Variación espacio-temporal de la turbidez y calidad en ...oceanologia.redciencia.cu/articulos/turbidez 123.pdf · variabilidad espacio-temporal de la turbidez del agua y su relación

Serie Oceanológica. No. 12, 2013 ISSN 2072-800x

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Variación espacio-temporal de la turbidez y calidad en cuerpos de agua marina de uso pesquero, región norcentral de Cuba, 2008-2010

Space-time variation of turbidity and quality in marine water bodies for fishery use, north-central region of Cuban shelf, 2008-2010 Abel Betanzos Vega*, Norberto Capetillo Piñar*, Alexander Lopeztegui Castillo* & Beatriz Martínez Daranas**

*Centro de Investigaciones Pesqueras, 5ta y 246, Santa Fé, Playa, Ciudad de la Habana, Cuba. [email protected]

**Centro de Investigaciones Marinas, calle 16 No. 114, Playa, Ciudad de la Habana, Cuba

Resumen

A partir de cinco cruceros de investigación realizados en el periodo 2008 – 2010, en dos bahías semicerradas (Buena Vista y San Juan de los Remedios), de la región norcentral de Cuba, se analizó la variabilidad espacio-temporal de la turbidez del agua y su relación con la temperatura, salinidad, concentración y saturación de oxígeno disuelto, pH, transparencia, color, sólidos suspendidos y totales, demanda química de oxigeno (DQO) y la intensidad del viento in situ. Se evaluó la calidad de las aguas por el índice del estado trófico, y de la comparación y relación transparencia vs. turbidez se obtuvieron intervalos de turbidez (FTU) que se utilizaron como indicador de la calidad de los cuerpos de aguas estudiados. La turbidez presentó relación estadística (positiva) significativa (α<0,05) con el color del agua, los sólidos totales y la DQO, e inversa con la transparencia, el pH, y la concentración y saturación de oxígeno disuelto. En la distribución horizontal, los máximos de turbidez se localizaron en aguas cercanas a la costa coincidiendo con zonas contaminadas por materia orgánica, que según el índice del estado trófico clasificaron como mesotróficas o eutróficas. Según los intervalos de turbidez determinados en función de la transparencia, se identificó como calidad BUENA los valores menores que 5 FTU y MALA a partir de 8 FTU. Con intensidades de vientos superiores a 14 km h-1 se incrementó la turbidez a concentraciones mayores que 8 FTU, lo que limitó la visibilidad de los fondos en la región.

Abstract

It was analyzed the space-time variations of turbidity and their relation with temperature, salinity, dissolved oxygen concentration and saturation, pH, water transparency and color, suspended and total solids, chemical oxygen demand (COD), and the in situ intensity of the wind in two semi-enclosed bays (Buena Vista and San Juan de los Remedios) located in the north-central region of Cuba. Measurements were taken during five cruises in different seasons of the year between 2008 and 2010. Water quality was determined by the trophic state index. Intervals of turbidity (FTU) were obtained from the relation transparency vs. turbidity, which were used as indicators of water quality in the studied water bodies. Turbidity showed a significant (α<0,05) and direct statistic relation with water color, total solids and COD; and an inverse relation with transparency, pH and dissolved oxygen concentration. Areas of higher turbidity values coincided with near-shore zones contaminated by organic matter that classified as mesotrophic and eutrophic, according to the trophic state index. Consistent with the intervals of turbidity determined in relation to transparency, used for evaluating water quality in marine zones of fishery use in the north-central region, it was identified as GOOD the quality values lower than 5 FTU, and as BAD quality values higher than 8 FTU. With wind intensities stronger than 14 km h-1 blowing from the first quadrant, turbidity increases up to values higher than 8 FTU, limiting the visibility in the bottoms of this region.

Palabras clave: turbidez, calidad, bahías semicerradas, región norcentral, Cuba. Keywords: turbidity, quality, semi-enclosed bays, north-central Cuban shelf.

mailto:[email protected]


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INTRODUCCIÓN

La turbidez constituye un indicador general de la calidad de las aguas, aunque no ofrece información sobre un contaminante específico (Lenntech, 2009; Moreira et al., 2009). En las aguas marinas de la región norcentral de Cuba se han realizado estudios vinculados con la turbiedad de las aguas pero mayormente enfocados al efecto de los procesos de construcción de obras marítimas y dragados, o como información adicional en caracterizaciones oceanográficas (Fernández-Vila & Chirino-Núñez, 1993; Pérez et al., 2003); sin embargo no se han realizado estudios específicos sobre las variaciones de la turbidez, su relación con otros parámetros fisicoquímicos y las causas que inciden en su incremento.

Entre 1989 y 1994, se construyó el pedraplén que comunica la ciudad de Caibarién, provincia de Villa Clara, con Cayo Santa María; vial que se extiende por 48 km y atraviesa, de forma perpendicular a la costa, este tramo de la plataforma nororiental, donde se localizan las bahías de San Juan de los Remedios y Buena Vista. El proceso de construcción generó un aporte desmesurado de sólidos suspendidos y sedimentables, generando un incremento de la turbiedad a niveles críticos y un deterioro progresivo de la calidad del agua y los fondos marinos de la bahía de Buena Vista (Fernández-Vila & Chirino-Núñez, 1993; Alcolado et al., 1999). Aunque Pérez et al. (2003) y Quirós (2006) plantean una recuperación de los ecosistemas aledaños al pedraplén, con disminución de la turbidez respecto a los años 1989 a 1995, y califican la calidad de las aguas como favorable, la Empresa Pesquera Industrial de Caibarién (EPICAI) informó en el 2008 sobre escenarios de alta turbidez en aguas costeras al norte de Villa Clara, sobre todo en las bahías de Buena Vista y San Juan de los Remedios, lo que dificultó la actividad pesquera, debido a que algunos métodos de pesca precisan de la visibilidad de los fondos para localizar los refugios artificiales y las trampas (nasas) que se utilizan en las pesquerías de crustáceos y peces.

El objetivo de este trabajo es estudiar las variaciones espacio-temporales de la turbidez y su relación con otras variables fisicoquímicas, con vista a evaluar la calidad de las aguas de las zonas aledañas al vial Caibarién - Cayo Santa María, bahías de Buena Vista y San Juan de los Remedios, utilizando la turbidez como indicador.

MATERIALES Y MÉTODOS

La zona de estudio (Figura 1) está constituida por la parte occidental de la bahía de Buena Vista (BV), con profundidad media de 2,06 m, y la zona oriental de la bahía San Juan de los Remedios (SJR), con promedio de 2,19 m de profundidad. Ambas bahías se localizan en la región norcentral de Cuba y constituyen áreas marinas semicerradas ubicadas entre la costa principal y un cordón de cayos al Norte, que forma parte del Archipiélago Sabana-Camagüey. En las zonas centrales de estas bahías se presentan profundidades entre 2 y 4 metros, donde se realizan las principales actividades pesqueras, con pequeños tramos de mayor profundidad, entre 5 y 6 m, en los canales de intercambio como el de Boca Chica (Figura 1). El área total de estudio abarcó unos 350 Km2, en la que el vial Caibarién - Cayo Santa María establece una demarcación artificial entre ambas bahías.


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Figura 1. Zona de estudio y red de estaciones. Delineado en negro el pedraplén Caibarién-Cayo Santa

María.

Figure 1. Study area and station network. Outlined in black is the causeway Caibarién – Santa María key.

Se ejecutaron cinco cruceros de investigación en: junio de 2008, octubre de 2008, febrero de 2009, julio de 2009 y diciembre de 2010; en los que se muestrearon 11 estaciones, ubicadas a ambos lados del vial donde se conocía de la presencia de la fanerógama Thalassia testudinum (Carrodeguas et al., 1997; Martínez-Daranas, 2007), biotopo que forma parte del hábitat de la langosta Panulirus argus y otros recursos pesqueros. Los muestreos se realizaron en el horario comprendido entre las 10:00 y las 16:00 horas, horario que facilita un mayor ángulo de incidencia de los rayos solares, necesario para las mediciones de variables que implican el uso de la luz natural, tales como la transparencia y el color del agua.

La turbidez se determinó, a partir de muestras de aguas del nivel de superficie (0,30 m), con un turbidímetro HANNA HI 93703-11 con precisión (error) de ±0,01 FTU (Unidad de Turbidez de la Formazina) que es idéntica al NTU (Unidad Nefelométrica de Turbidez) (Lenntech, 2009). La distribución espacial de la turbidez se determinó por el método de isolíneas a través del programa AutoCad/Autodesk Map 2004, utilizando el método de interpolación Kriging.

Adicionalmente, se realizaron registros in situ de diferentes variables oceanográficas, tales como: temperatura del agua (°C), salinidad (ups), concentración de oxígeno disuelto (mg L-1), saturación de oxígeno (S. O. %) y pH, con sondas multiparámetros, WTW 340i y HANNA HI 9828, la transparencia relativa del agua (%), que se refiere al porcentaje de la diferencia en metros entre la profundidad del punto de muestreo y la profundidad de visibilidad del disco Secchi de color blanco (Tyler, 1968); el color del agua, a partir de la comparación visual entre el color del agua de mar observado sobre el disco Secchi y el valor numérico correspondiente a los colores de la escala Forel-Uhle. Los sólidos suspendidos (SS) y totales (ST) en mg L-1 por APHA (1992), y la demanda química de oxígeno (DQO) en mg L-1, mediante la oxidación con permanganato de potasio en medio alcalino, para un contenido de cloruros mayor a 200 mg L-1 (FAO,1975). Las muestras de aguas fueron colectadas con una botella Van Dorn, unas almacenadas en frascos oscuros a temperatura de 4°C y otras congeladas a -20°C y trasladadas al laboratorio para los análisis hidroquímicos. Se registró la velocidad del viento in situ (medida con anemómetro manual de cazoleta tipo Robinson), expresado en km h-1. Se obtuvieron, además, datos meteorológicos de acumulado mensual de lluvia (mm), velocidad (km h-1) y dirección del viento (16 rumbos), promedio mensual de los años 2008 y 2009, y medias históricas, de la estación meteorológica costera de Caibarién.


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Se relacionaron los valores medios de turbidez, del total de puntos muestreados, con los valores correspondientes al resto de las variables estudiadas a partir de regresiones lineales, con el programa estadístico Statdgraphics Centurión XV. II, y correlaciones no lineales en caso de ser necesario. En el caso específico de las regresiones lineales entre la turbidez (FTU) y la transparencia del agua (%), los valores de ambas muestras fueron transformados en logaritmo en base 10 (LOG10). El grado de eutrofia se determinó a partir del índice del estado trófico (ITS en inglés) según Carlson (1977) en función de la lectura del disco Secchi. Se establecieron intervalos de turbidez (FTU) para evaluar la calidad de las aguas según la transparencia relativa, relacionando la turbidez con los valores obtenidos de transparencia del agua, al ser la transparencia un parámetro análogo de la turbidez, fácil de determinar y de resultado inmediato, además de que la norma cubana NC-25 (1999) lo reconoce como índice de calidad y especifica intervalos de calidad BUENA, DUDOSA, MALA. Esto se realizó con los valores (n=30) de las estaciones que se localizaron en profundidades ≥ 2 m (estaciones 1, 3, 4, 6, 9 y 11) donde se realiza actividad pesquera y con vista a disminuir el efecto de las bajas profundidades en la lectura del disco Secchi.

Los valores medios de turbidez e intensidad del viento por estaciones (n=11), de todo el periodo de muestreo, se transformaron en anomalías estandarizadas, con salida gráfica para una mejor interpretación de la variabilidad espacial. Con vista a estimar a partir de qué intensidad del viento se alcanzaron valores de turbidez ≥ 8 FTU que impidieron la visibilidad de los fondos y se clasificaron como de calidad MALA, se comparó y relacionó (gráfico de dispersión y regresión lineal) los registros puntuales de ambas variables de todo el periodo de muestreo (n = 25), correspondiente a las estaciones (3, 4, 6, 8 y 9) ubicadas en áreas de pesca y donde se presentó una mayor incidencia de los vientos predominantes en la región (NE - E).

Se contactaron diferentes instituciones del territorio, relacionadas con el turismo, hidrografía (Grupo Empresarial GEOCUBA) y el servicio estatal de monitoreo del Centro de Estudios y Servicios Ambientales, con vista a determinar posibles dragados, desvíos viales en el pedraplén que impliquen acciones de relleno, u otras, que pudiesen ser responsable de los incrementos de turbidez mencionados por la empresa pesquera EPICAI para principios del 2008, o durante el periodo de muestreo; se reportaron acciones de relleno y construcción de desvíos para reparación de los puentes del vial a mediados del 2010.

RESULTADOS

En junio de 2008 y febrero de 2009 se registraron valores medios de turbidez superiores a 7 FTU (Tabla 1). En ambos meses se denotó una diferencia en la distribución horizontal de la turbidez entre ambas bahías (Fig. 2 y Fig. 4); en la bahía de BV las isolíneas indican un rumbo de desplazamiento hacia el oeste y noroeste; mientras que en SJR, se observaron inflexiones que indicaron un rumbo suroeste y oeste, y se observó un desplazamiento de isolíneas por el centro de la bahía de BV con concentraciones de 10 y 9 FTU, respectivamente, que en forma de lengüeta se estrecharon en la Canal de los Barcos atravesando hacia la bahía de SJR.

Tabla 1. Datos de turbidez según meses muestreados.

Table 1. Turbidity data according to sampled months.

Datos de Turbidez junio/2008 Octubre/2008 Febrero/2009 Julio/2009 Diciembre /2010

Media 10,22 4,53 7,18 4,09 3,69

Desv. estándar ± 7,3 ± 2,3 ± 2,5 ± 2,5 ±1,36

Máximo 26,37 8,38 11,01 8,12 6,23

Mínimo 2,46 1,78 3,81 1,78 2,30


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En la distribución espacial de la turbidez durante los muestreos de octubre de 2008 (Fig. 3) y julio de 2009 (Fig. 5), también se notó un desplazamiento de las isolíneas hacia el norte y oeste en la bahía de BV, y hacia el sur y el oeste en la bahía de SJR. En estos meses se registró menor turbidez que en los meses de junio de 2008 y febrero de 2009, con valores medios inferiores a 5 FTU (Tabla 1); se observaron núcleos de mayor turbidez (7 a 8 FTU) al oeste de la bahía de BV, en la zona adyacente a la Canal de los Barcos. Diciembre de 2010 presentó un panorama similar a octubre de 2008 y julio de 2009, con incremento hacia la costa aunque con menores gradientes, los máximos en ese mes, entre 5 y 7 FTU, se registraron en la bahía de BV.

Figura 2. Distribución horizontal de la turbidez en

el mes de junio de 2008.

Figure 2. Horizontal distribution of turbidity in June 2008.


el mes de febrero de 2009.

Figure 4. Horizontal distribution of turbidity in February 2009.


el mes de octubre de 2008.

Figure 3. Horizontal distribution of turbidity in October 2008.


el mes de julio de 2009.

Figure 5. Horizontal distribution of turbidity in July 2009.

En relación al resto de las variables fisicoquímicas estudiadas (Tabla 2), se observó que

junio de 2008 y febrero de 2009 manifestaron un panorama hidrometeorológico de mayor inestabilidad, con registros de mayor intensidad del viento in situ y menor transparencia del agua, indicando procesos de turbulencia y resuspensión.


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Tabla 2. Valores promedio y desviación estándar de variables fisicoquímicas, y acumulados de lluvia.

Table 2. Mean values and standard deviation of physico-chemical variables, and accumulated rainfall.

Variables junio/2008 octubre/2008 febrero/2009 julio/2009 diciembre

/2010

Temperatura del agua (°C)

29,62±0,34 28,08±0,42 25,01±0,38 31,66±0,89 21,66±0,24

Salinidad (ups) 42,45±1,25 36,23±0,87 38,32±0,71 39,73±1,03 41,54±1,71

Oxígeno disuelto (mg L-1)

6,86±0,43 4,82±0,52 6,20±0,30 5,06±0,49 5,59±0,30

Variables junio/2008 octubre/2008 febrero/2009 julio/2009 diciembre

/2010

Saturación de oxígeno (%)

98,26±9,10 - 105±8,61 101,41±8,52 81,22±6,88

pH 8,24±0,09 8,16±0,09 8,20±0,04 8,36±0,03 -

DQO (mg L-1) 1,78±0,74 1,60±0,85 1,75±0,60 1,21±0,38 3,00±0,83

Transparencia (%) 30±25 50±25 40±20 70±25 80±20

Sólidos suspendidos (mg L-1)

26,7±13,8 14,9±5,7 20,4±10,7 15,8±4,6 12,2±7,3

Sólidos totales (mg L-1)

78,1±22,5 66,4±10,0 75,2±13,6 66,1±11,3 60,3±9,1

Color (Forel-Uhle) 9±2 7±1 8±2 6±1 5±3

Viento in situ (km h-1) 17,60±2.30 8,95±1,45 11,70±1,35 8,80±1,10 8,70±0,70

Lluvia (mm) 152,7 58,0 8,1 38,1 33,1

En los análisis de regresión entre los valores puntuales de turbidez y el resto de las variables

estudiadas (Tabla 3), los mayores coeficientes de correlación (positiva) se obtuvieron con el color del agua, los sólidos totales y la DQO, e inversa (negativa) con la transparencia del agua.

Tabla 3. Resultado de las regresiones lineales entre la turbidez y cada una de las variables hidrológicas estudiadas.

Table 3. Result of the lineal regressions between turbidity and each of the hydrological variables studied.

Estadística Temp. Sal. O. D. S. O. DQO pH SS ST Transp. Color

Coeficiente R2 -0.2043 0.4828 -0.6383 -0.3090 0.6804 -0.6055 0.3879 0.7279 -0.7129 0.8243

Muestras (N) (55) (55) (55) (55) (40) (55) (40) (40) (55) (55)

Valor-P 0.5712 0.0575 0.0147 0.1849 0.0351 0.0049 0.0681 0.0285 0.0005 0.0006

Según el índice de estado trófico (Carlson, 1977), los meses de junio de 2008 y febrero de

2009 manifestaron características eutróficas en el 70% de las estaciones (ITS de 60,1 a 85); solo las estaciones 6, 10 y 11 presentaron un menor índice trófico (mesotrófico). Octubre de 2008, julio de 2009 y diciembre de 2010, mostraron índice mesotrófico en más del 65% de las estaciones (ITS de 30 a 60), y valores oligotróficos (ITS < 30) en las estaciones 5, 6, 10 y 11.

Al relacionar (lineal) la turbidez con la transparencia del agua en aquellas estaciones con profundidades ≥ 2 m (n=30), donde se realiza actividad pesquera, se obtuvo una relación inversa (R2= 0,91; α<0,05), indicando una fuerte asociación entre estas dos variables. En el


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diagrama de dispersión (Fig. 6), en que se compara y relaciona la transparencia del agua (%) con la turbidez (FTU), las transparencias menores del 20%, que clasifican con calidad MALA según NC-25 (1999), coincidieron con valores de turbidez ≥ 8 FTU. Esto permitió estimar y proponer intervalos de turbidez que se usaron adicionalmente para evaluar la calidad de las aguas de esta región, utilizando el mismo sistema de categorías que el usado en la NC-25 (1999) para la transparencia de las aguas marinas (Tabla 4).

y = 107.5e-0.18x

R² = 0.894

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Tra

ns

pa

ren

cia

(%

)

Turbidez (FTU)

BUENA

DUDOSA

MALA

NC-25 (1999)

Figura 6. Turbidez vs. transparencia del agua. Las líneas discontinuas señalan los intervalos de calidad

de la transparencia del agua según la NC-25 (1999).

Figure 6. Turbidity vs. water transparency. Dotted lines indicate water quality intervals of water transparency according to the NC-25 (1999).

Tabla 4. Índice de calidad de la transparencia para cuerpos de agua costeros de uso pesquero,

según NC-25 (1999), e intervalos estimados para la turbidez.

Table 4. Quality index of transparency for coastal water fisheries according to NC-25 (1999), and estimated intervals for turbidity.

Variable BUENA DUDOSA MALA Transparencia (%) 100 - 50 50 - 20 < 20 Turbidez (FTU/NTU) 0 - 5 5 - 8 > 8

En Junio de 2008 la intensidad del viento in situ, durante el tiempo de muestreo, fluctuó entre

10 y 21 Km h-1 de dirección NE-ENE; reportándose por la estación meteorológica una media mensual de 21,1 Km h-1 y precipitaciones de 158 mm de lluvia, aunque estas precipitaciones debieron ocurrir después de terminado el muestreo ya que no incidieron en la salinidad de ese mes (Tabla 2). Para febrero de 2009 se reportaron bajas precipitaciones (8,1 mm de acumulado de lluvia mensual), pero se registraron vientos sostenidos del E y ENE con promedio mensual de 24,8 Km h-1, que durante el muestreo presentaron registros in situ entre 9 y 14 Km h-1. En Octubre de 2008, julio de 2009 y diciembre de 2010 se registraron menores intensidades del viento durante los días de muestreos (5 a 12 Km h-1) y un bajo acumulado de lluvia mensual (58, 38,1 y 33 mm, respectivamente).

Los valores medios de turbidez por estaciones, de los cinco meses muestreados, fluctuaron entre 2,56 y 12,44 FTU; mientras que la magnitud de la velocidad del viento registrado in situ, mostró valores promedio por estaciones de 9 a 14 km h-1. Al relacionar los valores medios de turbidez, por estaciones (n=11), con la correspondiente intensidad promedio del viento in situ, se obtuvo una relación estadística (positiva) moderada (R2=0,46; α<0,05). El gráfico de


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anomalías (Fig. 7) muestra la correspondencia, mayoritaria, entre las anomalías positivas de turbidez y las anomalías positivas de la intensidad del viento, y viceversa.

Figura 7. Anomalías de la intensidad promedio del viento y la turbidez por estaciones.

Figure 7. Anomalies of the average intensity of wind and turbidity by stations.

Con valores de intensidad del viento in situ y la turbidez, de los cinco meses muestreados,

correspondiente a las estaciones 3, 4, 6, 8 y 9 (n=25), se obtuvo una correlación lineal positiva estadísticamente significativa (R2=0,64; α<0,05). El gráfico de dispersión (Fig. 8) muestra una correspondencia entre intensidades de vientos ≥ 14 km h-1 y los valores ≥ 8 FTU que clasifican con calidad MALA según intervalos determinados.

y = 1.155x - 6.243R² = 0.640

0

4

8

12

16

20

24

28

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tu

rbid

ez (F

TU

)

Intensidad del viento (km h-1 )

Figura 8. Relación entre la intensidad del viento y la turbidez en las estaciones con mayor incidencia de

vientos predominantes (NE al E), y donde se realiza actividad pesquera (n=25).

Figure 8. Relation between wind speed and turbidity at stations with higher incidence of prevailing winds (NE to E), where fishing activities are carried out (n = 25).

Para los meses, desde febrero hasta mayo de 2008, reportados por la Empresa Pesquera

EPICAI como de alta turbidez, que dificultó la visibilidad de los fondos y la ubicación de los refugios y artes de pesca de la langosta, la estación meteorológica de Caibarién registró vientos del E y del ENE con promedios mensuales (entre 18,5 y 20,2 Km h-1) superiores al


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promedio histórico de la región (16,5 Km h-1); siendo el acumulado de lluvia para ese periodo superior a la media histórica de esos meses.

DISCUSIÓN

En las bahías estudiadas, aunque los muestreos coincidieron con diferentes momentos de la marea (flujo y reflujo), la distribución y desplazamiento de la turbidez estuvo más relacionada con la dirección general de la circulación de las aguas, hacia el W según el esquema de deriva a largo plazo establecido por Pérez et al. (2003), los que mencionan para la bahía de BV una corriente residual que refuerza el reflujo, cuyo movimiento está influido por los vientos Alisios, con rumbos predominantes (80%) de componente E (Lecha et al., 1994), coincidiendo con inflexiones en las isolíneas hacia el oeste según se observa en las cartas de distribución espacial. Al NE de la bahía de SJR se presenta una entrada de aguas oceánicas influida por la onda de marea, que al constituir el cordón de cayos un obstáculo en su movimiento, se refuerza su amplitud y velocidad en las bocas o canales de intercambio (Fernández-Vila & Chirino-Núñez, 1993; Pérez et al., 2003), lo que también influyó en la distribución de la turbidez, al observarse inflexiones en las isolíneas que denotan un desplazamiento en dirección S y SW desde el canal de Boca chica, con gradientes que se incrementan hacia la costa. Los menores valores de turbidez se registraron al norte de ambas bahías (estaciones 5, 6, 10 y 11), a sotavento del cordón de cayos exteriores, donde la incidencia de los vientos predominante del primer cuadrante, el oleaje y la turbulencia fue menor, sobre todo durante los muestreos de octubre de 2008, julio de 2009 y diciembre de 2010; en estas zonas se presentó la mayor transparencia, los máximos de concentración de O. D., menores valores de DQO, SS y ST, con salinidades entre 36 y 40 UPS, pH entre 8,12 y 8,30, y valores numéricos de la escala de colores Forel-Uhle del 7 al 11 (del verde y verde claro al amarillo-verdoso), mostrando características oligotróficas y oligo-mesotróficas según el ITS, Para estas áreas se ha reportado una mayor cobertura de pastos marinos con predominio de fondos arenosos y areno-fangosos (Carrodeguas et al., 1997; Martínez-Daranas, 2007). Según los gradientes observados en la distribución horizontal, la turbidez se incrementó desde el centro hacia la costa (estaciones 1, 2, 3, 4, 7, 8 y 9), en proporción con el predominio de fondos de tipo fangosos y una menor presencia de pastos marinos (Carrodeguas et al., 1997), coincidiendo las estaciones de mayor turbidez con las estaciones que presentaron mayor grado de eutrofia (eutrófico) según ITS, y en relación con los máximos de DQO, SS y ST y menor concentración de oxígeno disuelto, con valores numéricos de la escala de colores Forel-Uhle del 9 al 13 (verde claro y amarillo al carmelita claro), la salinidad y el pH, mostraron una mayor variación en la zona costera y relación inversa, aunque no estadísticamente significativa (R2=-0.44; α>0,05). Los núcleos de máxima turbidez que se observaron en las cartas de distribución horizontal, al centro-oeste de la bahía de BV, más definidos en octubre de 2008 y julio de 2009, coinciden geográficamente con el punto de muestreo más cercano a la Canal de los Barcos (estación 7). Esta concentración de mayor turbidez en esta área, pudo deberse a la hidrodinámica de la región, la topografía y batimetría, debido a que el bajo Las Glorias y el vial, limitan la libre circulación de las aguas las que se dirigen hacia los canales de intercambio o puentes del pedraplén (Fernández-Vila & Chirino-Núñez, 1993). En esta área de la bahía de BV se han registrado direcciones de la corriente residual con rumbos SW, W y NW, mayormente en dirección a la Canal de los Barcos (Pérez et al., 2003), lo que es coincidente con el sentido de desplazamiento de las isolíneas de turbidez. Por lo que no puede descartarse, para la Canal de los Barcos, un proceso continuo de erosión que favorece la resuspensión de sedimentos, ya que la velocidad de fricción (Krone, 1962) en los fondos marinos se incrementó en más del doble después de terminada la construcción del vial; lo que se verificó en los resultados obtenidos por Pérez et al. (2003) al expresar que, antes de la construcción del pedraplén la


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velocidad media de la corriente, en la Canal de los Barcos, tomaba valores medios de 15 cm s-1 con máximos de hasta 60 cm s-1; al cierre de la obra se registraron velocidades medias cercanas a los 60 cm s-1 con máximos de hasta 121 cm s-1, lo que incide en el vial, que requiere mantenimiento periódico (vertido de materiales). En lo que respecta a las variables que presentaron valores más altos de coeficiente de correlación con la turbidez (color del agua, sólidos totales y transparencia), los resultados obtenidos coinciden con lo expresado por Strickland (1958) y Buesa (1974), acerca de que el coeficiente de atenuación vertical de la luz es directamente proporcional al valor de Forel-Uhle (color del agua) e inversamente proporcional a la transparencia. La correlación significativa y relativamente alta de la turbidez con la DQO se debe a que ambas variables presentaron una distribución espacial similar, coincidiendo los puntos de mayor turbidez promedio con los de máximos puntuales de DQO (> 3 mg L-1), principalmente en las estaciones aledañas a la costa, áreas identificadas como contaminadas por materia orgánica, al ser receptoras de aguas residuales con escaso o ningún tratamiento (Montalvo et al., 2008).

Está demostrado que los mecanismos naturales de aceleración de las corrientes marinas, tales como el incremento en la intensidad de los vientos, la marea y las precipitaciones, contribuyen de forma determinante en los aumentos de la turbidez (Van Rijn, 1984), lo que sumado a otros factores mencionados en este trabajo y a resultados anteriores obtenidos en la región, permiten señalar varias fuentes de origen natural y antrópico que inciden en los incrementos de la turbidez, destacándose: la contaminación por aguas residuales con altas concentraciones de materia orgánica en zonas costeras (Perigó et al., 2004; Montalvo et al., 2008); limitación en la renovación de las aguas, con mayor efecto en la bahía de Buena Vista, a consecuencia del vial Caibarién – Cayo Santa María (Fernández-Vila & Chirino-Núñez, 1993; Pérez et al., 2003); pérdida en la cobertura de pastos marinos (Carrodeguas et al., 1997; Martínez-Daranas, 2007); represamiento de aguas fluviales e incrementos de salinidad (Romero et al., 1997; Alcolado et al., 1999); además, de las bajas profundidades y el tipo de sustrato presente, con predominio de fondos fangosos y fango-arenosos que se incrementan en la bahía de Buena Vista (Carrodeguas et al., 1997). Otros factores, que pueden generar escenarios temporales de turbidez en esta región son: dragados ocasionales, acciones de relleno en tramos afectados del pedraplén; así como la pesca de peces con chinchorros de arrastre (Thrush y Dayton, 2002; Martínez-Daranas et al., 2007), lo cual está en proceso de eliminación.

CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos permitieron conocer diferentes niveles de asociación entre la turbidez y parámetros fisicoquímicos obligatorios y complementarios en la evaluación de la calidad del agua, destacándose la alta relación (α<0,05) de la turbidez con la transparencia relativa, el color del agua, los sólidos totales y la DQO; determinándose mayores índices del estado trófico (mesotrófico - eutrófico) en las estaciones cercanas a la costa, sobre todo en la bahía de Buena Vista, donde se registraron los máximos de turbidez, color del agua, DQO y sólidos en suspensión y totales, así como menor concentración de oxigeno disuelto.

Este estudio corrobora que la región está expuesta a eventos antrópicos y naturales que inciden en el incremento de la turbidez, y que al actuar en sinergia pueden generar un deterioro ambiental, al menos temporal, en zonas críticas de importancia pesquera.

Se determinaron intervalos de turbidez que fueron utilizados para estimar la calidad de las aguas marinas de esta región, definiéndose como valores de calidad BUENA los ≤ 5 FTU, de 5 a 8 FTU DUDOSA y de calidad MALA los ≥ 8 FTU; constatándose, que con intensidades de viento superiores a 14 Km h-1 se generaron incrementos de turbidez ≥ 8 FTU.


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RECOMENDACIONES

Introducir el resultado obtenido con relación a los intervalos de turbidez propuestos como un índice complementario en la evaluación de la calidad del agua con fines pesqueros; tomando, además, la intensidad del viento superior a 14 Km h-1, como magnitud de referencia para el manejo de la actividad pesquera en las bahías del archipiélago Sabana-Camagüey.

Incrementar el número de mediciones de transparencia relativa (%) y turbidez (FTU) en diferentes cuerpos de agua costeros, con vista a obtener una data mayor y validar los intervalos de turbidez propuestos para evaluar la calidad de las aguas marinas de uso pesquero.

REFERENCIAS

Alcolado, P. M.; García, E. E., & Espinosa, N. (Eds). (1999). Protección de la biodiversidad y desarrollo sostenible en el Ecosistema Sabana-Camaguey. Proyecto GEF/PENUD Sabana-Camaguey CUB/92/G31. La Habana, Cuba.145 p.

APHA, WPCF, AWWA. (1992). Standard Methods for the examination of waters and wastewaters. Washington. D.C. 15th Edition. 856 p.

Buesa, R. J. (1974). Population and biological data on turtle grass (Thalassia testudinum König, 1805) on the northwestern Cuban shelf. Aquaculture, 4: 207-226 4.

Carlson, R. E. (1977). A trophic state index for lakes. Limnology and Oceanography, 22: 361-369.

Carrodeguas, C.; Ramos, V.. & Sosa, R. (1997). Empleo de tecnologías de avanzada en el estudio del macrofitobentos del Archipiélago Sabana-Camagüey. Memorias XXV Jornadas Argentinas de Botánica, pp. 2362-2368.

FAO (1975). Manual of Methods in Aquatic Environmetal Research part-1. Methods for detection and monitoring of water pollution. FAO fisheries technical paper. Rome, 137: 237p.

Fernández-Vila, L. J., & Chirino-Núñez, A. L. (1993). Atlas Oceanográfico de las aguas del Archipiélago de Sabana-Camagüey. Instituto Cubano de Hidrografía, La Habana, Cuba. 235 p.

Krone, R. B. (1962). Flume studies of the transport of sediment in estuarine shoaling processes. Technical report Hydraulic. Engineering Lab. University of California. 20 p.

Lenntech, B. V. (2009). FAQ de la evaluación de la calidad del agua. Agua residual & purificación del aire Holding B. V. http://www.lenntech.es/la-evaluacion-de-la-calidad-agua-faq-calidad-agua. Consultado el 23 de agosto de 2010.

Lecha, L., Paz, L., & Lapinel, B. (1994). El Clima de Cuba. Ed. Academia, La Habana, 153 pp.

Martínez-Daranas, B. (2007). Características y estado de conservación de los pastos marinos en áreas de interés del Archipiélago Sabana-Camagüey, Cuba. Tesis presentada en opción del grado científico de Doctor en Ciencias Biológicas. Facultad de Biología. Universidad de la Habana, Cuba, 108 p.

Moreira, J. M., Carpintero, I. R., Crespo, R., Montoya, I., Pino, I., & Rodríguez, A. (2009). Generación de indicadores para el seguimiento de la calidad de las aguas litorales. Evolución de la turbidez en la desembocadura del río Guadalquivir. Memorias del XIII Congreso de la Asociación Española de Teledetección. Calatayud. 23-26 de septiembre de 2009, pp197- 200.

Montalvo, J. F., Martínez-Canals, M., Perigó, E., Puentes, O., & García-García, N. (2008). Fuentes de contaminación de la zona costera de la provincia de Villa Clara, Cuba. Contribución a la Educación y la Protección Ambiental, 8: 154-161.

http://www.lenntech.es/la-evaluacion-de-la-calidad-agua-faq-calidad-agua

http://www.lenntech.es/la-evaluacion-de-la-calidad-agua-faq-calidad-agua


35

Norma Cubana, NC 25. (1999). Sistema de Normas para la Protección del Medio Ambiente. Hidrosfera. Especificaciones y procedimientos para la evaluación de los objetos hídricos de uso pesquero, 12 p.

Pérez, I. E., Díaz, D., López, I., Jiménez, M. J., Morales, A., Gutiérrez, A., Fernández, L., Viamontes, J., Capetillo, N., Viera, L. M., Barbeito, R., Rondón, H., Téllez, R., Blanco, M., & Diéguez, A. (2003). Condiciones oceanográficas generales del ambiente marino en la cayería norte de Villa Clara, Cuba. Revista Cubana de Investigaciones Pesqueras, 23 (1):9-13.

Perigó, E., Montalvo, J. F., Cano, M., Martínez, C., Niévares, A., & Pérez, D. M. (2004). Principales fuentes contaminantes en la eco-región norcentral de Cuba (Archipiélago Sabana–Camagüey). Impactos y respuestas. Contribución a la Educación y la Protección Ambiental, 5:14- 26.

Quirós, A. (2006). Bases gnoseológicas del uso sostenible de los recursos marino-costeros de Villa Clara. CESAM-CITMA Villa Clara. 73 pp. Disponible en http://www.forumcyt.cu/UserFiles/forum/Textos/0500487.pdf

Rodríguez-Portal, J. P., &. Rodríguez-Ramírez, J. E. (1983). Las mareas en las costas cubanas. Reporte de Investigación. Instituto de Oceanología. Editorial Academia de Ciencias de Cuba, 6:1-37

Romero, N., Camacho, J., Carrodeguas, C., Fernández, L., García, L., & López, D. (1997). Aumento de la salinidad y su repercusión sobre algunos componentes de la biota marina de la bahía de los Perros. Cuba. Memorias. XXV Jornadas Argentinas de Botánica. pp. 1943-1956.

Strickland, J. D. (1958). Solar radiation penetrating the ocean. A review of requirements, data and methods of measurement, with particular reference to photosynthetic productivity. Fisheries Research Board of Canada, 15(3):20-31.

Thrush, S. F., & Dayton, P. K. (2002). Disturbance to marine benthic habitats by trawling and dredging: Implications for marine biodiversity, Annual Review of Ecology and Systematics. 33: 449-473.

Tyler, S. E. (1968). The Secchi disc. Limnology and Oceanography, 13(1):1-6.

Van Rijn, L. C. (1984). Sediment transport. Part I: Bed load transport. Journal Hydraulic Engineering, 110:613-1641.

Recibido: junio de 2012.

Aceptado: abril de 2013.

http://www.forumcyt.cu/UserFiles/forum/Textos/0500487.pdf

Variación espacio-temporal de la turbidez y calidad en ...oceanologia.redciencia.cu/articulos/turbidez 123.pdf · variabilidad espacio-temporal de la turbidez del agua y su relación

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