El libro aborda los desafíos asociados a la disponibilidad y calidad del agua en diferentes regiones del mundo, destacando su importancia para la salud y el desarrollo socioeconómico. Se señala el aumento de agentes contaminantes debido a actividades humanas, con más de 1000 nuevos contaminantes registrados cada año por la actividad industrial. Para evaluar la calidad del agua, se analizan numerosos indicadores, lo que dificulta su evaluación. Sin embargo, se destaca la utilidad de los índices, que simplifican la información en un solo valor, facilitando la comunicación. La investigación del libro presenta una amplia gama de indicadores e índices de calidad del agua a nivel mundial, considerando aspectos cualitativos y cuantitativos en su cálculo. También proporciona una metodología para ajustar y aplicar índices desarrollados en otros países a diferentes condiciones ambientales y legislativas.
Las diferentes regiones del mundo enfrentan problemas asociados a la disponibilidad, uso y control del recurso agua. Su conservación y calidad están ineludiblemente vinculadas a las actividades económicas y sociales, así como a la salud de la población. El incremento de los agentes contaminantes en las aguas es cada vez mayor debido a las actividades antropogénicas. Cada año se registran más de 1000 nuevos contaminantes en las aguas como consecuencia de la actividad industrial.
La determinación de la calidad del agua usualmente conlleva el análisis de una cantidad grande de indicadores de calidad, lo cual dificulta el análisis. Por otra parte, es posible el empleo de índices cuya peculiaridad es la simplificación de una gran cantidad de información en un único valor. Esa facultad de los índices es lo que los ha hecho un medio eficiente para comunicar información.
En este libro se presenta una investigación exhaustiva de los distintos indicadores e índices de calidad del recurso hídrico que se utilizan a nivel mundial. Se incluyen aspectos cualitativos y cuantitativos involucrados en el cálculo de los índices. Asimismo, la metodología para que índices elaborados en otros países con diferentes condiciones ambientales y de legislación puedan ser ajustados y aplicados en otras regiones.
Prólogo .............................................................................................................. 13
Capítulo 1. Desarrollo sostenible ................................................................. 15
1.1. El concepto de sostenibilidad ............................................................ 15
1.2. Recurso hídrico .................................................................................. 18
1.3. Población ........................................................................................... 22
1.4. Otras variables ambientales ............................................................... 27
Capítulo 2. Evaluación de la calidad del agua ........................................ 29
2.1. Introducción ....................................................................................... 29
2.2. Índices de calidad y de contaminación del agua ................................ 31
2.3. Ventajas y limitaciones ...................................................................... 35
2.4. Tipos de índices ................................................................................. 39
2.5. Etapas de elaboración de un índice .................................................... 41
2.6. Indicadores de calidad del agua ......................................................... 44
Capítulo 3. Cálculo del índice ....................................................................... 59
3.1. Introducción ....................................................................................... 59
3.2. Fórmulas de agregación ..................................................................... 61
3.2.1. Fórmula de Horton .................................................................. 61
3.2.2. Fórmula de Shoji, Yamamoto y Nakamura ............................. 62
8 Índices e indicadores sobre la calidad del agua
3.2.3. Fórmula de Nemerow y Sumitomo ......................................... 63
3.2.4. Fórmula de Brown et al. .......................................................... 65
3.2.5. Fórmula de Landwehr .............................................................. 66
3.2.6. Fórmula de O’Connor .............................................................. 68
3.2.7. Evaluación de algunas fórmulas .............................................. 69
3.2.8. Fórmula de Landwehr y Deininger .......................................... 70
3.2.9. Fórmula de Prati, Pavanello y Pesarin ..................................... 72
3.2.10. Fórmula de Walski y Parker .................................................. 73
3.2.11. Otras fórmulas de Landwehr ................................................. 75
3.2.12. Fórmula de Barker y Kramer ................................................. 81
3.2.13. Fórmula del Departamento de Recursos Naturales
de Georgia .......................................................................................... 82
3.2.14. Fórmula de la EPA para Denver, EE.UU. .............................. 82
3.2.15. Fórmula de Stoner ................................................................. 83
3.2.16. Fórmula de Queralt ................................................................ 85
3.2.17. Fórmula de Bhargava ............................................................. 86
3.2.18. Fórmula de Dinius ................................................................. 86
3.2.19. Fórmula de Smith .................................................................. 89
3.2.20. Fórmula de Dojlido et al. ....................................................... 91
3.2.21. Fórmula del CCME ............................................................... 92
3.2.22. Fórmula de la EPA para Taiwán ............................................ 96
3.2.23. Fórmula de Liou et al. ........................................................... 96
3.3. Evaluaciones recientes de varias fórmulas ........................................ 98
3.3.1. Fórmulas de Ramírez, Restrepo y Viña ................................. 100
3.4. Fórmulas para índices biológicos .................................................... 104
Contenido 9
Capítulo 4. Estudios comparativos entre índices ..................................... 109
Capítulo 5. Selección de los indicadores ................................................. 125
5.1. Introducción ..................................................................................... 125
5.2. Métodos y criterios para la elección de indicadores ........................ 126
5.3. Uso histórico de indicadores ............................................................ 155
Capítulo 6. Escalas de calidad de los índices y subíndices .................. 167
6.1. Introducción ..................................................................................... 167
6.2. Elaboración de escalas de calidad .................................................... 169
6.3. Diferencias comparativas entre escalas de clasificación .................. 186
6.4. Métodos gráficos de control ............................................................. 187
Capítulo 7. Cálculo de subíndices ............................................................. 191
7.1. Introducción ..................................................................................... 191
7.2. Tipos de subíndices y metodologías de cálculo ............................... 193
7.3. Metodologías de cálculo .................................................................. 196
7.4. Recomendaciones generales ............................................................ 264
7.4.1. Cálculo del SI de acuerdo con las normativas nacionales ..... 266
Capítulo 8. Asignación de la ponderación .............................................. 273
8.1. Introducción ..................................................................................... 273
8.2. Metodologías de cálculo .................................................................. 274
Capítulo 9. Evaluación de algunos índices conocidos ............................ 279
9.1. Índice holandés ................................................................................ 279
9.2. ICA-NSF .......................................................................................... 285
9.3. ICA-Dinius ...................................................................................... 287
10 Índices e indicadores sobre la calidad del agua
9.4. ICA-OWQI ...................................................................................... 288
9.5. ICAUCA .......................................................................................... 290
9.6. Otros índices .................................................................................... 290
Capítulo 10. Modelos de predicción ........................................................ 293
10.1. Introducción ................................................................................... 293
10.2. Modelos matemáticos .................................................................... 294
10.3. Los modelos y la calidad del agua ................................................. 295
10.4. Regresión lineal multivariable ....................................................... 296
10.5. Verificación de los supuestos estadísticos ...................................... 297
10.6. Bondad del modelo ........................................................................ 304
10.7. Reducción de variables .................................................................. 306
10.8. Calibración y validación de los modelos ....................................... 308
Capítulo 11. Evaluación de nuevos índices propuestos ......................... 311
11.1. Introducción .................................................................................... 311
11.2. Escala de clasificación de la calidad del agua ................................ 312
11.3. Cálculo de los subíndices ............................................................... 316
11.4. Valoración de varias fórmulas de agregación ................................ 321
11.4.1. ICA con el promedio geométrico ponderado ....................... 321
11.4.2. ICA con el promedio cuadrado armónico no ponderado ..... 325
11.4.3. ICA con el operador mínimo ............................................... 328
11.5. Recomendaciones finales ............................................................... 330
Capítulo 12. Evaluación de aguas en sistemas marinos ....................... 333
12.1. Introducción ................................................................................... 333
12.1.1. Eutrofización ........................................................................ 334
Contenido 11
12.1.2. Floración de algas nocivas ................................................... 336
12.1.3. Contaminación bacteriana ................................................... 336
12.1.4. Sedimentos contaminados ................................................... 336
12.2. Usos de las aguas marinas ............................................................. 336
12.3. Indicadores de calidad ................................................................... 338
12.4. Índices de calidad .......................................................................... 341
12.4.1. Índice de calidad del agua ................................................... 343
12.4.1.1. Cálculo del índice de calidad del agua ...................... 346
12.4.2. Índice de calidad del sedimento .......................................... 346
12.4.2.1. Toxicidad del sedimento ............................................ 347
12.4.2.2. Contaminantes del sedimento .................................... 348
12.4.2.3. El TOC en los sedimentos ......................................... 350
12.4.2.4. Cálculo del índice de calidad del sedimento ............. 351
12.4.2.5. Índice bentónico ........................................................ 352
12.4.2.6. Índice del hábitat costero ........................................... 352
12.4.2.7. Índice de contaminantes en el tejido de los peces ..... 353
12.4.2.8. Índice de condición general ....................................... 355
12.5. Comentarios finales........................................................................ 356
Anexo I. Curvas de transformación para obtener subíndices
elaboradas por Brown et al. ...................................................................... 357
Anexo II. Curvas de transformación para obtener subíndices
elaboradas por Dunnette ........................................................................... 369
Anexo III. Curvas de transformación para obtener subíndices
12 Índices e indicadores sobre la calidad del agua
elaboradas por el Departamento de Recursos Naturales
de Georgia, EE.UU. ...................................................................................... 377
Anexo IV. Curvas de transformación para obtener subíndices
elaboradas por Queralt ............................................................................. 387
Anexo V. Curvas de transformación para obtener subíndices
elaboradas por Smith .................................................................................. 395
Anexo VI. Curvas de transformación para obtener subíndices
elaboradas por Cude .................................................................................. 405
Anexo VII. Curvas de transformación para obtener subíndices
elaboradas por Singh ................................................................................. 417
Anexo VIII. Curvas de transformación para obtener subíndices
elaboradas por Torres ................................................................................. 435
Anexo IX. Curvas de transformación
Enseñanza universitaria o superior
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