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Las aguas superficiales constituyen una de las fuentes más importantes de agua dulce, sin embargo, una gran cantidad de ríos ubicados en zonas urbanas, están siendo utilizados como medios para la eliminación de residuos industriales, aguas residuales domésticas y desechos provenientes de la actividad agrícola, lo que produce disminución de la calidad de sus aguas. Tal es el caso del Río Burío-Quebrada Seca, que recorre diversas zonas urbanas principalmente de la provincia de Heredia.
Desde el año 2005, el Laboratorio del Manejo del Recurso Hídrico de la Escuela de Química de la Universidad Nacional desarrolla un proyecto de gestión ambiental comunitaria en la Microcuenca del Río Burío-Quebrada Seca, en cuyo marco se monitorean las aguas del río, mediante diversos parámetros físico químicos, con el fin de disponer de insumos para la toma de decisiones. Dado su papel relevante en la calidad del agua, el oxígeno disuelto es uno de los más estudiados.
Todos los organismos vivientes dependen de una u otra manera del oxígeno para mantener los procesos metabólicos que producen la energía necesaria para su crecimiento y reproducción; por ello el oxígeno disuelto es la variable más significativa en la determinación de la calidad de las aguas superficiales, dado su papel relevante en el mantenimiento de la vida acuática. La presencia de oxígeno disuelto en el agua resulta de la contribución de dos fuentes: la difusión del aire del entorno, favorecida por el paso del agua por saltos o rápidos, y la fotosíntesis de organismos acuáticos productores primarios (plantas y algas) (Prashant et al, 2009).
La solubilidad del oxígeno depende de la temperatura del agua, de la presión atmosférica (relacionada con la altitud) y de la salinidad. La relación existente entre esas variables determina la cantidad máxima de oxígeno que puede disolverse a ciertas condiciones de temperatura, presión y salinidad, lo que se conoce como 100% de saturación del agua; valores inferiores implican concentraciones bajo el límite de saturación y valores superiores son indicativos de aguas sobresaturadas.
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, U.S. EPA, ha establecido el criterio de 5.0 mg/L, como la concentración mínima de oxígeno disuelto requerida para mantener la fauna acuática, respaldada por numerosos estudios científicos que señalan que 4 a 5 mg/L es la mínima concentración de oxígeno a la que una gran diversidad de organismos acuáticos pueden sobrevivir. Se consideran porcentajes de saturación adecuados para la vida acuática aquellos superiores al 70%. Por otra parte, una sobresaturación de oxígeno disuelto, puede ser peligrosa para la vida acuática. Los peces expuestos a excesiva concentración de gases disueltos podrían sufrir "la enfermedad de la burbuja de gas" (las burbujas bloquean el flujo sanguíneo, causando la muerte). Sin embargo, esto es de muy rara ocurrencia (Flanagan, 1992).
Cuando el oxígeno disuelto en el agua está disponible en concentraciones suficientes como para mantener los ecosistemas en buenas condiciones, los organismos aeróbicos lo usarán y producirán sustancias inocuas para los ecosistemas acuáticos. Cuando el oxígeno es consumido en su totalidad o se encuentra en bajas concentraciones, los organismos anaeróbicos proliferarán y generarán sustancias perjudiciales para otros organismos y para el ecosistema en general.
El agotamiento del oxígeno en el agua puede ocurrir naturalmente. Las plantas lo consumen en ausencia de luz (no hay fotosíntesis y por lo tanto, no producen oxígeno) y los animales acuáticos lo consumen en el proceso de respiración; asimismo, en las capas profundas de lagunas, lagos e incluso de ríos, el oxígeno que ingresa desde la atmósfera y el producido durante la fotosíntesis, no alcanza a llegar o se consume rápidamente en las capas más superficiales.
No obstante, en la actualidad, el agotamiento del oxígeno en cuerpos de agua está relacionado principalmente con procesos contaminantes y con alteraciones profundas de los ecosistemas asociados, como las riberas. Cuando a una corriente de agua ingresa material demandante de oxígeno, su degradación ocurre inicialmente por procesos aeróbicos que consumen el oxígeno disuelto para su oxidación, formándose productos finales inocuos. Si el consumo de oxígeno ocurre a una tasa mayor que la tasa de reposición de este elemento por procesos fotosintéticos o por aportes atmosféricos; el oxígeno disuelto en el agua disminuye, produciéndose anaerobiosis. Entonces, la degradación de los materiales ocurre por procesos anaeróbicos, cuyos productos finales poseen cierto grado de toxicidad para los seres acuáticos y olores desagradables (Flanagan, 1992).
El factor más importante que limita la capacidad de autopurificación de las aguas naturales es la baja solubilidad del oxígeno. El efecto de la contaminación depende tanto de la naturaleza del contaminante como de las características particulares del río. Mientras mayores sean los obstáculos que encuentre el agua para fluir, mayor será la turbulencia y en consecuencia, mayor será la oxigenación. Cursos de agua poco caudalosos que corren por terrenos blandos y propensos a la erosión, serán menos turbulentos y el oxígeno atmosférico se disolverá con mayor dificultad.
La vegetación acuática y la de zonas ribereñas también tienen un papel preponderante en la concentración de oxígeno en el agua. Las algas y plantas acuáticas incorporan en el agua el oxígeno generado durante el proceso de fotosíntesis. En las nacientes y en cursos de agua estrechos, la vegetación ribereña disminuye la incidencia directa de la radiación solar sobre el agua, evitando de esta manera fluctuaciones fuertes en la temperatura (Mackenzie & Masten, 2005).
Zona de estudio
La zona de estudio es el Río Burío-Quebrada Seca. El Río Burío nace en Los Ángeles de San Rafael de Heredia y después de atravesar una pequeña área del Cantón de Barva, se adentra en el Cantón Central de Heredia. A la altura del Cantón de Flores, se une a la Quebrada Seca, y luego de atravesar parte del Cantón de Belén, desemboca en el Río Bermúdez, en San Rafael de Alajuela.
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