río Pisco son descargados directamente en el cauce, causando una notable contaminación. Para evaluar el impacto ambiental de estos vertidos, se emplean varios parámetros, incluyendo la demanda bioquímica de oxígeno y el nivel de oxígeno disuelto. Estos indicadores son esenciales para medir la calidad del agua y determinar el grado de contaminación en el río (8).
Es importante tomar en consideración algunas investigaciones que anteceden el presente estudio, en los cuales se realizó una evaluación del impacto de la descarga de aguas residuales domésticas en los afluentes del Caño Grade. Para ello, establecieron tres estaciones de muestreo y llevaron a cabo cuatro monitoreos durante períodos de alta precipitación. Los resultados revelaron un valor promedio del índice ICOMO de 4.8, lo que indicaba una contaminación media del agua en la zona (9). Por otro lado, evaluaron el impacto ambiental de los vertimientos de aguas residuales en la cuenca del río Portoviejo, analizando su capacidad de autodepuración. Identificaron los puntos de vertimiento con mayor impacto y concluyeron que estos afectaban negativamente la calidad del agua, especialmente en las áreas más críticas, manifestándose en bajas concentraciones de oxígeno disuelto (10).
También, destacan que los impactos ambientales asociados con la minería incluyen la erosión, la contaminación del suelo, y la degradación de las aguas superficiales y subterráneas, además de la alteración de los ecosistemas. La contaminación del agua, en particular, tiene un efecto significativo en la limnología de los lagos afectados y en las comunidades acuáticas, afectando a organismos como las algas diatomeas, los cladóceros, el zooplancton y los quironómidos (11). Por otro lado, subrayan que la minería está cada vez más relacionada con el riesgo hídrico, tanto en términos de acceso como de calidad del agua en las áreas cercanas. Esta conexión es especialmente relevante en regiones con escasez de agua o en zonas situadas aguas arriba de comunidades que dependen de esas fuentes para su consumo y actividades agrícolas (12).
Para profundizar este análisis, es fundamental establecer un marco teórico sólido. En este sentido, se comienza definiendo un concepto central como es la contaminación del agua. Este fenómeno ocurre cuando sustancias o energías ajenas al ecosistema acuático alteran su composición natural, comprometiendo su equilibrio y los servicios que brinda. En términos más amplios, se refiere a cualquier cambio perjudicial en la calidad del agua que impide que cumpla su rol natural (13). Añade que esta contaminación modifica las propiedades originales del agua, representando un riesgo para su uso y afectando negativamente el entorno circundante (14).
Seguidamente se tiene el vertimiento de aguas residuales domiciliarias, como el acto de descargar o liberar aguas residuales provenientes de actividades residenciales, como el lavado, la cocina y el baño, en cuerpos de agua, sistemas de alcantarillado o en el suelo. Estas aguas residuales suelen contener una mezcla de contaminantes físicos, químicos y biológicos que pueden alterar la calidad del agua receptora y tener impactos negativos sobre el medio ambiente y la salud pública (15). Las aguas residuales, implica el uso de técnicas y métodos combinados para eliminar contaminantes y microorganismos, transformando las aguas en seguras y adecuadas para reutilización o para proteger el medio ambiente. El objetivo principal es eliminar contaminantes físicos, químicos y microbiológicos para obtener agua limpia o efluentes tratados (16).
También se tienen los recursos hídricos, es un proceso que coordina el manejo conjunto de agua, tierra y recursos asociados. Su objetivo es fomentar el desarrollo económico y social, mientras reduce las presiones ambientales que afectan la cantidad y calidad del agua (17).
Y finalmente, el grado de contaminación que se define como el nivel de alteración en la calidad de un recurso, como el agua, el aire o el suelo, causado por la introducción de sustancias o agentes contaminantes. Este grado puede ser evaluado mediante diversos indicadores que miden la concentración de contaminantes y sus efectos sobre el medio ambiente y la salud humana (18, 19).
En relación con la delimitación del área de estudio, la investigación se centra específicamente en la cuenca del río Pisco, ubicada en la región de Ica. Este enfoque ha sido seleccionado debido a la importancia estratégica de dicha área tanto a nivel nacional como regional. La cuenca del río Pisco es fundamental para el desarrollo socioeconómico local, y comprender detalladamente los factores que inciden en la problemática del vertimiento de aguas residuales es clave para mitigar sus impactos. Este análisis permitirá abordar el problema de manera más efectiva, tomando en cuenta las particularidades de la región y las comunidades que dependen de este recurso hídrico vital.
La justificación de esta investigación radica en la necesidad urgente de evaluar los efectos del vertimiento de aguas residuales en el río Pisco, dado su papel esencial en el suministro de agua para actividades agrícolas, industriales y domésticas en Ica. La contaminación de este recurso hídrico presenta riesgos considerables para la salud pública y el equilibrio ambiental, subrayando la importancia de abordar esta problemática de manera integral.
Atendiendo a lo anterior, esta investigación se enfoca en verificar el nivel de contaminación del río Pisco generado por el vertimiento de aguas residuales domésticas. Este análisis se realizará a través de la evaluación de parámetros físico-químicos y biológicos, con el fin de identificar las fuentes específicas de contaminación. Además, se busca proponer posibles medidas de mitigación que respondan a la problemática en un contexto local, regional y nacional, considerando la relevancia del río Pisco para las comunidades y ecosistemas que dependen de él.
MATERIALES Y MÉTODOS
El tipo de investigación es aplicada, ya que se basa en información teórica para desarrollar nuevos conocimientos y resolver problemas reales, con el objetivo de validar o refutar las hipótesis propuestas. Además, el estudio es de tipo observacional-prospectivo-transversal, dado que la información se recolectó en un único momento específico. El estudio tiene un nivel descriptivo, ya que busca describir el fenómeno tal como ocurre en la realidad sin manipulación de variables. El objetivo es especificar las características y propiedades del fenómeno en estudio, obteniendo información de manera independiente o en conjunto. El diseño de la investigación es experimental-transversal (20, 21).
La población de estudio está conformada por la cuenca del río Pisco, ubicada en el distrito de Pisco.
La investigación se lleva a cabo en el Distrito de San Clemente, que se encuentra en la provincia de Pisco, en la región de Ica, Perú. Este distrito limita al este con el distrito de Independencia, al oeste con el océano Pacífico, al norte con la provincia de Chincha y al sur con los distritos de Pisco y Túpac Amaru Inca. San Clemente está situado a unos 9 km al este de la ciudad de Pisco.
Desde el punto de vista geográfico, San Clemente se encuentra en la ribera derecha del río Pisco, en un terreno de topografía ondulada que combina planicies y elevaciones, con predominancia de depósitos de salitre y tiza. El río Pisco fluye cerca del pueblo, desempeñando un papel crucial en el entorno local y en las actividades de la población.
Este espacio geográfico permitirá analizar las interacciones entre las comunidades y el río, evaluando el impacto de los vertimientos de aguas residuales domiciliarias en el ecosistema acuático y la calidad del agua. La selección de esta población específica facilitará una comprensión detallada de los factores que influyen en la contaminación del río y permitirá la formulación de estrategias adaptadas a las particularidades de la cuenca. Las muestras serán tomadas en puntos clave del río, cercanos a áreas urbanas y rurales, teniendo en cuenta la influencia de actividades industriales y agrícolas (22).
La técnica de recolección de datos: se realizó principalmente en la ribera del río Pisco, en el distrito de San Clemente, cuyas coordenadas UTM están detalladas en la Tabla 1. La ubicación fue seleccionada por su cercanía a posibles fuentes de contaminación, su variabilidad geográfica y su representatividad de las condiciones ambientales. Este punto de monitoreo es esencial para evaluar la calidad del agua y analizar el impacto de los vertimientos de aguas residuales domiciliarias en esta sección del río, Tabla 1.
Tabla 1 Descripción y ubicación en coordenadas UTM
Coordenadas UTM en el WGS-84, zona 18L
A&B Consulting Group Peru E.I.R.L.
Los instrumentos utilizados para la recolección de datos incluyeron formatos de cadena de custodia, fichas de laboratorio y un equipo portátil multiparámetro (Marca: Hach Co., Modelo: HQ40d, Serie: 180300003690). Este dispositivo permitió medir parámetros físico-químicos in situ, como la temperatura, el pH, la concentración de oxígeno disuelto y la conductividad eléctrica, brindando información precisa sobre la calidad del agua en el campo Figura 2.
Figura 2 Multiparámetro en el punto de monitoreo AS-02. Descarga de agua residual proveniente de la planta de tratamiento Boca del Rio
Las técnicas de procesamiento de datos, se seleccionaron cuidadosamente los métodos para obtener información precisa y relevante en el marco de la investigación, con el fin de abordar las hipótesis y alcanzar los objetivos propuestos. Las técnicas incluyeron: Inspección de la zona: se identificaron los puntos de monitoreo clave para la evaluación de la calidad del agua. Recolección de muestras y análisis por laboratorio acreditado Envirotest: garantizando la fiabilidad de los resultados. Elaboración del informe de monitoreo ambiental: basado en el análisis de laboratorio y la normativa vigente. Conclusiones del monitoreo: derivadas de los resultados obtenidos, proporcionando una evaluación completa.
En cuanto al análisis e interpretación de datos obtenidos, se organizaron sistemáticamente utilizando Excel, facilitando el análisis y garantizando la validez de los resultados en el estudio sobre la calidad del fluido en el área de investigación.
RESULTADOS
El punto de monitoreo seleccionado ofrece una visión clave para analizar la calidad del agua en la cuenca del río Pisco. A través de mediciones constantes, se recopila información relevante sobre las variaciones en los parámetros físico-químicos y biológicos que influyen en la salud del ecosistema acuático. Además, su ubicación estratégica facilita la identificación de posibles fuentes de contaminación y la evaluación de la eficacia de las medidas de gestión aplicadas en la zona Tabla 2.
La relación entre la concentración de elementos físicos y el grado de contaminación del río Pisco en la región de Ica es un aspecto fundamental que requiere un análisis detallado. La cantidad de componentes físicos, actúa como un indicador clave de la salud del río. Un estudio minucioso de estos elementos permitirá entender mejor la dinámica de la contaminación y aplicar medidas específicas para reducir su impacto, contribuyendo así a una gestión más eficiente de la calidad del agua y la conservación del ecosistema del río. A continuación, Figuras 3, 4, 5 y 6
En las figuras anteriores se muestra que, la demanda bioquímica de oxígeno y oxígeno disuelto y en los estándares de calidad de agua en el río Pisco. La influencia sustancial de la demanda bioquímica de oxígeno y el oxígeno disuelto en los estándares de calidad del agua en el río Pisco se manifiesta en la necesidad de verificar la contaminación hídrica, que puede ser originada tanto por fuentes naturales como antropogénicas. La contaminación natural, originada sin intervención humana, puede introducir ciertas sustancias en el agua que afectan sus condiciones físicas y químicas. Sin embargo, es la contaminación antropogénica, derivada de actividades humanas como la minería, agricultura, industria y uso doméstico, la que presenta mayor gravedad debido a la diversidad de contaminantes que introduce. Entre ellos se encuentran los compuestos problemáticos como los fenoles, cianuros, cromo y detergentes, que pueden comprometer drásticamente la calidad del agua.
Es crucial considerar tanto la contaminación natural como la de origen humano al evaluar los estándares de calidad del agua. La contaminación antropogénica, derivada de diversas actividades humanas, introduce contaminantes que pueden deteriorar la calidad del agua, afectando el ecosistema y las comunidades dependientes. Asimismo, la temperatura juega un rol fundamental en los niveles de oxígeno disuelto, ya que un aumento en la temperatura puede reducir la calidad del agua al incrementar la demanda bioquímica de oxígeno (DBO). Este enfoque integral facilita la comprensión de las interacciones que afectan la calidad del agua en la cuenca del río Pisco, Figura 7.
La Figura 7, muestra que, la temperatura del agua afecta directamente la cantidad de oxígeno que puede disolverse en ella. En este sentido, se observa que a medida que la temperatura aumenta (de 26.30°C a 25.80°C), la concentración de oxígeno disuelto disminuye (de 5.90 mg/l a 3.10 mg/l). Este comportamiento refleja la relación inversa entre la temperatura y la solubilidad del oxígeno en el agua, donde temperaturas más altas disminuyen la capacidad del agua para mantener oxígeno disuelto.
Los valores de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) se mantienen relativamente constantes en los datos registrados (3 µg/l, 4 µg/l y 3 µg/l). La DBO indica la cantidad de oxígeno necesaria para la descomposición de la materia biológica en el agua a través de la acción bacteriana. Aunque en este caso no se observa una relación clara con la temperatura, es importante considerar que la DBO5 puede verse influenciada por factores como la composición de la materia orgánica y las condiciones del ecosistema.
En cuanto a la calidad del agua en el río Pisco, los datos sugieren que las variaciones de temperatura pueden estar afectando la disponibilidad de oxígeno disuelto, lo que influye en los procesos biológicos y en la salud de los organismos acuáticos. Un aumento en la DBO5 podría reflejar una mayor presencia de materia orgánica, lo que incrementaría la actividad bacteriana y disminuiría el oxígeno disuelto, afectando la calidad del agua y el equilibrio ecológico del río Pisco.
Discusión
El monitoreo integral en los puntos AS-01, AS-02 y AS-03, con la finalidad de saber sobre el grado de contaminación de las aguas del rio Pisco, revela que varios parámetros clave del agua del río Pisco están dentro de los límites establecidos por los Estándares de Calidad Ambiental (ECA). Los niveles de aceites y grasas, pH, temperatura, y conductividad eléctrica se mantienen en rangos aceptables, mientras que el oxígeno disuelto en uno de los puntos está por debajo del estándar, y luego vuelve a su normalidad indicando un entorno saludable para la vida acuática. Las concentraciones de DBO y DQO están por debajo del umbral permitido, sugiriendo una carga de materia orgánica adecuada. Los sólidos suspendidos y disueltos también se mantienen dentro de los límites. En cuanto a los coliformes totales, los valores están por debajo del límite permitido, lo que indica baja contaminación microbiológica. Estos resultados destacan la importancia del monitoreo continuo para evaluar la calidad del agua y respaldar políticas de gestión ambiental para proteger el ecosistema fluvial del río Pisco (23-25). Lo que proporcionan una base sólida para desarrollar estrategias de mitigación y preservar la integridad ecológica del río frente a las presiones de la contaminación antropogénica.
Sobre el vertimiento de aguas residuales domiciliarias y su efecto en los estándares de calidad del agua del río Pisco, se resalta la importancia de considerar esta fuente potencial de contaminación. Los análisis muestran que parámetros como la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) y el oxígeno disuelto están relacionados con estos vertimientos, sugiriendo un impacto significativo en la calidad del agua. Esta evidencia subraya la necesidad de implementar medidas para controlar los vertimientos y proteger el ecosistema acuático del río. Los niveles de DBO5 están dentro de los límites establecidos, indicando que la carga de materia orgánica es aceptable (26). No obstante, el monitoreo continuo de estos parámetros es crucial, ya que variaciones en la DBO5 y el oxígeno disuelto pueden señalar contaminación tanto natural como antropogénica. La investigación proporciona una base para desarrollar políticas de gestión que aseguren la preservación de la calidad del agua del río Pisco. La literatura científica apoya esta observación, destacando la importancia de mantener niveles adecuados de oxígeno disuelto para la vida acuática y cómo la descomposición de materia orgánica puede reducir estos niveles, afectando negativamente la biodiversidad y el ecosistema.
CONCLUSIONES
Se puede afirmar que la relación entre la demanda bioquímica de oxígeno y el oxígeno disuelto ejerce un papel de gran relevancia en la determinación de los estándares de calidad del agua en el río Pisco. Estos parámetros interconectados no solo actúan como indicadores críticos de la salud del ecosistema acuático, sino que también influyen directamente en la aptitud del agua para cumplir con los criterios de calidad establecidos.
Cabe destacar que, la disminución del oxígeno disuelto, directamente relacionada con el aumento de la temperatura, limita la capacidad del río para sustentar la vida acuática y favorece la proliferación de organismos menos exigentes en términos de oxígeno, lo cual puede alterar la estructura y función de las comunidades biológicas. Además, los valores de DBO5, aunque relativamente constantes en este estudio, indican la presencia de materia orgánica biodegradable en el agua, lo que sugiere una carga contaminante adicional proveniente de las aguas residuales.
Por tanto, es esencial un abordaje integral que tome en consideración tanto la capacidad del agua para sostener la vida como la presencia y capacidad de descomposición de la materia orgánica presente. El entendimiento y la gestión adecuada de esta relación son fundamentales para garantizar la protección y conservación sostenible de los recursos acuáticos del río Pisco.
CONFLICTO DE INTERESES.
Los autores declaran que no existe conflicto de intereses para la publicación del presente artículo científico.
