Microalgas revelan cambios en la calidad del agua en el río Cesar

 Las diatomeas, microalgas invisibles al ojo humano, permitieron identificar en las aguas del río Cesar el rastro de fertilizantes químicos provenientes de la ganadería y las aguas residuales descargadas de zonas urbanas aledañas. El análisis registró 32 tipos de microalgas que crecen ante la presencia de estos residuos nocivos, inventario sin precedentes que confirma la capacidad de dichos microorganismos para revelar alteraciones en el río, incluso cuando el agua aparenta estar limpia.

Para descubrirlo, la investigadora María Camila Labrada Quintana, bióloga de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), recorrió tramos de las cuencas altas de los ríos Cesar y Guatapurí —en donde el agua desciende fría y transparente desde la Sierra Nevada de Santa Marta—, marcó pequeños segmentos de unos 50 m y comenzó a recolectar muestras cada pocos pasos. Ella no buscaba peces ni plantas visibles, sino una película resbalosa que cubre las piedras sumergidas, en donde viven las diatomeas.

Con un cepillo raspó suavemente la superficie de las rocas y guardó ese material en frascos para analizarlo después. Aunque parece simple, ese procedimiento permite capturar una especie de “huella digital” del río, porque las diatomeas permanecen adheridas al sustrato y registran lo que ha ocurrido en el agua durante días o semanas.

Ya en el laboratorio, limpió cuidadosamente las muestras para observar en el microscopio las diminutas estructuras de sílice —un material similar al vidrio— que forman el esqueleto externo de estas algas. Con técnicas como la espectrometría midió con precisión la concentración de nitrógeno o fósforo en el agua, para relacionar estos elementos con la presencia de las diatomeas.

Entre las especies identificadas más abundantes para el río Guatapurí están Fragilaria cf. capucina y Tabellaria flocculosa, típicas de aguas claras y bien oxigenadas de montaña, así como Frustulia cf. saxonia, asociada con ambientes fríos y poco alterados. También se encontraron diatomeas como Diploneis cf. elliptica y Nitzschia sp., capaces de responder con rapidez a cambios en la química del agua.

Por otro lado, en el río Cesar dominaron otras formas microscópicas como Cymbella sp., Surirella cf. librile, Pinnularia sp. y Gomphonema cf. y Amphora cf. borealis, especies vinculadas a ambientes con mayor variabilidad de nutrientes, luz y condiciones físicas.

Lo esencial es invisible

Lo importante no era solo saber cuántas había, sino cuáles dominaban en cada lugar, pues algunas especies prosperan en aguas limpias y bien oxigenadas mientras otras resisten mejor ambientes con exceso de nutrientes, sedimentos o contaminación orgánica, que pueden ser producto de fertilizantes para ganadería o agricultura, o de aguas residuales de las ciudades que finalmente llegan a estos sistemas hídricos. Al comparar los dos ríos, los investigadores se sorprendieron al observar que sus comunidades microscópicas eran distintas.

En términos simples, si predominan especies sensibles, el agua suele estar en buen estado, pues no deben soportar condiciones desfavorables; pero si aumentan las especies tolerantes, significa que algo está cambiando. En el río Cesar, ciertas diatomeas indican una mayor influencia de nutrientes y materia orgánica, condiciones que se relacionarían con actividades humanas en la cuenca. El Guatapurí, en cambio, mostró características más cercanas a un sistema de montaña menos alterado.

Una ventaja de este método es que no depende de cómo se vea el agua: un río puede parecer cristalino y aun así estar recibiendo nutrientes o contaminantes diluidos por la corriente. Las diatomeas, al permanecer fijas en las rocas, integran esa información invisible y la convierten en una señal biológica clara.

“Los muestreos se realizaron en zonas consideradas como menos intervenidas por las comunidades, por lo que falta analizar qué ocurre en lugares más cercanos a las ciudades, en donde la contaminación puede ser más marcada”, indica la bióloga Labrada, quien para su trabajo contó con el acompañamiento de comunidades indígenas de la Sierra Nevada Santa Marta.

Por estas características las diatomeas se consideran como un bioindicador preciso de la calidad del agua, pues responden rápido, no se desplazan y reflejan condiciones locales con gran exactitud; sin embargo, la investigadora explica que en el Caribe colombiano se conoce poco sobre ellas, pues los estudios se han concentrado en zonas de la región Andina. Esto significa que su investigación amplía el panorama para mostrar la importancia de estos seres microscópicos.

El hallazgo es especialmente relevante porque los ríos Cesar y Guatapurí abastecen poblaciones, actividades productivas y ecosistemas de la región. Contar con herramientas que permitan detectar cambios tempranos en su calidad ayudaría a prevenir problemas mayores, desde deterioro ambiental hasta riesgos para la salud.

El trabajo fue dirigido y apoyado por el profesor John Charles Donato, del Departamento de Biología de la UNAL.

Río Bogotá concentra bacterias resistentes y parásitos asociados con el riego agrícola

 Investigaciones del grupo Resiliencia y Saneamiento Ambiental (RESA) de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) han documentado que el río Bogotá no solo concentra contaminación química y microbiológica, sino que además actúa como reservorio de bacterias resistentes a antibióticos y de parásitos que pueden llegar a los cultivos irrigados en la Sabana occidental, lo que representa un riesgo persistente para la salud pública y ambiental.

Aunque Colombia se cuenta entre los países con mayor disponibilidad de agua en el mundo, el deterioro de los ecosistemas asociados con el ciclo hídrico ha afectado la calidad y disponibilidad de este recurso en diferentes regiones del país. El río Bogotá, eje ambiental y social de la Sabana y de Cundinamarca, refleja con claridad estas tensiones entre riqueza hídrica y presión humana.

Con origen en el páramo de Guacheneque, en el municipio de Villapinzón (Cundinamarca), este afluente recorre cerca de 380 km a través de 47 municipios del departamento antes de desembocar en el río Magdalena. En Bogotá atraviesa el occidente de la ciudad por localidades como Suba, Engativá, Fontibón, Kennedy y Bosa, y resulta fundamental para el abastecimiento, la agricultura y la industria regional.

A lo largo de su recorrido se distinguen tres tramos principales: la cuenca alta, que comprende municipios como Villapinzón, Chocontá, Tocancipá, Cajicá y Chía; la cuenca media, que incluye la zona urbana de Bogotá y municipios como Cota, Funza, Mosquera y Soacha, en donde se concentra la mayor carga contaminante, y la cuenca baja, que se extiende desde Alicachín, en Sibaté, hasta Girardot, donde el río desemboca en el Magdalena.

En dicho sistema hídrico se concentran actividades económicas y productivas de gran escala, así como procesos urbanos y agrícolas que han transformado el territorio durante el último siglo. Estos cambios en el uso del suelo, junto con la descarga de aguas residuales domésticas e industriales, han contribuido al deterioro de este cuerpo de agua, uno de más estudiados del país.

Las investigaciones científicas han seguido de cerca sus transformaciones, desde los cambios en la microbiología del agua —es decir en los microorganismos que habitan el río y responden a la contaminación— hasta la presencia de metales, fármacos y microorganismos resistentes a antibióticos.

Actualmente el río Bogotá es una compleja mezcla de contaminación tradicional y emergente. Estudios realizados en su cuenca alta —en municipios como Villapinzón— ya habían documentado los efectos de las actividades humanas sobre las propiedades fisicoquímicas y microbiológicas del agua, así como la presencia de contaminantes específicos como el cromo.

Más abajo, en la cuenca media —donde los cambios en el uso del suelo son más intensos—, estudios realizados entre 2007 y 2019 para comparar la evolución de la calidad del agua confirmaron la presencia constante de coliformes totales y Escherichia coli —bacterias que se utilizan como indicadores de contaminación por aguas residuales—, mientras afluentes como el río Tunjuelo reflejan la misma tendencia de baja calidad del agua.

Durante más de dos décadas el grupo RESA de la Facultad de Ingeniería de la UNAL, dirigido por la profesora Martha Bustos López, ha investigado la relación entre contaminación hídrica, saneamiento y salud ambiental en la cuenca del río Bogotá, evidenciando un deterioro sostenido en la calidad del agua y en los sedimentos asociados con sistemas de riego agrícola.

La Ramada, punto crítico de la contaminación

En ensayos de toxicidad aguda y crónica realizados en 2020 en sedimentos de los canales de riego del distrito de La Ramada, en la cuenca media, los resultados mostraron la persistencia de la contaminación. Esto demuestra que los contaminantes no solo están presentes en el agua, sino que también se acumulan en el lecho del ecosistema, manteniendo activa la fuente de riesgo incluso cuando las condiciones del flujo hídrico cambian.

En ese mismo sistema de riego agrícola, investigaciones posteriores comprobaron la presencia de bacterias resistentes a antibióticos betalactámicos —como la amoxicilina— en aguas utilizadas para riego.

Este resultado indica que el río Bogotá no es solo un receptor de contaminantes, sino también un espacio en donde los microorganismos pueden desarrollar y compartir mecanismos de resistencia antimicrobiana, fenómeno reconocido como una de las principales amenazas globales para la salud pública.

También se han evaluado los efectos de la actualización del Plan de Ordenación y Manejo de la Cuenca Hidrográfica (POMCA) sobre la calidad del agua en municipios como Funza y Mosquera, con el fin de analizar si las estrategias actuales de gestión ambiental están logrando mitigar la contaminación en zonas de alta afectación.

Además, en 2022 se confirmó la presencia de parásitos de interés sanitario, como Giardia y Cryptosporidium, tanto en aguas de riego como en hortalizas cultivadas en la Sabana occidental de Cundinamarca.

La presencia de estos organismos en cultivos de consumo humano evidencia que la contaminación hídrica se puede trasladar desde el río hasta los alimentos, ampliando así el alcance del riesgo sanitario más allá del ecosistema acuático.

Estudios recientes basados en análisis metagenómicos —técnicas que permiten estudiar el ADN de comunidades completas de microorganismos presentes en el agua— han mostrado, además, una alta presencia de genes asociados con resistencia antimicrobiana y cambios significativos en las comunidades microbianas del río.

Los investigadores del grupo RESA consideran que el río funciona como un “reactor biológico” en el que los microorganismos intercambian información genética que les permite sobrevivir a antibióticos y contaminantes presentes en el ambiente.

Los estudios desarrollados ofrecen una visión integrada del problema, que conecta la contaminación del río Bogotá con la agricultura de la Sabana y con riesgos directos para la salud humana, lo que refuerza la necesidad de fortalecer la gestión del agua, el saneamiento y el monitoreo ambiental en la cuenca.

 

SE HAN RESTAURADO 150 HECTÁREAS DE FRANJAS FORESTALES PROTECTORAS DEL RÍO CAUCA

 

Desde 2021, la Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca, CVC, en conjunto con propietarios de predios dedicados al cultivo de caña de azúcar y Asocaña, ha llevado a cabo la recuperación y conservación de aproximadamente 150 hectáreas de estas franjas en el valle del río Cauca.

 “Estamos pasando de un sistema de monocultivo de caña a uno que promueve la diversidad. Esta variedad de flora propicia también una mayor diversidad de fauna, ya que las nuevas plantas generan semillas y refugios; son áreas que no serán intervenidas. Al eliminar la perturbación, se crea un ambiente propicio para que la fauna regrese, disperse semillas y contribuya a la recuperación de la franja protectora del río Cauca, en su margen izquierda”, explicó el ingeniero forestal Henry Trujillo, coordinador de la Unidad de Gestión de Cuenca Timba-Claro-Jamundí de la CVC.

Hasta la fecha, solo en jurisdicción de la Dirección Ambiental Regional Suroccidente, se han liberado 33 hectáreas en 23 predios: en la zona rural de los municipios de Jamundí, en sus corregimientos de Quinamayó, Villapaz, Paso de la Bolsa y Bocas del Palo; en Cali, en El Hormiguero y Navarro; en Yumbo, en Arroyohondo, Higuerón, Platanares y San Marcos. 

 “Las franjas forestales protectoras desempeñan un papel muy importante en la conservación de la biodiversidad en los ecosistemas ribereños. Por ejemplo, en el predio conocido como Playa Amarilla, en Quinamayó, se liberó una hectárea que conecta los bosques de guadua de la ribera, donde se quiere generar un bosque denso. Aunque podríamos haber dejado este proceso como una restauración pasiva, decidimos intervenir activamente y sembramos árboles de especies nativas como eritrinas, guácimo, balso, flor amarillo y chiminango, que son resistentes y contribuyen a la protección de la ribera del río Cauca”, enfatizó Trujillo.

“Este compromiso ambiental no se refiere solamente a la liberación de caña de azúcar cultivada, en al menos 50 metros a partir de la orilla del río y 30 metros de la orilla de los humedales, sino también a permitir el establecimiento de bosques protectores en estas áreas.

Logramos que, de manera voluntaria y concertada, los propietarios de los predios ubicados en los ecosistemas priorizados se vincularan al cumplimiento de la meta establecida”, se resalta en el Informe de Sostenibilidad 2022 – 2023 de Asocaña.

Para la vigencia 2025, aunque los ingenios y propietarios han realizado el mantenimiento, la CVC tiene previsto apoyar estas actividades, con resiembras y el fortalecimiento de las plantaciones existentes. Para el resto del departamento la liberación de la franja del río Cauca supera las 150 hectáreas. 

Declarar el río Magdalena como sujeto de derechos contribuiría a su recuperación

 Para contrarrestar los conflictos socioambientales del río Magdalena, en cuya cuenca habita el 77 % de la población colombiana y se produce el 85 % del producto interno bruto (PIB) nacional, sería necesario brindarle protección al afluente y los ecosistemas que lo componen, además de reconocer su importancia como principal vía fluvial del país.

Una de las problemáticas del río Magdalena identificadas por el ingeniero civil Gonzalo Duque Escobar –con posgrados en Economía, Geofísica y Mecánica de Suelos y docente de la UNAL– es la carga de 150 millones anuales de toneladas de sedimentos que se vierten al Caribe, como expresión de la deforestación del 80 % de la región Andina, y las crecientes periódicas que inundan decenas de miles de hectáreas en su cuenca baja como consecuencia de la pérdida de la función reguladora de la depresión Momposina, en donde se han desarticulado complejos de cientos de ciénagas, cerrando sus caños.

Según el investigador, a esta situación se suma la pérdida del 90 % de la pesca y el blanqueamiento del 80 % de los corales entre Cartagena y Santa Marta, así como la consecuencia de la deforestación en algunas de sus cuencas.

“Este río de 1.613 km, con 990 km navegables desde su desembocadura en el mar Caribe hasta el Salto de Honda, y 400 km más desde allí hasta el departamento del Huila, tiene comprometida su cuenca –de unos 250.000 km²–, puesto que es un escenario deforestado que explica por qué en la desembocadura, siendo el caudal promedio de 7.200 m³/segundo, se presentan variaciones desde 10.287 m³/s en invierno hasta 4.068 m³/s en verano.

“Lo anterior explica por qué amparar los derechos ambientales a la Luz del artículo 331 de la Constitución Política de Colombia –que crea Cormagdalena– y de la Ley 161 de 1994 –que la organiza– es darles primacía a sus 30.000 pescadores y a 15.000 más de sus afluentes en el Cauca, a los humedales y bosques secos que lo circundan, no solo para ponerle límites a las intervenciones que buscan establecer un canal navegable para que no alteren su vaguada (ascenso de masas de aire cálido y húmedo) ni los frágiles humedales como ecosistemas vitales de este territorio”, enfatiza.

Por otro lado, en 1991 la Constitución Política, mediante el artículo 331, crea la Corporación Autónoma Regional del Río Grande de la Magdalena, (Cormagdalena) encomendándole la recuperación de la navegación y la protección del medioambiente y de los recursos naturales renovables de la principal arteria fluvial del país. “Pero pese a haberle encomendado la recuperación integral del río, al adscribírsele el organismo con la misión al Ministerio de Transporte, se ha ocupado principalmente de la navegación, dejando de lado a los pescadores y los ecosistemas”, manifiesta el investigador Duque.

Deterioro ambiental va más allá de la deforestación y pérdida de complejos de humedales; además de resolver la contaminación por aguas vertidas y no tratadas, donde a las actividades agroindustriales con su huella hídrica se suman los vertimientos industriales y urbanos”, precisa.

Propuesta

Para el ingeniero civil, una posible solución sería una declaratoria que priorice al río Magdalena partiendo del concepto del territorio como sujeto de derechos. “Si su cuenca es el hábitat en donde se dan las relaciones con el medio andino tropical y también el río hoy –víctima del olvido– y se encuentra degradado y contaminado, urge emprender una recuperación que tenga como fin una política pública orientada a socializar los beneficios de la economía modal”.

“Además, para recuperar íntegramente el río, sostiene que se necesita una declaratoria que lo haga sujeto de derechos bioculturales y de reconocer su valor excepcional como patrimonio cultural y natural de la humanidad, como lo propone la Cátedra Unesco”, puntualiza el investigador.

Recorrido del río

La cuenca del río Magdalena ocupa el 24 % del territorio colombiano. En ella están 11 departamentos: Magdalena, Atlántico, Bolívar, Cesar, Antioquia, Santander, Boyacá, Cundinamarca, Caldas, Tolima y Huila.

Disponibilidad de agua en la cuenca del río Sinú disminuyó en 40 años

 Este es uno de los hallazgos obtenidos a partir del análisis de más de 60 estaciones de monitoreo de precipitación y caudal, tomadas entre 1981 y 2020. Se evidenció que la falta de agua en la cuenca del río Sinú ha pasado del 10 al 30 % anual. Además, que febrero es uno de los meses más críticos, debido a la reducción de precipitaciones.

El río Sinú es una de las fuentes hídricas más importantes del Caribe colombiano, esencial para el equilibrio ecosistémico; de ella se obtiene agua para consumo humano, actividades agrícolas, ganaderas e industriales, entre otras.

Ángel Daniel Díaz Carvajal, magíster en Ingeniería - Recursos Hidráulicos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, estudió la variabilidad climática de la cuenca en un período de 40 años, es decir, las variaciones en algunos parámetros que determinan la oferta hídrica del territorio

Para ello se enfocó en identificar los cambios que se presentan en las precipitaciones (lluvias) y el caudal del río, así como sus relaciones con el ENSO –fenómeno de variabilidad climática -que se manifiesta a través de El Niño o La Niña– y la operación del embalse de Urrá.

“Caracterizar sus comportamientos y estudiar sus tendencias es muy importante para planear mejor la gestión de los recursos hídricos”, señala el investigador.

Para el estudio aplicó métodos estadísticos apropiados para analizar los registros de 4 décadas en 46 estaciones pluviométricas y 16 estaciones de caudal, además de la información espacial de lluvia de la base de datos CHIRPS (Climate Hazards Group Infrared Precipitation with Station Data), para cubrir totalmente la zona de estudio, desde la cuenca alta –en el Parque Natural Nudo del Paramillo– hasta la cuenca baja, en la zona de desembocadura en el mar Caribe.

El magíster señala que “uno de los aportes de la metodología fue proponer la técnica estadística conocida como ‘análisis de varianza’ para evaluar específicamente si el ENSO genera cambios significativos en las variables (precipitación y caudal), y se encontró que algunos meses tienen más impacto que otros. En la época seca (diciembre, enero y febrero) y en el segundo semestre del año las alteraciones son mayores. Se evidenció la importancia de realizar los análisis de forma discriminada para cada mes”.

En relación con las precipitaciones, se evidenció que en febrero es más crítico, con una tendencia generalizada de disminución en toda la cuenca. “Esto es una señal de alarma para tomar medidas y enfrentar un mes que es cada vez más seco”, advierte el magíster.

Otros resultados relevantes fueron la disminución de la disponibilidad global del agua en la cuenca. “Al observar las gráficas notamos una gran diferencia entre las condiciones antes y después del embalse. Aunque en el periodo preembalse la cuenca alcanzaba valores de déficit hídrico anual cercanos al 10 %, en el periodo posembalse alcanza valores cercanos al 30 %”, explica.

Tales cifras reflejan el efecto sinérgico de la operación del embalse y el cambio climático detectado a través de las tendencias negativas de lluvia en diferentes porciones de la cuenca.

Con respecto al caudal, se encontró que esta variable refleja de forma clara la respuesta de la cuenca al cambio o la variabilidad de la precipitación, que a su vez es modelada por el ENSO, la vegetación y las actividades humanas.

Los meses en los que hay más influencia del ENSO están agrupados: los de menor impacto son los que van de abril a julio, mientras que los de mayor impacto van de agosto a marzo. Según el investigador Díaz, este hallazgo es muy importante porque da una idea de cuáles pueden ser los meses más afectados ante la ocurrencia de una fase activa del fenómeno.

Además, se encontraron evidencias de que el ENSO altera otros aspectos de la cuenca, como por ejemplo el tiempo de respuesta (tiempo medio que tarda el agua en llegar a un punto sobre la corriente).

“En la parte alta del Sinú, el tiempo de respuesta medio está entre 3 y 5 días, es decir que los caudales responden a la lluvia de los 3-5 días anteriores. No obstante, durante El Niño se presentan máximos de 11 días y durante La Niña mínimos de 1 día”.

Este es un aspecto fundamental a tener en cuenta en el diseño y la construcción de obras hidráulicas, por ejemplo, pues “si las condiciones de diseño cambian ante la ocurrencia de una fase activa del fenómeno, ¿cómo se afectaría la seguridad de la obra?, pregunta el investigador.

Por otro lado, el embalse de Urrá ha afectado no solo la magnitud de los caudales sino también otros aspectos del régimen hídrico, como duración, frecuencia y tasas de cambio. “Sin embargo, estos impactos son dinámicos, es decir, cambian a lo largo del tiempo, lo que nos indica la necesidad de realizar monitoreos permanentes”.

Al mismo tiempo, “las pruebas de hipótesis permitieron detectar que la generación hidroeléctrica se reduce significativamente durante El Niño, lo que se asocia con la disminución de los aportes al embalse”. Aunque los análisis de la precipitación mostraron tendencias positivas en la cuenca alta, las reducciones hidrológicas impactan de manera importante sobre la producción de energía.