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Recibido, 29/03/2021 Aceptado, 20/08/2021 Artículo original
DOI:10.25127/aps.20212.770
Patrones de distribución de los parámetros físicos y metales pesados en la cuenca media y baja del río
Utcubamba
Distribution patterns of physical parameters and heavy metals in the middle and lower Utcubamba river
basin
1* 1 1 1
Jesús Rascón , Dámaris Leiva-Tafur , Lily del Pilar Juárez Contreras , Elder Chichipe Vela , Carlos Santa Cruz
1 1 1 1 1
Guerrero , Karin Yardely Tafur Huayan , Edith Calderón Ordoñez , Víctor Gómez ,Manuel Oliva
RESUMEN
El río Utcubamba es uno de los principales cuerpos de agua dulce en el Departamento de Amazonas. A lo largo de su
cauce se encuentra expuesto a una gran cantidad de actividades antropogénicas que ocasionan el deterioro de su
ecosistema. La escasez de información sobre el transporte de elementos químicos por este río, y su posterior descarga
en el río Utcubamba, impiden elaborar planes adecuados para el uso sustentable de sus recursos y así tratar de mitigar
el impacto generado por las actividades humanas. La presente investigación tuvo como objetivos determinar la
variación espacial, del río Utcubamba a lo largo de las cuencas media y baja e identificar el comportamiento de los
contaminantes, así como su distribución. Se seleccionaron once estaciones de muestreo, seis en la cuenca media y
cinco en la cuenca baja. En general, el transporte medio de metales pesados aumentó hacia la cuenca baja, debido
principalmente a que ambas cuencas, se encuentran impactadas por la acción antropogénica.
Palabras clave: variación espacial, Utcubamba, Amazonas.
ABSTRACT
The Utcubamba River is one of the main bodies of fresh water in the Department of Amazonas. Throughout its course
it is exposed to a large number of anthropogenic activities that cause the deterioration of its ecosystem. The lack of
information on the transport of chemical elements through this river, y its subsequent discharge into the Utcubamba
River, prevent the development of adequate plans for the sustainable use of its resources and thus try to mitigate the
impact generated by human activities. The purpose of this research was to determine the spatial variation of the
Utcubamba River along the middle and lower basins and identify the behavior of the pollutants, as well as their
distribution. Eleven sampling stations were selected, six in the middle basin and five in the lower basin. In general,
the average transport of heavy metals increased towards the lower basin, mainly due to the fact that both basins are
impacted by the anthropogenic action.
Keywords: spatial variation, Utcubamba, Amazonas.
1Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas, Instituto de Investigación para el Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva,
Chachapoyas, Perú
*Autor de correspondencia. E-mail: jesus.rascon@untrm.edu.pe
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I. INTRODUCCIÓN
El río Utcubamba posee una longitud aproximada de
250 km desde su nacimiento en el caserío Atuen (pro-
vincia Chachapoyas), hasta su desembocadura en el rio
Marañon, siendo su principal tributario (Gamarra et al.,
2018b). Atraviesa de forma vertical, todo el Departa-
mento de Amazonas desde el sur hasta el norte, pasando
por las provincias de Chachapoyas, Bagua, Bongará,
Luya y Utcubamba. Se caracteriza por ser unos de los
ríos más caudalosos del norte de Perú, sino se tiene en
cuenta al Marañón y al Amazonas (Maicelo et al., 2014).
El régimen pluviométrico de la cuenca del río Utcu-
bamba, se caracteriza por una época húmeda que
comienza a partir del mes de diciembre y finaliza en
junio. Por otra parte, la época seca comienza en el mes
de julio y finaliza en noviembre teniendo sus máximos
valores en el bimestre agosto-septiembre (Efus-
Fernández y Pinedo-Trigoso, 2019, Rascon et al., 2020;
2021a). En la cuenca media se desarrollan actividades
agrícolas y ganaderas, dónde se localizan poblaciones
como la ciudad de Chachapoyas y Pedro Ruiz (Corroto
et al., 2018). La cuenca baja es la de mayor población,
localizándose la principal ciudad del Departamento,
Bagua Grandes, además de otra ciudad grande como
Bagua. Allí esencialmente se desarrollan actividades
agrícolas, relacionadas con el arroz. Las aguas servidas
provenientes de todas estas actividades humanas son
descargadas en el cauce del río, sin ningún tipo de trata-
miento. Estas llevan consigo una elevada concentra-
ción de elementos químicos, alterando la calidad
ambiental del río, así como también de la zona costera
donde este desemboca, impidiendo así su uso y aprove-
chamiento humano (Gamarra et al., 2018a).
A pesar de lo expuesto, es escasa la información sobre
el volumen de metales pesados que son descargados
hacia el río Utcubamba. No hay investigaciones sobre
los patrones de distribución en la cuenca media y baja.
Por ello, es necesario estimar estos patrones de distri-
bución de los metales pesados y los parámetros físicos
más relacionados con ellos, para buscar alternativas
orientadas a mitigar el impacto generado por las activi-
dades humanas en el ecosistema fluvial, ofreciendo
una oportunidad para mejorar el aprovechamiento del
recurso hídrico y el manejo de la zona costera. En total
se estudiaron 11 metales pesados y 7 parámetros
ambientales.
II. MATERIAL Y MÉTODOS
Área de estudio
La cuenca media y baja del río Utcubamba se encuen-
tra atravesando varias provincias, del Departamento
Amazonas, entre ellas Bongará, Luya, Utcubamba y
Bagua. El río Utcubamba tiene una longitud de 250 km
(Figura 1). Nace en los Andes, en la provincia de Cha-
chapoyas y desemboca en el río Marañón en la provin-
cia de Bagua, siendo uno de sus principales tributarios
(Barboza et al., 2017). Pertenece a la Región Hidro-
gráfica del Amazonas. Las cuencas media y baja, se
sitúan desde una altitud de 1686 m.s.n.m hasta los 360
m.s.n.m, comprendida dentro del bosque tropical
estacionalmente seco y muy seco (Linares-Palomino,
2004; Gamarra et al. 2018c).
Las actividades más representativas en la zona, son la
actividad ganadera y la actividad agrícola. En la cuen-
ca media, destacan los predominios con cultivos andi-
nos como la papa (Solanum tuberosum L.), el camote
(Ipomoea batatas (L.) Lam.) o el maíz (Zea mays L.)
entre otros (Tapia y Fries, 2007; Corroto et al., 2018).
Mientras que, en la cuenca baja, destacan los predomi-
nios con cultivos de arroz (Oryza latifolia Desv.) y la
agricultura de subsistencia (Corroto et al., 2018).
Metodología empleada
Los muestreos se realizaron en el mes de Agosto de
2018, en época seca. Se establecieron 11 puntos de
muestro a lo largo del río Utcubamba siguiendo la
metodología de Gamarra et al. (2018a). Las estaciones
de la 1 a la 6 corresponden a la cuenca medía, mientras
que las estaciones de la 7 a la 11 corresponden a la cuen-
ca baja. Los puntos se establecieron previamente en
fase de gabinete con la ayuda del software informático
ArcGIS y confirmados en campo con un receptor de
Posicionamiento Global (GPS), marca Garmin, mode-
lo Oregon 650 (Figura 1).
La recolección, almacenamiento y traslado de las mues-
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Figura 1. Ubicación de las estaciones de muestreo en la Cuenca Baja y Media del río Utcubamba.
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tras y los análisis de laboratorio, se realizaron de acuer-
do con APHA, AWWA, y WEF (2017). Se realizaron
tres repeticiones en cada estación de muestreo. Los
parámetros físicos estudiados fueron pH (pH, 1:1;
Método 4500-H+), temperatura (Temp, °C; Método
2550B), oxígeno disuelto (OD, O mg/L; Método 4500-
2
O G), conductividad eléctrica (CE, μS/cm; Método
2510 B), sólidos disueltos totales (SDT, mg/L; Método
2510 B) fueron medidos con un equipo multiparamétri-
co marca SI Analytics, modelo HandyLab 680, turbidez
(Turbi, UNT; Método 180.1 EPA) fue medido con un
equipo turbidímetro marca hach modelo 2100q, y sóli-
dos totales (ST, mg/L; Método 2540 B) fueron medidos
usando una balanza marca Pioneer, modelo PX232 y
una estufa marca MMM Group, modelo ECOCELL.
En cuanto a los metales estudiados, fueron Magnesio
(Mg mg/L), Aluminio (Al mg/L), Manganeso (Mn
mg/L), Barios (Ba mg/L), Litio (Li mg/L), Hierro (Fe
mg/L), Zinc (Zn mg/L), Cobre (Cu mg/L), Cobalto (Co
mg/L), Cadmio (Cd mg/L) y Plomo (Pb mg/L). Todos
ellos fueron medidos usando el Método 3120-B, con un
espectrofotómetro de emisión atómica, marca Agilent
Technologies, modelo 4210 MP-AES
Para el análisis de datos, se realizó un gráfico de boxplot
para cada parámetro, junto a la estadística descriptiva de
los parámetros, y una correlación de Spearman, para
comprobar cómo se relación los metales pesados y los
parámetros ambientales entre ellos. Posteriormente, se
calculó el promedio de cada estación y se graficó para
ver la evolución espacial de cada parámetro a lo largo de
la cuenca media y baja. Todos los análisis estadísticos se
realizaron a un nivel de significancia de p<0,05 con el
software estadístico R (R Core Team, 2019).
III. RESULTADOS
Relación de los parámetros con las estaciones
La variación espacial tuvo un impacto significativo en
la distribución de todos los parámetros fisicoquímicos,
mientras que dentro de los metales pesados tanto el Mn
como el Cd, no tiene ninguna diferencia significativa
entre las estaciones de muestreo. Cabe mencionar que
como los valores de Al y Co fueron 0, no se tienen en
cuenta para este análisis (Tabla 1).
Patrones de distribución
La distribución espacial de los parámetros, según las
estaciones de muestreo, arroja cuatro grupos bien
definidos. Un grupo principal donde se encuentran la
mayoría de parámetros, y tres grupos con un solo
parámetros (Mn, Li y Zn) (Figura 2)
La distribución espacial de estaciones, según los
parámetros muestreados, arroja cuatro grupos bien
definidos. Un grupo principal donde se encuentran las
estaciones de la cuenca baja EM8, EM9, EM10 y
EM11, que son las que presentan más contaminantes
por metales pesados. Luego tenemos un grupo con
EM3, EM6 (Cuenca media) y EM7 (Cuenca baja), lo
que indica que, hasta la EM7, no hay diferencias por
contaminación. Luego tenemos un grupo con tres
estaciones de la cuenca media (EM2, EM4 y EM5) y
un último grupo donde solo esta EM1 (Figura 3).
IV. DISCUSIÓN
El patrón identificado en el presente estudio en cuanto a
la variación espacial del caudal fue el típico para estos
sistemas fluviales en los cuales se observa un incre-
mento desde la cuenca alta hacia la cuenca baja (Ortiz-
Arenas et al., 2017). El aporte de varios nutrientes,
Parámetros F p-valor Parámetros F p-valor Parámetros F p-valor
pH (1:1) 27.51 0.0021* ST (mg/L) 31.77 0,0004* Fe (mg/L) 26.11 0,0036*
T (°C) 30.36 0,0007* Mg (mg/L) 31.67 0,0005* Zn (mg/L) 27.69 0,0020*
Turbidez (UNT) 30.34 0,0008* Al (mg/L) 0 0 Cu (mg/L) 32.00 0,0004*
OD (mg/L) 30.98 0,0006* Mn (mg/L) 10.14 0,4285n.s. Co (mg/L) 0 0
CE (µS/cm) 31.82 0.0004* Ba (mg/L) 24.31 0,0068* Cd (mg/L) 5.95 0.8190n.s.
SDT (mg/L) 31.67 0,0005* Li (mg/L) 31.63 0,0005* Pb (mg/L) 23.83 0,0081*
Tabla 1. Prueba de Kruskal Wallis entre los parámetros ambientales y metales pesados y las estaciones de muestreo
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Figura 2. Ordenamiento de los 18 parámetros muestreados en función de la variación espacial.
Figura 3. Ordenamiento de las 11 estaciones de muestreo en función de los parámetros ambientales y metales pesados.
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relacionados con la agricultura y a la ganadería se dan
desde la cuenca media hasta la baja. El comportamien-
to temporal del caudal del rio Utcubamba depende
significativamente de las precipitaciones ocurridas en
la cuenca, es por esto que los máximos valores del
caudal corresponden a aquellos meses con mayores
precipitaciones (Gao et al., 2014).
La cuenca alta del río Utcubamba se caracteriza por
estar en la sierra del Calla-Calla, con pueblos que en la
mayoría de los casos no poseen sistemas de tratamiento
de agua. En esta zona, además, se realizan pequeñas
actividades agrícolas y de cría de animales, que descar-
gan sus desechos directamente al río. En las actividades
agrícolas de la cuenca se emplean fertilizantes como
abono de la tierra, pudiendo representar ésta una de las
principales fuentes de compuestos nitrogenados, que
ingresan a través de las escorrentías (Ogbozige y Alfa,
2019; Khan et al., 2017; Li et al., 2015). Varios autores
han observado una situación similar para especies
nitrogenadas en el río Orituco, señalando que el
aumento en las concentraciones de nitrato estaba rela-
cionado con las estaciones del río que históricamente
habían sido perturbadas por el uso de fertilizantes
(Cressa, 1993; Flores et al., 2017). La cuenca media es
una zona agrícola, principalmente para cultivos andi-
nos. Al mismo, cuenta con una gran actividad ganadera
(Corroto et al., 2018). Todas estas actividades incre-
mentan la descarga de compuestos nutritivos que viene
desde la cuenca alta. A esto hay que añadir, las descar-
gas de la ciudad de Chachapoyas, la cual tiene dos
PTAR, pero no se encuentran en funcionamiento, así
como de las pequeñas poblaciones en las márgenes del
río no poseen este tipo de redes de recolección de aguas
servidas, lo que trae como consecuencia que las comu-
nidades viertan sus desechos o al menos parte de ellos
en los canales pluviales aun cuando posean pozos sépti-
cos (Gamarra et al., 2018b). En la cuenca baja la situa-
ción es bastante grave, ya que el río Utcubamba cruza la
ciudad de Bagua Grande para desembocar sus aguas en
el río Marañón. A lo largo de toda la cuenca baja, el río
recibe las descargas de todos los cultivos de arroz, que
hay en la zona, al ser una zona de gran producción arro-
cera (Zamora-Huamán y Mejía-Risco, 2019). Al
mismo tiempo, la ciudad de Bagua Grande, la cual es la
más grande del Departamento de Amazonas también
realiza descargas de elementos que provienen de las
actividades humanas, aumentando el transporte de
estos hacia el rio Marañón, algo normal en poblaciones
de este departamento (Rascón et al. 2021b).
Respecto a la influencia de los metales pesados dentro
del río Utcubamba, se ha evidenciado que la descarga
de estos, según vamos avanzando por el río, vemos que
van amentando, por eso se van agrupando las estacio-
nes según las cuencas, además de que todos los pará-
metros influyen en el estado en el que se encuentran
ambas cuencas, como vemos en la figura 3 y 4. Resulta-
dos parecidos se han observado en el río Córdoba en
Magdalena, Colombia. En dicho río, existe una alta
uniformidad espacial del río en los sitios de muestreo,
donde evidenciaron que la variación temporal reflejó
de mejor manera los cambios en la calidad del agua del
río Córdoba en su parte baja (Fontalvo et al., 2018).
V. CONCLUSIONES
Se demuestra que los parámetros se comportan de
forma distinta según avanzan por el río Utcubamba,
excepto para el Al y Co, que no presentaron valor algu-
no y para los valores de Cd y Mn, lo que significa que la
contaminación por estos metales, es constante a lo
largo de las dos cuencas
La cuenca media y alta, tiene cuatro patrones de distri-
bución, que serían, cuenca media-alta con poca conta-
minación, cuenca media-baja con indicios de contami-
nación, cuenca baja-alta con cierta contaminación y
cuenca baja-baja, con gran contaminación. Estos con-
taminantes son sobre todo Cd, Mn y Pb.
Es necesario desarrollar una evaluación exhaustiva en
el recorrido del río Utcubamba, para profundizar en la
evaluación de Cadmio y Plomo, ya que la presencia de
altas concentraciones de estos metales en el ser huma-
no tiende a causar alteraciones en el sistema nervioso
central y digestivo.
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VI. CONTRIBUCIÓN DE LOS AUTORES
Todos los autores participaron en la conceptualiza-
ción, metodología, investigación, redacción del
manuscrito inicial, revisión bibliográfica, y en la
revisión y aprobación del manuscrito final.
VII. CONFLICTO DE INTERESES
Los autores declaran no tener conflicto de intereses.
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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