Introducción

En Colombia, un alto porcentaje de la población se encuentra afectada por la contaminación del agua debido a que en muchos municipios no se realiza tratamiento alguno a las aguas residuales domésticas e industriales antes de ser vertidas a los ríos. Según la universidad de Yale, Colombia paso del puesto 8 en 2008 al puesto 85 en 2014 en desempeño ambiental, sacando el índice de desempeño ambiental más bajo en la conservación del recurso Hídrico (4.6/100) y en saneamiento básico (12.2/100) ¹.

El río Bogotá es uno de los más contaminados del mundo; sus aguas con metales pesados y otros elementos tóxicos son utilizadas para el consumo humano y actividades agropecuarias ², lo cual afecta la productividad, la calidad de los alimentos y la salud de millones de personas, más aun si se tiene en cuenta que este drena 6 000km² en su recorrido, en donde habitan alrededor de 8.04 millones de habitantes de 46 municipios, incluyendo el Distrito Capital. Este río desemboca en el río Magdalena, el cual extiende el problema a sus poblaciones rivereñas ³.

El rio Bogotá nace a 3 300m de altitud en el Páramo de Guacheneque ³ y primero recorre una zona conservada de páramo y bosque alto-andino, luego pasa por pequeñas fincas de cultivo de papa y ganadería y después atraviesa el casco urbano de Villapinzón, donde las casas y la industria de la curtiembre vierten sus aguas residuales directamente en él sin ningún tratamiento.

El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto de las actividades antrópicas de Villapinzón sobre las características fisicoquímicas y microbiológicas del río Bogotá.

Materiales y métodos

Diseño de muestreo

Se seleccionaron nueve estaciones de muestreo entre el nacimiento del río Bogotá y 3km rio abajo de la cabecera de Villapinzón. Las estaciones se ubicaron a lo largo del río de tal forma que la primera (E1) estuviera en una zona con poca intervención antrópica; la segunda (E2), después de los cultivos de papa, a 3km de la primera; la tercera (E3), a la entrada de Villapinzón; dos estaciones más (E4 y E5), dentro del casco urbano, a 780m y 1 230m de la entrada del municipio; la sexta (E6), a 290m de la cabecera municipal, antes de las curtiembres; las séptima (E7), en medio de los vertimientos de las curtiembres, a 2.2km de la cabecera municipal; la octava (E8), a 260m de la séptima, en el vertimiento de la curtiembre más grande del municipio, y la novena (E9), a 590m de la curtiembre (figura 1, tabla 1).

Fuente: Documento obtenido durante la realización.

Figura 1 Estaciones de muestreo en la parte alta del río Bogotá. Villapinzón, Colombia.  

Tabla 1 Ubicación geográfica de las estaciones de muestreo en el río Bogotá. Villapinzón, Colombia. 

Fuente: Elaboración propia. Análisis estadístico

Análisis fisicoquímico y microbiológico

De forma manual, se tomaron muestras integradas de agua en todas las estaciones siguiendo los protocolos establecidos por el laboratorio de calidad de agua del Instituto Nacional de Salud (INS) ⁴ y del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) para aguas superficiales ⁵. El muestreo se realizó el domingo 11 de diciembre de 2014 con tres equipos de trabajo, cada uno compuesto por un biólogo y un auxiliar de campo. Para las estaciones ubicadas en la parte alta del río se incluyó en el equipo un conductor y un vehículo, esto debido a la distancia que existe entre las dos primeras estaciones. Las muestras se conservaron y transportaron refrigeradas con Ice Packs en neveras de icopor a 4°C y fueron entregadas a primera hora del lunes 12 de diciembre de 2014 al laboratorio de Calidad del Agua del INS. Los análisis de cromo total fueron realizados en el Laboratorio Quimicontrol Ltda., certificado por el IDEAM. Los métodos de análisis se resumen en la tabla 2.

Tabla 2 Métodos de análisis de las variables fisicoquímicas y microbiológicas del agua del río Bogotá. 

SDT: sólidos disueltos totales; LCA-INS: Laboratorio de Calidad del Agua del Instituto Nacional de Salud; UDFJDC: Universidad Distrital Francisco José de Caldas.

Fuente: Elaboración propia.

Los resultados obtenidos para las variables fisicoquímicas y microbiológicas por estación se compararon con valores críticos establecidos por la Resolución 2115 de 2007 del Ministerio de la Protección Social y el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial ⁶; el Decreto 1594 de 1984 de la Presidencia de la República sobre usos del agua y residuos líquidos ⁷, y los estándares de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) ⁸, según la norma que aplica para cada variable.

Para determinar el efecto que ejercen las actividades antrópicas sobre la calidad del recurso hídrico del río Bogotá, se empleó una prueba de análisis de componentes principales ⁹, la cual agrupó las variables con alto grado de asociación ¹⁰ y estableció el gradiente ambiental de las estaciones de muestreo, gradiente con el cual se determinó el impacto que tiene cada actividad sobre la calidad del recurso hídrico.

Resultados

Caracterización fisicoquímica y microbiológica del recurso hídrico de la parte alta del río Bogotá

En todas las estaciones las variables microbiológicas presentan valores altos y por encima del nivel máximo de la Resolución 2115 de 2007 ⁶, la cual establece que estos organismos no deben estar presentes en agua para consumo humano. La concentración de cromo total en la zona de vertimiento de las curtiembres se encontró entre 0.105 mg/L y 0.7 mg/L; en estas tres estaciones los valores superan el nivel máximo que tiene efecto adverso sobre la salud humana (0.05 mg/L) según la normatividad colombiana ^6,7, es decir, el cromo total tiene una concentración en el agua 2-10 veces mayor al nivel saludable. Estas estaciones también superan el nivel máximo de cromo total para agua potable establecido por la EPA (100 partes por 1 000 millones) ⁸. De otro lado, el mercurio y el plomo registraron valores inferiores al nivel crítico establecido por la EPA ⁸, el decreto 1594 de 1984 ⁷ y la resolución 2115 de 2007 para aguas superficiales (tabla 3) ⁶.

Tabla 3 Concentración de las variables fisicoquímicas y microbiológicas en la parte alta del río Bogotá. Villapinzón, Colombia. 

UFC: unidad formadora de colonias.

Fuente: Elaboración propia.

La alcalinidad, la dureza de carbonatos, la dureza total, los cloruros, la conductividad, los sólidos disueltos totales (SDT) y los sulfatos presentaron valores menores al límite establecido por la EPA ³ y la normatividad nacional para aguas superficiales y de consumo humano en todas las estaciones ^6,7. Contrario a esto, el carbono total, el color verdadero y la turbiedad rebasaron los límites máximos permitidos por la Resolución 2115 de 2007 en el tramo del río comprendido entre las estaciones E2 y E9 y alcanzaron su valor máximo en las estaciones ubicadas en el casco urbano del municipio (E4 y E5) y en la estación localizada antes de las curtiembres (E6). De otro lado, los ortofosfatos superaron la norma tan solo en las estaciones con influencia de los vertimientos de las curtiembres (E7, E8 y E9) y en la estación del casco urbano cercana a la salida de Villapinzón (E5) (tabla 3).

En cuanto a la concentración de oxígeno disuelto (OD), el decreto 1594 de 1984 ⁷ solo establece valores restrictivos para el uso del recurso en la preservación de fauna y flora para aguas dulces frías o cálidas y aguas marinas o estuarinas; en este caso el valor restrictivo correspondiente al agua dulce fría es de 5 mg/L, valor que solo cumplen las tres estaciones ubicadas antes del vertimiento de las aguas residuales domésticas (OD >7 mg/L). En el corto recorrido que hace el río al atravesar el casco urbano de Villapinzón (1.23Km), los niveles de OD descienden drásticamente a 3.6 mg/L en la estación E4 y a 1.8 mg/L en la estación E5, para luego tomar valores cercanos a 1 mg/L en la zona de vertimiento de las curtiembres (tabla 3).

El Decreto 1594 de 1984 también establece como criterio para el uso del recurso hídrico con fines recreativos una saturación mínima de oxigeno del 70% ⁷, valor que solo cumplen las tres primeras estaciones (105% a 108%), pero en realidad este parámetro no es muy relevante, pues la temperatura y la baja profundidad del río no favorecen el desarrollo de estas actividades (tabla 3); además, la abundancia de peces es muy baja y la pesca en la parte alta del río no está permitida ¹¹.

Es muy importante resaltar las diferencias encontradas entre el pH tomado en campo con el potenciómetro HACH HQd Field Case debidamente calibrado y el pH de las muestras reportado por el laboratorio, pues en campo todas las estaciones presentaron valores por debajo de 4 unidades, no aptos para consumo humano y pecuario ⁷, mientras que los valores determinados en el laboratorio de calidad del agua del INS solo estuvieron por debajo de la norma en la primera estación (E1) y en las dos estaciones que reciben gran parte de los vertimientos de las aguas residuales domésticas de Villapinzón (E4 y E5) (tabla 3).

También se presentaron diferencias importantes entre la conductividad de campo y laboratorio, aunque en este caso todos los registros presentaron valores inferiores a los establecidos para el consumo humano en Colombia (1.000 μS/Cm2) y por ende para los valores establecidos para los SDT (500 mg/L) ^6,7.

Efecto de las actividades antrópicas sobre la calidad del agua en la parte alta del río Bogotá

El análisis de componentes principales realizado para las variables fisicoquímicas y microbiológicas muestra con claridad el proceso de degradación del recurso hídrico del rio Bogotá por efecto de los vertimientos de las aguas residuales domésticas e industriales. En la parte izquierda de la figura 2, en color verde, se localizan las estaciones que se encuentran antes del casco urbano, las cuales no presentan contaminación importante; la primera estación supera ligeramente el valor de restricción del color verdadero (15,8 Unid Pt-Co), en tanto que las estaciones E2 y E3 superan ligeramente la turbiedad para el uso de consumo humano y el carbono total para el criterio de implicaciones en la salud humana y en forma amplia el valor del color verdadero ².

Fuente: Elaboración propia.

Figura 2 Distribución espacial de las estaciones en el gradiente de contaminación de los componentes 1 y 2. Villapinzón, Colombia. 

La E6, distanciada 290m de la E5 y en donde el río sale de la zona urbana de Villapinzón, ocupa una posición intermedia entre las estaciones con contaminación por aguas residuales domésticas y las estaciones con contaminación industrial. Esta estación tiene un grado importante de contaminación y comparte algunas de características con las estaciones afectadas por el vertimiento de aguas residuales domésticas, como son los altos niveles de carbono total y turbiedad, pero también presenta semejanzas con las estaciones ubicadas en la zona de las curtiembres en los valores altos de alcalinidad y pH en laboratorio.

A partir de la ubicación en la figura 2 de la estación E6, hacia la derecha se encuentran las estaciones con mayor degradación del recurso hídrico; baja concentración de OD y saturación de oxígeno, y valores altos de las demás variables fisicoquímicas asociadas al componente 1. Además, se aprecia el desplazamiento de las estaciones localizadas en la zona de influencia de las curtiembres hacia la parte superior del componente 2, desplazamiento ocasionado por la alteración del río con vertimientos de cromo e incremento del pH y la alcalinidad. En la parte inferior derecha de la gráfica están las estaciones del casco urbano que presentan los valores más bajos de pH en laboratorio y alcalinidad y el más alto de color verdadero, producto del alto contenido de materia orgánica del vertimiento de las aguas residuales domésticas.

Para el componente 3 la mayoría de estaciones se localizan en la parte central de gradiente ambiental de las cuatro variables que lo conforman, las únicas estaciones que se separan son, por un lado, la E6, que presentó valores inferiores de NMP/100mL de Enterococcusfaecalis y Pseudomona aeruginosa, los cuales están asociados a los niveles bajos de conductiva y SDT de campo y, por el otro, la E4, que presentó los valores más altos de SDT y conductividad en campo (figura 3).

Fuente: Elaboración propia.

Figura 3 Distribución espacial de las estaciones en el gradiente de contaminación del componente 3. Villapinzón, Colombia. 

Discusión

Es preocupante la presencia de E. coli en todas las estaciones de la parte alta del río con valores muy por encima del nivel saludable, ya que el agua del río es utilizada para el riego de los cultivos de papa y hortalizas después de atravesar el casco urbano del municipio ². Esta preocupación surge porque la segunda causa de la enfermedad diarreica aguda (EDA) en niños menores de 5 años en Villapinzón es la infección bacteriana, dentro de la cual la E. coli es la bacteria más importante ¹²; además, según la OMS cada año mueren cerca de 1.87 millones de niños por causas asociadas a la enfermedad diarreica y cerca del 88% de estas muertes están asociadas con el abastecimiento de agua insalubre y el saneamiento e higiene deficientes ¹³.

En Colombia, la EDA ocupa el segundo lugar de morbimortalidad en la población menor de 5 años. Para el 2012 se presentaron 109 muertes por esta enfermedad ¹⁴ y para el 2015 125 por la misma causa ¹⁵. De otro lado, también en el año 2012 se registraron 2 550 894 casos de EDA en el país, la mayor incidencia se presentó en menores de 1 año (240.57 por cada 1 000 habitantes) y en segundo lugar estuvo el grupo de 1 a 4 años (147.68 por cada 1 000 habitantes) ¹⁵. Es importante resaltar que existe un subregistro muy grande en el país, lo cual se confirma porque en la base de datos del Sivigila de 2012 no aparece registrado ni un solo caso de los 558 correspondientes a enfermedades infecciosas y parasitarias presentados en Villapinzón, de los cuales 280 corresponden a menores de 5 años ¹⁶.

La P. aeruginosa es una bacteria que no se considera autóctona del agua; esta puede derivar de heces humanas y animales, su detección en agua se asocia con polución por descarga de aguas residuales y, por lo tanto, hay una estrecha correlación entre su presencia en ambientes acuáticos y la presencia de fenómenos de contaminación ¹⁷. Este microorganismo crece en muy baja concentración de nutrientes en medio ambiente acuoso y puede sobrevivir durante muchos meses en aguas a temperatura ambiente, es un importante patógeno oportunista y es causa de un amplio rango de infecciones, en especial de oídos, ojos y piel; su control en aguas destinadas a la recreación es una obligación en varios países del mundo ¹⁸.

En la actualidad, en Villapinzón existen 95 curtiembres registradas, de las cuales solo dos tienen licencia ambiental. Esta industria es la única responsable de la contaminación con cromo del rio Bogotá en el municipio. A pesar del cierre de varios de estos establecimientos por parte de la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR), de la captura de varios trabajadores y dueños de algunas curtiembres en el año 2012 y de la sentencia del Consejo de Estado en 2014 ¹⁹ que ordena que antes de 2017 la ronda del río debe estar libre de curtiembres, hoy en día las curtiembres trabajan en las noches y el fin de semana, ya que estas industrias generan cerca de 4 000 empleos entre directos e indirectos a los habitantes de Villapinzón, es decir que emplea casi al 25% de la población del municipio ²⁰.

El cromo es un nutriente esencial para los humanos y la falta de este puede causar afecciones del corazón, trastornos metabólicos y diabetes; sin embargo, su exceso, ya sea en el aire, los alimentos, el agua, o por contacto con la piel, ocasiona erupciones cutáneas, malestar de estómago, úlceras, problemas respiratorios, debilitamiento del sistema inmune, daño en los riñones e hígado, alteración del material genético y cáncer de pulmón ⁸.

Un estudio realizado por Jaimes-Gómez & Hernández-Guerrero ²¹ en el cual se manejaron dos grupos de trabajadores de la curtiembre más grande de Villapinzón (Colombo-Italiana) -el primero de trabajadores expuestos que manipulan de forma directa y a diario el cromo y el segundo de trabajadores que no tenían exposición directa a dicho químico- mostró que el 43.7% de quienes estaban en contacto directo presentaban niveles de cromo >30 mg/L, frente a un 6.25% de los que no trabajan de forma directa con la sustancia. Asimismo, los trabajadores expuestos directamente presentaron prevalencias mayores de las patologías oculares evaluadas frente a los trabajadores no expuestos, en las que se destacan la alteración de película lagrimal (100% vs. 33%), Pingüecula (80% vs. 20%), pterigios (60% vs. 14.2%) y conjuntivitis alérgica (70% vs. 0%) ²¹.

Aunque no existen estudios sobre afecciones causadas por el cromo a la población que vive cerca a las curtiembres en Villapinzón y en la ribera del río Bogotá, un trabajo realizado por Cubero et al.²² en la población aledaña a las curtiembres y que habitan la ribera del río Tunjuelito evidencia que no solo las personas que están expuestas laboralmente pueden presentar complicaciones en la salud por efectos del cromo, ya que en el barrio San Benito de Bogotá D.C., en donde se encuentra el mayor número de curtiembres del país (4.4%), las personas que habitan en las viviendas vecinas y que no tienen por su ocupación contacto directo con el cromo presentan niveles en orina >20 mg/L frente al 3.2% de los trabajadores expuestos de las curtiembre, lo que les permite concluir que existe una asociación entre detección de cromo en la orina y residir en la zona de las curtiembres ²².

Esta situación puede ser aún más grave en Villapinzón si se tiene en cuenta que las aguas del río Bogotá contaminadas con cromo se utilizan para el riego de cultivos ² y que en épocas de lluvia el desbordamiento del río ocasiona inundaciones que contaminan los suelos y otras fuentes de agua; además, los residuos de las curtiembres con altas cargas de sulfuro de sodio y cromo son diseminados como abono en potreros y zonas de cultivos de papa en los municipios de Villapinzón y Chocontá ²³.

Los valores de pH bajos presentes en las primeras estaciones no deben ser tomados como un indicador de contaminación, pues a la altitud que se encuentran estas estaciones el agua superficial siempre presenta pH bajo debido a la formación de ácidos húmicos en el suelo, los cuales son producto de la descomposición lenta de la materia orgánica a bajas temperaturas.

La superación de los niveles críticos de carbono total, color verdadero, turbiedad y oxígeno disuelto en todas las estaciones con influencia de actividades antrópicas y de los ortofosfatos en la zona de curtiembres son indicadores de la fuerte contaminación con materia orgánica de origen doméstico e industrial. Esta contaminación causa deterioro en la calidad del agua, desaparición de especies, cambio en la composición y estructura de las comunidades acuáticas, proliferación de organismos patógenos, malos olores y zancudos. En el caso de Villapinzón el zancudo que se cría en aguas contaminadas con materia orgánica es el Culex quinquefasciatus, que aunque no transmite enfermedades en Colombia, sí causa molestias sanitarias ²⁴.

El deterioro del río Bogotá a unos pocos kilómetros de su nacimiento no es más que el reflejo de la situación del recurso hídrico y la salud ambiental en Colombia; El INS, en su informe Estado de la vigilancia de la calidad de agua para consumo humano en Colombia 2007-2011, reveló que el 41.1% de la población en el área rural tiene cobertura de acueducto y el 51% de alcantarillado y que tan solo 250 municipios de los 1 022 que hay en el país tienen agua potable de buena calidad ²⁵. El índice de riesgo de la calidad del agua para el consumo humano de Villapinzón registrado en este informe fue de 11, es decir, agua no apta para consumo humano susceptible de mejorar ²⁵.

El estado del río Bogotá a la altura de Villapinzón viola los derechos de los habitantes del municipio, ya que la Constitución Política de Colombia ²⁶ establece, en su artículo 8, que "Es obligación del Estado y de las personas proteger las riquezas culturales y naturales de la nación"; en su artículo 49, que "La atención de la salud y el saneamiento ambiental son servicios públicos a cargo del Estado [...]", y, en su artículo 79, que "Todas las personas tienen derecho a gozar de un ambiente sano. La ley garantizará la participación de la comunidad en las decisiones que puedan afectarlo".

Conclusiones

En Todas las estaciones el número de NMP/100ml E. coli, Coliformes totales, E. faecalis y P. aeruginosa está por encima del valor crítico para el agua de consumo humano establecido por la Resolución 2115 de 2007 ⁶.

Solo la estación E1, situada a 4.09km del nacimiento del río Bogotá no presentó niveles de contaminación importantes de las variables fisicoquímicas.

La concentración de cromo total encontrada en la zona de influencia de vertimiento de las curtiembres presenta valores 2-10 veces por encima de la concentración que tiene efecto adverso sobre la salud humana y los niveles de ortofosfatos rebasan el límite saludable para el hombre (0.5 mg/L).

En todas las estaciones los niveles de plomo y mercurio estuvieron por debajo de los niveles máximos establecidos por la normatividad colombiana y la EPA.

El tramo del río Bogotá con influencia de las actividades antrópicas presentó niveles de contaminación orgánica por encima de los valores críticos para las variables carbono total, color verdadero, turbiedad, oxígeno disuelto y saturación de oxígeno.

Solo las tres estaciones que no son afectadas por el vertimiento de aguas residuales domésticas e industriales presentan niveles de oxígeno disuelto y saturación de oxigeno superiores al límite restrictivo para el uso del recurso en la preservación de fauna y flora.

En río Bogotá, en los primeros 13km de su recorridos a través del municipio de Villapinzón, presenta un alto grado de deterioro ocasionado en su mayoría por el vertimiento sin tratamiento de las aguas residuales domésticas del municipio y la industria de las curtiembres; este deterioro se ve reflejado en los niveles no aptos para la salud y el uso del agua para consumo humano de todas las variables microbiológicas y de 16 de las variables fisicoquímicas evaluadas.