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Introducción
La dureza del agua (DA) o calcárea -por contraposición al agua "Blanda"- es aquella que contiene un alto nivel de minerales, en particular sales de calcio y magnesio (Miñara, 2002). Se expresa normalmente como la cantidad de carbonato de calcio, y se calcula genéricamente a partir de la suma de las concentraciones de carbonato de calcio y carbonato de magnesio, en mg/L, existentes en cada litro de agua. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el grado de DA se clasifica con base en el CaCO3, en 4 intervalos de 0-60 mg/L, y se define como "blanda", entre 61-120 mg/L como "moderadamente dura", de 121-180 mg/L se clasifica como "dura" y >180 mg/L como "muy Dura" (OMS, 2004). No obstante, y para el presente estudio, en vista de que generalmente la relación calcio/magnesio es de aproximadamente el doble, en Costa Rica se adoptó la alternativa de sumar ambos minerales para calcular la DA, por lo que se definieron los intervalos de 0-90 mg/L como "blanda", >90-180 mg/L como "moderadamente dura", >180-270 mg/L como "dura" y >270 mg/L como "muy dura" (Mora, Portuguez, Alfaro, 2001).
La DA puede ser temporal (de carbonatos) o permanente (no carbonatos), generalmente de sulfatos y cloruros. Las durezas de carbonato de calcio y carbonato de magnesio son menos soluble en agua caliente que en agua fría; es decir, al hervir el agua, la DA puede disminuir al precipitarse; por el contrario, la dureza permanente de sales de sulfatos y cloruros de calcio o magnesio no disminuye al hervir el agua.
Otra diferencia importante y visible es que las aguas "duras" son incrustantes, formando sarros o depósitos de carbonato de calcio en las tuberías, calderas y otros tipos de envases que la contienen. Las aguas "Blandas" son corrosivas y desmineralizadas, induciendo a la lixiviación del material del envase que los contiene, como los tanques de almacenamiento y la red de distribución de los sistemas de abastecimiento de agua para consumo humano (ACH) (Mora, 2009). Con respecto a la relación del grado de DA y la salud de los consumidores, la primera observación la realizó el sabio Hipócrates hace, aproximadamente, 2500 años en su documento ecológico titulado "Aires, aguas y lugares".
En este documento Hipócrates indicaba a sus estudiantes de medicina que "...Quien desee estudiar correctamente la medicina deberá proceder entre otros aspectos, de la siguiente manera... Deberán considerar con el mayor cuidado todas estas cosas y, también a donde tienen que ir los nativos para buscar el agua, si usan aguas pantanosas, suaves o que son duras y vienen de lugares altos y rocosos, o son salubres y ásperas también el suelo, si es llano y seco, o boscoso y de aguas abundantes..." (OMS, 1948); es decir, según Hipócrates la salud de la población dependerá, entre otros factores, de las características físico-químicas del agua, en especial su "dureza" o "blandura".
En el siglo XX algunos estudios han demostrado una débil relación inversa entre la DA y las enfermedades cardiovasculares en los varones, cuando el grado de dureza total del agua sobrepasa los 170 mg/L de carbonato de calcio (OMS, 1994) (Calvo, Sardiñas, 1992). No obstante, la OMS ha revisado las evidencias, y concluyó que los datos eran inadecuados para emitir una recomendación acerca de un nivel de DA (OMS, 2004). Otros estudios, realizados tanto a nivel de Costa Rica como en otras latitudes del mundo, indican que el exceso de DA ha sido vinculado como un factor de riesgo para padecer litiasis renal (Mora, Chamizo, 2007) (Medina-Escobeto, 2002). En el contexto mundial, y relacionado con la longevidad de las personas, se han identificado varios lugares o poblaciones denominadas "Zonas Azules", en donde las personas viven más años y, en muchos casos, superan los 100 años de edad (Buettner, 2002) (Buettner, 2008). Estas regiones fueron estudiadas por Dan Buettner, de la National Geographic, señalando características específicas locales y prácticas culturales que generan altas incidencias de casos de longevidad. Las 5 "Zonas Azules" identificadas hasta el momento son:
Cerdeña, Italia (específicamente en la provincia de Nuoro y Ogliastra).
La isla de Okinawa, Japón.
Loma Linda, California.
Icaria, en la Isla de Grecia cerca de la costa turca.
La península de Nicoya, Costa Rica.
De acuerdo con varios investigadores, los principales factores que favorecen la longevidad de la población de estas "Zonas Azules" son la nutrición centrada en la ingesta de minerales, mediante el consumo de vegetales y aguas "duras" con altos contenidos de calcio y magnesio (Grainger, 2009) (Winfrey, 2009). Otros aspectos importantes son la filosofía de vida de los ciudadanos con poco "stress", ejercicio natural en sus labores y la genética de los pobladores (Buettner, 2011). Específicamente en la península de Nicoya se cumple la mayoría de estos aspectos, sobre todo el consumo de agua mineralizada y de tortillas a base de maíz "curado" con carbonato de calcio. Estos factores en conjunto provocan mayor longevidad, fuerza, vitalidad y felicidad en los habitantes de la "Zona Azul" de la península de Nicoya (Laboratorio Nacional de Aguas, 2014).
Actualmente, se conoce que el calcio es responsable de funciones estructurales que afectan el esqueleto y los tejidos blandos, y las funciones de regulación como la transmisión neuromuscular de estímulos químicos y eléctricos, incluyendo el movimiento del corazón, la secreción celular y la coagulación sanguínea. Más del 99% del calcio del organismo se encuentra en los huesos. Este catión divalente es el más abundante en el organismo humano, y constituye entre el 1,5% y 2,0% del peso corporal total (OMS/OPS, 1997).
El magnesio desempeña un papel esencial en muchas reacciones celulares básicas, por lo que su deficiencia puede acarrear varios trastornos electrolíticos. Un cuerpo humano de 70 kg de peso tiene alrededor de 20 a 28 g de magnesio. En el infarto de miocardio la administración intravenosa de magnesio reduce la frecuencia de arritmias graves y la mortalidad. Como se observa, este es un mineral esencial que se adquiere a través de la dieta, principalmente de los vegetales y del ACH. Por ejemplo en Costa Rica, según estudios elaborados en el Laboratorio Nacional de Aguas, este líquido aporta en promedio 4,6% a la dieta diaria del costarricense (Mora, 2000).
En razón de esto, y al papel que juegan el calcio y el magnesio en la fisiología humana (Ten, Yu suf, Collin, 1991) (Suárez, 2012), se realiza el presente estudio, con el objetivo de analizar las características de DA y las tasas distritales de longevidad de los habitantes en la "Zona Azul" de la península de Nicoya y el resto de los distritos de la provincia de Guanacaste, con el propósito de determinar si los contenidos de minerales del agua son, o no, un factor protector de calidad y larga vida de la región Chorotega.
Materiales y métodos
Para cumplir con el objetivo de este estudio ecológico-descriptivo-retrospectivo-analítico se aplicaron los siguientes pasos:
Promedios de dureza total, dureza de calcio y dureza de magnesio en las aguas por distritos
Los promedios de dureza total del ACH, en cada uno de los 59 distritos de Guanacaste, se calcularon con al menos 3000 análisis fisicoquímicos, provenientes de las aguas de 425 acueductos de los 11 cantones de la región Chorotega, en el periodo del 2007 al 2013. Dichos datos se obtuvieron de los datos históricos del Laboratorio Nacional de Aguas.
Clasificación de la dureza total del agua
Como se indicó en la introducción, la clasificación de DA se realizó mediante los siguientes 4 intervalos:
Agua "blanda" de 0-90 mg/L.
Agua "moderadamente dura" de >90-180 mg/L.
Agua "dura" de >180-270 mg/L.
Agua "muy dura" >270 mg/L.
Datos sobre las tasas de longevidad por distritos
Fundamentados en los resultados del Censo 2011 (INEC, 2012), se determinó el número de personas por distritos de Guanacaste con edades entre 80-89, 90-99 y ≥100 años. Con estos datos, se calcularon las tasas de longevidad/10.000 habitantes para cada segmento poblacional, para luego ubicar estos resultados promedio de longevidad en los cuatro intervalos de dureza total.
Análisis de tendencias en los 59 distritos
Con los intervalos de dureza total y las tasas promedio de longevidad/10.000 habitantes se elaboró un análisis de frecuencias, con el propósito de identificar la tendencia mediante un cuadro y su respectivo gráfico, valorando así la hipótesis de que "A mayor DA mayores son las tasas de longevidad/10 000 habitantes, distribuidos en los segmentos de 80-89, 90-99 y ≥100 años".
Comparación de dureza total y las tasas promedio de longevidad entre los distritos de la provincia de Nicoya y el resto de los distritos de Guanacaste
Los 29 distritos ubicados en los cantones de Nicoya, Hojancha, Santa Cruz, Carrillo y Nandayure (Ávalos, Bran, 2013), han sido clasificados como una de las 5 "Zonas Azules" del mundo por el número de personas longevas, las cuales pueden vivir más de 100 años con calidad de vida. Estos se compararon con los otros 30 distritos ubicados en los cantones de Liberia, Cañas, Bagaces, Tilarán, La Cruz y Abangares (no pertenecientes a la "Zona Azul"), con el objetivo de determinar si hay diferencias estadística significativa, en los promedios de dureza total y las tasas promedios de longevidad/10 000 habitantes, en los 3 segmentos de edades.
Análisis estadísticos
Para valorar si las diferencias entre la Dureza Total y las respectivas tasas de longevidad presentan diferencia estadística significativa, entre los intervalos de la "Zona Azul" y los distritos control en los 3 segmentos de edad, se aplicó la "Pruebas t de Student" al 90%, 95% y 99% de confianza (es.wikipedia.org/wiki/Prueba_t_de_Student, 2014).
Estos resultados nos permitirán plantear la hipótesis de que las "Concentraciones de Dureza Total en las ACH son un factor importante para mantener las longevidades promedio por distritos en Guanacaste".
Cuadro 1: Promedio de dureza total, dureza de calcio y Dureza de magnesio y las tasas de longevidad/10 000 habitantes en los 59 distritos de Guanacaste
FUENTE: Laboratorio Nacional de Aguas
Análisis de aguas
Los análisis físico-químicos de las aguas para consumo humano se realizaron siguiendo las directrices del "Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water" (APHS/AWWA/ WEF, 2012).
Resultados
En el Cuadro 1 se presentan los datos promedios de los tres tipos de DA, y los promedios de las tasas de longevidad/10 000 habitantes en cada uno de los 59 distritos guanacastecos.
Dureza total y tasas promedio de longevidad
En el Cuadro 2 se presentan, por intervalos, los promedios de dureza total promedio y las respectivas tasas promedio de longevidad/10 000 en los 3 segmentos por edades, para cada distrito en Guanacaste.
Dureza total promedio en los distritos de la "Zona Azul" (península de Nicoya), longevidad y su comparación con los otros distritos control de la provincia de Guanacaste
En el Cuadro 3 se resumen, en forma comparativa, las variables de dureza total, dureza de calcio y dureza de magnesio y las tasas de longevidad/10 000 habitantes en los 3 segmentos de edad, entre los 29 distritos de la "Zona Azul" y los 30 distritos control.
Cuadro 2: Intervalos de dureza total promedio y las respectivas tasas promedio de longevidad/10.000 habitantes en personas >80 años de edad por distritos en Guanacaste
| Intervalos de dureza Total (mg/L) | Longevidad: tasas por 10 000 habitantes | ||
|---|---|---|---|
| 80 a 89 años | 90 a 99 años | ≥ 100 años | |
| 0 - 90 | 153,62 | 24,75 | 0,64 |
| >90 -180 | 153,49 | 42,11 | 2,40 |
| >180 - 270 | 190,42 | 46,70 | 1,73 |
| >270 | 193,17 | 23,17 | 0,54 |
Fuente: Elaboración de los autores
Cuadro 3: La "Zona Azul" y los distritos control: dureza total, dureza de calcio y dureza de magnesio, sus proporciones y las tasas promedio de Longevidad en provincias mayor igual a 80 años.
| Distritos de la "Zona Azul" | Número | Dureza Total (mg/L) | CaCO3(mg/L) | MgCO3(mg/L) | Ca/Mg | Mg/Ca | Longevidad/10.000 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 80-89 | 90-99 | ≥ 100 años | |||||||
| 29 | 184,78 | 116,85 | 67,94 | 2,24 | 0,66 | 179,34 | 42,31 | 1,77 | |
| Distritos Control | 30 | 95,44 | 64,53 | 30,91 | 2,57 | 0,63 | 146,33 | 28,45 | 1,27 |
| Diferencias | 89,34* | 52,32* | 37,03* | -0,33 | 0,03 | 33,01** | 13,86* | 0,50 | |
Fuente: Elaborado por los autores
*Diferencia estadística al 99% de confianza.
** Diferencia estadística al 95% de confianza
En el Figura 1, se visualizan los datos del Cuadro 2.
Figura 1: Distritos de Guanacaste: dureza total por intervalos y las tasas promedio de longevidad en personas de 80 a 89, 90 a 99 y ≥100 años. Fuente: Elaborado por los autores
En el Figura 2, se visualizan los datos comparativos del Cuadro 3.
Resultados del análisis estadístico
En el Cuadro 4 se presentan los valores de "Probabilidad" (p) de la aplicación de la "Prueba t de Student", entre las diferencias de las tasas promedio de longevidad/10 000 habitantes, en los diferentes segmentos de edad, y los intervalos de dureza total. Igual, se incluyen las diferencias de las tasas de longevidad entre los distritos de la Península de Nicoya ("Zona Azul") y los otros 30 distritos control del resto de Guanacaste.
Cuadro 4: Datos de probabilidad (Resultados de la "Prueba t de Sdudent" al 90%, 95% y 99% de Confianza)
Fuente: Elaboración de los autores *Diferencia significativa al 99% de confianza. ** Diferencia significativa al 95% de confianza. ***Diferencia significativa al 90% de confianza. Nota 1: Las diferencias entre la "Zonas Azul" y los distritos control, en los tres tipos de durezas (Total, calcio y magnesio), son significativas estadísticamente al 99% de confianza con valores "p" de 0,000021, 0,001 y 0,000017, respectivamente
Análisis de resultados
Distribución de los distritos de Guanacaste según la clasificación de dureza total
En el Cuadro 1 se resume la dureza total, la pureza de calcio y la dureza del magnesio en las ACH, por promedio distrital.
La distribución de los 59 distritos indica que 21 (35,6%) se ubican en el intervalo de 0-90 mg/L ("Aguas Blandas"); 23 distritos (39%) se clasifican como aguas "moderadamente duras" (>90180); 11 distritos (18,6%) consumo aguas "duras" (>180-270 mg/L); y 4 distritos (5,8%) aguas "muy duras" (>270 mg/L). En resumen, de la totalidad de los 59 distritos de los 11 cantones guanacastecos, en 23 se consumen aguas blandas (35,6%) y 36 (64,4%) se utilizan aguas de "moderadamente dura" a "muy dura".
Dureza Total y tasas promedio de longevidad
Los datos del Cuadro 2 y la tendencia observada en el gráfico 1, indican que las tasas de longevidad/10.000 habitantes son mayores a partir del intervalo de Dureza Total de >180-270 mg/L (aguas clasificadas como "duras"). En el segmento 2, de 90 a 99 años, la diferencia de las tasas de longevidad se da a partir del intervalo >90-180 mg/L de Dureza Total, es decir agua "Moderadamente Dura". En el caso del segmento 3 (≥100 años), la diferencia de las tasas de longevidad/10.000 se presenta en el intervalo de Dureza Total >90-180 mg/L. Estas diferencias son significativas estadísticamente al 95% de confianza en el segmento de 90 a 99 años.
Distritos de península de Nicoya ("Zona Azul") y los distritos control
Los resultados promedio de los 3 tipos de dureza (Dureza Total, Dureza de calcio y Dureza de magnesio), de los 29 distritos de la "Zona Azul", son marcadamente superiores con respecto a los promedios de los 30 distritos usados como control. En concordancia con estos datos, las diferencias de las tasas promedio en los 3 segmentos de edad también son mayores en los distritos de la "Zona Azul" con respecto a los distritos control. Lo importante de estas diferencias es que fueron significativas al 95% de confianza en el segmento de edad 80-89 años y al 99% en el de 90-99 años. Por otro lado, en la "Zona Azul" los promedios de dureza total (184,79 mg/L), clasifican el agua como "dura", mientras que en los 30 distritos control fue de 95,44 mg/L para una clasificación de "moderadamente dura". Con respecto a la Dureza de calcio, en los distritos de la "Zona Azul" fue de 116,85 mg/L ("moderadamente dura") y en los distritos control de 64,53 mg/L, también agua ("moderadamente dura"). En el caso de la Dureza de magnesio, en la "Zona Azul", el valor promedio fue de 67,94 mg/L; es decir, superior al intervalo de agua "blanda" (0-30 mg/L).
Por último, no se observaron diferencias en las relaciones o proporciones del carbonato de calcio y carbonato de magnesio, y viceversa, en ambos grupos de distritos. Sin embargo, se observa que la relación carbonato de calcio y carbonato de magnesio es de 2,24 y 2,57 veces en ambos intervalos. Lo mismo sucede a la inversa, en donde los 2 datos promedios son muy semejantes, 0,66 mg/L ("Zona Azul") y 0,63 mg/L (distritos control).
Conclusiones y recomendaciones
Conclusiones
Se observa una asociación positiva entre los contenidos de Dureza Total del ACH y las tasas promedio de longevidad/10 000 habitantes, sobre todo en el agua clasificada como "dura" (>180-270 mg/L) en el segmento de 80 a 89 años. En el segmento de longevidad de 90 a 99 años y de ≥100 años, el "salto" se observa con el consumo de agua "moderadamente dura".
No se observa, en el segmento de ≥100 años, un incremento en las tasas promedio de longevidad en el intervalo mayor a 270 mg/L; es decir, en el agua clasificada como "muy dura".
En la comparación de los 29 distritos de la "Zonas Azules" se aprecia diferencia, con significancia estadística al 99% de confianza, en todos los tipos de dureza y las tasas de longevidad promedio/10 000 habitantes, con respecto a los 30 distritos usados como control ubicados en los restantes cantones de Guanacaste.
Los resultados obtenidos, tanto en la tendencia de los intervalos de Dureza Total y las tasas promedio de longevidad/10 000 habitantes, como en la comparación de la "Zona Azul" y los 30 distritos control, permite sugerir que la DA es factor protector en la longevidad de los habitantes de Guanacaste, específicamente en la Península de Nicoya.
Recomendaciones
El análisis obtenido en el estudio de tendencias y la comparación entre los datos de dureza del agua y las tasas promedio de longevidad, sugieren que el agua clasificada como "moderadamente dura" y "dura" es la recomendable para el consumo de los minerales de calcio, magnesio y otros, para optar por una larga y buena vida en los seres humanos residentes en las zonas respectivas.
Se recomienda verificar si el consumo de agua moderadamente dura y dura son un factor protector común en la calidad y longevidad de los habitantes, en las otras zonas azules del mundo: Cerdeña (Italia), Okinawa (Japón), Loma Linda (California, EUA) e Icaria (Grecia).
