MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se desarrolló en la zona costera de los distritos Bahía Ballena y Puerto Cortés hasta el pie de monte, definido en la cota 20msnm, para un área de estudio total de 12 223,10Ha, entre los 9°16’00”-8°7’00”N & 83°28’00”-83°50’00”O (Fig. 1).

Fig. 1 Área de estudio. 1: río Morete (Higuerón); 2: quebrada Ballena; 3: río Tortuga; 4: río Coronado. 

Se estableció en la medida de lo posible un punto de muestreo cada 10km aproximadamente para un total de cuatro estaciones de muestreo (Fig. 1), 1: en el río Morete (Higuerón), 2: quebrada Ballena, 3: río Tortuga y 4: río Coronado. Se aprovechó la facilidad que brindó la carretera costanera sur para ubicar estos sitios de muestreo, por su facilidad de acceso. Las visitas a los sitios se realizaron entre junio 2017 y abril 2018 al menos una vez cada dos meses.

En cada estación de seguimiento establecida en los ecosistemas ribereños se midió el oxígeno disuelto (OD), porcentaje de saturación de oxígeno (PSO), temperatura (Temp), salinidad (Sal), sólidos disueltos totales (SDT), y la concentración ion hidrógeno (pH), mediante un medidor portátil multiparámetro Thermo Scientific, modelo Orion 5-Star previamente calibrado a los estándares definidos por el fabricante (^{Correa-Araneda et al., 2010}; ^{Aguirre, Vanegas, & García 2016}; ^{Flores-Stulzer, Villalobos-Sandí, Piedra-Castro, & Scholz, 2017}).

Se categorizó las variables turbidez (Secchi), tipo de ambiente y corriente como variables “dummy” debido a que éstas son variables categóricas, no numéricas, y así poder utilizarlas en análisis de reducción de la multidimensionalidad estadística.

Oxígeno disuelto y porcentaje de saturación de oxígeno: estas variables se determinaron con un electrodo de membrana del medidor portátil multiparámetro Thermo Scientific con una precisión de ± 0,1mg/L para el OD y ± 2% para el PSO, para lo cual se introdujo el electrodo en el agua y se esperó estabilización en la pantalla del instrumento para hacer la lectura del valor respectivo.

Temperatura, salinidad, sólidos disueltos totales: la cuantificación de estas variables se realizó con el electrodo de medición eléctrica del equipo multiparámetro mencionado. La lectura del registro se tomó al momento de su estabilización en la pantalla, El electrodo se utilizó para medir la concentración de SDT (±0,5mg/L), la Temp (±0,1ºC) y Sal (±0,1ppt) generada por la presencia de NaCl; todos los registros se tomaron aproximadamente a los 10cm de profundidad en superficie y al metro (o igual a la profundidad de muestreo) en las zonas más profundas del río o quebrada.

Concentración del ion hidrógeno (pH): el valor del pH (±0,002) se estimó mediante un electrodo de cristal del equipo multiparámetro mencionado a profundidad no mayor a los 10cm; o a profundidad de muestreo en los sitios con poco caudal.

Turbidez (Secchi), ambiente y corriente: para la determinación de la turbidez (Secchi) del agua se utilizó un disco La Motte de 30cm de diámetro, clasificándose arbitrariamente en las tres categorías definidas por ^{Protti, Sáenz, Guevara y Herrera (2005a}, ^2005b, ²⁰⁰⁷): I, turbia (menor de 10cm), II, semi turbia (entre 11 y 20cm) y III, cristalina (mayor de 21cm o mayor que la profundidad de muestreo), La estimación consistió en introducir el disco en el agua bajándolo lentamente por medio de una cuerda con marcas indicativas cada 5cm, hasta que el mismo no sea perceptible a la vista, momento en el cual se registró la respectiva profundidad.

El tipo de ambiente se categorizó arbitrariamente como: Arenoso=1; Lodoso=2; Lodoso-Arenoso=3; Rocoso=4 y Rocoso-Arenoso=5, mientras que la corriente del agua fue: Muy lenta=1, Lenta=2; Moderada=3 o Fuerte=4.

Para determinar la significancia de las diferencias estadísticas en las variables físico-químicas del agua de los sitios de muestreo, se realizaron ANOVA no paramétricos Kruskall-Wallis según ^{Sokal y Rohlf 1981}, ^{Fowler, Cohen y Jarvis (1998}) y ^{Umaña (1998}) con la ayuda de InfoStat 1.1 2017 (^{Balzarini et al., 2017}).

Mediante un análisis multivariado de componentes principales (Fowler, Cohen, & Jarvis 1988; ^{Umaña, 1998}; ^{Balzarini et al., 2017}) se exploró la relación entre las variables de la calidad del agua (OD, PSO., Temp., Sal., SDT, Sech. y pH), respecto a los sitios de muestreo, con la finalidad de determinar algunas asociaciones, correlaciones o similitud entre estos.

Ética, conflicto de intereses y declaración de financiamiento: el autor declara haber cumplido con todos los requisitos éticos y legales pertinentes, tanto durante el estudio como en el manuscrito; que no hay conflictos de interés de ningún tipo, y que todas las fuentes financieras se detallan plena y claramente en la sección de agradecimientos. Asimismo, está de acuerdo con la versión editada final del documento. El respectivo documento legal firmado se encuentra en los archivos de la revista.

RESULTADOS

Se registró un total de 22 muestras de la calidad de agua a partir de las variables predefinidas entre los cuatro sitios de muestreo. El oxígeno disuelto presentó valores entre los 8,73mg/L en la quebrada Ballena y los 12,88mg/L en el río Coronado, (Kruskall-Wallis H=1,74; g.l.=3; p=0,62) (Fig. 2A). Los valores para el porcentaje de saturación del oxígeno oscilaron entre 137,2% en el río Tortuga y 164,2% en el río Coronado (Kruskall-Wallis H=1,33; g.l.=3; p=0,72) (Fig. 2B).

Fig 2 Comportamiento de variables de oxígeno por sitios de muestreo (medias, medianas y error estándar) entre junio 2017 y abril 2018. 

La temperatura del agua registró un valor mínimo de 25,20°C en la quebrada Ballena y un máximo de 34,10°C en el río Morete, (Kruskall-Wallis H=1,89; g.l.=3; p=0,59) (Fig. 3A). Por su parte la salinidad presentó su valor mínimo de 0,10ppt en los cuatro sitios de muestreo y su valor máximo en los ríos Morete y Coronado con 0,20ppt, (Kruskall-Wallis H=2,93; g.l.=3; p=0,25) (Fig. 3B). Los sólidos disueltos totales oscilaron entre un mínimo de 64mg/L en el río Tortuga y un máximo de 173mg/L en el río Coronado (Kruskall-Wallis H=6,09; g.l.=3; p=0,10) (Fig. 3C).

Fig. 3.  Comportamiento variables temperatura, salinidad y sólidos disueltos totales por sitios de muestreo (medias, medianas y error estándar) entre junio 2017 y abril 2018 

El registro de la variable concentración del ión hidrógeno tuvo un mínimo en la quebrada Ballena con 6,42 mientras que el máximo de 7,67 se registró en el río Coronado, (Kruskall-Wallis H=1,05; g.l.=3; p=0,78) sin ser tales diferencias estadísticamente significativas (Fig. 4).

Fig. 4 Comportamiento del pH por sitios de muestreo (medias, medianas y error estándar) entre junio 2017 y abril 2018. 

En el caso de la turbidez, de las 22 muestras, 12 registraron condición cristalina, ocho semi-turbia, y dos con agua turbia (Fig. 5A), el registro Secchi de todas las muestras fue a profundidad de muestreo (visibilidad del disco alcanzó el fondo del cuerpo de agua). El ambiente rocoso se registró en los ríos Morete, Tortuga y la quebrada Ballena, sitio en el que se registró la mayoría de las ocasiones (Fig. 5B). Por su parte la corriente moderada fue la que prevaleció en los cuatro sitios de muestreo con más registros en el río Coronado (n=4), la corriente muy lenta se registró en la quebrada Ballena y el río Morete, mientras que corrientes fuertes se registraron en una ocasión en los ríos Morete y Tortuga (Fig. 5C).

Fig. 5 Comportamiento variables turbidez, ambiente y corriente por sitios de muestreo (error estándar) entre junio 2017 y abril 2018. 

De acuerdo con el análisis multivariado de componentes principales, la ubicación en los ejes canónicos de los ríos Morete y Coronado, muestran alta correlación entre los mismos, además de alta correlación con variables como la temperatura (Morete λ=29,30), la salinidad (Morete λ=0,14; Coronado λ=0,12), las variables de oxígeno (Coronado= OD λ 10,53; %SAT λ=133,55), por su parte la quebrada Ballena registró altas correlaciones con la turbidez (λ=2,83), mientras que el río Tortuga fue influenciado, pero en menor grado por las variables de oxígeno (λ =10,18) y la corriente (λ=2,80) (Cuadro 1, Fig.6).

Fig.6 Análisis de Componentes Principales a partir de las correlaciones parciales entre variables físico-químicas y sitios de muestreo (λ₁=4,52; λ₂=3,00; varianza acumulada=75%). 

DISCUSIÓN

Los resultados de la presente investigación muestran que estos cuatro cuerpos de agua evaluados según las variables consideradas, y a falta de otras como metales o materia fecal; tienen bajos niveles de contaminación o deterioro en su calidad de agua. Los elevados niveles de oxígeno registrados sugieren una reducida contaminación orgánica, con procesos de descomposición orgánica lentos y bajos. Como se sugiere en los resultados, se registró corrientes moderadas en la mayoría de los muestreos, lo cual promueve la sobre saturación de oxígeno en el agua.

Estos resultados son similares a los sugeridos por ^{Umaña (1998}) en varios ríos de la Península de Osa, incluso en momentos donde los ríos eran asediados por las agresivas actividades mineras de extracción de oro de placer en esa zona.

El oxígeno disuelto en el agua de un ecosistema fluvial natural es considerado una variable fundamental para la vida, y el registro de bajas concentraciones demuestran una alteración en la calidad medioambiental del mismo. De acuerdo con ^{Boyd (1982}) y ^{Killgore y Hoover (2001}) exposiciones prolongadas a bajas concentraciones de oxígeno disuelto en el agua (del orden de entre 1,4 mg/L a 3 mg/L) generan alta mortalidad de los peces, situación lejana de ocurrencia en estos cuatro ríos evaluados, ya que los mismos presentaron concentraciones de oxígeno disuelto del orden de los 10 mg/L.

^{Villegas (2011}) determinó una relación en el aumento de la concentración de OD en el agua con respecto a la disminución del caudal en ríos que no se estancaron, situación también reportada por ^{Velázquez-Velázquez, Vega-Cendejas y Navarro-Alberto (2008}) en otras regiones del pacífico mesoamericano y por ^{Calvo y Mora (2009}) en otros ríos de Costa Rica con condiciones similares a los de la zona sur del país, lo cual también en la presente investigación podría sugerirse, como se muestra la alta correlación del OD y la corriente en el análisis de componentes principales, además del registro en su mayoría de corrientes muy lentas, lentas y moderadas.

La temperatura del agua osciló entre los 25 y 34°C, registros similares a los de ^{Umaña (1998}) y ^{Beita-Sandí y Barahona-Palomo (2010}) en la Península de Osa, y de ^{Villegas (2011}) en otros ríos de los cantones de Osa, Golfito y Corredores. Estos valores son considerados como normales para la zona sur de Costa Rica (^{Winemiller & Morales, 1989}; ^{Bussing, 2002}; ^{Rojas & Rodríguez, 2008}).

La salinidad en el agua fue una de las variables que más discrepó respecto a mediciones realizadas en otras investigaciones en la región. ^{Villegas (2011}) registró concentraciones de hasta 30ppt en ríos de Palmar Norte y Ciudad Neily, considerándose que estos ríos sugieren bajas concentraciones de NaCl.

Son pocos los registros que se tienen de las concentraciones de sólidos (disueltos, suspendidos o sedimentables) para la zona sur del país. ^{Velázquez-Velázquez, Vega-Cendejas y Navarro-Alberto (2008}) al investigar algunos aspectos relevantes que determinan la variación espacio-temporal de peces en una laguna costera del pacífico mexicano, cuantificaron el máximo de sólidos disueltos totales en 28 100mg/L, valor superior al determinado por ^{Villegas en el 2011} en ríos de Osa, Golfito y Corredores zona sur de Costa Rica (19 213mg/L), lo que hace que los 173mg/L como máximo registro de la presente en el río Coronado sea muy bajo, y evidencia las condiciones cristalinas que estos ríos mantuvieron en el periodo evaluado.

Lo anterior se confirma si se considera que ^{Bonatti, Borge, Herrera y Paaby (2005}) determinaron en 404t/km²/año la carga de sedimentos para la cuenca del río Grande de Térraba, sedimentos que se atribuyen a la combinación de un patrón de uso de la tierra con erosividad por precipitación. Por su parte ^{Echeverría (2009)} para la cuenca del río Rincón, estimó que el arrastre de sedimento fue de 105,45t/km²/año, registros que comparados ambos con las concentraciones de SDT de la presente investigación sugieren una carga de sedimentos muy baja en el periodo de estudio en los ríos Morete, Ballena, Tortuga y Coronado de Osa.

La fluctuación del pH entre 6,42 y 7,67 determinados en este estudio, también pueden considerarse normales al compararlos con los valores reportados por ^{Winemiller y Morales (1989}) en el Parque Nacional Corcovado (6,2 a 7,5); por ^{Umaña (1998}) de entre 7,75 y 8 en varios ríos de la Península de Osa; ^{Rojas y Rodríguez (2008}) en la cuenca del Térraba (6 a 8), ^{Beita-Sandí y Barahona-Palomo (2010}) para la cuenca del río Rincón (6,62 a 8,17) y ^{Villegas (2011}) en Palmar Norte y Ciudad Neily (6,93 y 8,59).

La condición general de “agua cristalina” en la mayoría de los muestreos es consistente con la baja concentración de sólidos disueltos totales detectados, no obstante según ^{Birtwell 1999}, ^{Henley, Patterson, Neves y Lemly (2000}) y ^{Berry, Rubinstein, Melzian y Hill (2003}) se carece de estudios que comprueben correlaciones entre las NTU (Unidades Nefelométricas de Turbidez) -unidad de turbidez- y los mg/L -unidad de concentración de sólidos- debido a que la turbidez puede estar influenciada por diversos factores (nutrientes, sedimentos, microorganismos, minerales, entre otros) mientras que los sólidos son una relación peso-volumen físicamente establecida.

Los ríos son ecosistemas acuáticos sumamente dinámicos, y son influenciados por todas las condiciones ambientales circundantes, tanto a nivel local o focalizado como en el rango de acción de una gran cuenca hidrográfica. Son muchos los factores que pueden afectar las condiciones físicas y químicas del agua de un río o una quebrada, no obstante a partir de las mediciones sobre variables de esta calidad del agua podría determinarse su estado de conservación o de degradación, en un momento y lugar determinado (^{Hernández, Martínez, Moreno, & Martínez, 2012}).

A partir de las mediciones realizadas al agua de estos cuatro cuerpos superficiales en los distritos de Bahía Ballena y Puerto Cortés del cantón de Osa, en la zona sur de Costa Rica, se puede inferir que durante el periodo evaluado de junio 2017 a abril 2018 las condiciones físico-químicas de la misma son similares para los cuatro sitios.

No hay evidencia estadística (p≥0,05) que sugiera que la relativa mejor condición de las zonas de protección en el distrito de Bahía Ballena genere una mejor calidad del agua en los ríos de la región, no obstante el distrito de Puerto Cortés ha tenido mayor deterioro de sus recursos naturales por los cultivos extensivos de banano en el pasado o de arroz y palma aceitera en el presente, por lo que se descarta esta hipótesis y se tiene que los ríos y quebradas en el cantón de Osa, en la zona sur de Costa Rica tienen condiciones de calidad de agua similares.