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Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería 1-1-2014 Análisis espacial de los vertimientos sobre el recurso hídrico en la Análisis espacial de los vertimientos sobre el recurso hídrico en la subcuenca río alto Bogotá registrados hasta el año 2013 subcuenca río alto Bogotá registrados hasta el año 2013 Juliana Saavedra Vásquez Universidad de La Salle, Bogotá Ana María Sánchez Higuera Universidad de La Salle, Bogotá Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria Citación recomendada Citación recomendada Saavedra Vásquez, J., & Sánchez Higuera, A. M. (2014). Análisis espacial de los vertimientos sobre el recurso hídrico en la subcuenca río alto Bogotá registrados hasta el año 2013. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/937 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Ambiental y Sanitaria by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. 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A mi familia por acompañarme y recordarme siempre que la vida es un viaje en tren que hay que disfrutar. A Ana María por su apoyo, compromiso, alegría y por compartir conmigo su espíritu soñador. A Mayerling por su confianza y apoyo en el desarrollo de nuestras ideas. A Leonardo López y Leonardo Calle por compartir grandes vivencias y conocimientos, y brindarme su mano en momentos importantes. Al universo por poner en mi camino personas únicas y estrellas que cada noche brillan para mí. Juliana A mi papá, mi mamá y mi hermana por brindarme su apoyo incondicional, por cada una de sus enseñanzas, su amor, su paciencia y por su ejemplo de perseverancia. A toda mi familia, que son la base de mi vida. A Juliana por su compañía, alegría y esfuerzo, porque juntas logramos nuestras metas propuestas. A Mayerling por brindarme sus conocimientos, por su asesoría y dedicación. A todas las personas que con su ánimo y energía lograron siempre impulsar mi vida. Ana María 2 TABLA DE CONTENIDO TABLA DE CONTENIDO ........................................................................................................... 2 LISTA DE TABLAS .................................................................................................................... 3 LISTA DE FIGURAS .................................................................................................................. 4 LISTA DE ANEXOS ................................................................................................................... 5 ABREVIATURAS ....................................................................................................................... 6 RESUMEN ................................................................................................................................. 9 INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................10 JUSTIFICACIÓN .......................................................................................................................12 OBJETIVOS ..............................................................................................................................13 OBJETIVO GENERAL ...........................................................................................................13 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................13 1. MARCO DE REFERENCIA ................................................................................................14 1.1 Marco Legal ................................................................................................................14 1.2 Marco Teórico .............................................................................................................18 1.2.1 Calidad del agua .....................................................................................................18 1.3 Regionalización ambiental ..........................................................................................21 1.4 Sistemas de información geográfica ...........................................................................22 2. METODOLOGÍA ................................................................................................................24 FASE I: Revisión y organización de la información disponible ..................................................24 FASE II: Vinculación y georreferenciación de la información. ....................................................24 FASE III: Análisis espacial de la calidad del recurso hídrico......................................................25 3. DESCRIPCIÓN DE ZONA DE ESTUDIO ...........................................................................27 3.1 Hidrología ...................................................................................................................28 3.2 Fisiografía ...................................................................................................................29 3.3 Climatología ................................................................................................................29 3.3.1 Precipitación. .......................................................................................................30 3.3.2 Evaporación. ........................................................................................................30 3.3.3 Temperatura. .......................................................................................................30 3.4 Características de las industrias emplazadas en la subcuenca río alto Bogotá que han realizado trámites de vertimientos ante la CAR .....................................................................31 3.4.1 Proceso productivo ..............................................................................................31 4 REVISIÓN Y ORGANIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN .....................................................33 3 4.1 Selección de la información cartográfica del POMCA: ................................................33 4.2 Selección de información de losexpedientes de permisos de vertimiento ..................37 4.2.1 Características de los expedientes ......................................................................39 4.3 Selección de la información de las Estaciones de monitoreo ......................................40 4.3.1 Valores calculados del ICA ..................................................................................42 5 VINCULACIÓN DE LA INFORMACIÓN EN ARCMAP Y GENERACIÓN DE MAPAS ........44 5.1 Vinculación información de expedientes .....................................................................44 5.2 Vinculación de los valores de información estaciones de monitoreo ...........................46 5.3 Generación de Mapas .................................................................................................48 6 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ........................................................49 6.1 Resultados obtenidos del proceso de selección de información de vertimientos: ........49 6.2 Calidad hídrica de las estaciones de monitoreo de la subcuenca río alto Bogotá .......52 6.3 Análisis de la influencia de los vertimientos en el estado del recurso hídrico de la subcuenca. ............................................................................................................................54 6.3.1 Análisis Global de las quebradas de la Subcuenca río alto Bogotá ......................57 6.3.2 Interrelación de parámetros fisicoquímicos y características físicas para el análisis de la calidad hídrica por zonas de la subcuenca ................................................................64 6.4 Jerarquización de las relaciones entre los vertimientos, el ICA y las características físicas de la subcuenca ....................................................................................................................82 CONCLUSIONES .....................................................................................................................85 RECOMENDACIONES .............................................................................................................87 REFERENCIAS ........................................................................................................................88 ANEXOS ...................................................................................................................................94 LISTA DE TABLAS Tabla 1 Compilación normatividad aplicable al presente estudio ………………………………...14 Tabla 2 Justificación de las capas cartográficas seleccionadas…………………………………..33 Tabla 3 Justificación de parámetros seleccionados de los expedientes de permisos de vertimientos ……………………………………………………………………………………………..38 Tabla 4 Descripción de la información seleccionada de los expedientes de trámites de permisos de vertimientos…………………………………………………………………………………………..40 Tabla 5 Información registrada en los informes de las estaciones de monitoreo de la CAR…...41 Tabla 6. Resultados del cálculo del ICA para cada estación………………………………………42 Tabla 7 Valores máximos permisibles para vertimientos puntuales a cuerpos de agua superficial………………………………………………………………………………………………...48 4 Tabla 8 Concentraciones promedio de contaminantes vertidos a cada una de las quebradas de la subcuenca Río Alto Bogotá………………………………………………………………………....65 Tabla 9. Jerarquización de importancia para las relaciones directas entre las características físicas y calidad hídrica……………………………………………………………………………….. 83 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Características de los Sistemas de Información Geográfica (SIG). ............................23 Figura 2. Procedimiento desarrollado en el presente estudio ....................................................26 Figura 3. Localización Geográfica Subcuenca Río Alto Bogotá .................................................27 Figura 4. Red de drenaje de la subcuenca Río Alto Bogotá. .....................................................28 Figura 5. Gráfica promedio de caudales en la Subcuenca Río Alto Bogotá ...............................29 Figura 6. Proceso productivo de las industrias de curtiembres. .................................................32 Figura 7. Procedimiento para el cálculo del ICA. .......................................................................42 Figura 8. Valores promedio de los parámetros de calidad analizados en los vertimientos de las industrias que han realizado trámites de vertimientos en la CAR.. ............................................43 Figura 9. Procedimiento para la vinculación de información en ArcMap.. ..................................44 Figura 10 Visualización de la información de los expedientes de trámites de vertimientos vinculados en el software ArcGis 10.1 mediante la tabla de atributos .......................................45 Figura 11. Visualización de la información por industria (punto) mediante en ArcGis 10.1. .......46 Figura 12. Distribución de las estaciones de monitoreo en la subcuenca Río Alto Bogotá. .......47 Figura 13. Visualización en arcmap de la tabla de atributos estaciones de monitoreo de calidad hídrica CAR. .............................................................................................................................47 Figura 14. Relación porcentual de expedientes revisados que fueron utilizados para el presente análisis versus expedientes descartados por ausencia de información .....................................49 Figura 15. Distribución de los tipos de trámites utilizados para el estudio .................................50 Figura 16. Distribución de las industrias en los municipios de la subcuenca río alto Bogotá, que tienen emplazadas industrias con trámites de vertimientos. Fuente: autoras. ...........................51 Figura 17. Porcentaje de industrias que cuentan con mediciones de los parámetros fisicoquímicos requeridos para analizar la calidad de un cuerpo de agua .................................51 Figura 18. Localización y cualificación de las estaciones de monitoreo ....................................53 Figura 19. Mapa de parámetros DBO y SST medidos en las industrias (Villapinzón). ...............55 Figura 20 Mapa de parámetros DBO y SST medidos en las industrias (Chocontá). ..................56 Figura 21. Concentraciones por estación de monitoreo para el año 2012, de los parámetros DQO, SST, pH y Nitrógeno total ...............................................................................................58 Figura 22 Mapa de cumplimiento normatividad aplicable para DQO y cualificación ICA. ..........59 Figura 23 Mapa de cumplimiento de normatividad para Cr+6 en las estaciones de monitoreo..60 Figura 24. Mapa de cumplimiento normatividad aplicable para Sulfuros y cualificación ICA. ....62 Figura 25 Mapa de cumplimiento normatividad aplicable para SST y cualificación ICA. ...........63 Figura 26. Ubicación de las quebradas Quincha, San Pedro, Chingacio y el río Bogotá, los cuales son objeto de análisis en el presente estudio .................................................................64 Figura 27. Visualización de concentraciones de parámetros de vertimientos industriales la quebrada la Quincha .................................................................................................................66 Figura 28. Drenajes desde formaciones de subpáramo que alimentan a la quebrada.. .............67 5 Figura 29. Tipos de suelo y relación de las concentraciones industriales Quebrada la Quincha .................................................................................................................................................67 Figura 30 Mapa de gran paisaje, industrias e ICA Subcuenca Río Alto Bogotá.........................69 Figura 31 Mapa de unidad de Cobertura, Industrias e ICA (Chocontá). ....................................70 Figura 32. Tipo de suelo característicoen las zonas de ubicación de industrias en la Quebrada San Pedro . ...............................................................................................................................71 Figura 33. Tipo de suelo característico en las zonas de ubicación de industrias y parámetros vertidos en la Quebrada Chingacio. ..........................................................................................73 Figura 34. Tipo de suelo y relación de las concentraciones industriales Quebrada Chingacio. .74 Figura 35 Mapa de formaciones vegetales, Industrias e ICA (Villapinzón). ...............................75 Figura 36. Mapa de pendientes,Industrias e ICA (Villapinzón). .................................................77 Figura 37. Mapa de unidad de cobertura,Industrias e ICA (Villapinzón). ...................................79 Figura 38. Mapa detipo de Suelo, Industrias e ICA. ..................................................................80 Figura 39. Zonas de acumulación de sedimentos, relación tipo de suelo tramo 2 Río Bogotá. 81 LISTA DE ANEXOS ANEXO I. Tablas de estructuración de leyendas de la información del POMCA………………..95 ANEXO II. Tabla de organización de información de expedientes de vertimientos……………..95 ANEXO III Información requerida para el cálculo del oxígeno de saturación…………………….95 ANEXO IV. Cálculo del oxígeno de saturación………………………………………………….…..95 ANEXO V Curvas funcionales para cálculo de índice de calidad…………………………….……95 ANEXO VI Muestra de cálculo determinación índice de la calidad hídrica…………………….…95 ANEXO VII Tabla de información de las estaciones de calidad hídrica…………………….…….95 ANEXO VIII Tablas de cálculo del ICA………………………………………………………….…...95 ANEXO IX Tabla resumen relación concentraciones de vertimientos e ICA…………………….95 ANEXO X Proyecto normativo modificación decreto 3930 de 2010………………………………95 6 ABREVIATURAS ANLA: Autoridad Nacional de Licencias Ambientales CAR: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca Cr: Cromo total Cr+6: Cromo hexavalente DBO: Demanda Biológica de Oxígeno DQO: Demanda Química de Oxígeno MAVDT: Ministerio de Ambiente Vivienda y desarrollo territorial NT: Nitrógeno Total IDEAM: Instituto de Estudios Ambientales e hidrológicos I.C.A o ICA Índice de Calidad de Agua IDE-.0: Identificación de las industrias que han realizado trámites de vertimientos ante la CAR IDM-0: Identificación de las estaciones de monitoreo de calidad hídrica del laboratorio de la CAR. pH: Potencial de Hidrógeno SST: Sólidos Suspendidos Totales GLOSARIO Autoridad Nacional de Licencias Ambientales (ANLA):Unidad Administrativa Especial, adscrita al Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, dotada de autonomía administrativa y financiera, encargada de que los proyectos, obras o actividades sujetos a licenciamiento, permiso o trámite ambiental cumplan con la normativa ambiental, de tal manera que contribuyan al desarrollo sostenible ambiental del País. Análisis espacial: De acuerdo a la Universidad Nacional de Colombia en su estudio Análisis Espacial, se define como el proceso que involucra un espacio geográfico a partir de datos y herramientas técnicas, como representaciones gráficas y sistemas de información geográfica, 7 que permite relacionar los componentes de un fenómeno con el fin de proporcionar un análisis global, que pueda ser la base para la toma de decisiones en procesos de investigación. Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR): Corporación encargada de ejecutar políticas, planes, programas y proyectos sobre medio ambiente y recursos naturales renovables, así como el cumplimiento y oportuna aplicación a las disposiciones legales vigentes sobre su disposición, administración, manejo y aprovechamiento, conforme a las regulaciones, pautas y directrices expedidas por el Ministerio de Ambiente. Cuenca Hidrográfica: Según el decreto 1640 de 2012(MADSA), se entiende por cuenca u hoya hidrográfica el área de aguas superficiales o subterráneas que vierten a una red hidrográfica natural con uno o varios cauces naturales, de caudal continuo o intermitente, que confluyen en un curso mayor que, a su vez, puede desembocar en un río principal, en un depósito natural de aguas, en un pantano o directamente en el mar. Cuerpo de agua: Según el decreto 1640 de 2012(MADSA), se define como el sistema de origen natural o artificial localizado, sobre la superficie terrestre, conformado por elementos físicos-bióticos y masas o volúmenes de agua, contenidas o en movimiento. Georreferenciación: De acuerdo a ArcGis Resources se define como el uso de coordenadas de un mapa para asignar una ubicación espacial a entidades cartográficas. Índice de calidad del agua (ICA) : De acuerdo al IDEAM, es el grado de Calidad de un Cuerpo de Agua determinado, el cual permite reconocer problemas de contaminación empleando una escala de calificación cualitativa basada en valores cuantitativos de 9 parámetros que influyen en el análisis del grado de contaminación. Permisos ambientales: Según la Autoridad Nacional de Licencias Ambientales, son instrumentos de manejo y control que permiten reconocer y hacer seguimiento a las actividades que pueden tener incidencia sobre los recursos naturales y el medio ambiente. Recurso Hídrico: Según el decreto 1640 de 2012 corresponde a las aguas superficiales, subterráneas, meteóricas y marinas. Regionalización: Según la Autoridad Nacional de Licencias Ambientales, se define como una estrategia de planificación ambiental para la toma de decisiones por parte de las autoridades ambientales en el marco del proceso de evaluación y seguimiento ambiental 8 Servicios eco sistémicos: Estos corresponden a todos aquellos servicios ecológicos percibidos como beneficios para el desarrollo de diferentes sistemas culturales humanos en todas sus dimensiones. (Ministerio de Ambiente y desarrollo sostenible, s.f) Servicio de aprovisionamiento: Son los bienes y productos que se obtienen de los ecosistemas como alimentos, fibras, maderas, leña, agua, suelo, recursos genéticos, pieles, mascotas, entre otros. (Ministerio de Ambiente y desarrollo sostenible, s.f) Trámite permisivo: Según la CAR, hace referencia a todos los trámites con los cuales se da inicio al proceso de obtención del permiso de vertimientos al recurso hídrico. Trámite sancionatorio: Según la CAR, hace referencia a todos los trámites iniciados por la CAR con el fin de controlar los vertimientos al recurso hídrico que no cumplen con la normatividad ambiental aplicable. Vertimiento: Según el decreto 3930 de 20120, se define como la descarga final a un cuerpo de agua, al alcantarillado o al suelo de elementos, sustancias o compuestos contenidos en un medio líquido. Vertimiento puntual: Según el decreto 3930 de 20120 se define como el que se realiza a partir de un medio de conducción, del cual se puede precisar el punto exacto de descarga al cuerpo de agua, al alcantarillado o al suelo. Vertimiento no puntual: Según el decreto 3930 de 20120, se define como aquel en el cual no se puede precisar el punto exacto de descarga al cuerpo de agua o al suelo, tal es el caso de vertimientos provenientes de escorrentía, aplicación de agroquímicos u otros similares. 9 RESUMEN En el presente estudio se realizó el análisis del estado de la subcuenca Río alto Bogotá a partir de la organización, georreferenciación y vinculación de la información contenida en 53 expedientes de los permisos de vertimientos otorgados por la CAR, empleando el software ArcGis versión 10.1. Además se realizó el cálculo del índice de Calidad del Agua (ICA) a partir de la metodología propuesta por el IDEAM y la modificación de los pesos de importancia, teniendo en cuenta la información monitoreada por las 11 estaciones de calidad existentes en la subcuenca. Finalmente se identificaron las relacionesexistentes entre los ICA calculados, los vertimientos y las características físicas de la subcuenca. Se estableció que la calidad del recurso hídrico de la subcuenca oscila entre muy mala (ICA correspondiente a 0.060) y mala (ICA correspondiente a 0.390), debido a la influencia de los vertimientos puntuales y dispersos generados por los diferentes usos del suelo existentes en el área. Se comprobó que el análisis mediante el uso de la herramienta espacial, fue más directo y completo ya que permitió establecer relaciones visuales e identificar que las zonas de mayor afectación son la quebrada Chingacio, la Quincha, San pedro y el tramo del río Bogotá que abarca hasta el casco urbano de Villapinzón. Este estudio se consolida como una propuesta orientada a la optimización del proceso de toma de decisiones en cuanto a la gestión y administración del recurso hídrico y uso del territorio, con el fin de contribuir al proceso de Regionalización Ambiental que adelanta actualmente la ANLA. 10 INTRODUCCIÓN En Colombia, desde la década de los 50’s se le ha atribuido gran importancia a la gestión del recurso hídrico debido a sus implicaciones en el desarrollo de la sociedad (Ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial, s.f). Actualmente, el agua se ha convertido en el recurso natural de mayor preocupación y por el que se han generado mayores conflictos (Astorga, 2007), debido a las malas prácticas industriales y de manejo inadecuado del recurso por parte de la población (Ministerio de Ambiente,Vivienda y Desarrollo Territorial, 2004). Es por ello que durante los últimos años se ha buscado organizar el territorio alrededor del agua y así realizar la planificación hidrológica y garantizar la convivencia armónica entre el ser humano y los recursos naturales (Balairón Pérez, 2002). Las autoridades ambientales a través de normatividad ambiental han creado herramientas para garantizar que las actividades antrópicas que alteran las condiciones de calidad del recurso hídrico, tengan regularización y seguimiento. Es así como se han creado múltiples trámites mediante los cuales se garantiza que la comunidad implemente actividades limpias y amigables con el ambiente, para minimizar la afectación a los recursos, especialmente al recurso hídrico. Sin embargo se ha evidenciado que la información compilada en estos permisos no es usada holísticamente por las autoridades ambientales u otras entidades para analizar el estado del recurso y el territorio. A pesar de ello, se menciona que la ANLA desde el año 2012 ha planteado proyectos de regionalización ambiental que tienen como fin utilizar la información existente en diferentes autorizaciones ambientales para integrarlas en un Sistema de Información Geográfica que facilite los estudios respecto a la administración de los recursos naturales y otorgamiento de nuevas licencias; además de la identificación de la necesidad de integrar la información ambiental en una herramienta tecnológica que agilice la elaboración de estudios ambientales en diferentes zonas. Sabiendo lo anterior y como iniciativa para atender a las necesidades de la ANLA, mediante la presente investigación se busca utilizar la información existente en los trámites de vertimientos que hayan sido adelantados ante la CAR, así como información de calidad hídrica de la zona; con el objetivo de analizar el estado de la subcuenca a partir de la aplicación de Sistemas de información Geográfica. Lo anterior permitirá realizar la espacialización de la información ambiental y optimizará el proceso de análisis de la calidad hídrica de la subcuenca. Debido a que la calidad hídrica de la cuenca del río Bogotá varía de acuerdo a la zona y al uso que se le adjudique, se escogió la subcuenca río alto Bogotá como zona de estudio para la 11 presente investigación, ya que es allí en donde nace el río Bogotá e inicia su proceso de contaminación antrópica (Rodriguez R., 2006) y (Peña Guzmán, 2010).Además, se desarrollan actividades de procesamiento de cuero, que se encentran ubicadas en zonas aledañas al nacimiento del río Bogotá especialmente sobre las quebradas la Quincha, Chingacio y San Pedro (tributarias al río Bogotá), mencionando la existencia de 164 curtiembres artesanales con bajo nivel tecnológico, de las cuales 24 están cerradas definitivamente y por tanto sus expedientes están archivados y 145 han adelantado trámites de vertimientos ante la CAR. De los 145 únicamente se revisaron 89 expedientes, debido a la disponibilidad de la información en la provincial Chocontá. Para alcanzar el objetivo propuesto, la presente investigación se desarrolla como se describe a continuación: inicialmente se realiza la descripción general de la zona de estudio, en donde se presentan las principales características de la subcuenca del río Bogotá. Posteriormente se describe el proceso de revisión y vinculación de la información, de los expedientes de trámites para permisos de vertimientos, de las estaciones de monitoreo de calidad hídrica de la CAR, así como las capas cartográficas de características físicas del POMCA y las de las estaciones de monitoreo. A partir de la información organizada, se explica el proceso de vinculación y georreferenciación en la plataforma espacial (ArcMap), para finalmente realizar el análisis del proceso de selección de información, determinar la calidad hídrica y así poder relacionar las capas físicas, determinando así mediante el uso de la herramienta cartográfica el estado de la subcuenca. Es importante mencionar que el presente trabajo se realizó teniendo en cuenta la información teórica y cartográfica disponible en el POMCA de la subcuenca río alto Bogotá, la información fisicoquímica de las estaciones de calidad hídrica otorgada por el laboratorio de la CAR y la información disponible en los expedientes existentes en la provincial de Chocontá de la CAR. 12 JUSTIFICACIÓN La cuenca del río Bogotá presenta una gran importancia ecológica, social y económica debido a su potencial de aprovechamiento de recursos. En las últimas décadas su calidad hídrica se ha afectado considerablemente debido al exceso de vertimientos de aguas residuales de diferentes orígenes sobre sus cauces (Peña Guzmán, 2010). Específicamente, en la Subcuenca Río Alto Bogotá los problemas se deben principalmente a los vertimientos generados por las industrias de curtiembres ubicadas en su mayoría en los municipios de Chocontá y Villapinzón (IDEA, 2011), además del agotamiento de fuentes hídricas por los distintos usos realizados en la zona (Peña Guzmán, 2010). La Subcuenca Río Alto Bogotá hace parte de la jurisdicción de la CAR, entidad en la cual se ha evidenciado debilidades en la gestión interna de la información, ya que los datos involucrados en los trámites y autorizaciones ambientales están dispersos en diferentes subdirecciones (Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, 2013), no se encuentra organizada y no se utiliza de manera integral. Adicionalmente esta entidad utiliza los Sistemas de Información Geográfica únicamente como mecanismo para la elaboración de estudios cartográficos (Rodriguez R., 2006), y la información disponible y sistematizada no se encuentra vinculada en este. Es por ello que se propone el uso de una herramienta que integre distintas capas de información y permita definir modelos de análisis sobre un espacio geográfico determinado. Se ha evidenciado que existe una falencia en cuanto a la incorporación de las características de los vertimientos industriales, con las características físicas de la subcuenca río alto Bogotá, en una herramienta tecnológica para la elaboración de estudios y análisis de los recursos naturales de la zona. Debido a ello se planteó el uso de un instrumento que permitiera mejorar el análisis de la calidad hídrica en la subcuenca río alto Bogotá, mediantela integración de la información ambiental con las características de los vertimientos, en una plataforma espacial. Finalmente, el presente estudio busca proponer un proceso similar al que actualmente está desarrollando la ANLA, el cual tiene como fin último generar un instrumento de planificación para analizar información relevante de carácter regional sobre los medios físico, biótico y socioeconómico afectados por el emplazamiento de proyectos, obras o actividades licenciables a partir de la identificación de actores estratégicos, la recopilación de información secundaria proporcionada por entidades públicas de orden nacional y regional y del sector privado, y la migración de la información al sistema de información geográfica (SIG). 13 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Analizar el estado de la subcuenca río alto Bogotá, a partir de herramientas tecnológicas que permitan la espacialización de la información ambiental para optimizar el proceso de análisis de la calidad hídrica de la subcuenca. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Estructurar la información existente en el POMCA y los expedientes de permisos de vertimientos otorgados por la CAR en la subcuenca Río Alto Bogotá. 2. Identificar la calidad hídrica de la subcuenca a partir del cálculo del índice de Calidad del agua (ICA) con el fin de relacionarla con las actividades industriales desarrolladas en la zona. 3. Determinar espacialmente la influencia de los vertimientos en el estado del recurso hídrico de la subcuenca alta del río Bogotá, a partir de la georreferenciación y vinculación de información de expedientes de vertimientos registrados ante la provincial de Chocontá. 4. Identificar las relaciones existentes entre los índices de calidad ambiental y las características físicas de la subcuenca. 14 1. MARCO DE REFERENCIA En esta sección se relaciona el marco legal y teórico utilizado para el presente estudio. 1.1 Marco Legal A continuación se presenta la normatividad utilizada como base para la elaboración del presente estudio. Tabla 1 Compilación normatividad aplicable al presente estudio NORMA DESCRIPCIÓN RELACIÓN CON EL PROYECTO A s a m b le a N a c io n a l C o n s ti tu y e n te , 1 9 9 1 Constitución política de Colombia Relaciona un conjunto de normas que tienen como fin establecer los principios básicos que orientan la vida del Estado y los derechos de las personas. Expone la estructura del estado, procedimientos de instancias y competencias de los órganos que integran el poder público El artículo 8 relaciona la obligación del estado y de las personas para proteger las riquezas naturales de la Nación, entre ellas la riqueza natural que puede encontrarse en cercanías a cuerpos de agua; además el artículo 58 relaciona la función social y ecológica de la propiedad privada. C o n g re s o d e l a r e p ú b li c a Ley 9 de 1979 Por la cual se adoptan las medidas sanitarias El artículo 3 expone información sobre el control sanitario de usos de agua se hará teniendo en cuenta el recurso usado para consumo humano, doméstico, preservación de flora y fauna, agrícola y pecuario, recreativo, industrial y transporte. 15 NORMA DESCRIPCIÓN RELACIÓN CON EL PROYECTO C o n g re s o d e l a r e p ú b li c a Ley 99 de 1993 Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se reordena el Sector Público encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental, SINA, y se dictan otras disposiciones En su artículo 61 se relaciona que la sabana de Bogotá, sus páramos, aguas, valles aledaños, cerros circundantes y sistemas montañosos son de interés nacional y su destinación prioritaria es agropecuaria y P re s id e n c ia d e l a R e p ú b li c a Decreto 1594 de 1984 Por el cual se reglamenta parcialmente el Título I de la Ley 09 de 1979, así como el Capítulo II del Título VI - Parte III - Libro II y el Título III de la Parte III Libro I del Decreto 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos. En su capítulo III describe las características de los diferentes usos que se le da al recurso hídrico en el territorio. Art 38, 39, 40 y 41, en los cuáles se relacionan los límites máximos permisibles para los distintos usos del agua en el territorio colombiano. 16 NORMA DESCRIPCIÓN RELACIÓN CON EL PROYECTO P re s id e n c ia d e l a R e p ú b li c a Decreto -Ley 2811 de 1974 Por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente Art 3: relacionado con la alteración al flujo natural, 18 y 39 con la utilización de aguas, 70, 142, 143 y 145 con el vertimiento de aguas negras. Preservación mejoramiento y defensa del medio ambiente en art 1, 2 3, 13, 14, 155, 16, 30, 33, 34 y 35 M in is te ri o d e A m b ie n te , V iv ie n d a y D e s a rr o ll o t e rr it o ri a l Decreto 1200 de 2004 Por el cual se determinan los instrumentos de planificación Ambiental y se adoptan otras disposiciones En el artículo 4 se define el Plan de gestión Regional como instrumento de planificación estratégico de las Corporaciones Autónomas Regionales y permite orientar las acciones para la sostenibilidad de las regiones. 17 NORMA DESCRIPCIÓN RELACIÓN CON EL PROYECTO M in is te ri o d e A m b ie n te , V iv ie n d a y D e s a rr o ll o T e rr it o ri a l Decreto 3930 de 2010 Por el cual se reglamenta usos del agua y residuos líquidos estipulados en el decreto-ley 2811 de 1974 En el artículo 4 se menciona lo siguiente: Ordenamiento del recurso hídrico, la Autoridad ambiental deberá realizar ordenamiento del recurso hídrico con el fin de realizar la clasificación de aguas superficiales, subterráneas y marinas; y fijar en forma genérica su destinación. Además el artículo 41 expone información sobre los Requerimientos de permiso de vertimientos, mencionando que toda persona que genere vertimientos a las aguas superficiales deberá realizar este trámite. D e p a rt a m e n to A d m in is tr a ti v o d e l a fu n c ió n p ú b li c a Decreto 3573 del 27 de septiembre de 2011 Por el cual se crea la Autoridad Nacional de Licencias Ambientales (ANLA) Numeral 8 del Artículo 14 expresa la necesidad de diseñar e implementar un Sistema de Información Geográfica, como herramienta informativa para la administración, el manejo y uso de la información como un verdadero instrumento de gestión. 18 NORMA DESCRIPCIÓN RELACIÓN CON EL PROYECTO C o rp o ra c ió n A u tó n o m a R e g io n a l d e C u n d in a m a rc a C A R Resolución 3194 de 2006 Por la cual se aprueba el Plan de Ordenación y Manejo de la Cuenca Hidrográfica del rio Bogotá. En el artículo 2 se relaciona que la CAR debe adoptar las medidas de protección y conservación de los recursos naturales renovables C o rp o ra c ió n A u tó n o m a R e g io n a l d e C u n d in a m a rc a C A R Acuerdo 043 de 2006 Por el cual se establecen los objetivos de calidad de agua para la cuenca del río Bogotá a lograr en el año 2020 Mediante el artículo 1 se expone la clasificación del uso del agua para la cuenca del río Bogotá y valores de parámetros de calidad a aplicar dependiendo de la clase de uso. 1.2 Marco Teórico A continuación se describen los temas principales a abordar en el presente estudio, iniciando por la definición de la calidad del agua y la forma de medirla mediante el índice de calidad del agua y su cálculo,para posteriormente relacionar las debilidades en cuanto a la gestión de los recursos con el proceso de regionalización ambiental en Colombia y finalmente involucrar el uso de sistemas de información geográfica para orientar el estudio de calidad hídrica con el uso de herramientas espaciales. 1.2.1 Calidad del agua La calidad del agua está definida como la relación de las características fisicoquímicas y biológicas que determinan la composición, grado de alteración y la utilidad de un cuerpo hídrico (Secretaria de Estado de Medio Ambiente y Recursos Naturales, 2001), y que ocasionan variaciones temporales y espaciales debido a los factores internos y externos de un cuerpo de agua, su composición y estado de la biota acuática, relacionándolo con las concentraciones de las sustancias orgánicas e inorgánicas (United Nation Educational ,Scientific and Cultural Organization, 1996) Debido a la importancia ecológica de la calidad de un cuerpo de agua, se han establecido medidas para su seguimiento y control, a través de un proceso de valoración en donde se 19 analiza la naturaleza química, física y biológica del recurso hídrico en relación con su condición natural, efectos humanos y su respectivo uso. El proceso de evaluación de la calidad hídrica comienza con una investigación de todos los factores y actividades que ejercen una influencia, directa o indirecta, sobre la calidad del agua iniciando con las características geográficas del área (FAO, s.f), incluyendo la topografía, el relieve, litología, el clima, uso de suelo, tipo de suelo, hidrología, entre otros, los cuales representan diferentes tipos de relaciones que argumentan y facilitan la interpretación del estado de la cuenca e incluyendo los usos del agua, tales como canales, uso doméstico industrial, etc, y así determinar las diferentes fuentes de contaminación, doméstica, industrial, agrícola, y los mecanismos de control y sistemas de tratamiento (United Nation Educational ,Scientific and Cultural Organization, 1996). Debido a la complejidad en el proceso de selección de sustancias de interés para medir y analizar la calidad del recurso hídrico se han creado los índices ambientales de calidad, definidos como una herramienta diseñada para simplificar e interrelacionar parámetros involucrados en un análisis ambiental, sin necesidad de estudiar su comportamiento de forma individual, permitiendo el entendimiento y la comparación de la calidad de un ambiente específico (Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca (CVC), 2002). Para determinar las condiciones fisicoquímicas generales de la calidad de un cuerpo de agua, y de alguna medida, reconocer problemas de contaminación en un punto determinado se hace necesario emplear el Índice de Calidad del Agua – ICA (Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca (CVC), 2002). 1.2.1.1 Índice de calidad hídrica (ICA). El índice de calidad de agua es una expresión agregada y simplificada, caracterizada por ser una sumatoria aritmética equiponderada de nueve parámetros fisicoquímicos básicos: Oxígeno disuelto, Coliformes fecales, potencial de hidrógeno, Demanda Bioquímica de Oxígeno, nitratos, turbidez, Sólidos Suspendidos Totales, fosfatos y cambio de temperatura (Universidad de Pamplona, s.f). Este índice puede ser representado por un número, un rango, una descripción, un símbolo o un color. El uso de los índices permite realizar un óptimo manejo del recurso hídrico, estableciendo prioridades a partir de los valores manejados, así como la clasificación de zonas por nivel de afectación hídrica, a partir de la comparación con otras áreas geográficas (IDEAM, 2007). 20 También se aplica en el análisis de cumplimiento de la normatividad ambiental, determinando si en una zona se sobrepasan los límites permisibles. Adicionalmente, el índice es utilizado para establecer la tendencia de la calidad hídrica de un cuerpo de agua, definiendo si se presentan mejoras o deficiencias en el mismo, y finalmente, como información pública, pueden ser de gran utilidad para la toma de decisiones (IDEAM, 2013). El valor del índice de calidad se puede llevar a un horizonte temporal anual y es posible especializar los valores medios, máximos y mínimos, determinando así una unidad de análisis puntual o por tramo del cuerpo de agua (IDEAM, 2013). Dentro de las ventajas del índice de calidad se evidencia que toma información compleja y la sintetiza, además que ayuda a transformar fácilmente parámetros de diferentes unidades en una unidad global; no obstante algunas limitaciones son que el índice se puede generalizar demasiado y se hacen juicios subjetivos del mismo (IDEAM, 2013). Existen diversas metodologías para realizar el cálculo del índice de calidad del agua, sin embargo para el presente estudio se utilizó la metodología propuesta por la Fundación Nacional de Saneamiento (INSF) que se presenta a continuación: 1.2.1.2 Cálculo del índice de calidad del agua. De acuerdo a estudios realizados por la National Sanitation Foundation – NFS de los Estados Unidos en el año de 1970 (Universidad de Pamplona, s.f.), para calcular el índice de la calidad de agua se realizaron diversas curvas de valoración para cada variable, donde en las ordenadas se localizan los niveles de calidad de agua en un rango entre 0 y 100 y en las abscisas se encuentran los diferentes concentraciones de las variables usadas para el cálculo, y se denominan como “Relaciones Funcionales” o “Curvas funcionales”. Para el desarrollo de estas curvas la NFS determinó una curva promedio por cada contaminante y fueron graficadas a través del uso de la media aritmética con un límite de confianza del 80% sobre el valor medido. Para el cálculo del índice NSF y debido a que en las estaciones de monitoreo de calidad hídrica no realizan medición de fosfatos y cambio de temperatura, se promedió el valor de estos dos pesos y se dividió entre los siete (7) parámetros que cuentan con datos en cada estación. De acuerdo a esto los pesos de importancia fueron ajustados de la siguiente manera: Oxígeno Disuelto 0.199, coliformes fecales 0.179, pH 0.149, DBO5 0.149, nitratos 0.129, turbidez 0.109 y sólidos Suspendidos totales 0.109. 21 Para realizar el cálculo del índice de calidad de agua, se usó un promedio aritmético ponderado representado con la ecuación 1 obteniendo como resultado un número entre 0 y 100, donde el primero indica una calidad del agua muy pobre y el segundo representa una calidad de agua excelente. ∑ En donde: WQI = índice de calidad del agua SI = Sub índice del parámetro i W = Factor de ponderación para el sub índice i Finalmente, el resultado se interpretó de acuerdo con la siguiente escala de clasificación: Excelente: 91 – 100 Buena: 71 – 90 Media: 51 – 70 Mala: 26 – 50 Muy mala: 0 – 25 1.3 Regionalización ambiental En estudios elaborados por (Viloria de la Hoz, 2010) y (Cháves, s.f) se evidencia que el proceso de regionalización en el país ha sido manejado por actores gubernamentales como una herramienta para la planificación y el ordenamiento del territorio de la mano del medio ambiente. Tal es el caso de la región de Cundinamarca en donde se plantearon unas bases para la regionalización ambiental orientada únicamente a la zonificación con el fin de analizar y determinar los patrones de organización territorial de la región Bogotá - Cundinamarca desde una visión ambiental, social, económica y urbano - regional enfocado a la identificación de la vocación y limitantes de uso y manejo de áreas de la zona (Gobernación de Cundinamarca & Departamento Administrativo de Planeación DAPC, 2002).Hasta el momento el proceso se encontraba más orientado a la zonificación ambiental por lo cual no se involucraba directamente con temas ambientales. Sin embargo la ANLA a partir del año 2006, propuso la regionalizaciónambiental como una estrategia de planificación ambiental para la toma de decisiones en el marco del proceso de evaluación y seguimiento ambienta l, basado en el estudio del estado actual de los recursos naturales, el desarrollo de proyectos objeto de licenciamiento ambiental, la identificación y 22 análisis de impactos acumulativos y sinérgicos, entre otros aspectos (Autoridad Nacional de Licencias Ambientales, 2013). 1.4 Sistemas de información geográfica Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) son una herramienta importante para la gestión y análisis de la información espacial, ya que han permitido realizar avances muy notables en la gestión eficiente de problemas geográficos (Goodchild & Haining, 2005). Además son una herramienta para las autoridades ambientales en el análisis y fortalecimiento de la gestión ambiental, y en la ordenación del territorio (Sendra, 2001). Es por ello que tanto la ANLA como la CAR utilizan esta herramienta para satisfacer sus necesidades de información a nivel interno y externo, dando soporte a las diferentes instituciones nacionales que conforman el Sistema de Información Nacional Ambiental - SINA. Es por ello que se han tenido la iniciativa de diseñar e implementar un SIG que sirva como herramienta informativa para la administración, manejo y uso de la información como un verdadero instrumento de gestión utilizando el AcrGis como software base para dicha administración (ANLA, 2013). El fin último de la los SIG, es la gestión de información geográfica; los software destinados a esta función permiten agrupar la información por capas temáticas, lo que facilita conocer los atributos específicos para cada entidad. El manejo de capas de información por aparte, facilita el tratamiento de datos de manera sencilla, la superposición de capas de información también permite generar nuevos datos, a partir de información ya existente. Como se evidencia en el figura 1 los SIG se componen de una serie de datos que diferencian a estos sistemas de la cartografía convencional; ya que poseen un sistema de administración de bases de datos que integra coberturas, imágenes, tablas de atributos, entre otros (CEPAL, 2001). 23 Figura 1. Características de los Sistemas de Información Geográfica (SIG).Fuente: CEPAL, 2001 adaptado por autoras. HARDWARE (equipos): Ordenadores personales con especificaciones técnicas determinadas. Dispositivos periféricos (GPS, Satélites, módems, etc) SOFTWARE (Programas): Paquetes para el maneo del SIG, conformados por algoritmos para acceso y modificación de bases de datos. Se maneja informacipon vectorial y/o Raster DATOS : Información digital proveniente de cartografía tradicional que ha sido vectorizada. Se han usado tecnlogías como la Teledetección y el LIDAR . Los datos establecen nivel de detalle o escala de generación de productos PERSONAL: Caracteriza el efoque y la calidad de los datos generados. Corresponde al operador del SIG y sus aptitutes en su manejo garantizarpan el éxito de la generación de buenos productos 24 2. METODOLOGÍA Para llevar a cabo el estudio se relacionaron dos tipos de investigaciones una descriptiva y otra correlacional (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2010). Durante la investigación descriptiva se buscó identificar y dar a conocer las características de cada vertimiento generado por las diferentes industrias ubicadas en la subcuenca alta del río Bogotá así como los valores de las mediciones de los muestreos de agua realizados por la CAR, para posteriormente aplicar la metodología de investigación correlacional para calcular el ICA y asociarlo con las características físicas de la cuenca y las concentraciones de los vertimientos de las industrias de la subcuenca. A continuación se presentan las fases realizadas para llevar a cabo el proyecto, teniendo en cuenta los dos tipos de investigación mencionados anteriormente y los objetivos planteados para el desarrollo del proyecto. FASE I: Revisión y organización de la información disponible En esta fase se realizó el ajuste y organización de la información de los expedientes de trámites de vertimientos registrados ante la CAR, de las capas geográficas del POMCA y finalmente de los valores de parámetros registrados en las estaciones de monitoreo de la CAR. Inicialmente, se realizó la revisión de los expedientes de permisos de vertimientos en los municipios de Villapinzón y Chocontá y se establecieron las características homogéneas y representativas de cada uno de ellas según el tipo de industria que realiza la descargar al cuerpo de agua. A su vez, se realizó la selección de la información geográfica disponible en el POMCA del río Bogotá, que fuera compatible con la herramienta ArcGis, para así poder estandarizarla, estableciendo las capas de mayor utilidad para el presente estudio. Se seleccionó la información de los análisis de calidad hídrica de las estaciones de monitoreo de la CAR, con la cual se calculó del índice de calidad del agua para cada una de las 11 estaciones de monitoreo. FASE II: Vinculación y georreferenciación de la información. En la segunda fase se llevó a cabo la georreferenciación de vertimientos, la vinculación de los valores del ICA para cada estación y la unión con las capas geográficas del POMCA, utilizando el sistema de referencia denominado MAGNA COLOMBIA BOGOTÁ. Posteriormente se 25 digitalizó la información geográfica de los 53 puntos de vertimiento de las industrias en el software ArcGis, para finalmente crear en ArcMap la tabla de atributos con la información de los puntos de vertimientos que hacen parte del presente estudio. FASE III: Análisis espacial de la calidad del recurso hídrico Se llevó a cabo la superposición de las diferentes capas de información en el software, tanto de los vertimientos y las estaciones de monitoreo como de la información geográfica disponible en el POMCA. Con este proceso de superposición se establecieron las relaciones más representativas que permitieron hacer un análisis directo, además de establecer la importancia significativa de las diferentes variables físicas. Finalmente se plantearon las conclusiones y recomendaciones respecto a la calidad del recurso hídrico, la resiliencia de los cuerpos de agua, la viabilidad de concesión de futuros permisos de vertimiento y la utilidad de la herramienta tecnológica en el proceso de análisis de relaciones de calidad hídrica con las condiciones físicas de la zona. En la figura 2 se sintetiza el procedimiento desarrollado para alcanzar los objetivos del presente estudio. 26 Figura 2. Procedimiento desarrollado en el presente estudio. Fuente: autoras 27 3. DESCRIPCIÓN DE ZONA DE ESTUDIO La subcuenca río alto de Bogotá, se encuentra ubicada al norte de la cuenca del río Bogotá, en el sector nororiental del departamento de Cundinamarca, en los municipios de Suesca, Lenguazaque, Machetá, Villapinzón y Chocontá. La conforman las 16 veredas del municipio de Villapinzón, 21 veredas del municipio de Chocontá, 2 veredas de Lenguazaque, 1 de Machetá y 5 veredas del municipio de Suesca. (Planeación ecológica Ltda. & Ecoforest, 2006).Tiene una extensión de 27,615.03 hectáreas, limita por el Norte con Ventaquemada (Boyacá) y Lenguazaque (Cundinamarca); al sur con el Municipio de Chocontá, al occidente con los municipios de Gachancipa y Nemocón y al oriente con los Municipios de Machetá y Gacheta tal como se representa en la figura 3. Figura 3. Localización Geográfica Subcuenca Río Alto Bogotá. Fuente: Planeación Ecológica Ltda & Ecoforest, 2006. Desde el nacimiento sobre las cotas de 3,200 y 3,400 msnm del río Bogotá drena sus aguas en sentido sur occidental hasta el sitio llamado Pozo de la Nutria en el municipio de Villapinzón, donde cambia el curso dirigiéndose al occidentehasta la zona urbana, para finalmente girar 28 hacia el sur y salir del municipio. A continuación se describen las características físicas de la zona estudiada. 3.1 Hidrología El río Bogotá es el cuerpo de agua de mayor importancia en la cuenca. Los tributarios más importantes son el río Tejar y las quebradas Piedra Gorda, Guanguito, Hato Frío y El Ratón. Debido a sus condiciones biogeográficas constituye una estrella fluvial en el ecosistema de alta montaña de la Cuchilla del Choque, en los municipios de Chocontá, Villapinzón y Machetá donde nacen diez corrientes de agua de las cuales cuatro conforman la cuenca del Río Bogotá.A continuación se describen las características del sistema de drenaje de la subcuenca río alto Bogotá. Sistema de drenaje: El sistema de drenaje en general para toda la cuenca, es de tipo superficial por medio de cauces naturales que tributan a los ríos principales y luego drenan directamente al río Bogotá, que recoge las aguas de toda la cuenca, siendo el cauce principal de tipo sinuoso, al igual que sus tributarios. En la figura 4 se evidencia toda la red de drenaje de la subcuenca, teniendo un flujo en sentido norte sur. Figura 4. Red de drenaje de la subcuenca Río Alto Bogotá. Fuente: Planeación ecológica Ltda & Ecoforest, 2006 modificado por autoras. 29 Los caudales registrados en la subcuenca en la subcuenca se encuentran representados en la figura 5. A nivel medio anual, el caudal máximo estimado a partir de los registros, es de 16.12 m3/s, el medio multianual es de 1.92 m3/s y el mínimo de 0.10 m3/s. Figura 5. Gráfica promedio de caudales en la Subcuenca Río Alto Bogotá. Fuente: Planeación ecológica Ltda & Ecoforest, 2006 modificado por autoras. 3.2 Fisiografía La subcuenca alta del río Bogotá se localiza en los municipios de Chocontá y Villapinzón en altitudes por encima de los 2,000 msnm con una altitud media de alrededor de los 2,900 msnm. Se caracteriza por presentar una topografía variada con predominio de relieve fuertemente ondulado y fuertemente quebrado en una proporción superior al 67% del área total. Las características morfométricas de la subcuenca determinan que es de tipo alargado, encontrándose sus cabeceras sobre la cota 3,450 msnm., y su cota más baja sobre los 2,600 msnm. La altura media está en los 3,025 msnm, presentando un drenaje superficial rápido y de tipo sinuoso1. 3.3 Climatología El régimen de las precipitaciones en la margen izquierda de la sucuenca es de tipo monomodal, iniciando su periodo húmedo en el mes de abril y finalizando en el mes de octubre. Lo anterior debido a que la zona se encuentra enmarcada por un núcleo montañoso alto y muy frío, que la 1 Los drenajes sinuosos son aquellos que presentan recodos, curvas y ondulaciones irregulares y en distintos sentidos. Estación Saucio - Pte. Baraya - Cuenca río Bogotá Código 2120719 0 1 2 3 4 5 6 7 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Mes C a u d a le s ( m 3 /s ) Periodo 1944-2004 30 rodea y con una entrada desde los Llanos Orientales, que hace que los vientos húmedos provenientes de los Llanos y de la Amazonía lleguen relativamente fácil a esta parte alta de la subcuenca. 3.3.1 Precipitación. La parte sur oriental de la subcuenca presenta valores que fluctúan entre los 1,100 mm y 1,000 mm, considerados como relativamente bajos respecto a las precipitaciones que se presentan en el país. Los valores más bajos se observan en la zona nororiental, en el municipio de Villapinzón, con registros que fluctúan entre los 700 mm y 800 mm. En la subcuenca media, la precipitación varía entre los 800 mm y los 900 mm, y en la parte baja de la subcuenca se observan valores entre los 1,000 mm y los 1,100 mm. La precipitación media es de aproximadamente 850 mm. 3.3.2 Evaporación. Los valores de evaporación fluctúan entre los 700 mm y los 1,000 mm. En las partes más altas de la subcuenca se observan los valores más bajos, con registros entre 700 mm y 800 mm al oriente y entre 800 mm y 900 mm al occidente, mientras que en las zonas más bajas de la subcuenca se presentan valores entre 900 mm y 1,000 mm 3.3.3 Temperatura. Las temperaturas más bajas se presentan en la parte más alta de la subcuenca en el oriente, con valores que fluctúan entre los 6° C y los 9° C. En la subcuenca media, entre las cotas 2,500 msnm y 2,800 msnm, los valores varían entre los 9° C y los 12º C. Por último, las partes bajas de la subcuenca, presentan valores que fluctúan entre los 12° C y los 15°C. La temperatura media en la subcuenca es aproximadamente de 12° C. Todas las características de la subcuenca descritas anteriormente se relacionan directamente con la dinámica del recurso hídrico, ya que diferentes factores influyen en su calidad, por tanto es necesario definir el concepto de calidad, la forma en que pueden ser cuantificadas mediante el uso de índices, como lo es el índice de calidad de agua, dónde se pueden identificar las principales problemáticas de la subcuenca respecto al uso y manejo del recurso hídrico. 31 3.4 Características de las industrias emplazadas en la subcuenca río alto Bogotá que han realizado trámites de vertimientos ante la CAR En la subcuenca río alto Bogotá se encuentran múltiples industrias que generan afectación al recurso hídrico por vertimientos de aguas residuales (Santos & Luis, 2009), dentro de las cuales se encuentran las estaciones de servicio y las industrias de curtiembres. Cabe mencionar que en el proceso de revisión de los 89 expedientes disponibles en la provincial de Chocontá de la CAR, únicamente se evidenció un expediente de una estación de servicio, en el cual no se encontró la información requerida para el presente estudio, por lo tanto únicamente se realizó la revisión de expedientes de industrias de curtiembres, y por tanto sólo se presenta la descripción de éste proceso productivo 3.4.1 Proceso productivo El curtido es el proceso mediante el cual se transforman las pieles de los animales en cuero, las principales etapas involucradas, pre-tratamiento y almacenamiento, ribera, curtido, y acabado (Alzate Tejada & Tobón Mejía, 2004). Las pieles que serán utilizadas para este proceso se clasifican en pieles frescas y saladas de acuerdo al tiempo de almacenamiento para ser procesadas, las primeras cuando el tiempo entre el sacrificio del animal y el procesamiento de las pieles es corto y las segundas cuando el tiempo de almacenamiento es prolongado y para asegurar su preservación son inmersas en salmuera y después se apilan intercalándose con una capa de sal del 30% sobre el peso total de las pieles, logrando mayor resistencia a los microorganismos (CEPIS, 1993). Se presenta la figura del proceso productivo de las industrias de curtiembres (figura 6), las cuales son las que se han emplazado en mayor medida en la subcuenca del río alto Bogotá y generan afectación al recurso hídrico. 32 Figura 6. Proceso productivo de las industrias de curtiembres. Fuente: SDA, 2010 adaptado por autoras 33 4 REVISIÓN Y ORGANIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN En este capítulo se realiza la organización de la información necesaria para realizar el análisis espacial teniendo en cuenta la información cartográfica, de permisos de vertimientos y finalmente la registrada por las once estaciones de monitoreo de la CAR. 4.1 Selección de la información cartográfica del POMCA: Para realizar el análisis espacial de la subcuenca Río Alto Bogotá, fue necesario seleccionar las diferentes capas cartográficas a integrar en el software ArcGis. En la tabla 2 se relaciona, como parte del proceso de estandarización de la información cartográfica del POMCA, cada uno de los componentes de los mapas seleccionados, para de esta forma unificar y homogenizar la información usada para el estudio. En elanexo I se especifican los componentes de la leyenda de cada mapa. Tabla 2 Justificación de las capas cartográficas seleccionadas. Car act. JUSTIFICACIÓN MAPA U s o a c tu a l d e l s u e lo y u n id a d e s d e c o b e rt u ra Permite establecer las relaciones entre el uso del territorio y las actividades industriales que se realizan. Inicialmente es importante seleccionar las zonas de manejo especial y establecer posibles afectaciones o influencia de las actividades industriales sobre estas. Adicionalmente se pueden relacionar las pautas para establecer la calidad hídrica del recurso de acuerdo al uso tanto del suelo como del recurso hídrico. Analizar el uso de la tierra respecto a la influencia de los asentamientos industriales ya que el suelo sufre una degradación acelerada como consecuencia de las diferentes actividades humanas (Cueva Ortiz & Chalán, 2010). 34 Car act. JUSTIFICACIÓN MAPA U n id a d e s d e c o b e rt u ra Es de utilidad ya que se pueden establecer las relaciones con la afectación de las unidades de cobertura por la influencia del uso de recurso hídrico, donde se realizan descargas de agua residual industrial. Posteriormente va a alterar las características del suelo de la zona analizada. F o rm a c io n e s V e g e ta le s Fue seleccionada con el fin de integrar el papel de los servicios ambientales de los bosques predominantes en la zona, con la influencia en la calidad hídrica de la subcuenca. Dentro de los servicios ambientales que proporcionan estos ecosistemas, se encuentran la regulación de caudales y el rendimiento hídrico (Alcaráz, 2013), actúan como reguladores hídricos en las cuencas, desempeñando un papel muy importante en la dinámica de éstas (Bruijnzeel, 2001). 35 Car act. JUSTIFICACIÓN MAPA P e n d ie n te s Es necesaria para la interpretación del flujo, dinámica y dirección de los cuerpos de agua, reconociendo así sus drenajes y así poder relacionar el la calidad hídrica en las diferentes zonas de la subcuenca debido a la variación de pendientes, ya que se puede establecer si se genera acumulación de sedimentos en las zonas planas, o procesos de aireación en zonas con relieve fuerte, entre otras (Oropeza, s.f). Además es posible relacionar la influencia de la pendiente en la modificación de caudales lo cual interviene en la dilución de los contaminantes y por tanto en la calidad hídrica. E ro s ió n Permite establecer el estado de los suelos del área de estudio (Ministerio de Agricultura, s.f), y plantear una posible relación entre el emplazamiento de industrias en la subcuenca, la generación de vertimientos al recurso hídrico, la explotación inadecuada de los recursos (Dueñez Alanis, Gutierrez , Pérez, & Navar, 2006) y el estado del suelo y de la subcuenca río alto Bogotá. 36 Car act. JUSTIFICACIÓN MAPA T ip o d e s u e lo Proporciona información detallada para determinar la forma en que se dispersa el agua y los contaminantes en diferentes zonas, dependiendo de las características de los suelos, ya que pueden ser bien drenados, tener una textura que determine la capacidad de infiltración (PNMUA & SEMARNAT, 2004), entre otras. Adicionalmente, dependiendo del tipo de suelo es posible conocer el comportamiento del nivel freático, relacionar la posibilidad de infiltración y así el riesgo de contaminación de aguas subterráneas y acuíferos. Y finalmente es posible relacionar la información del tipo de suelo de la zona con la dispersión del agua de vertimientos no puntuales. C a p a c id a d d e u s o Es posible establecer una relación entre la aptitud de uso del suelo, sus características y actividades que puedan desarrollar, compararlo con la forma en que realmente se están ocupando las zonas y los impactos generados en la calidad hídrica. Así como la influencia de las actividades industriales en diferentes zonas de la subcuenca. Es posible realizar un análisis en el cuál se involucre lo establecido en el acuerdo 043 del 2006 expedido por la CAR, mediante el cual se establecen los límites máximos permisibles de acuerdo a los usos del recurso hídrico en la subcuenca. 37 Car act. JUSTIFICACIÓN MAPA U n id a d d e S u e lo Presenta utilidad para relacionar las formas del terreno, tanto de gran paisaje como de subpaisaje, en cuanto a la acumulación de contaminantes, sedimentos y encharcamientos que pueden afectar las características del suelo del área analizada e igualmente establecer relaciones con la información de tipo de suelo. 4.2 Selección de información de los expedientes de permisos de vertimiento Para analizar la calidad del agua de la subcuenca del río Bogotá, fue necesario involucrar la información de las estaciones de monitoreo de calidad hídrica de la CAR así como los datos de los análisis fisicoquímicos de los vertimientos de las industrias que han realizado trámites de vertimientos ante la CAR. Por ello del total de parámetros identificados en los expedientes analizados, se escogió la DQO, cloruros, DBO5, grasas y aceites, Nitrógeno total, pH, sólidos sedimentables, sólidos suspendidos totales, sulfuros, sulfatos, cromo, Coliformes totales y 38 Coliformes fecales, como parámetros generales para establecer el estado del recurso hídrico de la subcuenca río alto Bogotá. Dichas variables denotan importancia en el análisis del estado del recurso hídrico debido a que su presencia en los cuerpos de agua pueden alterar significativamente sus características y por lo tanto los diferentes usos que se le atribuyan (Tabla 3). Adicionalmente éstos se presentan en la mayoría de los resultados de los análisis fisicoquímicos anexados en los expedientes utilizados para el presente estudio. A continuación se presenta la definición de cada parámetro fisicoquímico elegido para el estudio, aclarando que únicamente serán usados para el cálculo del ICA, los parámetros exigidos por la metodología de la fundación Nacional de Saneamiento (INSF), la cual es expuesta en la sección 4. Tabla 3 Justificación de Parámetros seleccionados de los expedientes de permisos de vertimientos. PARÁMETRO JUSTIFICACIÓN DBO-DQO En la industria de curtiembres los vertimientos pueden tener una elevada concentración de DBO y DQO debido a la presencia de materia orgánica y grasa animal proveniente de los sólidos suspendidos generados durante el teñido y depilado de las pieles. Ya que se encuentran directamente relacionados con la presencia de oxígeno afecta considerablemente el componente biótico, además de los efectos negativos en os procesos de autodepuración natural (Corredor Rivera, 2006) Grasas y aceites Se encuentran abundantemente como tejido adiposo adherido en el lado carne del cuero. Principalmente durante la operación de pelambre se saponifican parcialmente en el medio alcalino, generando así una cantidad considerable en los efluentes (Comisión Chilena del Medio Ambiente, 1999) Sólidos suspendidos totales Causantes de la turbiedad e interfieren en la penetración de la luz solar al cuerpo de agua, siendo una limitante para la actividad de fotosíntesis de las plantas acuáticas importantes para la producción de oxígeno (Lenntech, 2014). En la industria de curtiembres los sólidos aparecen durante las operaciones unitarias de pelambre y el curtido al cromo Nitrógeno total En elevadas concentraciones es un contribuyente para el agotamiento del oxígeno y la eutrofización provocando el crecimiento acelerado de plantas acuáticas. La medición de este parámetro permite identificar la cantidad de nitrógeno que puede se nitrificado a nitritos y nitratos. En las curtiembres este parámetroes generado durante la operación de pelambre de cueros. 39 PARÁMETRO JUSTIFICACIÓN pH Este parámetro es importante considerarlo, ya que permite determinar la especiación química y solubilidad de varias sustancias orgánicas e inorgánicas en agua. A su vez, es un factor abiótico que regula los procesos biológicos (Massol, Arturo, S.F) Sulfuros Se caracteriza por ser un elemento altamente tóxico en medio acuoso, principalmente porque debido a su carácter reductor provoca una drástica disminución del oxígeno disuelto en los cursos del agua Sulfatos Aumentan la salinidad de las aguas receptoras. La presencia de sulfatos en los vertimientos de curtiembres se debe al uso de ácido sulfúrico y a los productos químicos que contienen sulfato sódico como subproducto de su elaboración (sales de cromo y agentes de recurtición). Cromo Existen distintas formas, siendo algunas de ellas tóxicas para el ser humano y otros microorganismos como el cromo hexavalente. Cloruros En las curtiembres se utiliza el Cloruro de sodio en el proceso de ribera, principalmente para salar las pieles y aumentar así su tiempo de conservación, por lo que los vertimientos de estas industrias es normal encontrar un alto contenido de estas sales. Fuente: autoras 4.2.1 Características de los expedientes En la provincial de Chocontá de la CAR existen dos tipos de trámites relacionados con vertimientos a cuerpos de agua: trámites permisivos y trámites sancionatorios. En cada uno de estos expedientes se encontró relacionada en general la siguiente información. Informe técnico en el cual se establecen los datos generales de la industria (vereda, municipio, nombre de predio, coordenadas geográficas y el nombre del usuario), antecedentes, aspectos generales de la industria (actividades que realiza la curtiembre), concepto técnico en el cual se establecen los requerimientos ambientales necesarios para llevar a cabo su actividad económica y finalmente recomendaciones y obligaciones que debe cumplir el usuario en cuanto a solicitud por parte de la autoridad ambiental. Planes de manejo ambiental, seguimiento y control de vertimientos. Análisis fisicoquímicos de los puntos de vertimiento de las industrias, realizados por laboratorios acreditados como el de la Corporación Autónoma Regional, así como estudios realizados por entidades como la Cámara de Comercio. 40 A partir de la revisión de los expedientes se diseñó una matriz (Anexo II) en la cual se registraron los valores de los parámetros fisicoquímicos mencionados en la sección 4.2, en la cual se registró la siguiente información: Tabla 4 Descripción de la información seleccionada de los expedientes de trámites de permisos de vertimientos. INFORMACIÓN REGISTRADA DESCRIPCIÓN ID Corresponde al número de identificación de la industria de acuerdo al trámite realizado Coordenadas X y Y Valores numéricos que indican la ubicación geográfica en la superficie terrestre, X corresponde a longitud y Y a latitud. Estos valores fueron ingresados como coordenadas planas, manejando como sistema de referencia espacial de coordenadas proyectas MAGNA COLOMBIA BOGOTÁ. Número de Expediente Corresponde al número de carpeta de cada industria que ha realizado trámites de vertimientos. Cada expediente puede contar con información en más de un tomo en la provincial Chocontá. Trámite Se relaciona el tipo de trámite llevado a cabo por las industrias. Este puede ser de dos tipos Sancionatorio (afectación al recurso hídrico) o permisivo (permiso de vertimientos). Solicitante Describe el nombre del representante legal de la industria que solicita el trámite ambiental. Predio, vereda, municipio, departamento Se establece en nombre del predio reportado por el solicitante en su trámite, la vereda en la cual se encuentra emplazada la industria, así como el municipio y el departamento siendo siempre Cundinamarca. Fuente receptora Se relaciona el nombre de la fuente receptora de acuerdo a la información registrada por los solicitantes e información obtenida a partir del uso de la herramienta ArcGis en el manejo de la información del POMCA de la subcuenca. Información de características fisicoquímicas Se relaciona la concentración en mg/l de DQO, cloruros, DBO5, grasas y aceites, Nitrógeno total, sólidos sedimentables, sólidos suspendidos totales, sulfuros, sulfatos, cromo, unidades de pH y en unidades formadoras de colonias de Coliformes totales y Coliformes fecales Fuente: autoras. 4.3 Selección de la información de las Estaciones de monitoreo Se organizó la información proveniente de las estaciones de monitoreo de calidad de la CAR en una tabla que contiene el ID (establecido por las autoras), las coordenadas geográficas de cada estación, elevación, el nombre de la estación, el año de toma de muestra, los valores para cada parámetro (DQO, DBO, sólidos suspendidos, pH, OD, conductividad, nitrógeno total, nitratos, coliformes fecales, temperatura, presión y caudal) (Ver anexo VII). La información empleada para el cálculo del índice de calidad se obtuvo de los reportes generados por la oficina de laboratorio ambiental para la subdirección de desarrollo ambiental 41 sostenible (CAR). Los datos reportados corresponden a las mediciones anuales que se realizan en la cuenca del río Bogotá, de las cuales se utilizó la información de los años 2012 para el presente estudio. En la tabla 5 se resumen los valores de las concentraciones de los parámetros fisicoquímicos extraídos de los reportes de información de calidad por parte del laboratorio de la CAR. Por otro lado, en el anexo VIII se sintetizan los valores de los índices funcionales, los pesos de cada parámetro y los resultados del ICA. Tabla 5 Información registrada en los informes de las estaciones de monitoreo de la CAR. ID ESTACIÓN PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS MONITOREADOS POR LA CAR DQO (mg O2/l ) DBO (mg O2/l ) SST (mg SST/l) pH (und) OD (%) Cond (µS/cm) NT (mg N/l) Nitratos (NO3/l) E.Coli (NMP/100 ml) Turbidez NTU Q (m3/l) 1 Río Bogotá Aguas arriba Villapinzón 11.6 2.00 11.5 7.5 108.19 24.2 1 0.9 1100 2.5 0.316 2 Río Bogotá Puente Villapinzón 10 2.00 13 7.1 106.07 40.1 1 0.4 2500 12.1 0.503 3 Rio Bogotá aguas arriba quebrada la Quincha 20.8 7.70 20 7.3 103.66 57.4 1.4 0.4 13000 21.9 0.543 4 Quebrada Quincha 27.8 6.10 17 7 104.95 23.5 1.2 12 17000 15.7 0.374 5 Rio Bogota LM chingacio 68.1 19.50 39 10.2 78.75 140 3.3 0.3 110000 18 1.298 6 Río Bogotá agregados Chocontá 12.82 4.50 33.3 7.3 70.11 139 2.5 0.4 2000 40.2 0.379 7 Quebrada el Tejar 12.9 2.00 31.3 6.7 72.24 0 1 0.4 11000 16.9 1.102 8 Río Bogotá Puente Vía Telecom 50.3 4.40 21.5 6.5 67.81 94.8 2.5 1.1 2000 39.9 0.518 9 Efluente PTAR Chocontá 78.7 19.30 177 8.5 194.14 3.34 1.3 0.4 4000 46.7 0.032 10 Río Bogotá Aguas abajo municipio Chocontá 52.8 5.40 44 6.9 69.17 97.9 2.6 1.1 51 46.3 0.375 11 Río Bogotá LG Saucio 72 4.40 225 7.2 58.97 75.4 3.6 1.7 60 24.8 0.87 Fuente: (Laboratorio Ambiental CAR., 2012), modificado por autoras. 42 4.3.1 Valores calculados del ICA El procedimiento llevado a cabo para calcular el ICA se muestra en la figura 7 y seguido a esto se presentan los resultados obtenidos. Figura 7. Procedimiento para el cálculo del ICA. Fuente: autoras En la tabla 6 se relacionan los resultados del cálculo del índice de calidad del agua (metodología NFP) para las 11 estaciones de monitoreo ubicadas en la subcuenca rio alto Bogotá. Estos valores corresponden al año 2012, debido a que los datos de los análisis fisicoquímicos obtenidos en los expedientes de las industrias que han realizado trámites de vertimientos ante la CAR, oscilan entre el periodo del 2011 al 2012. Lo anterior con el objetivo de presentar una interrelación de datos y análisis
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