Universidad de Costa Rica - Sede de Occidente
Revista Pensamiento Actual - Vol 21 - No. 37 2021
ISSN Impreso: 1409-0112 ISSN Electrónico 2215-3586
Ciencias Naturales
Período Diciembre 2021-Mayo 2022
007. - 021.
DOI 10.15517/PA.V21I37.48937
John Diego Bolaños - Mayron Sancho Calvo
07
Caracterización química como línea base para una gestión de cuenca, Bahía Drake
Chemical characterization as a baseline for watershed management, Drake Bay
John Diego Bolaños1
Mayron Sancho Calvo2
Fecha de recepción: 25-01-2021
Fecha de aceptación: 30-09-2021
Resumen
El artículo provee una línea base de conocimiento científico sobre iones cuantificados en cuerpos de agua dulce, en particular, de
cinco ríos de la zona de Bahía Drake; esto para comprender los riesgos y vulnerabilidades del ecosistema, así como generar alertas
en la protección del recurso hídrico. Se analizaron un total de 84 muestras representativas de los ríos Drake, Agujitas, Claro,
Llorona y Sierpe, en tres campañas intensivas de muestreo, dos durante estación de verano y una en invierno, correspondientes
a los años 2019 y 2020. Se determinaron los iones disueltos de cloruros, sulfatos, calcio, sodio, magnesio, potasio, zinc, plomo,
cadmio, cobre, arsénico, manganeso y mercurio; para utilizarlos como indicadores de calidad ambiental y de salud humana.
Los resultados destacan que la concentración de aniones en exceso proviene, principalmente, del impacto agropecuario en la zona
de estudio, situación que es notoria en los ríos Drake, Llorona y Agujitas, en comparación con los ríos Claro y Sierpe; sin embargo,
todos los ríos estudiados presentaron concentraciones iónicas de ríos sanos desde el punto vista químico, con una calidad aceptable
una vez cotejados con la normativa nacional aplicable. La estación lluviosa mejora el equilibrio químico iónico de las sales disueltas
en el agua, gracias al factor de dilución y a la capacidad de oxidación de la carga másica orgánica que transita sobre los ríos, lo
cual favorece su oxigenación y acelera los procesos de depuración natural del río. Finalmente, no hay evidencia de metales pesados
disueltos que favorezcan procesos de bioacumulación en los ecosistemas acuáticos estudiados.
Palabras clave: calidad del agua; caracterización química, agua superficial, administración de cuenca
1
Bachiller en Laboratorista Químico, Licenciado en Farmacia, Máster en Ciencias con énfasis en Gestión y Estudios Ambientales. Depto.
Ciencias Naturales, Sede de Occidente, Universidad de Costa Rica, Costa Rica. Correo electrónico: john.bolanos@ucr.ac.cr
2
Estudiante de Licenciatura en Laboratorista Químico, Bachiller en Laboratorista Químico de la Sede de Occidente, Universidad de Costa
Rica, Costa Rica. Correo electrónico: mayron.sancho@ucr.ac.cr
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Revista Pensamiento Actual - Vol 21 - No. 37 2021 - Universidad de Costa Rica - Sede de Occidente
Abstract
The article provides a baseline of scientific knowledge on quantified ions in freshwater bodies, in particular five rivers in the
Drake Bay area; data to understand at a macro level the risks and vulnerabilities of the ecosystem, as well as to generate alerts in
the protection of water resources. A total of 84 representative samples from the Drake, Agujitas, Claro, Llorona and Sierpe rivers
were analyzed in three intensive sampling campaigns (two during the summer season and one in winter, corresponding to the
years 2019 and 2020). The dissolved ions of chlorides, sulfates, calcium, sodium, magnesium, potassium, zinc, lead, cadmium,
copper, arsenic, manganese and mercury were determined; to be used as indicators of environmental quality and human health.
The results allow us to highlight that the excess anion concentration comes mainly from the impact of agricultural activity in the
study area, a situation that is more evident in the Drake, Llorona and Agujitas rivers, compared to the Claro and Sierpe rivers;
However, all the rivers studied present ionic concentrations that allow them to be classified from the chemical point of view, as
healthy rivers with an acceptable quality, once they have been compared with the applicable national regulations. On the other
hand, the rainy season improves the ionic chemical balance of the salts dissolved in the water, thanks to the dilution factor and
the oxidation capacity of the organic mass load that transits over the rivers.
Finally, there is no evidence of dissolved heavy metals that favor bioaccumulation processes in the aquatic ecosystems under study.
Keywords: Water quality; chemical characterization, surface water, basin management
I. Introducción
adecuada respuesta a los problemas relacionados con la
explotación de recursos naturales desmedidos.
En Costa Rica, una región rica en diversidad natural, el
cuido de los ecosistemas es una responsabilidad compartida
El creciente aumento en la contaminación del recurso
por todos los actores que componen el país; las instituciones
hídrico muchas veces no es percibido por la población,
públicas han fomentado el desarrollo de aportes científicos
situación que, por “desconocimiento”, puede traer
encausados hacia la prevención de los problemas de
consecuencias difíciles de revertir en el tiempo.
contaminación y la creación de estrategias que le permitan
Problemática ocasionada por el irrespeto a normativas
al territorio asegurar un desarrollo sostenible y sustentable.
ambientales justificadas desde la necesidad como medida
No es de extrañar que, recientemente, la Organización de
de subsistencia, para alcanzar una mejora socioeconómica
las Naciones Unidas reconozca al país, su carácter de líder
y de supuesto “bienestar” en una comunidad de difícil
en la materia y lo premie con títulos como el de Campeones
acceso, donde se brinda poco apoyo gubernamental y
de la Tierra 2019 (ONU, 2019).
hay un lento desarrollo económico.
Como red arterial de una cuenca, los ríos y arroyos
II. Materiales y métodos
recogen mucha información vital de la zona por donde
discurren; lo cual resume la calidad de sus aguas en sí
La caracterización del agua en la zona de estudio es
mismos. Igualmente, nuevas perturbaciones y cambios
un aporte conjunto del Recinto de Grecia, el CIMAR, el
con el uso del suelo tendrán una incidencia directa tanto a
CICANUM y las Escuelas de Microbiología, Ingeniería
nivel biológico, como en las características físicoquímicas
Civil, Topografía y Estadística; quienes apoyan a la
del agua (García-Avilés, 2002).
comunidad de Bahía Drake con sus análisis a través de
un proyecto de investigación denominado: Conservación
El presente artículo tiene como objetivo proveer a la
de zonas de alta densidad de biodiversidad, por medio de
población de Bahía Drake, y al país en general, una línea
la caracterización de contaminantes disueltos y sólidos
base de información química respecto a los afluentes que
suspendidos en el recurso hídrico e identificación de
conforman la cuenca hidrográfica, para así permitir a
tecnologías en salud para las zonas costeras. Península
investigadores, a la comunidad y al Estado, generar una
de Osa.
Ciencias Naturales
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Sobre los puntos de muestreo: Son 84 muestras
muestreo, con un “1”, por ejemplo RD-1 que significa río
representativas de agua dulce, correspondientes a tres
Draque zona alta del río; el segundo ubicado en un punto
campañas intensivas de muestreo. Las primeras dos se
medio del cauce, identificado con un “2”, por ejemplo RLL-
realizaron en el año 2019, estación seca en el mes de
2 que significa río Llorona, zona media a lo largo del cauce;
febrero y lluviosa en el mes de Julio; la tercera se realizó
y, finalmente, el último cercano a sus desembocaduras,
en el año 2020, estación seca en el mes de febrero.
identificado con un “3”, que correspondería a una muestra
Las muestras fueron tomadas a lo largo de cada río,
tomada en el Río Sierpe en la zona más baja, cercano a la
específicamente en los ríos Drake, Agujitas, Claro, Llorona
costa, es decir RS-3, como lo muestra la Figura 1. Todos
y Sierpe, en tres puntos específicos, con dos muestras por
los puntos fueron referenciados con coordenadas para
punto muestreado. El primer punto de muestreo se ubica
mantener sus ubicaciones en los muestreos.
en un sitio cercano al origen del río, identificado, en cada
Figura 1. Sitios de muestreo para la determinación química en muestras agua dulce en la zona del Pacifico
sur de Costa Rica. Tomado y modificado de Google maps.
Procedimiento y determinación de muestras. Para
por sus siglas en ingles APHA, 1992, 18 edición, pp 3-9,
realizar el proceso de toma de muestras se siguió la norma
3-12; se utilizó la técnica de cromatografía de iones y los
ISO 5667 Calidad del Agua (Internacional Standard, 2006).
procedimientos RUG-LQ-017 necesarios para cuantificar
Dichas muestras fueron analizadas en el laboratorio de
aniones, así como el procedimiento RUG-LQ-018 para la
química del Recinto de Grecia, Universidad de Costa Rica,
identificación y cuantificación de cationes, validados por
en línea con el procedimiento indicado por el Standard
el Laboratorio de Química del Recinto de Grecia mediante
Metohods for the examination of water and wastewater,
el proyecto No 540-B1-227 (2013).
establecido por la Asociación Americana de salud pública
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Para el análisis de los metales pesados Cu, Zn, Pb, Mn,
como para que entidades públicas y privadas (ASADA,
Cr y Cd, se utilizó un espectrofotómetro de absorción
Municipalidad, Asociación de Desarrollo, entre otras)
atómica, modelo ICE 3000 marca ThermoScientific;
tomen decisiones utilizando la información científica.
además, se utilizó el acople al generador de hidruros
VP100 marca ThermoScientific para el análisis de As y Hg.
En las últimas dos décadas, la zona de estudio ha
El procedimiento empleado fue el Standard Metohods for
presentado un aumento demográfico y turístico
the examination of water and wastewater, establecido por
importante que, sin duda, impacta en la calidad del
la Asociación Americana de salud pública por sus siglas en
agua superficial. Cuando se habla de la calidad del agua,
ingles APHA, 1992, 18 edición, pp 3-9, 3-12 (AWWA, 1999).
se entiende que las características químicas, físicas
y biológicas del agua en todos sus estados, son aptas
La curva de calibración para cada metal estuvo compuesta
para mantener los ecosistemas naturales o para un uso
por siete patrones, que abarcaron concentraciones de
particularmente antropogénico. Dicha calidad se puede
0,01 a 1,5 mg/L para el Zn, 0,4 a 20 mg/L para el Pb,
ver disminuida o alterada por diferentes contaminantes;
0,025 a 3 mg/L para el Cd, 0,05 a 1,5 mg/L para Cu,
la evaluación de la calidad del agua es, por tanto,
0,001 a 0,06 mg/L para As, 0,2 a 8 mg/L para Mn y 0,1
indispensable para determinar cuál es el uso que se le
a 5 mg/L para Hg; una curva de aniones que se realizó,
puede dar al agua (Mainstone y Parr, 2002)
contiene seis patrones en un coctel con Cl- y SO4-2, que
abarcaron concentraciones de 0,4 a 14 mg/L; otra curva
Es importante recordar que las características del agua
de calibración de siete patrones utilizando un coctel
varían, de ahí que para evaluar su calidad se deban
con los cationes Ca2+, Mg2+, Na+ y K+, que abarcaron
considerar las condiciones del entorno, así como los
concentraciones de 0,4 a 45 mg/L. Esto fue determinado
factores que pueden alterarla, con miras a tomar las
en un equipo de cromatografía de iones modelo Dionex,
medidas necesarias para mejorar su estado (Ashraf et
marca ThermoScientific, con las columnas modelo CS12A
al., 2010). La normativa nacional contempla una serie
Thermo para el análisis de cationes y AS23 Thermo para
de especies iónicas de importancia para el control de la
el análisis de aniones.
calidad del agua, en ella se detallan las sales iónicos que
pueden jugar un papel importante en el metabolismo
Análisis de la información. Se calcularon promedios
de las plantas y animales, es decir que influyen en el
de concentraciones para los iones de estudio. La gráfica
medioambiente y por ende su calidad y en el uso de la
unidimensional fue necesaria como herramienta para
misma (Cravo, 2017).
analizar el comportamiento de los parámetros y visualizar
características destacables. La estadística inferencial se
3.1 Cationes mayoritarios: Calcio, Magnesio,
utilizó para estudiar fenómenos aleatorios desconocidos.
Sodio y Potasio
Finalmente, se utilizaron normas, reglamentos e
investigaciones, para corroborar y comparar los datos
Su cuantificación en aguas naturales es importante como
obtenidos, respecto a los parámetros para la calidad del
indicadores de salud humana y ambiental; por ejemplo, la
agua.
concentración de iones sodio y potasio se asocian con el
transporte e intercambio iónico en los cuerpos de agua,
III. Discusión y resultados
un proceso esencial para el desarrollo de los ecosistemas
biológicos, igual sucede si se piensa en su consumo o
El estudio de estos ríos, aporta información valiosa para
uso a nivel fisiológico por parte del ser humano. El
conocer la calidad hídrica que tiene el ecosistema y sus
calcio y magnesio puede ser estudiados según el interés
pobladores; estos indicadores de la calidad química del
particular, se relaciona con la dureza del agua, por ende
agua funcionan, posteriormente, para establecer, desde
una alta concentración en el agua sin duda afectará
el punto de vista científico, la vulnerabilidad que tiene
tuberías, utensilios metálicos, termoduchas, así como
el recurso por efectos antropogénicos o naturales, así
maquinaria industrial; por otra parte, el calcio actúa sobre
Ciencias Naturales
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el crecimiento y dinámica de las poblaciones de fauna y
de muestreo (ambas realizadas en estación seca). Estos
flora de cuerpos de agua, y el magnesio es necesario y
corresponden, en su mayoría, a zonas cercanas a las
debe estar presente en las plantas que tienen clorofila
desembocaduras y que, por ende, disparan la concentración
(Palter y Ballestero, 2007). Si se piensa en salud humana,
del catión debido a la intrusión salina provocada por las
el consumo prolongado de aguas duras conduce a serios
mareas, ya que el agua de mar generalmente contiene
problemas de salud, entre los que se pueden citar procesos
concentraciones mucho más elevadas de calcio que el agua
de insuficiencia renal, caries dentales y deficiencias óseas
dulce superficial (Arellano, F. y Vargas, 2000).
como la osteopenia (Martinez de Victoria, 2016).
Las concentraciones bajas del ion calcio en las zonas altas
Caracterización del ion Calcio [Ca2+] en agua
y medias de las cuencas permite catalogarla como aguas
superficial. La Figura 2 denota que la mayoría de los
blandas, atribuible a suelos ígneos; la presencia de este ion
puntos muestreados se encuentran por debajo de los 100
en el agua varía de acuerdo a la proximidad con la fuente
mg/L, límite máximo admisible para la concentración
natural, típicamente en aguas superficiales se puede
del ion [Ca2+] por el Reglamento para la calidad del agua
encontrar en concentraciones de 20 a 100 mg/L (Beita,
potable, No 38924-S en muestras de agua superficial, a
2008). Se destaca, además, que la precipitación presente
excepción de los puntos RLL-3, RLL-2, RA-3 y RD-3 de
durante la temporada de invierno provoca una dilución
la primera campaña y RD-3, RA-3 de la tercera campaña
en las concentraciones del ion (Dávila & Valdés, 2015).
Figura 2. Caracterización del ion [Ca2+] en muestras de agua superficial en los ríos Sierpe, Drake, Agujitas,
Claro y Llorona, en tres muestreos realizados durante 2019-2020. La línea horizontal indica la concentración
máxima admisible por el Reglamento para la calidad del agua potable No 38924-S.
Caracterización del ion Magnesio [Mg2+] en agua
de Costa Rica (MINAE, 2007), el valor de 8,7 mg/L sería
superficial. La mayoría las muestras presentan menos
un valor recomendado para la conservación y desarrollo
de 50 mg/L de magnesio, límite máximo admisible para la
de la vida acuática. Los puntos RLL-3, RD-3, RA-3 y RC-3
concentración del ion [Mg2+] por el Reglamento No38924-S,
corresponden a zonas cercanas a desembocaduras de los
lo que permite catalogarla como agua de calidad respecto
ríos al mar; además, fueron sitios muestreados en estación
la concentración del ion, con excepción de los puntos RLL-
seca; no obstante, existe normativa ambiental de calidad
3, RLL-2, RA-3, RD-3 de la primera y tercera campaña
de aguas superficiales y zonas costeras que señalan, como
de muestreo. De acuerdo con el reglamento para la
valor máximo aceptable en cuerpos hídricos superficiales
evaluación y clasificación de Cuerpos de agua superficiales
y aguas costeras, una concentración del ion [Mg2+] de
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300 mg/L (Ministerio de ambiente y recursos naturales,
El ámbito de concentraciones fue de 1,8 mg/L a 9846
2012). Se atribuye, entonces, dicho comportamiento de
mg/L, en donde el punto de muestreo localizado en la
cambio abrupto a la influencia de la marea en las costas
desembocadura del río Llorona (RLL-3) mostró la mayor
en las desembocaduras de los ríos Llorona, Drake, Agujitas
concentración promedio 9789 mg/L que se atribuye a
y Claro, lo cual induce un aumento significativo en las
la influencia de la marea que, por difusión, aumenta la
concentraciones del ion, debido a que según Arellano, F.
concentración del agua salada en el agua dulce de las
y Vargas (2000), el agua de mar contiene concentraciones
desembocaduras. Por otro lado, se destaca la influencia
más altas de magnesio en comparación con las aguas
de la estación lluviosa (segunda muestreo), en donde, con
continentales.
excepción del río Llorona, las concentraciones del ion son
visiblemente más bajas, en un rango de 3,1 mg/L a 190
Caracterización del ion Sodio [Na+] en muestras
mg/L en comparación con el primer y tercer muestreo,
de aguas superficiales. En la figura 3 se muestra que
debido al factor de dilución que sufre el ion con la lluvia.
la mayoría de los sitios analizados se encuentran por
debajo de los 200 mg/L, límite máximo admisible para
La concentración de sodio presentó en promedio
la concentración del ion, según el Reglamento No38924-S,
31,6 mg/L en las partes altas y medias de las cuencas
a excepción de los sitios RLL-3, RLL-2, RA-3, RD-3 de
analizadas, una concentración mayor con respecto a un
la primera campaña y los sitios RA-3, RC-3, RS-3, RD-3
estudio realizado por Barahona y Beita en el 2004 al río
tercera campaña de muestreo. Concentraciones altas de
Rincón, cerca de la zona de estudio, lo cual determinó
sodio influyen de forma importante en el agua para riego
una concentración promedio de 7,3 mg/L para dicha
y hasta para consumo humano ya que, inclusive, pueden
cuenca (Barahona y Beita, 2011). Tal situación denota su
dañar las funciones renales, cardiacas y circulatorias. Sin
vulnerabilidad a procesos de pérdida de suelo, provocada
embargo, no hay referencia regulatoria para el impacto
por procesos erosivos debido a la ganadería extensiva,
que pueda causar en la conservación y preservación de la
una de las principales actividades agropecuarias en la
vida acuática de ecosistemas de agua dulce; no obstante,
zona cercana al golfo.
se sabe que las concentraciones del ion pueden llegar a ser
mayores a los 10000 mg/L en agua de mar (Beita, 2008).
Figura 3. Caracterización del ion [Na+] en muestras de agua superficial en los ríos Sierpe, Drake, Agujitas,
Claro y Llorona, en tres muestreos realizados entre 2019-2020. La línea horizontal indica la concentración
máxima admisible por el Reglamento para la calidad del agua potable No 38924-S.
Ciencias Naturales
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Caracterización del ion Potasio [K+] en agua superficial.
centenas de miligramos por litro; en el país depende,
La concentración de Potasio en la mayoría de los puntos
principalmente, de la presencia de sulfato de hierro
de muestreo se encuentran por debajo de los 10 mg/L,
existente en el suelo y lechos rocosos de ríos y océanos
límite máximo admisible para la concentración del ion
(Mainstone y Parr, 2002).
[K+] por el Reglamento No 38924-S en muestras de agua
superficial, a excepción de los puntos correspondientes
De acuerdo con el Reglamento para la Calidad del Agua
a las desembocaduras de los ríos de estudio.
Potable N°38924-S, se estima como valor alerta para
sulfatos una concentración que no supere los 250 mg/L.
El ámbito de concentraciones obtenido fue de 0,9
Es importante recordar que su forma iónica afecta al ser
mg/L a 447 mg/L. El punto de muestreo localizado
humano debido a su efecto laxante, cuando se supera
en la desembocadura del río Llorona (RLl-3) mostró,
una ingesta de 100 mg/L de sales como sulfato de sodio
igualmente, la mayor concentración promedio 447
o sulfato de magnesio disueltas; lo que conlleva también
mg/L; consistentemente, el estudio refleja que la estación
a efectos secundarios como la deshidratación (Bolaños-
de invierno influye visiblemente en la reducción de la
Alfaro et al., 2017).
concentración del ion por dilución, debido a que las aguas
de lluvia son captadas por los cuerpos de agua, lo cual
Las determinaciones del ion [SO42-] muestran que la
produce un aumento en el aforo del río y, por lo tanto, una
mayoría de los puntos donde se cuantificó se encuentran
dilución de las especies químicas presentes en el cuerpo
por debajo del límite máximo admisible, a excepción de los
de agua (Dávila y Valdés, 2015). Las concentraciones más
puntos RLL-3 RLL-2 del primer muestreo y los puntos RA-
elevadas del ion obtenidas, se dieron en zonas de costas,
3, RD-3 correspondientes al tercer muestreo, ver Figura 4.
donde la intrusión salina provocada por la difusión (Lazo-
Sin embargo, en contraste con la normativa ambiental de
Páez y Solís-Castro, 2019), genera el cambio abrupto. Si
calidad de aguas superficiales y zonas costeras, en los ríos
se excluyen las desembocaduras en estación de verano,
en preservación, con actividades portuarias y navegación
en general, la concentración del ion [K+] presentó un
en zonas costeras, la concentración del sulfatos puede
promedio de 4,8 mg/L en las partes altas y medias de
llegar a superar los 5000 mg/L (Ministerio de ambiente y
las cuencas analizadas, una concentración mayor con
recursos naturales, 2012); aún así, para su utilización en
respecto a un estudio realizado en el 2004 al río Rincón,
riego, agricultura u otros usos, prevalece el reglamento
que se ubica cerca de la zona de estudio y el cual arrojó un
para la evaluación y clasificación de cuerpos de agua
valor promedio por debajo de los 0,89 mg/L (Beita, 2008);
superficiales de Costa Rica (MINAE, 2007), que, como
ambos estudios presentan una concentración inferior al
se mencionó, establece un valor máximo de 250 mg/L.
máximo recomendado según normativa citada.
El aumento en la concentración del anión en
3.2 Caracterización del ion Sulfato [SO42-]
desembocaduras de los ríos se atribuye, al igual que en
en agua superficial
los iones anteriores, principalmente, a la influencia de la
marea; se sabe que el agua de mar contiene minerales
Este ión es una de las sustancias químicas que favorece
muy ricos en sales de azufre, aun cuando existen otras
la eutroficación en los ríos, lagos y costas marinas,
fuentes de contaminación como lo son la combustión
teniendo como fuente de producción diversos procesos
de materia orgánica, la descomposición o la emisión de
antrópicos; la erosión, escorrentía y la lixiviación son las
volcanes (Grunberger y Janeau, 1991). La estación lluviosa,
principales vías para el transporte del anión, desde el
por otra parte, facilita la dilución de sus sales disueltas;
ecosistema terrestre al acuático, y su existencia en aguas
no obstante, existen factores como la ganadería y la
superficiales está relacionada con las emisiones de dióxido
agricultura que pueden incrementar la concentración
de azufre provocado por emisiones de fuentes móviles
del anión en agua. En la zona se observaran grandes
e industriales; no obstante, los sulfatos son abundantes
extensiones de suelo cultivadas con palma, así como el
en la naturaleza, su concentración en el agua varía por
uso indiscriminado de fertilizantes a base de sulfato de
14
Revista Pensamiento Actual - Vol 21 - No. 37 2021 - Universidad de Costa Rica - Sede de Occidente
amonio o sulfato de potasio que, gracias a los procesos de
mg/L en la parte alta y media de los ríos de estudio, una
escorrentía, generan un constante lavado del minerales
concentración menor con respecto al estudio realizado
del suelo, lo que posibilita una contaminación con sulfatos
por Beita en el 2004 en la parte alta del río Rincón cerca
(Casado y Calvo et al., 2013).
de la zona de estudio, que determinó una concentración
promedio de los 7,6 mg/L para dicha cuenca (Beita, 2008),
Excluyendo las desembocaduras, la concentración del ion
con lo cual se puede suponer que la calidad de los ríos
[SO42-] presentó, en promedio, una concentración de 5,4
respecto al ión es buena.
Figura 4. Caracterización del ion [SO42-] en muestras de agua superficial en los ríos Sierpe, Drake, Agujitas,
Claro y Llorona, en tres muestreos realizados entre 2019-2020. La línea horizontal indica la concentración
máxima admisible por el Reglamento para la calidad del agua potable No 38924-S.
Un aumento en la concentración de cloruros, en aguas
3.3 Caracterización del ion Cloruro [Cl-] en
subterráneas se achaca a factores de intrusión salina y
agua superficial
procesos de lavado del suelo por escorrentía, así como
a la contaminación con aguas residuales; el contenido
El cloruro es una especie iónica importante en el estudio
de cloruros no debe superar los 60 mg/L en aguas para
de las aguas superficiales; presenta concentraciones
consumo humano, debido a que cambia, entre otros
variables dependiendo de las características de los terrenos
aspectos, las propiedades organolépticas del agua,
por donde siga el curso del río, y según su cercanía a
entre ellas el sabor (Costa Rica Poder Ejecutivo, 2015).
desembocaduras al mar o la posibilidad de intrusión
También, su existencia en espejos de agua propicia una
salina en lechos subterráneos con alta explotación de
reacción fotoquímica natural que induce la producción de
agua, los cuales afectan los niveles freáticos (Alvarado
bromatos, sustancia altamente tóxica y cancerígena para
et al., 2015). En zonas altas de los ríos de estudio, existe
el ser humano y otras especies. Su elevada concentración
una cobertura forestal importante, sin embargo, a medida
daña estructuras metálicas provocando corrosión; en
que los ríos se acercan a la desembocadura es notorio el
definitiva, perjudican el crecimiento vegetal en aguas
desarrollo de actividades agropecuarias como la ganadería
superficiales, provocando procesos de clorosis y hasta
extensiva y la agricultura, y, por consiguiente, disminuye
necrosis en las estructuras celulares de los ecosistemas
dicha cobertura.
naturales de agua dulce (Stewart & Elliott, 1996).
Ciencias Naturales
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La Figura 5 denota una la concentración de cloruro por
Las concentraciones de todos los puntos de muestreo
debajo de los 250 mg/L, límite máximo admisible según
tomados en la segunda campaña (exceptuando el río
el Reglamento N°38924-S, a excepción de los puntos
Llorona y Sierpe) son concentraciones muy bajas, con un
cercanos a la costa, en donde se supera significativamente
rango de 0,9 mg/L a 27 mg/L, lo que permite catalogar el
lo normado, incluso, excede la normativa ambiental de
agua de los ríos como agua de buena calidad, sin embargo,
calidad de aguas superficiales y zonas costeras para
el primer y tercer muestreo arrojó concentraciones altas
ríos, en preservación con actividades portuarias y
del anión, lo cual cambió dicho criterio de calidad, de ahí
abastecimiento industrial en zonas costeras (Ministerio
que se excluyan los resultados de las desembocaduras en
de ambiente y recursos naturales, 2012).
los cinco ríos para tal consideración. La concentración del
anión presenta un promedio de 36 mg/L en las partes
Es importante tomar en cuenta que el anión cloruro es
altas y medias de los ríos, una concentración superior
uno de los iones mayoritarios más difundidos en aguas
con respecto al estudio realizado por Beita en el 2004 en
naturales, su contaminación puede obedecer al ingreso
la parte alta del río Rincón cerca de la zona de estudio,
de aguas residuales de origen antropológico al cause
determinando una concentración promedio de 0,6 mg/L
(Rosas, 2001). Su aumento, conforme se acerca a la costa
para dicha cuenca (Beita, 2008); pero siempre inferior a
marina, se justifica, principalmente, por la influencia de
lo normado, lo cual permite considerar los ríos de estudio
la marea, que promueve un aumento significativo debido
con buena calidad respecto al indicador químico en dichas
a que el agua de mar contiene concentraciones muy altas
áreas.
de cloruros (Grunberger y Janeau, 1991).
Figura 5. Caracterización del ion [Cl-] en muestras de agua superficial en los ríos Sierpe, Drake, Agujitas,
Claro y Llorona, en tres muestreos realizados entre 2019-2020. La línea horizontal indica la concentración
máxima admisible por el Reglamento para la calidad del agua potable No 38924-S.
3.4 Caracterización de metales pesados y
existencia se convierte en un problema de importancia
otros elementos minoritarios
para la salubridad y la conservación ambiental. Tal
situación ocurre por uso incorrecto y excesivo de
La calidad del agua se afecta si existe contaminación con
agroquímicos, como los fertilizantes, que disparan
metales pesados u excesos de iones minoritarios como
dramáticamente las concentraciones de metales pesados
zinc, hierro, manganeso, cobre, mercurio, plomo, cromo,
en agua (Wongsasuluk et al., 2014). Con el tiempo, los
arsénico, cadmio, entre otros. En aguas superficiales y
metales pesados se biocumulan y alcanzan niveles tóxicos
subterráneas, también llamadas aguas continentales, su
en los suelos agrícolas, lo cual contamina el primer eslabón
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de la cadena trófica; su capacidad potencial de acumularse
zonas costeras, donde se establece como límite máximo de
en el suelo y superficies, así como la posibilidad de ser
concentración de Zn en 0,05 mg/L (Ministerio de ambiente
arrastrados por escorrentía, filtración y erosión, les
y recursos naturales, 2012). Por otro lado, de acuerdo con
permite alcanzar cuerpos de agua continentales, hecho
el reglamento para la evaluación y clasificación de cuerpos
que provoca adversidad para la cadena alimenticia
de agua superficiales de Costa Rica (MINAE, 2007), se
(Wongsasuluk et al., 2014).
establece un valor de 0,5 mg/L como valor máximo
recomendado para la conservación y desarrollo de la vida
Analizar la concentración de los metales pesados y
acuática; todas las muestras analizadas se encuentran
micronutrientes presentes en el ecosistema acuático
con concentraciones inferiores a este valor.
del pacifico sur permite obtener una fotografía actual
y observar perturbaciones naturales o antrópicas que
En un estudio realizado por Herrera, Rodríguez, Rojas,
pudiesen existir, así como conocer el efecto directo sobre
Herrera y Chaves durante los años 2006 y 2010, después
el ecosistema (Morales-Ramírez et al., 2015)
de un análisis químico de la calidad de las aguas
superficiales de la subcuenta del río Virilla (Costa Rica),
Determinación de zinc (Zn). Mostró una concentración
se determinó una concentración de hasta 0,37 mg/L en
muy por debajo de los 3,0 mg/L, límite máximo
la zona de la microcuenca de Torres (Valverde, 2013);
admisible para la concentración del Zn por el Reglamento
ello obedece al fuerte impacto sobre los ecosistemas y la
N°38924-S. El ámbito de concentraciones obtenido fue
contaminación del agua superficial que sufre esta zona,
de 0,02 mg/L a 0,07 mg/L. La concentración promedio
fenómeno característico en muchas microcuencas del
fue de 0,04 mg/L; valor que se encuentra dentro de lo
valle central.
permitido por la normativa ambiental de calidad de aguas
superficiales y zonas costeras para ríos en preservación,
con actividades portuarias, y abastecimiento industrial en
Figura 6. Concentración de Zinc en muestras de agua superficial en los ríos Sierpe, Drake, Agujitas, Claro y
Llorona, en tres campañas de muestreo realizados entre 2019-2020.
Ciencias Naturales
17
Determinación de cobre (Cu) La Figura 7 denota que en
lixiviación, erosión y el contacto del agua, se solubilizan
general, todos los puntos de muestreo se encuentran muy
y se pueden encontrar sales de cobre disueltas en aguas
por debajo de los 2,0 mg/L, límite máximo admisible por
superficiales y en mantos acuíferos (Escrig y Morell, 1996).
la normativa. Se obtuvo un rango de concentraciones de
0,05 mg/L a 0,11 mg/L, en donde el punto de muestreo
En aguas superficiales no contaminadas se pueden
localizado en la parte alta del río Llorona (RLL-1) mostró
detectar concentraciones entre los 0,00005 y 0,2 mg/L
la mayor concentración. La concentración promedio
de cobre, sin embargo, su dinámica ambiental depende de
de los ríos fue de 0,06 mg/L, este valor se encuentra
múltiples actores, entre ellos la minería, las características
dentro de lo permitido por la normativa ambiental de
geoquímicas de la región y la industrialización, lo cual
calidad de aguas superficiales y zonas costeras, para ríos
permite encontrar concentraciones mayores a 0,05 mg/L
en preservación, que establece 0,2 mg/L como límite
(De Alba, 2007); así, por ejemplo, un estudio realizado por
máximo de concentración de Cu (Ministerio de ambiente y
Herrera, Rodríguez, Rojas, Herrera y Chaves, durante los
recursos naturales, 2012). También cumple con el criterio
años 2006 y 2010, después de un análisis químico de la
de aceptación, de acuerdo con el reglamento para la
calidad de las aguas superficiales de la subcuenta del río
evaluación y clasificación de Cuerpos de agua superficiales
Virilla, encontró una concentración de hasta 25,0 mg/L
de Costa Rica (MINAE, 2007), el cual establece un valor
en la microcuenca del río Torres, un valor muy elevado
de 0,5 mg/L como valor máximo recomendado para la
(Valverde, 2013).
conservación del equilibrio natural y desarrollo de la
vida acuática. La presencia de cobre en el agua natural
obtenida, generalmente, se relaciona a la presencia de
óxidos o sulfuros que se encuentran en la corteza terrestre
y, a consecuencia de fenómenos como la escorrentía,
Figura 7. Caracterización del metal Cobre en muestras de agua superficial en los ríos Sierpe, Drake,
Agujitas, Claro y Llorona, en tres campañas de muestreo realizadas entre 2019-2020.
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Caracterización de Pb, Mn, As, Hg, Cr y Cd. Las
detección del equipo de análisis, datos que se exponen
concentraciones de metales pesados en todas las muestras
en la siguiente tabla:
analizadas se encuentran por debajo de los límites de
Tabla 1. Límites de detección del equipo y límites máximos admisibles para la concentración de metales
trazas según Reglamento N°33903 MINAE-S.
Límite de detección del equipo (mg/L)
Límite máximo admisible, concentración
Metal Pesado
(mg/L)
Arsénico
0,00005
0,01
Cadmio
0,002
0,005
Cromo
0,02
0,05
Manganeso
0,01
No especifica
Mercurio
0,00006
0,001
* Plomo
0,05
0,03
(*) Limite de detección del equipo mayor al límite máximo admisible para la concentración, según el Reglamento 33903 MINAE-S.
3.6 Hechos relevantes vistos en campo e
fincas y terrenos- de las áreas de protección de los ríos,
integración de los resultados
que debe tenerse presente, según la Ley Forestal, es de 15
metros, en zonas rurales y de 50 metros si el terreno es
En general, las concentraciones presentes en los cuerpos
quebrado. Durante los muestreos fue notorio ver desechos
de agua analizados no pueden considerarse peligrosas
sólidos -envolturas y botellas de fertilizantes y plaguicidas
para la conservación y desarrollo de la vida acuática,
provenientes de las zonas agrícolas- en la parte alta de los
pues no llegan a superar las concentraciones máximas
ríos de la zona de estudio; que por escorrentía, los usos
admisibles establecidas en la Reglamentación para la
indiscriminados de estas sustancias pueden alcanzar el
evaluación y clasificación de calidad de cuerpos de agua
río fácilmente.
superficiales (MINAE, 2007), exceptuando las mediciones
de las desembocaduras.
La ganadería extensiva desarrollada en la zona media
y baja de la cuenca evidenció una afectación tangible
Autores como Mainstone y parr, (2002) denotaron la
de desechos orgánicos sobre los cuerpos de agua, que
obligación que tienen las instituciones de conservación
favorecen procesos de crecimiento de algas y la pérdida
de brindar mayor énfasis al control de los niveles iones
de suelos por procesos erosivos, aumento de la demanda
mayoritarios y metales pesados en las zonas costeras,
de oxígeno disuelto en el agua y, consecuentemente, la
es importante tener en cuenta que su control no solo es
generación de procesos eutróficos consolidados, los cuales
relevante en los ríos, sino también en cuerpos de agua
se logran ubicar en varios tramos de los ríos en zonas
estáticos o humedales y zonas costeras alimentados por
bajas, en donde existen, incluso, indicadores edáficos como
ríos.
el azolve en los linderos de los ríos; tal evidencia motiva,
además, a realizar otros estudios con los sedimentos.
A pesar de que, en esta zona del Pacífico sur, existe una
densidad poblacional relativamente baja, hay un impacto
ambiental debido al incumplimiento de buenas prácticas
agropecuarias, así como al irrespeto -en la mayoría de las
Ciencias Naturales
19
IV. Conclusiones
la estación lluviosa. Tal recuperación ocurre gracias al
factor de dilución y a la capacidad de oxidación de la carga
De los ríos estudiados, el río Llorona fue el que presentó
másica orgánica que transita sobre los ríos, en donde se ve
valores más altos de iones mayoritarios y minoritarios
favorecida la oxigenación del agua a lo largo de la cuenca
disueltos en sus aguas, también el que presentó una
y, por ende, se aceleran los procesos de depuración.
concentración de cloruros y sulfatos más alta a lo largo
de su cauce; tal situación refleja que es uno de los ríos
Se puede afirmar, según los resultados, que las aguas
más vulnerables a sufrir procesos de contaminación
superficiales en las zonas altas y medias de los ríos
ambiental, por lo que se recomienda mantener este tipo
estudiados son blandas; sin embargo, los procesos de
de monitoreo periódico sobre el río.
intrusión salina, erosión y pérdida de suelo en la zona
bajas cercanas a la costa convierten el agua en la parte
Los ríos Drake, Llorona y Agujitas son los tres ríos
baja de la cuenca en aguas duras, principalmente en los
que presentan concentración iónica, en general, más
alrededores de las desembocaduras, haciéndolas no aptas
alta, provocada principalmente por las actividades
para potabilización y limitando el abastecimiento para
agropecuarias en la zona. Tal situación favorece el
uso y consumo humano en dichos lugares.
desarrollo de procesos eutróficos en la zona media y baja,
los ríos Claro y Sierpe, que se ubican en zonas menos
Finalmente, ninguno de los metales trazas analizados
pobladas y con bosques altamente consolidados, no tienen
sobrepasan una concentración que sea de riesgo para la
un impacto ambiental notorio en la calidad del agua.
salud de las personas o para la salud del ecosistema, por
ende, no existe evidencia científica que permita suponer
Los datos analíticos obtenidos propician una gestión
procesos de bioacumulación en la cadena trófica en la
hídrica en el Pacífico Sur, la cual busca mantener su
zona de estudio.
conservación y brindar un aprovechamiento sostenido
de los recursos, con miras a proteger los ecosistemas
y la diversidad de la zona de estudio. El mal manejo
V. Referencias Bibliográficas
durante las actividades antropogénicas propicia
impactos ambientales evidentes; por ejemplo, se notó un
Acuña-González, J., Vargas-Zamora, J. A., Gómez-Ramírez,
crecimiento desmedido de algas verdes en el epilimnio
E., y García-Céspedes, J. (2004). Hidrocarburos
debido a la existencia de una alta concentración de
de petróleo, disueltos y dispersos, en cuatro
macronutrientes, existentes, posiblemente, por el uso
ambientes costeros de Costa Rica. Revista de
excesivo de fertilizantes y por microorganismos vivos
que conduce a cambios fisicoquímicos y biológicos de
sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-
los cuerpos de agua. También la pérdida de suelo por la
77442004000600005&lng=en&nrm=iso&tlng
erosión, provocada por la ganadería extensiva, aumenta
=es
la solubilidad por escorrentía de iones y la consecuente
pérdida de fertilidad de los suelos.
Alvarado, J. J., Beita-Jiménez, A., Mena, S., Fernández-
García, C., & Guzmán-Mora, A. G. (2015). Osa
Los ríos Llorona, Drake, Agujitas, Claro y Sierpe, según los
conservation area (Costa Rica) coral ecosystems:
resultados obtenidos, son ríos saludables desde el punto
Structure and conservation needs [Ecosistemas
de vista fisicoquímico, pero presentan zonas vulnerables
coralinos del Área de Conservación Osa, Costa
debido a la actividad antrópica. El impacto ambiental en
Rica: Estructura y necesidades de conservación].
los ríos es tangible, sin embargo, la capacidad de carga
Revista de Biologia Tropical, 63(April), 219-259.
del ecosistema acuático en aguas dulces superficiales y,
por consiguiente, el de recuperación del ecosistema en
esta zona rural, permite una mejora sustancial durante
20
Revista Pensamiento Actual - Vol 21 - No. 37 2021 - Universidad de Costa Rica - Sede de Occidente
Arellano, F. y Vargas, A. (2000). Casos De Contaminación
Cravo, A. (2017). Nutrient concentrations in coastal
Por Intrusión Salina En Acuíferos Costeros De
waters: Impact of the Guadiana River. Ciencias
La Península De Nicoya (Costa Rica). Revista
geológica de América Central. 0(25), 8. https://
cm.v29i4.167
revistas.ucr.ac.cr/index.php/geologica/article/
view/8540/8065
Dávila, P. M., y Valdés, J. (2015). Variabilidad temporal
de las masas de agua costeras en bahía San
Ashraf, M. A., Maah, M. J., y Yusoff, I. (2010). Water
Jorge. Antofagasta , Chile 23 ° S ( 2008-2012
Quality Characterization of Varsity Lake. CODEN
).
ECJHAO E-Journal of Chemistry, 7, 973-4945.
19572015000100006
De Alba, M. I. D. (2007). Determinación de subtrazas de
AWWA. (1999). Standard Methods for the Examination
cobre en aguas naturales previa preconcentración
of Water and Wastewater Part 1000 Standard
Methods for the Examination of Water and
uca.es/bitstream/handle/10498/17203/
Wastewater. American Water Works Association,
Trabajo Fin De Máster Margarita Díaz de Alba.
1-541.
pdf?sequence=1&isAllowed=y
Beita, W. (2008). “Caracterización fisicoquímica de las
Escrig, I., y Morell, I. (1996). Origen y comportamiento
aguas superficiales de la cuenca del río Rincón
de Cd, Cr, Cu, Pb y Zn en el subsistema acuifero
en la Península de Osa, Puntarenas, Costa Rica.”
de la Plana de Castellon. Estudios Geologicos,
52(5-6), 259-268.
Bolaños-Alfaro, J. D., Cordero-Castro, G., y Segura-
Araya, G. (2017). Determinación de nitritos,
García-Avilés, J. (2002). Biodiversidad de los humedales
nitratos, sulfatos y fosfatos en agua potable como
del Parque Regional del Sureste. II. Heterópteros
indicadores de contaminación ocasionada por el
acuáticos. In Centro de Investigaciones
hombre, en dos cantones de Alajuela (Costa Rica).
Ambientales de la Comunidad de Madrid
Revista Tecnología En Marcha, 30(4), 15. https://
“Fernando González Bernáldez” (Issue January).
doi.org/10.18845/tm.v30i4.3408
Grunberger, O y Janeau, J. (1991). Geoquímica de las
Casado, J., Calvo, D., Monterde, E., Alfonso, P. (2013).
lluvias, de las aguas de escurrimiento.
CUENCA DEL LLOBREGAT EN EL BAGES.
287-296.
La Gaceta. (2007). Diario Oficial La Gaceta N. 178,
Costa Rica Poder Ejecutivo. (2015). Reglamento para
go.cr/centroDocumetacion/catalogoGeneral/
la Calidad del Agua Potable N° 38924-S. In
Reglamento evaluación y clasificación de calidad
Diario Oficial La Gaceta (Vol. 1, Issue 170).
de cuerpos de agua superficiales.pdf
Normativa/Normas/nrm_texto_completo.
Lazo-Páez, A., y Solís-Castro, Y. (2019). Interpretación
aspx?param1=NRTC&nValor1=1&nValor2
de Calidad de Agua para Casos con Potencial
=80047&nValor3=101480&strTipM=TC
Intrusión Salina. Revista Tecnología En
tm.v32i10.4883
Ciencias Naturales
21
Mainstone, C. P., y Parr, W. (2002). Phosphorus in rivers
Valverde, R. (2013). El agua en Costa Rica. Ambientales,
— ecology and management. Science of The
ambientales/45.pdf
org/10.1016/S0048-9697(01)00937-8
Wongsasuluk, P., Chotpantarat, S., Siriwong, W., y
Martinez de Victoria, E. (2016). Calcium, essential for
Robson, M. (2014). Heavy metal contamination
health. Nutrición Hospitalaria, 33(4), 26-31.
and human health risk assessment in drinking
water from shallow groundwater wells in an
agricultural area in Ubon Ratchathani province,
Ministerio de medio ambiente y recursos naturales.
Thailand. Environmental Geochemistry and
(2012). Norma-Ambiental-de-Calidad-de-Aguas-
Superficiales-y-Zonas-Costeras. Republica
s10653-013-9537-8
dominicana.
Morales-Ramírez, Á. (2011). La diversidad marina del golfo
dulce, pacífico sur de costa rica: amenazas a su
conservación. Biocenosis, 24, 9-20.
Morales-Ramírez, Á., Acuña-González, J., Lizano,
O., Alfaro, E., y Gómez, E. (2015). Rasgos
oceanográficos en el Golfo Dulce, Pacífico
de Costa Rica: Una revisión para la toma de
decisiones en conservación marina. Revista de
org/10.15517/rbt.v63i1.23100
Palter, J., y Ballestero, D. (2007). The distribution of
nutrients, dissolved oxygen and chlorophyll.
55(June), 427-436.
Beita-Sandí, Wilson; Barahona-Palomo, Marco. (2011).
Fisico-química de las aguas superficiales de la
Cuenca del río Rincón, Península de Osa , Costa
Rica.
Rosas, H. (2001). Cloruros. Estudio de La Contaminación
Por Metales Pesados En La Cuenca Del Llobregat,
handle/10803/6978/04ComponentesAguas02.
pdf?sequence=5
Standard, I. (2006). INTERNATIONAL STANDARD. 2006.
