IndicesBiologicos


 * (J.L. Jiménez Ledesma, 15/11/2007)**

__ÍNDICES BIOLÓGICOS Y SU RELACIÓN CON LA CALIDAD DE LAS AGUAS__
Mediante los índices biológicos se obtiene un valor numérico que expresa el efecto de la contaminación sobre una comunidad biológica y se basan en la capacidad de los organismos de reflejar las características o condiciones ambientales del medio en el que se encuentran. La presencia o ausencia de una especie o familia, así como su densidad o abundancia es lo que se va a usar como indicador de la calidad. La mayor diferencia con otros índices de estimación de la calidad de las aguas, como los índices fisicoquímicos, es que permiten indicar el estado del agua en un periodo prolongado de timepo definido por la duración del ciclo vital de cada individuo, magnitud de colonias, etc., pero, por el contrario, es imposible identificar los agentes contaminantes existentes, por lo que su utilización es complementaria y no sustitutiva a los índices fisicoquímicos.

Los índices biológicos pueden ser de dos tipos:
 * __Índices bióticos__: suelen ser específicos para un tipo de contaminación y/o región geográfica, y se basan en el concepto de organismo indicador. Permiten la valoración del estado ecológico de un ecosistema acuático afectado por un proceso de contaminación. Para ello a los grupos d invertebrados de una muestra se les asigna un valor numérico en función de su tolerancia a un tipo de contaminación, los más tolerantes reciben un valor numérico menor y los más sensibles un valor numérico mayor, la suma de todos estos valores nos indica la calidad de ese ecosistema.


 * __Índices de diversidad__: miden la abundancia y biodiversidad de especies de un sitio, a mayor biodiversidad mayor puntuación. Reflejan alteraciones del número total de comunidades de organismos. Como ventajas de estos índices respecto a los bióticos destacan que no es necesaria la identificación de especies o familias, que no se requiere información sobre la tolerancia a contaminación y que sirven para detectar episodios leves de contaminación. Por contra, no existe un consenso claro sobre los valores de los índices.

__**ÍNDICES BIÓTICOS**__


 * 1. Biological Monitoring Working Party (BMWP)**

Se basa en la asignación a las familias de macroinvertebrados acuáticos de valores de tolerancia a la contaminación comprendidos entre 1 (familias muy tolerantes) y 10 (familias intolerantes). La suma de los valores obtenidos para cada familia detectada en un punto nos drá el grado de contaminación del punto estudiado.

Se consideran macroinvertebrados bentónicos a aquellos organismos invertebrados que desarrollan alguna fase de su ciclo vital en el medio acuático, y cuyo tamaño es superior a los 2 nm. Abarca insectos, moluscos, crustáceos, turbelarios y anélidos principalmente. Matcalfe (1989) enumera las principales razones para su uso como indicadores biológicos:
 * Sensiblidad y rapidez en la reacción ante distintos contaminantes con una amplia gradacón en la respuesta frente a un variado espectro de clases y grados de estrés.
 * Ubicuidad, abundancia y facilidad de muestreo. Tamaño adecuado para su determinación en laboratorio.
 * Carácter relativamente sedentario, reflejando las condiciones locales de un tramo fluvial.
 * Fases del ciclo de vida suficientemente largas como para ofrecer un registro de la calidad medioambiental.
 * Gran diversidad de grupos faunísticos con numerosas especies, entre las cuales siempre habrá alguna que reaccione ante un cambio ambiental.

Existen multitud de adaptaciones mundiales de este índice creado en primer lugar por Hellawell (1978) para los ríos de Gran Bretaña. Alba Tercedor y Sánchez Ortega (1988) crearon la adaptación para la Península Ibérica que se denota por BMWP'. Una de las últimas adaptaciones para la Península Ibérica es la Iberian Biological Monitoring Working Party (IBMWP), de Alba Tercedor et al. (2002), creada tras acuerdo obtenido en el III Congreso Ibérico de Limnología debido a actualizaciones taxonómicas y modificaciones de alguna de las puntuaciones de las familias de macroinvertebrados.

Las puntuaciones asignadas a cada familia de macroinvertebrados según el BMWP' se resumen en la siguiente tabla:


 * **Familia** || **Puntuación** ||
 * //Siphlonuridae, Heptageniidae, Leptophebiidae Potamanthidae, Ephemeridae, Taeniopterygidae, Leuctridae, Capniidae, Perlodidae, Perlidae, Chloroperlidae, Aphelocheiridae, Phryganeidae, Molannidae, Beraeidae, Odontoceridae, Leptoceridae, Goeridae, Lepidostomatidae, Brachycentridae, Sericostomatidae, Athericidae, Blephariceridae// || 10 ||
 * //Astacidae, Lestidae, Calopterygidae, Gomphidae, Cordulegasteridae, Aeshnidae, Corduliidae, Libellulidae, Psychomyiidae, Philopotamidae, Glossosomatidae// || 8 ||
 * //Ephemerellidae, Nemouridae, Rhyacophilidae, Polycentropodidae, Limnephilidae// || 7 ||
 * //Neritidae, Viviparidae, Ancylidae, Hydroptilidae, Unionidae, Corophiidae, Gammaridae, Platycnemididae, Coenagriidae// || 6 ||
 * //Oligoneuriidae, Dryopidae, Elmidae, Helophoridae, Hydrochidae, Hydraenidae, Clambidae, Hydropsychidae, Tipulidae, Simuliidae, Planariidae, Dendrocoelidae, Dugesiidae// || 5 ||
 * //Baetidae, Caenidae, Haliplidae, Curculionidae, Chrysomelidae, Tabanidae, Stratiomydae, Empididae, Dolichopodidae, Dixidae, Ceratopogonidae, Anthomyidae, Limoniidae, Psychodidae, Sialidae, Piscicolidae, Hidracarina// || 4 ||
 * //Mesoveliidae, Hydrometridae, Gerridae, Nepidae, Naucoridae, Pleidae, Notonectidae, Corixidae, Helodidae, Hydrophilidae, Hygrobiidae, Dysticidae, Gyrinidae, Valvatidae,, Hydrobiidae, Lymnaeidae, Physidae, Planorbidae, Bithyniidae, Sphaeridae, Glossiphoniidae, Hirudidae, Erpobdellidae, Asellidae, Ostracoda// || 3 ||
 * //Chironomidae, Culicidae, Muscidae, Thaumaleidae, Ephydridae// || 2 ||
 * //Oligochaeta// (todas las clases), //Syrphidae// ||
 * 1 ||

Finalmente, tras la suma de los valores correspondientes a cada una de las familias presentes en la zona de estudio, se obtiene la calidad del agua, que se puede encuadrar en una de las 5 categorías siguientes:


 * **Clase** || **Puntuación** || **Calidad del agua** ||
 * I || > 120 || Aguas muy limpias ||
 * I || 101-120 || Aguas limpias ||
 * II || 61-100 || Aguas ligeramente contaminadas ||
 * III || 36-60 || Aguas contaminadas ||
 * IV || 16-35 || Aguas muy contaminadas ||
 * V || < 16 || Aguas fuertemente contaminadas ||


 * 2. Índice Biótico de Trent (TBI)**

El Índice Biótico de Trent (Woodiwiss, 1964) se utiliza para indicar el grado de tensión producido por las aguas residuales en comunidades animales de río, a partir de las cantidades de taxones y la presencia de especies o grupos clave. Utiliza 6 taxones y la valoración final del agua varía entre 0 (mala) y 15 (buena). A partir de él se han desarrollado multitud de adaptaciones. En España el BILL (Prat et al., 1983).


 * 3. Índice Chandler**

Utiliza 6 grupos, los mismos que Trent, y además emplea un factor de abundancia, en el que cada especie tiene una puntuación que varía según el número de individuos. Es necesario una identificación taxonómica de los macroinvertebrados hasta el nivel de género o especie. La puntuación final del agua varía entre 0 (mala) y un límite superior no definido, aunque se puede decir que si el índice es menor de 300 el agua está contaminada y está comprendido entre 300 y 3000 el agua está poco contaminada.

__**ÍNDICES DE DIVERSIDAD**__


 * 1. Índice de diversidad de Shannon-Wiener (H)**

En un primer momento se usó para medir la diversidad de los peces sometidos a la contaminación del agua durante la década de 1960 (Davis, 1995). Este índice relaciona el número de especies con la proporción de indiviudos pertenecientes a cada especie presente en la muestra. Sin embargo, ha sido criticado debido a que no considera aspectos importantes como la periodicidad y el tipo de muestreo, el nivel de la resolución taxonómica y porque responde de manera irregular a los cambios naturales del medio acuático (Davis 1995, Karr 1998). Se calcula mediante la siguiente expresión:


 * **H =** - **∑ (Pi · ln Pi)** ||

En donde:

• Pi: proporción total de la muestra que pertenece a la especie "i", con i = 1,2...S; siendo "S" es el número total de especies presentes en la muestra.

El valor máximo que adquiere en los ríos para las comunidades de invertebrados bénticos es de 4,5. Valores inferiores a 2,4-2,5 indican que el sistema está sometido a tensión (vertidos, dragados, canalizaciones, regulación por embalses...). Es un índice que disminuye mucho en aguas muy contaminadas. Por tanto, cuanto mayor valor tome el índice de Shannon-Wiener, mayor calidad tendrá el agua objeto de estudio.


 * 2. Índice de diversidad de Simpson-Gini (Y)**

Expresa la probabilidad compuesta de que dos individuos extraídos al azar de una comunidad pertenezcan a la misma especie. Si dicha probabilidad es alta, la comunidad es poco diversa. Se calcula mediante la siguiente expresión:


 * **Y = (1 - ∑ Pi2) · 100 (%)** ||

En donde "Pi" tiene el mismo significado que en la ecuación de Shannon-Wiener. El índice tomará valores comprendidos entre 0 % y 100 %. Valores inferiores al 20 % indican una calidad muy buena del agua, mientras que si la valoración supera el 60 % la calidad del agua será deficiente o mala. Principalmente es indicador de los siguientes impactos: polución orgánica, degradación en la mofología del río y degradación general.


 * 3. Índice de Berger- Parker (B)**

Mide la dominancia de la especie o taxón más abundante, siendo su expresión matemática la siguiente:


 * **B = Nmáx / N** ||

En donde:

• Nmáx: número de individuos del taxón más abundante. • N: número total de individuos de la muestra.

Este índice adquiere valores comprendidos entre 0 y 1 (0 % y 100 %). Es indicador de los mismos impactos que el índice de Simpson-Gini: polución orgánica, degradación en la morfología del río y degradación general.


 * 4. Índice de diversidad de McIntosh**

Trabaja con los tamaños de las poblaciones de los distintos taxones, indicando la dominancia de alguno o alguno de ellos.


 * __MODELO SCAF__**

Determina el estado ambiental del ecosistema combinando los índices de diversidad y el índice biótico BMWP'. Se basa en la teoría de la sucesión ecológica. Va a indicar el tipo de ambiente ecológico de la zona analizada, lo que permite hacer estudios de comparación o determinar qué impactos negativos sobre el ecosistema pueden estar afectando a la calidad del agua.

Con este modelo se determinan, por tanto, los distintos tipos de estado ambiental del ecosistema. A cada tipo le corresponderán, a su vez, unos usos potenciales, como queda reflejado en la siguiente taabla:

Aguas muy contaminadas || Aguas inutilizables No óptima para salmónidos y ciprínidos || Aguas contaminadas || Potabilizable con tratamiento intensivo No óptima para salmónidos y ciprínidos || Eutrofización || Potabilizable con tratamiento normal y desinfección Riego Óptima para ciprínidos || Aguas limpias || Tratamiento físico simple y desinfección Recreativo, baño Óptima para salmónidos y ciprínidos || Ambiente muy heterogéneo Aguas oligomesotróficas || Todos los usos Óptima para salmónidos y ciprínidos ||
 * **Clase ambiental** || **Definición** || **Características** || **Usos potenciales** ||
 * E1 (rojo) || Ambiente muy duro || Inmadurez extrema
 * E2 (marrón) || Ambiente duro || Madurez baja
 * E3 (amarillo) || Ambiente fluctuante || Madurez media
 * E4 (azul) || Ambiente estable || Madurez notable
 * E5 (verde) || Ambiente maduro || Madurez plena

Fuentes:

[|Agencia catalana del agua]

[|Revista Ambientum] (Abril 2004)

[|Revista ecosistemas] (Marzo 2005)

[|Revista digital universitaria] (Agosto 2005)