Estudio_Paleolimnologico_del_Lago_Peten

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CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA -CONCYT- 
SECRETARIA NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA -SENACYT- 
FONDO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA -FONACYT- 
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS Y FARMACIA 
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA 
 
 
 
INFORME FINAL 
 
 
 
ESTUDIO PALEOLIMNOLÓGICO DEL LAGO PETÉN ITZÁ 
 
 
 
PROYECTO FODECYT No. 112-2006 
 
 
 
BESSIE EVELYN OLIVA HERNÁNDEZ 
Investigadora Principal 
 
 
 
 
GUATEMALA, ENERO DE 2011. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS: 
 
La realización de este trabajo, ha sido posible gracias al apoyo financiero dentro 
del Fondo Nacional de ciencia y Tecnología, -FONACYT-, otorgado por la 
Secretaría Nacional de Ciencia y Tecnología –SENACYT- y al Consejo Nacional 
de Ciencia y Tecnología –CONCYT-. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OTROS AGRADECIMIENTOS: 
 
También queremos expresar nuestro agradecimiento al Land Use and Environmental 
Change Institute de la Universidad de Florida y en especial al Ph.D. Mark Brenner, por 
su apoyo y asesoría para el desarrollo de esta investigación, así como la datación de un 
núcleo de sedimento del Lago Petén Itzá y la medición de carbono y nitrógeno en el 
sedimento.
Autores: 
 
M.Sc. Bessie Oliva Hernández de Sandoval 
Química graduada de la Universidad de San Carlos. Obtuvo su M.Sc. en Estudios 
Ambientales en la Universidad del Valle de Guatemala. Profesora de la Escuela de 
Química de la USAC desde 1998, ha impartido cursos de Química Orgánica, Análisis 
Instrumental y Fisicoquímica des 1993. Realizó estudios de especialización en Análisis 
de Metales Traza en el Centro de Energía Nuclear en la Agricultura (CENA), 
Piracicaba, Brasil, y en la Universidad Católica del Norte, Antofagasta, Chile, y de 
Garantía de la Calidad, en la Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia. 
Anteriormente se desempeñó como Jefe del Laboratorio de Fluorescencia de Rayos X 
de la Dirección General de Energía Nuclear (1992-1996). Ha participado en más de 25 
proyectos de investigación relacionados con la Química Ambiental, Química Analítica 
y Química de Productos Naturales. Es Co-autora de 10 publicaciones nacionales y más 
de 20 internacionales. 
 
Dr. Juan Francisco Pérez Sabino. 
Químico graduado de la Universidad de San Carlos, MBA por ESEADE, Universidad 
Francisco Marroquín y M.Sc. en Estudios Ambientales por la Universidad del Valle de 
Guatemala. Es Doctor en Química de Productos Naturales, por el Núcleo de Pesquisas 
de Productos Naturales de la Universidad Federal de Río de Janeiro, Brasil. Ha hecho 
estudios de especialización en Química Analítica Nuclear en la Universidad de Lund, 
Suecia, y en la Universidad de Viena, Austria, y de microcontaminantes orgánicos en 
medio ambiente en los Laboratorios del OIEA en Seibersdorff, Austria, y en el 
Instituto Biológico, Sao Paulo, Brasil. Profesor Titular de la Escuela de Química de la 
USAC desde 1998, actual Director de la misma, ha impartido cursos de Química 
Orgánica, Análisis Instrumental y Fisicoquímica desde 1993. Anteriormente se 
desempeñó como Jefe del Laboratorio de Radiactividad Ambiental de la Dirección 
General de Energía Nuclear (1990-1997). Ha participado en más de 25 proyectos de 
investigación relacionados con la Química Ambiental, Radiactividad Ambiental, 
Química Analítica y Química de Productos Naturales. Es Autor y Co-autor de 12 
publicaciones nacionales y más de 30 internacionales. 
 
Licda. Isabel Cristina Gaitán Fernández 
Química Bióloga graduada de la Universidad de San Carlos. Con Maestría 
Multidisciplinaria en Producción y Uso de Plantas Medicinales –MUPLAM- otorgada 
por la Universidad de San Carlos. Profesora de la Escuela de Química Biológica desde 
2005, ha impartido los cursos de Anatomía y Fisiología, Laboratorio de Microbiología, 
Histopatología. Ha participado en más de 10 proyectos de investigación. 
 
Lis. Oswaldo Efraín Martínez Rojas 
Química graduado de la Universidad de San Carlos de Guatemala. Es profesor en la 
Escuela de Química de la misma universidad desde 2006, impartiendo los cursos de 
Análisis Inorgánico, Química Inorgánica y Química General. Ha participado en 5 
proyectos de investigación relacionados con la calidad del agua en diferentes cuerpos 
de agua del país. 
Lic. Abner Mardoqueo Rodas Arzet 
Químico graduado de la Universidad de San Carlos de Guatemala. Ha participado en 3 
proyectos de investigación relacionados con la calidad del agua, en diferentes cuerpos 
de agua del país. 
 
Br. Balmore Salvador Valladares Jovel 
Biólogo con Pensum cerrado en la Universidad de San Carlos de Guatemala. Ha 
participado en más de 10 proyectos de investigación, relacionados con la calidad del 
agua en diferentes cuerpos de agua del país. 
 
 
 viii 
INDICE 
No. CONTENIDO 
 
Página 
 INDICE viii 
 Índice de Tablas x 
 Índice de Figuras xii 
 Índice de Fotografías xii 
 Lista de Abreviaturas xiv 
 RESUMEN xv 
 SUMMARY (ABSTRACT) xvi 
 
 PARTE I 1 
 
I.1. INTRODUCCIÓN 1 
 
I.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3 
 
I.2.1 Antecedentes 3 
I.2.1.1 Descripción del área de estudio 3 
I.2.1.2 Determinación y mapeo de la calidad del agua 4 
I.2.1.3 Poblaciones humanas 4 
I.2.1.4 Ictiofauna del Lago Petén Itzá 4 
I.2.1.5 Estudios en el lago Petén Itzá 5 
I.2.2 Justificación del trabajo de investigación 6 
 
I.3 OBJETIVOS E HIPOTESIS 8 
I.3.1 Objetivos 8 
I.3.1.1 Objetivo General 8 
I.3.1.2 Objetivos Específicos 8 
I.3.2 Hipótesis 9 
 
I.4 METODOLOGÍA 10 
I.4.1 Localización 10 
I.4.2 Las Variables 10 
I.4.2.1 Variables dependientes 10 
I.4.2.2 Variables independientes 10 
I.4.3 Indicadores 10 
I.4.4 Estrategia metodológica 10 
I.4.4.1 Población y muestra 10 
I.4.5 El método 10 
I.4.5.1 Muestreo 11 
I.4.5.2 Toma de muestras de agua y sedimentos 11 
I.4.5.3 Análisis de parámetros físicos en el campo 12 
I.4.5.4 Análisis de nutrientes (especies de nitrógeno y fósforo) 12 
I.4.5.5 Medición de sólidos 12 
 ix 
I.4.5.6 Preparación de la muestra de sedimentos y medición de 210Pb 12 
I.4.5.7 Medición de la muestra de sedimento 12 
I.4.5.8 Modelo CRS-MV (Tasa constante de suplemento-Variables medidas) 13 
I.4.5.9 Análisis Bacteriológicos y de Fitoplancton 14 
I.4.5.9.1 Análisis microbiológicos de agua 14 
I.4.5.9.2 Fitoplancton 15 
I.4.6 La técnica estadística 16 
I.4.7 Los Instrumentos utilizados 16 
 
 PARTE II MARCO TEÓRICO (CONCEPTUAL) 17 
 
II.1 Paleolimnología 17 
II.1.1 Cambios Globales y Archivos lacustres 17 
II.1.2 Archivos de núcleos de sedimentos 18 
II.1.3 Resolución de tiempo y eventos 18 
II.1.4 El filtro hidroclimático 20 
II.1.5 La Paleolimnología como una herramienta para el manejo de lagos y el 
análisis de experimentos ecológicos 
21 
II.1.6 Depósitos de los lagos como barómetros sensibles del Cambio Regional y 
Global 
22 
II.1.7 Determinación de la edad en los depósitos de los lagos 23 
II.1.8 Geocronometría 23 
II.1.8.1 Datación radiométrica usando isótopos radiogénicos 23 
II.1.8.2 Técnica del 210Pb 24 
II.1.9 Datación de sedimentos 27 
II.1.10 Información de fondo 28 
II.2 Calidad del agua 30 
II.3 Eutrofización de cuerpos de agua 31 
II.4 Parámetros de calidad del agua 32 
II.4.1 Nitrógeno total 32 
II.4.2 Fósforo total 32 
II.4.3 Nitrógeno de nitrato y nitrógeno de nitrito 33 
II.4.4 Fósforo de ortofosfato 33 
II.4.5 Sólidos totales 33 
II.4.6 Sólidos disueltos 33 
II.4.7 Potencial de hidrógeno (pH) 33 
II.4.8 Oxígeno disuelto 34 
II.5.9 Microorganismos indicadores de Contaminación Microbiológica 34 
II.5.10 Fitoplancton 35 
 
 PARTE III 36 
 
III.1 Resultados 36 
III.1.1 Localización de sitios de muestreo. 36 
III.1.2 Parámetros fisicoquímicos de campo 37 
 x 
III.1.3 Nutrientes 50 
III.1.4 Otros parámetros fisicoquímicos 55 
III.1.5 Sólidos 57 
III.1.6 Resultados microbiológicos 60 
III.1.7 Análisis de fitoplancton 63 
III.1.8 Datación de sedimentos y determinaciónde parámetros ambientales en 
núcleo de sedimento de San Benito 
65 
III.2 Discusión de Resultados 67 
III.2.1 Sitios de muestreo, profundidad, temperatura y porcentaje de humedad 
ambientales 
67 
III.2.2. Estado trófico y contaminación del agua del Lago Petén Itzá 67 
III.2.2.1 Parámetros fisicoquímicos 67 
III.2.2.2 Niveles de nutrientes 69 
III.2.2.3 Sulfatos 71 
III.2.2.4 Demanda Química de Oxígeno 72 
III.2.2.5 Sólidos 72 
III.2.3 Análisis microbiológicos del agua del Lago Petén Itzá 73 
III.2.4 Fitoplancton 74 
III.2.5 Datación de sedimentos y cambios ambientales 75 
 
 PARTE IV 80 
 
IV.1 CONCLUSIONES 80 
IV.2 RECOMENDACIONES 82 
IV.3 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 83 
IV.4 ANEXOS 87 
 
 PARTE V 107 
V.1 Informe Financiero 107 
 
INDICE DE TABLAS 
 
No. CONTENIDO Página 
1. Ubicación de los sitios de muestreo (medidos con GPS) 36 
2. Determinación de Potencial de Hidrógeno (pH) en unidades de pH, medido en 
19 sitios de muestreo ubicados en el Lago Petén Itzá. 
37 
3. Determinación del Potencial de Oxidorreducción en los 19 sitios de muestreo 
ubicados en el Lago Petén Itzá. 
38 
4. Temperatura del agua (ºC) en 19 sitios de muestreo ubicados en el Lago Petén 
Itzá. 
39 
5. Oxígeno disuelto en mg/L medido en agua superficial en el Lago Petén Itzá 40 
6. Oxígeno disuelto (%), en agua superficial en el Lago Petén Itzá. 41 
7. Conductividad del agua (mS/cm2), en el Lago Petén Itzá. 42 
8. Salinidad en partes por mil en el Lago Petén Itzá. 43 
9. Sólidos Disueltos Totales (mg/L) en el Lago Petén Itzá. 44 
 xi 
10. Profundidad de la columna de agua en los sitios de muestreo en el Lago Petén 
Itzá (m) 
45 
11. Transparencia medida con disco Secchi, en el Lago Petén Itzá (m) 46 
12. Color del agua en sitios de muestreo en el Lago Petén Itzá. 47 
13. Temperatura ambiental (ºC) en los sitios de muestreo ubicados en el Lago 
Petén Itzá. 
48 
14. Humedad Relativa (%) en los sitios de muestreo ubicados en el Lago Petén 
Itzá. 
49 
15. Nitrógeno de Nitritos (mg/L) em agua Del Lago Petén Itzá. 50 
16. Nitrogeno de Nitratos (mg/L) en el Lago Petén Itzá. 51 
17. Nitrógeno Total (mg/L) en el Lago Petén Itzá. 52 
18. Fósforo de Ortofosfatos (mg/L) em el Lago Petén Itzá. 53 
19. Fósforo Total (mg/L) en el Lago Petén Itzá. 54 
20. Sulfatos (mg/L) en el agua del Lago Petén Itzá. 55 
21. Demanda Química de Oxígeno (DQO) en el Lago Petén Itzá. 56 
22. Sólidos Sedimentables (mL/L) en muestras de agua del Lago Petén Itzá. 57 
23. Sólidos Suspendidos (mg/L) en agua del Lago Petén Itzá. 58 
24. Sólidos Disueltos (mg/L) en agua del Lago Petén Itzá. 59 
25. Sólidos Totales (mg/L) en agua del Lago Petén Itzá. 60 
26. Parámetros microbiológicos en agua del Lago Petén Itzá, correspondientes a 
febrero de 2007. 
61 
27. Parámetros microbiológicos en agua del Lago Petén Itzá, correspondientes a 
octubre de 2007. 
62 
28. Géneros de fitoplancton encontrados en muestras de agua colectadas en el 
Lago Petén Itzá. 
63 
29. Datación de sedimentos y determinación de parámetros ambientales en núcleo 
de sedimento de San Benito. 
65 
30. Parámetros ambientales en secciones a diferentes profundidades del núcleo de 
sedimento colectado en el Lago Petén Itzá, en el sitio San Benito, datado por 
la técnica del Pb-210. 
66 
 
 
 xii 
INDICE DE FIGURAS 
 
No. CONTENIDO Página 
1. Vista esquemática de un muestreador de núcleos 11 
2. 
Perfil de plomo-210 y modelo de mínimos cuadrados para un núcleo corto del 
Lago Constance, Suiza 
26 
3. Esquema del decaimiento radiactivo del radio-226 27 
4. Comparación de un perfil complejo de A- Ac vs. Profundidad para alternar 
los modelos CRS-MV 
30 
5. Tasa de sedimentación en el Lago Petén Itzá. 77 
6. 
Concentración de actividad del Cs-137 desde 1877 en el Lago Petén Itzá 
desde 1877. 
78 
7. Niveles de carbono inorgánico, orgánico y total, y nitrógeno total en 
diferentes años en la columna de sedimento de San Benito, Lago Petén Itzá. 
78 
8. Mapa de sitios de muestreo en el Lago Petén Itzá. 87 
9. Mapa de valores de pH observados en el Lago Petán Itzá. 87 
10. Mapa de temperatura del agua en el Lago Petén Itzá. 88 
11. Mapa de concentración de oxígeno disuelto en el agua del Lago Petén Itzá. 88 
12. Mapa de porcentaje de saturación de oxígeno en el lago Petén Itzá. 89 
13. Mapa de conductividad en el Lago Petén Itzá. 89 
14. Mapa de sólidos disueltos totales en el Lago Petén Itzá. 90 
15. Mapa de profundidad de sitios de muestreo en el lago Petén Itzá. 90 
16. Mapa de transparencia en los sitios de muestreo en el lago Petén Itzá. 92 
17. Temperatura ambiental en el Lago Petén Itzá. 92 
18. Porcentaje de humedad relativa en el Lago Petén Itzá. 93 
19. Mapa de concentración de nitrógeno de nitritos en el Lago Petén Itzá. 93 
20. Mapa de concentración de nitrógeno de nitratos en el Lago Petán Itzá. 94 
21. Mapa de concentraciones de nitrógeno total en el Lago Petén Itzá. 94 
22. Mapa de concentraciones de fósforo de ortofosfatos en el Lago Petén Itzá. 95 
23. Mapa de concentraciones de fósforo total en el Lago Petén Itzá. 95 
24. Mapa de concentraciones de sulfatos en el Lago Petén Itzá. 96 
25. Mapa de valores de Demanda Química de Oxígeno en el Lago Petén Itzá. 96 
26. Mapa de concentraciones de sólidos totales en el Lago Petén Itzá. 97 
 
INDICE DE FOTOGRAFÍAS 
 
No. CONTENIDO Página 
1. El Remate. Presencia de Ganado vacuno. 98 
2. El Remate. Conductores lavando vehículos. 98 
3. Sitio ubicado frente a El Remate. 98 
4. Sitio de muestreo ubicado dentro del Río Ixlú. 99 
5. Sitio ubicado cerca del Cerro Cahuí. 99 
6. Sitio de muestreo ubicado frente a San José. 99 
7. Sitio ubicado frente a San Andrés, al norte del lago. 100 
8. Sitio ubicado frente a la finca La Chingada. 100 
 xiii 
9. Sitio de muestreo ubicado frente a Santa Elena. 100 
10. Sitio de muestreo ubicado frente a Santa Elena. 101 
11. Sitio de muestreo ubicado frente a San Benito 101 
12. Sitio de muestreo ubicado en el aeropuerto de Santa Elena. 101 
13. Sitio ubicado frente a Petencito. 102 
14. Equipo portátil para toma de parámetros en sitio, potenciómetro, 
conductímetro y oxímetro. 
102 
15. Sondas de los aparatos portátiles de medición. 102 
16. Toma de muestras de agua para el análisis de fitoplancton. 103 
17. Equipo muestreador para columna de sedimento. 103 
18. Colocación de la pieza interna que sujeta el tubo de PVC. 103 
19. Colocación de la pieza que soporta el peso del sedimento. 104 
20. Tubo muestreador en el fondo del agua. 104 
21. Extremo inferior del equipo muestreador. 104 
22. Operación de toma de muestra de sedimento en columna. 105 
23. Toma de muestra de columna de sedimento. 105 
24. Vegetación acuática sumergida en el lago. 105 
25. Vegetación acuática sumergida en las orillas del lago. 106 
26. Vegetación sumergida en las orillas del lago. 106 
27. Vegetación acuática que crece en la superficie el agua del lago. 106 
 xiv 
LISTA DE ABREVIATURAS: 
 
APHA: American Public Health Association 
AWWA: American Water Works Association 
CECON: Centro de Estudios Conservacionistas. 
COGUANOR: Comisión Guatemalteca de Normas 
CONAMA: Comisión Nacional de Medio Ambiente 
CIC: Concentración Inicial Constante 
CONAP: Comisión Nacional de Áreas Protegidas 
CRS: Tasa Constante de Suplemento 
Cs-137: cesio-137 
DBO: Demanda Bioquímica de Oxígeno 
dpm: desintegraciones por minuto 
DQO: Demanda Química de Oxígeno 
EPA: Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos. 
g: gramo 
GPS: sistema de posicionamiento geográfico 
Ha: hectárea 
Kg: kilogramo 
km2: kilómetro cuadrado 
L: Litro 
MAGA: Ministerio de Agricultura y Alimentación 
mg: miligramo 
mL: mililitro 
MV: Variables medidas 
mS: milisiemens 
NMP: Número más probable. 
NSF: Fundación de Sanidad Nacional de los Estados Unidos 
OD: Oxígeno disuelto 
OMS: Organización Mundial para la Salud 
Pb-210: plomo-210 
pH: potencial de hidrógeno 
Ra-226: radio-226 
RAP: Recuento total de bacterias anaeróbicas 
SDT (o TDS): Sólidos disueltos totales 
UFC: Unidades Formadoras de Colonias. 
UV-VIS:Ultravioleta-visible 
WPCF: Water Pollution Control Federation. 
 
 
 
 xv 
RESUMEN 
 
En este estudio se evaluaron los niveles de contaminación fisicoquímica y bacteriológica, así 
como cambios ambientales ocurridos en los últimos ciento cuarenta años en el Lago Petén Itzá. 
Los muestreos fueron realizados en el período comprendido entre febrero de 2007 y enero de 
2008. En el estudio fueron analizados los principales parámetros fisicoquímicos y 
bacteriológicos, así como la composición del fitoplancton en el agua del Lago Petén Itzá. Una 
muestra de núcleo de sedimento tomada en el Lago Petén Itzá fue utilizada para datación por la 
técnica del plomo-210 y para la evaluación de parámetros ambientales, como tasa de 
sedimentación, niveles de carbono y nitrógeno, y contaminación radiactiva en el pasado, para 
interpretar los cambios ambientales ocurridos en la cuenca. 
 
Los muestreos de agua fueron realizados en 19 sitios localizados frente a las principales 
poblaciones asentadas en las orillas del Lago Petén Itzá, y en el centro del lago como referencia. 
Se encontraron altos niveles de contaminación, especialmente de fósforo total, así como la 
presencia de organismos de fitoplancton que son considerados como indicadores de cuerpos de 
agua eutrofizados, que representan una amenaza para la integridad ecológica del lago. En cuanto 
al estudio paleolimnológico, se encontró que la técnica del Pb-210 permite datar sedimentos del 
Lago Petén Itzá hasta 43 cm aproximadamente, que corresponden a un antigüedad de ciento 
treinta años, correspondiendo a 1877. Se encontró que a partir de la década de 1950 se ha 
incrementado la tasa de sedimentación en el lago así como la carga de nitrógeno, provocada 
posiblemente por un incremento en la erosión del suelo y el incremento en la población humana 
en la cuenca, que ha provocado la descarga de aguas residuales, el uso de fertilizantes y 
deforestado la región. 
 
 xvi 
SUMMARY (ABSTRACT) 
 
The physicochemical and bacteriological contamination of the water of Lake Petén Itzá was 
evaluated in this study. Also some environmental changes undergone in the lake basin during the 
past 130 years were evaluated using the Pb-210 dating technique. Sampling was carried out in 
four different months between February 2007 and January 2008 in 19 sampling sites located in 
Lake Petén Itzá, mainly in the vicinities of the main human populations around the lake. A 
sediment core taken in the lake near San Benito, was dated in the Land Use and Environmental 
Change Institute of the Florida University, to evaluate different environmental parameters during 
the dated period, as sedimentation rate, carbon and nitrogen, and radioactive contamination. 
 
High levels of water contamination, especially of phosphorus, and phytoplanktonic organisms 
known as eutrophication indicators, as Microcystis, were found, demonstrating the existence of 
threats to the ecological integrity of the Lake. Pathogenic bacteria as Salmonella were found in 
some sampling sites representing a serious threat to human health of the population using the 
water for consumption or recreation. The sediment nucleus was dated up to 1877 to a depth of 
43 cm. It was found that since 1950 the sedimentation rate and the nitrogen levels have 
increased as consequence of increase in human population in the basin, which has caused the 
direct wastewater discharge, non rational use of fertilizers and deforestation in the basin. The 
results of this study are useful as data base to evaluate annual trends in pollution levels and the 
effectiveness of mitigation actions taken by the basin environmental and local authorities. 
PARTE I 
 
I.1 INTRODUCCIÓN 
 
 El Lago Petén Itzá, localizado en las tierras bajas de Petén, en la Biosfera Maya, a una 
altitud de 110 msnm, presenta un área superficial de 99.6 km2, siendo uno de los principales 
cuerpos de agua del país y el de mayor superficie en el departamento de Petén. El lago 
cumple servicios ambientales para el departamento, entre ellos, como fuente de agua para 
diferentes propósitos, fuente de alimento, transporte, recreación, entre los principales. El 
Lago Petén Itzá ha sufrido una presión fuerte sobre su integridad ecológica en las últimas 
décadas, como consecuencia del elevado crecimiento poblacional que ha experimentado 
desde la década de 1960. 
 
Como consecuencia de las actividades humanas derivadas del crecimiento poblacional, 
la calidad del agua del Lago Petén Itzá se ha visto deteriorada desde hace décadas, 
principalmente por el incremento de los niveles de fósforo y nitrógeno, que provoca 
problemas de eutrofización, y la contaminación bacteriológica. Así, se han identificado 
como causas del incremento de las concentraciones de nutrientes (nitrógeno y fósforo) en 
el Lago Petén Itzá, las descargas de aguas residuales, principalmente de Flores, cabecera 
departamental, San Benito y Santa Elena, las cuales cuentan con sistemas de tratamiento de 
aguas residuales deficientes ya que las piscinas utilizadas no se dan abasto, contaminando 
el lago al rebalsarse, el uso excesivo de fertilizantes, la deforestación de las cuencas, la 
ganadería extensiva y el uso excesivo de detergentes fosfatados. 
 
 Entre los problemas observados en el Lago Petén Itzá, se encuentra el incremento en el 
nivel de eutrofización del lago, que representa amenazas de florecimientos algales, que 
podrían tener consecuencias negativas para la ecología del lago, la mortandad de peces 
observada en años recientes, especialmente del pez blanco (Petenia splendida), y el riesgo 
para la población por el uso del agua contamnada. 
 
 A la fecha, se han realizado varios estudios sobre la calidad del agua del Lago Petén Itzá 
que han puesto de manifiesto elevados niveles de nutrientes y microorganismos, en las 
cercanías de las poblaciones humanas, lo cual ha generado preocupación en las autoridades 
ambientales de la cuenca. Se ha reconocido que el mejor conocimiento de los niveles de 
contaminación, fuentes de contaminación y variaciones estacionales de la calidad del agua, 
es importante para el manejo del recurso hídrico, y para el entendimiento de los procesos 
ambientales que ocurren en el lago. 
 
La paleolimnología es una disciplina que utiliza la información física, química y 
biológica preservada en los perfiles sedimentarios, para interpretar las condiciones 
ambientales en el pasado de ecosistemas acuáticos continentales. Una de las técnicas más 
utilizadas para evaluar el impacto de la actividad antropogénica sobre los el medio 
ambiente en general y los ecosistemas acuáticos en particular, es la datación de núcleos de 
sedimento por medio de la técnica del plomo-210 (210Pb). Esta técnica permite el registro 
de la sedimentación usando columnas de sedimentos de lago, estuarios, ríos y humedales. 
En cada uno de estos tipos de ecosistemas, se asume que existe un sitio no disturbado. La 
 2 
mezcla biológica ocurre en las regiones ricas en oxígeno pero es mucho menor en las zonas 
anóxicas y frecuentemente puede encontrarse en los sitios seleccionados. 
 
El 210Pb se encuentra distribuido ampliamente en la Tierra debido a su formación a 
partir del radio en el suelo, de la emanación del radón a la atmósfera y el decaimiento a 
210Pb el cual se deposita como partículas. Así, en cualquier sedimento o muestra de 
pantano, el 210Pb total medido tiene una fracción soportada a partir del radio presente y una 
fracción no soportada. La fracción no soportada es usada en la determinación del tiempo. 
Ya que la vida media del 210Pb de 22.3 años es ideal para el período de tiempo desde la 
Revolución Industrial, se ha puesto mucha atención a la exactitud de las fechas que pueden 
determinarse a partir de su medición en los perfiles de la columna de sedimento. Así por 
ejemplo, al datarse cada sección horizontal del sedimento, pueden interpretarse las 
condiciones ambientales por medio de los niveles de nutrientes y otros parámetrosfisicoquímicos, la composición fitoplanctónica y los niveles de contaminantes en esa 
sección de sedimento. Los métodos de datación desarrollados proporcionan el único medio 
para determinar los niveles de ingreso de los químicos y para evaluar la efectividad de los 
intentos de reducción de la contaminación. 
 
Por lo anterior, se planteó como propósito del proyecto evaluar los impactos de los 
cambios globales y la actividad antropogénica sobre el ecosistema del Lago Petén Itzá en 
los pasados ciento cincuenta años y establecer las tendencias actuales, para lo cual fueron 
realizados muestreos en sitios que pudieran generar información sobre el nivel de 
contaminación y el estado trófico del lago, y de núcleos de sedimentos para estudiar los 
registros de los cambios ambientales en el tiempo. En el estudio, se contó con la 
colaboración del Instituto de Uso de la Tierra y Cambios Ambientales de la Universidad de 
Florida, Estados Unidos, donde fue realizada la datación del núcleo de sedimento colectado 
frente a San Benito, en el Lago Petén Itzá. 
 
Se encontró que el Lago Petén Itzá sigue presentando altos niveles de contaminación, 
especialmente por fósforo y por microorganismos indicadores de contaminación fecal y 
microorganismos patógenos, lo que pone en riesgo a la población que utiliza el agua para 
consumo y propósitos recreativos. Fue posible datar el sedimento hasta 1877, revelándose 
que ha existido incremento en la contaminación y tasa de sedimentación en el Lago Petén 
Itzá a partir de los años cincuenta. 
 
 3 
I.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 
 
I.2.1 Antecedentes 
 
I.2.1.1 Descripción del área de estudio 
 
El Lago Petén Itzá se encuentra en el departamento de Petén, al norte de Guatemala, 
siendo su localización latitud 16o54´00” y longitud 89o41’41”, con una altura de 110 metros 
sobre el nivel del mar (Figura 4). El lago presenta una superficie de 99.6 km2, existiendo 
estudios que sugieren profundidades mayores de 60 m (Curtis, 1998; Basterrechea, 1985) 
hacia la parte norte de la cuenca. La cuenca del lago Petén Itzá, con una extensión de 
1,300 km2, se encuentra dentro de la Plataforma de Yucatán, capa tectónica estable y de 
topografía baja que comprende la península de Yucatán, y la parte central y norte del 
departamento de El Petén. En su parte sur, la plataforma presenta un amplio pliegue en 
dirección este-oeste denominada Arco de la Libertad. En el borde norte del área afloran 
carbonatos, rocas cársticas y evaporizas de los períodos terciario y cuaternario, que 
constituyen un suelo semipermeable que dificulta la circulación del agua subterránea hacia 
el norte. En la orilla noreste del lago existen abundantes tobas finas de color café claro, que 
son las rocas de origen calcáreo constituidas por carbonatos de calcio, sobre la formación 
de un tipo de suelo impermeable por la presencia de la falla geológica de Petén Itzá. En el 
borde sur no se encuentra afloramiento de rocas de ningún tipo, lo que apoya la hipótesis 
del desagüe subterráneo del lago y su dirección noroeste que coincide con la falla Petén Itzá 
y con el flanco norte del Arco de la Libertad. Hacia el norte del lago se encuentra la falla 
Petén Itzá con una topografía poco montañosa, donde la red de drenaje es difícil de definir. 
Está cubierta de bosques tropicales, presentando cerros entrelazados entre sí. 
 
La parte norte del lago se encuentra dentro de la zona de amortiguamiento de la 
Reserva de la Biosfera Maya (RMN), y es el cuerpo más grande dentro de la reserva. El 
lago se alimenta principalmente de aguas subterráneas, desde una cuenca aproximada de 
1,300 km2, que pertenece al drenaje del río San Pedro. No cuenta con desagüe superficial y 
solamente recibe aguas superficiales de los pequeños ríos Ixlú e Ixpop (Pape, 2002). 
 
El lago Petén Itzá es un refugio de fauna acuática endémica regional, de aves y ricas 
asociaciones de vegetación en sus orillas. Las márgenes del lago sirven de asentamiento a 
sectores poblacionales heterogéneos de rápido crecimiento, que habitan fundamentalmente 
en el territorio de Flores, San Benito, San José y San Andrés (Pape, 2002). 
 
La situación térmica en la cuenca puede alcanzar valores máximos absolutos de 39oC en 
las tierras bajas, y los valores mínimos absolutos en las tierras altas hasta 10oC, siendo el 
valor promedio anual de 25.5oC. Los meses más calurosos son abril y mayo y los más fríos 
en diciembre y enero. 
 
La cuenca del lago Petén Itzá está enfrentando acelerados procesos de cambio que 
presionan la existencia de los ecosistemas que tienen una importancia estratégica. Esto 
incluye la deforestación de la selva tropical, el manejo de potreros y zonas ganaderas, hasta 
la creación de nuevos asentamientos, los cuales afectan severamente la conservación de la 
 4 
biodiversidad, la estabilidad de los suelos y la regulación hidrográfica que afecta el sistema 
lacustre. (Pape, 2002). 
 
I.2.1.2 Determinación y mapeo de la calidad del agua 
 
La contaminación del agua se define como la adición de materia extraña perjudicial que 
deteriora su calidad original, la cual puede ser cualquier manifestación peligrosa o 
desagradable para la vida que resulta de la falta de mantenimiento del control sobre las 
propiedades físicas, químicas o biológicas por actividades industriales o de la sociedad. 
Estos cambios en las propiedades fisicoquímicas del agua originan cambios en la estructura 
o naturaleza de las comunidades vegetales y animales. Debido a la acción antrópica, las 
características naturales de los cursos lóticos y lénticos pueden ser modificados y sufrir 
perturbaciones importantes. Si bien los cuerpos de agua tienen una capacidad natural de 
autodepuración, ésta es efectiva hasta ciertos límites, mas allá de los cuales se manifiestan 
los fenómenos de contaminación (UBA, 2003). 
 
Los programas de monitoreo de la calidad del agua involucran el seguimiento de las 
características limnológicas del sistema a fin de identificar propiedades anormales en 
algunos parámetros en relación a los valores propios de sistemas que conservan su pureza 
original. Los monitoreos incluyen la medición de variables fisicoquímicas y/o biológicas, a 
partir de las cuales se han formulado diversos índices (UBA, 2003). En este proyecto se 
pretende utilizar como indicador biológico de contaminación el fitoplancton y también se 
considerarán los principales factores físicos y químicos. La información sobre los niveles 
de parámetros fisicoquímicos de cuerpos de agua puede ser resumida en representaciones 
gráficas de fácil utilización, por medio de la elaboración de mapas donde se ilustra la 
calidad del agua en diferentes áreas de los cuerpos de agua. 
 
I.2.1.3 Población humanas 
 
En 1969 se promueve la colonización de El Petén, fecha en que la tasa de crecimiento 
poblacional inicia un despunte. Las márgenes del lago sirven de asentamiento a sectores 
poblacionales heterogéneos de rápido crecimiento. Las comunidades que se encuentran en 
el margen del lago son San Benito, Santa Elena, San Miguel, Flores, San Andrés, San José, 
San Pedro, Jobompiche, Cerro Cahuí, El Remate. La isla de Flores es la más densa en 
población, pero la tasa más alta corresponde a San Benito. Se calcula que la población 
urbana en este municipio ha aumentado en un factor de 5. Los datos obtenidos en las 
municipalidades estiman que para el año 2000 existían unos 67,000 habitantes en sus 
alrededores y una población flotante de 2,000 personas diarias (Pape, 2002). 
 
I.2.1.4 Ictiofauna del lago Petén Itzá 
 
En el lago de Petén Itzá se encuentran varias especies de peces, algunas de ellas nativas 
como el pez blanco (Petenia splendida), que pertenece a la familia Centropomidae orden 
Perciformes. También la sardina de leche (Dorsoma petense), de la familia Cluperdae, 
orden Clupieformes; filín-julín (Rhamdia guatemalensis) de la familia Aridaess orden 
Seluriformes. Otras especies como la mojarra (Siclasomas),familia Centropomidae, 
orden Perciformes; la sardinita (Hyphessobrycon) de la familia Characidae orden 
 5 
Characiformes; el picudito (Belonesox belizanus) familia Aplochelidae orden 
Cyprinodontiformes; pulta (Carlhubbsiakideleri) familia Poecilidae orden 
Cyprinodontiformes; guapote (Cichlasana friedrichsthali) familia Cichlidae orden 
Perciformes; y el bull amarillo (Cichlasana urophthalmus) familia Cichlidae orden 
Perciformes (Pape, 2002). 
 
En julio de 2000, hubo una mortandad de peces, que inició en la aldea San Miguel y 
Flores y entre Flores y Santa Elena, la cual se extendió a lo largo del lago hasta llegar al 
Remate. Este fenómeno duró 15 días y se dio en peces adultos de la especie Petenia 
splendida, estimándose que murieron alrededor de 5,000 peces. Del estudio realizado 
entonces, se concluyó que se debió a intoxicaciones y no a una enfermedad infecciona 
común, sin embargo debido a que no se tiene un conocimiento permanente de la calidad del 
agua del lago, se tienen ciertas reservas con esta aseveración (Pape, 2002). 
 
I.2.1.5 Estudios en el lago Petén Itzá 
 
Rosenmeier y colaboradores (2002, 2004), realizaron un estudio paleolimnológico en la 
cuenca sur del lago Petén Itzá, en el cual determinaron la eutrofización reciente del lago, 
por medio de la datación de una columna de sedimento con la técnica de Pb-210, el cuál es 
un radionucleido natural, que emite partículas alfa y que proviene del decaimiento del Ra-
226 atmosférico. Rosenmeier encontró que el incremento de la acumulación de sedimentos 
inició con el incremento de la población humana en la cuenca. En la columna de 
sedimento se encontraron diatomeas fósiles las cuales son indicativas de la eutrofización 
cultural. Se encontró que existe correlación entre los cambios en la tasa de sedimentación 
en la parte sur de la cuenca y el incremento de la densidad de población humana en la 
cuenca, sugiriendo que los cambios en los registros de sedimentación tienen causa 
antropogénica. Se encontró que desde los años sesenta para la fecha, esta tasa de 
sedimentación se multiplicó en un factor de cuatro. El estudio indica también que la 
descarga de aguas residuales de Flores, Santa Elena y San Benito, ha incrementado la 
concentración de nutrientes, y que a la fecha el estado eutrófico se confina a la cuenca sur 
del lago Petén Itzá, pero que se extenderá al irse incrementando la población humana en la 
cuenca. 
 
Curtis y colaboradores (1998), también utilizaron columnas de sedimento en el lago 
Petén Itzá, para estudiar los cambios climáticos en el período que inició desde la 
civilización maya, 3000 años atrás hasta la actualidad, y encontraron evidencias de que han 
ocurrido diferentes cambios climáticos y que ha existido impacto humano en el ambiente de 
Peten, a causa de las actividades agrícolas en la cuenca. 
 
Estudios de calidad de agua realizados por varias instituciones (Conap, CONAMA, 
Basic y Escobar) indican que la calidad del agua en la cuenca del lago Petén Itzá no 
presenta variaciones significativas. A finales de julio de 2000 se presentó en el lago un 
fenómeno de muerte súbita de los peces, que duró 15 días. Se estima que murieron 
alrededor de 5,000 peces, y la mortandad se dio en especimenes adultos de la especie 
Petenia splendida. Debido a que los parámetros fisicoquímicos no tuvieron cambios 
significativos respecto a estudios previos, se sustenta la idea de que la mortandad de peces 
se produjo por un fenómeno de inversión de la columna de agua en el lago, fenómeno que 
 6 
es conocido como “bumbancia” y que se da en los lagos de Guatemala. Sin embargo, como 
no se tiene conocimiento permanente de los valores de los parámetros fisicoquímicos de la 
calidad del agua en el lago, se tienen ciertas reservas respecto a esta afirmación (Pape, 
2002). 
 
En los estudios realizados, se ha encontrado que los lugares que presenta mayor 
contaminación bacteriológica son Flores, Santa Elena y San Benito, los cuales presentan 
altos valores de coliformes y alto riesgo para la salud de sus habitantes. 
 
En un estudio realizado por Oliva y colaboradores (2006) en el Lago Petén Itzá en el 
período 2004-2005 se encontraron niveles elevados de nutrientes, especialmente de fósforo, 
además que se encontraron niveles de metales tóxicos en los sedimentos. Así se encontró 
que en el Lago Petén Itzá, existían niveles de metales tóxicos, presentando una elevada 
fracción disponible de los metales tóxicos en sedimentos (Oliva et al., 2006), 
representando casi la totalidad del contenido total del metal, lo que facilitaría el ingreso de 
los metales a la cadena trófica. 
 
Oliva y colaboradores (2008) realizaron un estudio sobre la contaminación en el Lago 
Petén Itzá y en el Pez Blanco (Petenia splendida) nativo del lago, entre 2006 y 2008, 
habiendo encontrado entre los resultados de interés, niveles de metales tóxicos en 
sedimentos e individuos de pez blanco capturados en el proyecto. En algunos sitios de 
muestreo se encontraron niveles elevados de Pb y Cr en sedimentos, como Río Ixlú para Pb 
(41 mg/kg) y el sitio en el Puente Sacpuy para Cr (166.7 mg/kg) que podrían revelar 
contaminación antropogénica. Los otros metales fueron encontrados en niveles bajos y 
normales para cuerpos de agua dulce. Otro resultado interesante fue la detección de 
pesticidas organoclorados en ejemplares del pez blanco, en niveles que si bien no 
representan peligro para la especie (DDT entre 7.385-22.367 ng/g), indican que existe 
contaminación por dichos microcontaminantes orgánicos en el ecosistema, y que se 
encuentran en la cadena trófica. Así se consideró importante el estudio de los niveles de 
dichos contaminantes en diferentes eslabones de la cadena trófica, para poder evaluar el 
riesgo para el ecosistema y los consumidores. 
 
I.2.2 Justificación del trabajo de investigación 
 
La investigación se justificó en vista de los niveles de deterioro observados en la calidad 
del agua del Lago Petén Itzá, observados en estudios realizados desde los años noventa. Los 
elevados niveles de nutrientes y otros contaminantes, así como problemas detectados como 
eventos de muerte masiva de peces de la especie Petenia splendida, altos niveles de 
contaminación microbiológica, hacían necesario actualizar la información sobre los niveles 
actuales de contaminación e investigar los escenarios ambientales pasados, para evaluar los 
cambios en los niveles de contaminación en el tiempo. El cambio de las condiciones 
ambientales pasadas en lagos, estudiado por la paleolimnología, puede ser evaluado por 
técnicas geocronométricas, que incluyen la datación y el estudio de los núcleos de sedimentos, 
ya que en ellos se encuentra la información histórica de parámetros tales como niveles de 
nutrientes, composición fitoplanctónica, información de especies vegetales a través del polen y 
niveles de contaminantes, como metales tóxicos. 
 7 
Para interpretar la situación actual de los lagos, es necesario conocer como han variado 
las condiciones ambientales en el tiempo, ya que de esta manera pueden relacionarse 
eventos ocurridos en el pasado con variables que pueden proporcionar información de 
utilidad para la planificación ambiental. Por esto, en el presente proyecto se planteó la 
datación de sedimentos como herramienta para el estudio de las condiciones ambientales en 
los pasados 150 años en la región del Lago Petén Itzá. El estudio era necesario, puesto que 
es evidente que en Guatemala se está produciendo un proceso general de degradación de las 
cuencas con la consecuente alteración del régimen hídrico, incluyendo el Lago Petén Itzá. 
De esta manera es importante establecer las variaciones que han existido en el pasado, para 
poder interpretar los cambios ambientales, y diferencias aquellos que son causados por la 
actividad antropogénica de los que han ocurrido naturalmente. 
 
Herramientas como la datación de sedimentos, pueden ser utilizadas para la evaluación 
de los cambios ambientalesen otros cuerpos de agua de Guatemala, como base para la 
interpretación de los procesos ambientales y la toma de decisiones relacionadas con el 
manejo ambiental, por lo que era importante contar con metodología que permita poder 
realizar estudios paleolimnológicos en Guatemala. 
 
Es así como se planteó el estudio de los niveles actuales de contaminación en el Lago 
Petén Itzá, como base para la evaluación de las medidas de mitigación tomadas por las 
autoridades ambientales, y el estudio de cambios ambientales ocurridos en la cuenca, a 
través de la datación de sedimentos por la técnica de Pb-210. 
 8 
I.3 OBJETIVOS E HIPOTESIS 
 
I.3.1 Objetivos 
 
I.3.1.1 General 
 
Evaluar los impactos de los cambios globales y la actividad antropogénica sobre el 
ecosistema del Lago Petén Itzá en los pasados ciento cincuenta años y establecer las 
tendencias actuales. 
 
I.3.1.2 Específicos 
 
Determinar las variaciones en las concentraciones de metales tóxicos, nitrógeno, carbono, 
materia orgánica, radionucleidos artificiales, en columnas de sedimento, para los pasados 
docientos años. 
 
Implementar un método de datación de columnas de sedimentos a partir del decaimiento 
del plomo-210, en sedimentos del Lago Petén Itzá. 
 
Determinar niveles de nutrientes (especies de nitrógeno y fósforo), sulfatos, cloruros y 
Demanda Bioquímica de Oxígeno en el Lago Petén Itzá, en cuatro muestreos durante un 
año. 
 
Determinar los niveles de oxígeno disuelto (perfiles), temperatura, pH, conductividad, 
sólidos totales, sólidos en suspensión y sólidos disueltos, en agua del Lago Petén Itzá, en 
cuatro meses por el período de un año. 
 
Determinar la composición del fitoplancton por género y sus variaciones estacionales en el 
Lago Petén Itzá. 
 
Evaluar los cambios en el estado trófico del lago Petén Itzá, por medio de la comparación 
de los resultados de niveles de nutrientes y fitoplancton del proyecto con los reportados en 
estudios anteriores. 
 
Establecer las variaciones en las tasas de sedimentación en el Lago Petén Itzá en el pasado, 
a través de la datación de la columna de sedimento. 
 
 
 9 
I.3.2 Hipótesis 
 
Es posible evaluar los impactos de los cambios globales y la actividad antropogénica sobre 
el Lago Petén Itzá, mediante la técnica de datación de sedimentos a través del decaimiento 
radiactivo del radionucleido natural plomo-210. 
 10 
I.4 METODOLOGIA 
 
I.4.1 Localización 
 
La localización del área de estudio corresponde al Lago Petén Itzá, localizado en 
Latitud Norte 16o54´00” (16o 54.000’) y Longitud Oeste 89o41’41” (89o 41.683’), en el 
departamento de Petén. El lago presenta una superficie de 99.6 km2 y altitud de 110 metros 
sobre el nivel del mar. La cuenca del lago Petén Itzá, con una extensión de 1,300 km2, se 
encuentra dentro de la Plataforma de Yucatán, capa tectónica estable y de topografía baja 
que comprende la península de Yucatán, y la parte central y norte del departamento de El 
Petén. En el estudio, fueron colectadas muestras de agua en 19 sitios en el Lago Petén Itzá, 
cuya localización se muestra en la Tabla 1 en la sección de Resultados. 
 
I.4.2 Las Variables 
 
I.4.2.1 Variables dependientes 
 
Las variables dependientes son los parámetros de calidad fisicoquímica y bacteriológica 
del agua del Lago de Petén Itzá así como los niveles de plomo-210 y nutrientes en los 
núcleos de sedimentos. 
 
I.4.2.2 Variables Independientes 
 
Las variables independientes son los sitios y los meses de muestreo de agua y 
sedimentos en el Lago Petén Itzá y el año de deposición de las secciones de los núcleos de 
sedimentos. 
 
I.4.3 Indicadores 
 
Los indicadores son los niveles de los parámetros de calidad fisicoquímica y 
bacteriológica, y los niveles de plomo-210 en núcleos de sedimentos, determinados en el 
presente estudio. 
 
I.4.4 Estrategia Metodológica 
 
I.4.4.1 Población y Muestra 
 
La población del estudio son los sitios en el Lago Petén Itzá, ubicados en las cercanías 
de poblaciones, ríos y fuentes de contaminación dispersa y puntual. La muestra está 
constituida por los 19 sitios seleccionados en el Lago Petén Itzá, para la colecta de agua 
(tabla 1), un núcleo de sedimento colectado frente a San Benito, para realizar la datación de 
sedimentos, y las muestras colectadas. 
 
I.4.5 El Método 
 
A continuación se describen los métodos utilizados para el cumplimiento de los 
objetivos del proyecto: 
 11 
I.4.5.1 Muestreo 
 
Las muestras fueron colectadas en 19 sitios de muestreo, localizados en el Lago Petén 
Itzá. Los muestreos fueron realizados en febrero, mayo y octubre de 2007 y enero de 2008. 
 
I.4.5.2 Toma de muestras de agua y sedimentos: 
 
Se realizaron de acuerdo a los procedimientos estándar de EPA (1986) y APHA-AWWA 
(1998). Las muestras de agua fueron colectadas en recipientes plásticos de 1 L en cada uno de 
los 19 sitios de muestreo establecidos en el lago (Tabla 1). Las botellas fueron tratadas 
previamente con ácidos para eliminar cualquier contaminación de las muestras y transportadas 
al laboratorio en hieleras para mantener una temperatura de aproximadamente 4oC. 
 
La muestra de núcleo de sedimento para datación por el Pb-210, se tomó usando un 
muestreador de núcleos (columnas) de sedimento diseñado por Millard, Brenner y Reddy 
(1992), el cual se esquematiza en la Figura 1. Se tomaron 6 núcleos en las márgenes del 
lado sur del Lago Petén Itzá, con una profundidad de 0.40 a 1.00 m a partir de la superficie 
del sedimento. Este sistema muestreador de núcleos de sedimento fue construido durante el 
desarrollo del proyecto de acuerdo al esquema del artículo. 
 
 
 
Figura 1. Figura 1a. Vista esquemática de un muestreador de núcleos, mostrando sus componentes. A - Cable del pistón 
cubierto de 1/8” 1/16”; B – bushing de tubo de rosca de PVC hembra de 1 ½”; C- tubo de PVC de 1 1/2”; D- bushing de 
tubo de rosca de PVC macho; E- tubo de PVC de 1 ½” hembra; F – bushing reductor de PVC de 1 ½” X 3”; G – junta de 
PVC de 3”; H – tubo de PVC de 6” de largo, 3” de sección; I – un perno de acero inoxidable de 5” de diámetro y 3/16” de 
diámetro y una tuerca; J – tubo muestreador de núcleos de policarbonato de 3” por 1/8” de pared; K – montaje del pistón. 
Figura 1b. Vista de planta del bushing reductor de PVC de 1 ½” X 3 (parte F en la Fig. 1ª), mostrando la localización de 
los agujeros de ¼” de diámetro que acomodan el cable del pistón y permite el llenado del tubo muestreador con agua. 
Figura 1c. Detalle del montaje del pistón mostrando las partes de los componentes: L – cable del pistón cubierto de 1/8 o 
1/16”; M – férula o abrazadera del cable; N – sujetador giratorio o broche de presión; O – perno de 5” de largo y ¼” de 
diámetro; P – tuerca de ¼” y arandela; Q – tapón de goma rugoso # 13 ½ ; R – tuerca y arandela de ¼”; S – tapón de 
gomaa de botella de suero; T – tubo de polietileno de 15 cm. de largo y 3/8”. Fuente: Millard, Brenner y Reddy. Journal 
of Paleolimnology: 7: 157-161, 1992. 
 12 
I.4.5.3 Análisis de Parámetros Físicos en el Campo 
 
Los parámetros pH, conductividad, oxígeno disuelto, temperatura fueron medidos en cada 
sitio de muestreo, utilizando medidores portátiles. Se midió la transparencia y la profundidad 
utilizando un disco de Secchi. Todos los sitios se registraron por medio de un sistema 
posicionamiento geográfico (GPS). 
 
I.4.5.4 Análisis de nutrientes (especies de nitrógeno y fósforo) 
 
Se analizaron los niveles de nitrógeno total, de nitratos y de nitritos, y de fósforo total y de 
o-fosfatos, y sulfatos, según metodología de la APHA y AWWA (1998). Para esto se 
utilizaron reactivos específicos para formar compuestos con coloración, para luego ser 
analizados por Espectrofotometría visible. Debido al tiempo transcurrido entre la toma de las 
muestras y su análisis de laboratorio, las muestras fueron preservadas siguiendo 
procedimientos de APHA y AWWA (1998). 
 
I.4.5.5 Medición de sólidos: 
 
Se midireron los sólidos totales, sólidos disueltos y sólidosen suspensión en las muestras 
de agua de ríos y lagunas. Los procedimientos utilizados fueron los de la APHA y AWWA en 
el Standard Methods (1998). 
 
I.4.5.6 Preparación de la muestra de sedimentos y medición de 210Pb 
 
Las columnas de sedimento fueron seccionadas a intervalos de 4 y 7 cm, 
almacenándose cada sección en recipientes plásticos. 
 
Se hicieron determinaciones de porosidad. Debido a que en el proyecto no se adquirió 
el sistema de medición de partículas alfa, no se realizó el análisis de plancton, polen, por lo 
que la totalidad del sedimento fue destinado para análisis de nutrientes y Pb-210. Para esto, 
cada sección de sedimento fue secada a 60°C, tamizada y almacenada herméticamente, sin 
permitir el escape de gas. 
 
I.4.5.7 Medición de la muestra de sedimento: 
 
Debido a que en el proyecto no fue posible adquirir el sistema de medición de partículas 
alfa, un núcleo de sediento colectado frente a San Benito, fue enviado al Laboratorio Land 
Use and Environmental Change Institute, de la Universidad de Florida, donde se realizaron 
mediciones Pb-210, Cs-137 y Ra-226 en las secciones de sedimento, por espectrometría 
gamma. En el mismo núcleo de sedimento de San Benito, se realizaron las determinaciones 
de nitrógeno, fósforo y carbono en el Land Use and Environmental Change Institute, de la 
Universidad de Florida. 
 
En vista que la determinación de Pb-210, Ra-226 se realizó por espectrometría gamma, 
no fue necesario realizar preparación química de cada sección del núcleo de sedimento. El 
material correspondiente a cada sección se colocó en un recipiente de polietileno, 
midiéndose en el espectrómetro gamma calibrado en eficiencias y energías. Posteriormente 
 13 
a la medición de todas las secciones de sedimento, se aplicará el Modelo CRS-MV que se 
describe en la siguiente sección. 
 
I.4.5.8 Modelo CRS-MV (Tasa constante de suplemento-Variables medidas) 
 
En este modelo se asume que el trazador 210Pb es insoluble en todas las regiones 
naturales y se comporta de la misma manera que la materia particulada natural. Esta 
asunción es razonable para la mayoría de sitios ya que la solubilidad de los compuestos de 
plomo es muy baja, especialmente en la presencia de sulfuro (condiciones reductoras) y los 
óxidos formados en el aire son también bastante insolubles en el rango de pH de 4-10. Para 
estimar la incertidumbre inherente en el método analítico, se considera que el decaimiento 
del Pb-210 es constante y sin contribución al error y propagación de la incertidumbre de la 
reproducibilidad de conteo y de la muestra. El modelo de cálculo usado para interpretar los 
datos para tasas de sedimentación, es la tasa continua de deposición del Pb-210 (Tasa 
constante de suplemento, abreviada como CRS por sus siglas en inglés), la cual 
proporciona una variación mínima en las variables medidas (Measured Variables, MV). En 
la formulación original del Método CRS, la ecuación de decaimiento general para el tiempo 
de deposición ti, es: 
 
ti = 1/ (A/(A-Ac)) 
 
 donde A es la actividad acumulada, Ac es la suma de actividad hasta la sección ith de 
la columna, y  es la constante de decaimiento del Pb-210 (vida media de 22.35 años). La 
diferencia entre la actividad total del Pb-210 depositado en la columna de sedimento y la 
actividad acumulativa en cualquier tiempo es: 
 
A- Ac = Ae(-ln(2).(t))/22.35 
 
Entonces, 
 
Ae(-ln2(t)/22.35) = Ae(-ln(2)X)/b 
 
Donde el coeficiente, x (profundidad en la columna), sirve como un argumento 
incremental, y b es el análogo de la “profundidad media”. El valor óptimo de b es obtenido 
por una regresión de mínimos cuadrados no lineal del perfil de la columna: 
 
A- Ac = Ae -ln(2)X/b 
 
Así, el tiempo estimado por CRS-MV a cualquier profundidad, x, es: 
 
t(x) = 22.35 x/b 
 
Los errores apropiados son propagados dando un error de tiempo para cada sección 
muestreada. 
 
 
 14 
I.4.5.9 Análisis Bacteriológicos y de fitoplancton 
 
I.4.5.9.1 Análisis microbiológicos de agua 
 
Fueron realizados análisis complementarios de contaminación bacteriológica en el agua 
del Lago Petén Itzá, de utilidad para la interpretación de los resultados de la calidad del 
agua. A continuación se describen los proedimientos empleados: 
 
a) Toma de muestra para análisis microbiológicos de agua 
 
a.1) Recipientes 
Los recipientes para la colecta de la muestra de agua deben ser herméticos y estar 
perfectamente limpios, enjuagados con agua destilada y estériles. Para esterilizar los 
recipientes pueden colocarse en agua hirviendo por 10-15 minutos. Pueden utilizarse las 
bolsas pre-esterilizadas especiales (OMS, 1988). 
 
a.2) Agua de ríos, lagos o reservorios 
 
Se elige y localiza el lugar de donde se desea la muestra, si es necesario se utiliza un 
bote o lancha. 
 
Se abre el recipiente de donde se desea tomar la muestra y rápidamente se introduce en 
el agua contra la corriente. En caso de no haber corriente se mueve horizontalmente. 
Al terminar se cierra el recipiente rápidamente y se rotula como se indicó anteriormente. 
 
a.3) Volumen de muestra 
 
El volumen de la muestra por análisis no debe ser menor de 100 ml, si se desea un 
análisis completo el volumen debe ser de por lo menos 500 ml. 
 
a.4) Transporte y recepción de muestras 
 
Si las muestras no se van a procesar inmediatamente es muy importante que después de 
1 hora de colectadas se transporten en condiciones de refrigeración a menos de 10 C. 
Un tiempo de 6 horas entre la toma de la muestra y el análisis es aceptable; si esto no es 
posible el tiempo máximo es de 24 horas. 
Todas las muestras deben estar bien rotuladas al momento de llegar al laboratorio (de 
preferencia debe utilizarse un marcador indeleble para evitar que la información se borre 
durante el transporte). 
 
b) Análisis microbiológicos en el laboratorio 
 
b.1) Materiales y reactivos 
- Tubos de vidrio con tapón de rosca 
- Cajas de Petri 
- Caldo LMX 
- Pipetas automáticas para 1 mL, 0.1mL 
 15 
- Pipetas serológicas para 10 mL 
- Pipetor 
- Tips estériles 
 
b.2) Procedimiento 
 
Se analizaron coliformes totales, coliformes fecales y Escherichia coli: Método del 
Número Más Probable o Tubos Múltiples modificación con LMX (15 tubos). Las pruebas 
se incuban a 37°C por 24 hrs. Los resultados se leen por un cambio de color, reacción 
Indol positiva o negativa y presencia o ausencia de fluorescencia. Se leen en una tabla de 
número más probable para juegos de 15 tubos. 
 
I.4.5.9.2 Fitoplancton 
 
La presencia de ciertas especies de algas o asociaciones algales en un ambiente 
específico, las constituye en indicadores biológicos de las condiciones ambientales 
existentes y en cierto momento su distribución y/o crecimiento desordenado puede reflejar 
cambio o situaciones positivas o negativas que se están dando en el ecosistema (Herrera, 
1999). A partir del tipo de organismos fitoplanctónicos presentes en un ambiente 
particular, así como de su abundancia y densidad, pueden hallarse una serie de índices que 
permiten determinar el estado trófico y la calidad del agua (Ramírez, 2000). 
 
Hay seis divisiones algales más representativas de agua dulce, se trata de las siguientes: 
Cyanophyta, Euglenophyta, Cryptophyta, Chrysophyta, Pyrrophyta y Chlorophyta. De 
estas, existen organismos como Microcystis sp., Anabaena sp., Anacystis sp. que pueden 
considerarse como indicadoras de cuerpos de agua contaminados o eutrofizados. 
 
a) Muestreo 
 
La unidad de muestreo fue una red de fitoplancton (Ramírez, 2000). Debe efectuarse la 
localización de los sitios de muestreo, la naturaleza física del agua influye en gran medida 
en la selección del sitio de muestreo. Al escoger las estaciones de muestreo es importante 
tener en cuenta las áreas en las que se ha colectado anteriormente, ya que esto permitirá 
hacer comparaciones. Las estaciones de muestreo deben ser localizadas en un mapa. 
 
Muestras compuestas de 100 L de agua de los sitios de muestreo fueron colectadascon una 
cubeta de 10 L y filtradas en red de fitoplancton. Las muestras se preservaron con lugol. 
Posteriormente se procedió a la identificación de los especímenes encontrados y al recuento 
de los mismos en la muestra. Para el efecto se utilizará una cámara de Sedgwick-Rafter. 
 
b) Conteo de fitoplancton 
 
En el laboratorio se observaron alícuotas de 1 mL y 0.1 mL de las muestras con la 
ayuda de una placa de vidrio de Sedwick-Rafter. Se contaron e identificaron con la ayuda 
del microscopio y claves dicotómicas diseñadas para la identificación. (APHA, 1996). 
 
 
 16 
I.4.6 La Técnica Estadística: 
 
Fue utilizada estadística descriptiva para la determinación de los niveles de 
contaminantes. Las determinaciones fueron realizadas por triplicado, utilizando curvas de 
calibración para la cuantificación de los contaminantes. El error de las determinaciones de 
los radionucleidos, Cs-137, Pb-210 y Ra-226, fue calculado por medio de la distribución de 
Poisson, que se aplica a las desintegraciones radiactivas. 
 
Debido a que no se adquirió el sistema de medición de partículas alfa, ya que el precio 
del sistema se elevó mientras se ejecutaba el proyecto, subiendo considerablemente sobre lo 
presupuestado, no fue posible datar los sedimentos en Guatemala, habiendo sido utilizado 
el modelo CRS-MV del Instituto de Uso del Suelo y Cambios Ambientales de la 
Universidad de Florida, Estados Unidos, donde fue datado un núcleo de sedimento 
colectado frente a San Benito. 
 
I.4.7 Los Instrumentos utilizados 
 
Espectrofotómetro UV-VIS 
Incubadora para DBO 
Medidor Multiparamétrico 
Electrodo para medición de Oxígeno Disuelto 
pHmetro 
Espectrómetro gamma con detector de germanio de geometría de pozo, de la Universidad 
de Florida, Estados Unidos. 
 17 
PARTE II 
MARCO TEÓRICO (CONCEPTUAL) 
 
II.1 Paleolimnología. 
 
La paleolimnología es una ciencia multidisciplinaria que utiliza la información física, 
química y biológica preservada en los perfiles sedimentarios para reconstruir las 
condiciones ambientales pasadas en ecosistemas acuáticos continentales. En su sentido más 
amplio, la paleolimnología incluye también los estudios de los cambios en el largo plazo en 
la configuración de las cuencas y la geomorfología de la línea costera (Smol, 2008). 
 
II.1.1 Cambios Globales y Archivos lacustres 
 
Archivo es un término apropiado para describir los fundamentos de la investigación 
paleolimnológica. El término archivo puede referirse ya sea a un registro histórico, su 
contenido, y al lugar donde tales registros se encuentran, su contenedor. Tanto contenido 
como contenedor son elementos críticos en descifrar registros históricos porque el 
contenido debe ser rico en información y el contenedor debe ser durable para que puedan 
existir registros significativos para su estudio e interpretación. Todos los lagos están 
sujetos a diferentes variables extrínsecas e intrínsecas que regulan la subsecuente historia 
del lago, tales como clima, la composición de la roca de la cuenca, la actividad volcánica y 
tectónica, la vegetación, la biota acuática y las actividades humanas. Teniendo en cuenta 
que estas variables son altamente interactivas, por ejemplo la vegetación acuática puede 
afectarse grandemente por la actividad humana. Típicamente es la historia del cambio de 
estas variables la que se desea reconstruir usando la paleolimnología (Cohen, 2003). 
 
Los registros de estas variables se encuentran en los contenedores. Es común pensar en 
estos contenedores solamente en términos del sedimento en el fondo de un lago, pero 
estrictamente hablando, esto no es cierto. Los registros paleolimnológicos están contenidos 
en tres distintos tipos de archivos. El primero es el agua misma del lago. El agua y sus 
contenidos tienen tiempos de residencia en un lago, el tiempo requerido para que una 
molécula promedio de agua o un soluto circule a través del sistema. En lagos con largos 
tiempos de residencia (medidos en doscientos o miles de años), el agua misma puede 
proveer huellas paleolimnológicas importantes para la historia del lago. Un segundo y más 
durable forma de archivo contenedor es la geomorfología de la cuenca de un lago, 
particularmente las características de su línea de costa y forma. Tales características 
pueden perdurar por muchos miles de años. Sin duda, los archivos contenedores más 
importantes para la paleolimnología son los sedimentos acumulados. Los sedimentos 
proveen los contenedores más durables ya que pueden persistir mucho después de que el 
lago mismo o su geomorfología hayan desaparecido. 
 
Los archivos de contenido en paleolimnología son las entradas sedimentarias físicas en 
el registro de lago. Estos incluyen sedimentos terrígenos, biogénicos y químicos, partículas 
cosmogénicas y vulcanogénicas, fósiles originados fuera del lago, como el polen, o en el 
lago, como peces, contaminantes aerosoles y flotantes. Estos archivos de contenido 
presentan valores variables para responder preguntas ambientales del pasado. 
 
 18 
Los archivos de contenido pueden ser llamados como indicadores de condiciones 
ambientales, ya que todos los archivos de lagos están sujetos a modificación por procesos 
aparte de los que representan el interés para la paleolimnología. 
 
Los archivos no son descripciones completas o completamente exactas de la historia. 
Estos han sido filtrados en formas que presentan ventajas y desventajas para la 
reconstrucción de la historia. Algunos filtros borran el significado de un archivo, haciendo 
su interpretación dudosa. Otros archivos cambian la información de forma tal que 
remueven “ruido” sin interés dentro del patrón a ser interpretado, dejando el archivo útil 
para el paleolimnologista. Por ejemplo la bioturbación de los sedimentos en profundidades 
bajas podría homogenizar un registro muy errático de un cambio de una paleocomunidad 
que de otra forma sería muy dificultosa de interpretar. Si el objeto del estudio es buscar 
variaciones a una escala de tiempo de décadas, entonces este tipo de filtro podría ser 
deseable. Otros filtros sirven para crear tiempos de retraso entre la ocurrencia del evento 
que crea el registro y la deposición del medio de registro. El movimiento de las entradas 
atmosféricas, tales como contaminantes, en un lago por medio del agua subterránea es un 
ejemplo de este tipo de filtro, ya que la señal original, precipitación y su carga de soluto, es 
significativamente retrasada en su arribo al lago (Cohen, 2003). 
 
II.1.2 Archivos de núcleos de sedimentos 
 
La obtención de núcleos o columnas de sedimentos es el método más común de obtener 
datos paleolimnológicos. Los núcleos son efectivamente columnas unidimensionales de 
sedimento; Aunque la colección de algunos núcleos solo permita una perspectiva sobre la 
variabilidad espacial de los archivos sedimentarios en un lago. El diámetro de un tubo de 
núcleo también presenta un límite en la cantidad de muestra disponible a cualquier nivel 
estratigráfico. En lagos existentes en la actualidad, los núcleos son el único medio práctico 
de obtener muestras físicas. Sin embargo, el muestreo de núcleo también juega un 
importante rol en la interpretación de paleolagos, porque la ubicación de los sitios para la 
toma de muestras puede ser escogida por los científicos. 
 
No todos los muestreadores de núcleos son apropiados para todas las circunstancias. 
Diferentes sistemas han sido desarrollados para cumplir con diferentes necesidades. Los 
muestreadotes de interés para este proyecto son los muestreadores de columna de pistón, 
los cuales son diseñados para superar los problemas de presión hidrostática que afectan a 
los muestreadores por gravedad. Un muestreador de pistón usa la succión creada por un 
pistón sellado, localizado dentro del tubo del muestreador e inmediatamente arriba del 
sedimento, y es movido ya sea mecánica o hidráulicamente para eliminar la presión 
hidrostática sobre la muestra de sedimento.Así como el tubo del muestreador penetra el 
sedimento, el pistón estacionario permite que el sedimento entre al tubo sin efectos de 
presión hidrostática que deformen al sedimento. De esta forma, se obtienen muestras de 
mayor longitud y sin alteraciones. Un tubo simple de un muestreador de pistón se 
encuentra típicamente entre 1 a 15m, existiendo la posibilidad de obtener columnas 
mayores a través de su extensión mediante el uso de múltiples tubos, muestreando 
progresivamente el sedimento (Cohen, 2003). 
 
 
 19 
II.1.3 Resolución de tiempo y eventos 
 
Los lagos, por definición, son cuerpos cerrados de agua permanente rodeados por tierra. 
La mayoría de los lagos presentan márgenes que son grandes relacionados con el área del 
lago. Esto hace a los lagos muy diferentes de los océanos (o aún, de los mares marginales 
grandes), donde es pequeña la razón de sedimento:agua (sedimento proveniente de la tierra 
o sales disueltas que pueden pasar a formar parte del sedimento). Esta diferencia implica 
que los lagos son ambientes de acumulación de sedimentos relativamente rápidos en 
comparación con los océanos o con sistemas terrestres. Las tasas de acumulación se 
encuentran típicamente uno o dos órdenes de magnitud más rápidas que en los océanos, 
durante períodos de observación comparables. Aún los lagos mayores y más profundos 
como el Lago Baikal acumulan sedimento en sus planos abisales a tasas de 0.3 a 0.6 
mm/año (0.007 a 0.031 g m-2 a-1) (Appleby et al., 1998), mucho más rápido que los 
sistemas comparables en el océano profundo. Por otra parte, los sistemas terrestres o 
costeros que muestran tasas de acumulación en el corto plazo que son comparables a los 
lagos, raramente presentan la continuidad de deposición que es una característica de 
muchos lagos. 
 
La facilidad para discriminar eventos históricos en los archivos de sedimentos no es 
estrictamente un resultado de la tasa de acumulación. Es una consecuencia de de la 
modificación secundaria, a través del transporte o bioturbación, que resulta en una 
promediación del tiempo de un depósito, colocando un límite inferior sobre la duración de 
lo que puede, en principio, ser resuelto. A este respecto los lagos son sistemas favorables 
para obtener registros altamente resueltos, ya que las profundidades de la bioturbación en 
lagos, en el rango de milímetros a pocos centímetros, tiende a ser considerablemente más 
superficial que en los ambientes terrestre o marino, y las tasas de sedimentación en lagos 
son también en promedio suficientemente rápidas. Esto significa que eventos de décadas o 
aún anuales pueden ser discriminados, una imposibilidad en muchos otros ambientes de 
deposición. De hecho, desde el trabajo pionero de De Geer (1912) sobre sedimentos 
lacustres laminados anuales, los geólogos han reconocido el potencial extraordinario para 
obtener registros históricos de alta resolución a partir de los lechos lacustres. 
 
Otro factor que diferencia la sedimentación de los lagos de otros sistemas de deposición 
es el mayor grado de continuidad deposicional evidente en los lagos. Por muchos años se ha 
reconocido que el registro estratigráfico es puntuado en todas las escalas de tiempo. Sadler 
(1981) demostró que para la mayoría de ambientes de deposición la tasa medida de 
acumulación de sedimentos en un depósito está inversamente correlacionada con la 
duración sobre la cual la medición de la tasa es hecha. En intervalos de tiempo cortos, la 
deposición parece relativamente rápida y sobre intervalos largos geológicamente esa tasa 
parece ser lenta. Esta relación resulta del hecho que los procesos de deposición, son, en 
realidad, mayormente eventos discretos. Conforme se cambia de la observación directa, tal 
como lo colectado en una trampa de sedimento, a la medición radiométrica en dos 
horizontes estratigráficos ampliamente separados, el intervalo medido incorpora un mayor 
porcentaje de intervalos sin deposición o de erosión activa. De esta forma se obtienen tasas 
de acumulación lentas. Estrictamente hablando, una tasa de sedimentación solamente tiene 
significado dentro del contexto e la duración sobre la cual ha sido medida. Ciertos 
ambientes sedimentarios son más próximos a este efecto de medición de la tasa, 
 20 
mayormente como resultado de su localización como zonas de almacenamiento temporal y 
remoción secundaria de sedimentos, por ejemplo en valles de ríos, o sobre períodos de 
tiempo más largos, a causa de sus ambientes tectónicos sobre la superficie terrestre. En 
contraste, los datos de tasa de acumulación de sedimentos lacustres tienen una dependencia 
pequeña de la duración de la medición. Existen algunos eventos como la compactación, 
que tienen importancia en las tasas de sedimentación de corto plazo, ya que estas son 
medidas en sedimentos muy recientes. Los depósitos de los lagos muestran un menor 
grado de dependencia de la tasa sobre la duración de la medición en comparación con otros 
sistemas deposicionales. Esto resulta de la posición de la mayoría de los lagos como 
colectores para la deposición de sedimentos. Aún los lagos de cuenca abierta, aquellos con 
desembocaduras amplias, descargan poco de sus entradas de sedimentos hacia esas salidas. 
Un alto grado de continuidad de deposición a varias escalas de tiempo es una característica 
de la mayoría de los lagos. Este factor, acoplado con altas tasas promedio de deposición, 
contribuye a la utilidad de los depósitos de los lagos como registros históricos. Los lagos, 
siendo cuerpos de agua relativamente pequeños en comparación con el océano, pueden 
responder relativamente rápido a una variable forzosa externa. Los cambios en la 
temperatura del aire o el uso del suelo a nivel regional, pueden reflejarse en meses a 
décadas en las entradas de registro sedimentario al lago. La rapidez de esta respuesta varía 
tanto entre ambientes cercanos al margen o lejanos a ella, en un mismo lago, o entre lagos. 
Lagos pequeños típicamente responderán más rápido y en forma más definida a una 
perturbación que los lagos grandes. 
 
II.1.4 El Filtro Hidroclimático 
 
Este representa una de las principales limitaciones para la interpretación de los registros 
paleolimnológicos. El objetivo de la investigación paleolimnológica es típicamente la 
reconstrucción paleoambiental. La mayoría de los estudios paleolimnológicos publicados 
en años recientes se han dirigido a reconstruir variables externas tales como el clima, 
contrario al interés en la historia del lago por ella misma. Sin embargo, el lago mismo 
interpone un importante filtro entre la reconstrucción ambientes externos pasados y el 
registro sedimentario que usamos para derivar esa reconstrucción. El filtro hidroclimático 
incorpora todos los procesos físicos, químicos y biológicos en los lagos que transforman las 
variables forzosas de entrada en algo diferente que simplemente registros de salida. 
 
Un buen ejemplo del concepto de filtro hidroclimático puede ser ilustrado por el 
examen de los ciclos estacionales en la temperatura en el Lago Mono, California. La 
variabilidad anual de la temperatura del aire cerca del lago se encuentra en el orden de 
30°C. Sin embargo a causa del alto calor específico del agua, la variabilidad térmica en el 
lago es reducida grandemente en comparación con la del aire. En el agua superficial del 
Lago Mono la variación anual de la temperatura es del alrededor de 16°C. En lo profundo 
del lago (15 m) la variación es aún más reducida, alrededor de 9°C. Además como 
resultado del continuo intercambio de calor de las aguas superficiales a las profundas del 
lago, el agua profunda continúa calentándose durante el verano tardío aunque el aire y el 
agua superficial empiecen a enfriarse. 
 
Ahora considerando tres indicadores hipotéticos de la temperatura que son preservados 
en los sedimentos de un lago con la estructura térmica descrita arriba. Los indicadores son, 
 21 
respectivamente, polen de especiesque se esparcen en el lago a partir de la comunidad 
vegetativa alrededor del lago, una señal geoquímica producida en las aguas superficiales 
del lago en respuesta a la temperatura del agua superficial, y fósiles de un organismo 
béntico, viviendo en el fondo del lago a 15 m. Asumiendo que los tres indicadores son 
verdaderos, que podemos escribir una ecuación que describe precisa y cuantitativamente su 
abundancia o patrones de ocurrencia con respecto a la temperatura. Aún más, asumiendo 
que todos están preservados en un registro de núcleo altamente resuelto (resolución 
mensual) tomado en el agua de 15 m de profundidad. Se esperaría que en un ciclo anual de 
temperatura, el organismo béntico registrara una variación menor con la temperatura que la 
señal geoquímica superficial, y esa señal será más atenuada que la señal del polen. Las 
señales del lago están respondiendo a la variación hidroclimática más que a la variación 
atmosférica directa. En algunos casos la variación en la temperatura del lago podría seguir 
cercanamente a la temperatura del aire, pero raramente se conoce que esto sea un hecho a 
priori. Se puede pensar de esta observación que el brote de polen producido externamente 
en el lago está dando una mejor señal de la variación climática verdadera. Sin embargo, 
hay algunas razones porque esto no podría ser cierto. Primero, tiene que definirse mejor que 
variables forzosas son de interés, las condiciones climáticas regionales o las locales. Si son 
las primeras, entonces podrían ser introducidos artefactos en el registro del polen. Por 
ejemplo, los lagos grandes moderan sus climas locales. La vegetación cercana al lago que 
está proveyendo el polen podría ser no representativa de la vegetación regional. Aún más, 
en muchas situaciones se podría necesitar indicadores más atenuados del cambio ambiental. 
Si se está interesado en un cambio climático de largo plazo, el registro de un indicador 
sensible excesivamente podría proveer mucho información sobre la variabilidad en el corto 
plazo a expensas de claramente e ilustrar el cambio en el largo plazo. Suponiendo que se 
está interpretando el cambio en la temperatura en el largo plazo en un lago tropical, usando 
un indicado que fuera muy sensible y altamente resuelto que verdaderamente registrar la 
variación de la temperatura diurna. Las tendencias en el largo plazo (aún las estacionales) 
estarían escondidas entre el ruido de las diferencias noche-día. La solución es escoger 
indicadores cuya sensibilidad es apropiadamente escalada a la cuestión científica que se 
está investigando (Cohen, 2003). 
 
El hidroclima puede ser referido en un sentido amplio como la panoplia de las variables 
ambientales presentes en el ambiente del lago. Por ejemplo, la luz ambiental y la 
disponibilidad de soluto son aspectos del hidroclima en un lago. Ambos podrían reflejar 
una variable forzosa externa, tal como la irradiación solar local, o la entrada de soluto a la 
margen del lago, pero el lago mismo impone filtros a través de sus procesos internos, 
modificando la variable forzosa original y así la salida de aún los indicadores 
paleolimnológicos más sensibles (Cohen, 2003). 
 
II.1.5 La Paleolimnología como una herramienta para el manejo de lagos y el análisis 
de experimentos ecológicos 
 
Los registros de alta resolución que pueden obtenerse de los depósitos de los lagos los 
hacen ideales para su aplicación a problemas en ecología. La combinación de escalas 
temporal y espacial disponibles para estudiar en los registros de depósitos de lagos les 
permite estar ensamblados con experimentos ecológicos y monitoreo de ecosistemas. En 
comparación con otros sistemas deposicionales, están idealmente disponibles para orientar 
 22 
cuestiones acerca de dinámica de los ecosistemas sobre escalas comprables a las de la 
ecología. 
 
Los ecólogos frecuentemente se confrontan con problemas para los cuales los datos 
experimentales o de monitoreo no pueden colectarse fácilmente. El experimento de interés 
podría ser alguna forma de impacto humano sobre el ecosistema que ya ha ocurrido y no 
puede ser revertido, o el proceso podría ocurrir sobre un período más largo de tiempo de lo 
que el monitoreo permitiría. Un enfoque paleolimnológico retrospectivo sería el mejor 
enfoque para resolver el problema. Se ha usado el enfoque paleolimnológico para examinar 
la respuesta de las cadenas alimenticias y de la distribución de tamaños de organismos 
lacustres en el Lago Tuesday (Wisconsin) a varios impactos humanos. Los modelos 
tróficos de cascada predicen que los cambios en la abundancia de los predadores superiores 
tales como los peces grandes pueden tener consecuencias que hacen decaer una cadena 
alimenticia. Por ejemplo, un incremento en la población de los predadores superiores 
podría resultar en una reducción de su presa y los organismos inferiores de alimento de la 
especie, ahora liberados de la presión de los predadores podrían incrementarse como 
resultado del efecto cascada. Similarmente, las especies de zooplancton mayores, como 
algunos crustáceos cladoceranos que podrían ser blancos favorables de la depredación, por 
ciertos zooplanctívoros, podrían crecer en número si la especie que los depreda es 
selectivamente eliminada a causa de la introducción de especies u otros impactos humanos. 
El Lago Tuesday sufrió la construcción de carreteras en sus márgenes y varios tratamientos 
experimentales (aeración de la masa de agua profunda, adición de carbonatos, y la 
introducción de trucha arcoiris) por un período de aproximadamente 20 años. A través de 
un detallado análisis del género Cladocera y los pigmentos de algas fósiles, se demostró las 
respuestas de la cadena alimenticia del lago a estos impactos (Leavitt et al. 1994). La 
resolución temporal en los sedimentos del Lago Tuesday fue suficiente para permitir a los 
investigadores muestrear crustáceos fósiles y pigmentos a un nivel estacional sobre el 
período de tiempo mencionado. Esto permitió investigar la estructura de comunidades en el 
lago, algo que no había sido investigado durante el período en que las actividades fueron 
desarrolladas en el lago. 
 
II.1.6 Depósitos de los lagos como barómetros sensibles del Cambio Regional y Global 
 
Una de las aplicaciones más excitantes de la paleolimnología en la actualidad, envuelve 
las exploraciones de los cambios rápidos de la composición atmosférica y el clima 
provocadas por las actividades humanas. En esta área de estudio, la alta resolución 
temporal, la respuesta rápida de los indicadores a las variables forzosas, y la sensibilidad de 
los indicadores son muy importantes. Los lagos proporcionan registros con características 
propias, pero uno de los aspectos más valiosos de los archivos de los lagos viene del uso del 
registro de múltiples lagos dentro de la región para examinar un impacto. Los lagos sirven 
en efecto, como experimentos repetitivos no intencionales que evalúan los impactos 
humanos en una amplia variedad de sistemas químicos y biológicos. Tanto los datos 
modernos como los históricos muestran que los lagos están sufriendo profundos cambios 
causados por los impactos humanos desde escalas locales hasta globales. En escala local, 
los paleolimnólogos han documentado el tiempo de actividades humanas tales como 
deforestación, y han mostrado como estas actividades, en conjunto con el cambio climático, 
alteran los sistemas de los lagos (Hodell et al., 1995). En escalas más regionales, el 
 23 
incremento en la deposición ácida a partir del uso de combustibles fósiles en el noreste de 
los Estados Unidos y en el norte de Europa, principalmente durante el siglo XX, ha llevado 
a disminuciones marcadas en el pH de los lagos. El incremento en el uso de combustibles 
fósiles a escala global ha sido ampliamente implicado en el incremento notable en la 
concentración del dióxido de carbono atmosférico durante el siglo veinte. La mayoría de 
científicos del clima considera