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Información y correspondenciaInstituto epomex-Universidad Autónoma de CampecheAv. Agustín Melgar y Juan de laBarrera. Apartado Postal 520,C.P. 24030, Campeche,Campeche, México.Tel: (981) 811-9800 ext. 62300Fax:(981) 811-9800 ext. 62399

JAINA Boletín Informativo

Vol. 22 No. 1

Enero 2011 - Julio 2011

ISSN 0188 - 4700

CONTENIDO

Estudio hidrológico e hidráulico de la cuenca del río ChampotónEdith Vega Serratos Beatriz 1, Assenet Martínez Reyes Areli 2, Gregorio Posada Vanegas 1,

Gabriel Ruiz Martínez 1, Juan Carlos Nava Fuentes 1, Adolmar Pulido Yah 2

1Instituto epomex, Universidad Autónoma de Campeche

2Universidad Autónoma de Campeche

Los indicadores, una herramienta en la gestión integrada de los recursos hídricos en México

P. Torres Hernández, B. Díaz Fuentes, D. Martínez Calderón

mmmzc-Universidad Autónoma de Campeche

Servicios Ambientales en la Zona CosteraS. Balan-Zetina, L. Chi-Uc, y D. Gómez-Ramírez

mmmzc-Universidad Autónoma de Campeche

Estructura e importancia de los manglares en la Península de Yucatán (Campeche, Yucatán, Quintana Roo)

A. Carmona-Escalante, S. Castillo-Domínguez, y V.I. Escamilla-Rivera

mmmzc-Universidad Autónoma de Campeche.

Toxicogenomica: una nueva herramienta para estudiar los efectos de los contaminantes en los organismos

Maurilio Lara-Flores, Jaime Rendón von Osten

Instituto epomex-Universidad Autónoma de Campeche

Coliformes fecales y totales en agua: indicadores de contaminación en la zona costera de Campeche

M. Lara-Flores, Jaime Rendón-von Osten

Instituto epomex-Universidad Autónoma de Campeche

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Edith Vega Serratos Beatriz 1, Assenet Martínez Reyes Areli 2, Gregorio Posada Vanegas 1,

Gabriel Ruiz Martínez 1, Juan Carlos Nava Fuentes 1, Adolmar Pulido Yah 2

1Instituto epomex, Universidad Autónoma de Campeche

2Universidad Autónoma de Campeche

Estudio hidrológico e hidráulico de la cuenca del río Champotón

IntroduccIón

La península de Yucatán al igual que otras zonas costeras del país se ven afectadas por la pre-

sencia de diversos fenómenos naturales, como huracanes y nortes, debido a su ubicación y sus

características geográficas; asociados a estas amenazas se presentan diversos peligros naturales

como son marea de tormenta, vientos, oleaje, desbordamiento de ríos, inundaciones por acu-

mulación de lluvias y deslaves, entre otros.

Por lo anterior, si se desea conocer el comportamiento del escurrimiento en una cuenca así

como la capacidad de conducción de un río o su red principal de drenaje es necesario realizar

estudios hidrológicos e hidráulicos adecuados.

El presente trabajo obtiene, a partir de los estudios hidrológicos e hidráulicos, los mapas de

peligro asociado al desbordamiento del río Champotón así como su integración en un Sistema

de Información Geográfica, sig, herramienta útil para los organismos de protección civil y pla-

neación urbana. Los objetivos específicos de este trabajo son:

•Realizar el estudio hidrológico e hidráulico de la cuenca del río Champotón y construir

mapas de peligro asociados a inundaciones por desbordamiento del río, por medio de la

programa hecras y su vinculación con arcgis.

•Utilizar el programa arcgis para la obtención de los parámetros físicos de la cuenca.

•Realizar el análisis estadístico de los datos de precipitación de las estaciones climatológi-

cas.

•Realizar un análisis hidrológico para obtener los caudales de diseño para diferentes perio-

dos de retorno o escenarios.

•Cuantificar la marea de tormenta en la desembocadura del río Champotón para diferentes

periodos de retorno

•Aplicación de los resultados para generar mapas de peligro para la ciudad de Champo-

tón.

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Antecedentes

Los Sistemas de Información Geográfica (sig) se han convertido en los últimos años en herra-

mientas de trabajo esenciales en el planeamiento urbano y en la gestión de recursos. Su capaci-

dad para almacenar, recuperar, analizar, modelar y representar amplias extensiones de terreno

con enormes volúmenes de datos espaciales les han situado a la cabeza de una gran cantidad

de aplicaciones. Los sig se utilizan actualmente en la planificación de los usos del suelo, gestión

de servicios, modelado de ecosistemas, valoración y planificación del paisaje, planificación del

transporte y de las infraestructuras, mercadeo, análisis de impactos visuales, gestión de infraes-

tructuras, asignación de impuestos, análisis de inmuebles y otras muchas. (Escobar, 2001).

Para el caso del Servicio Nacional de Protección Civil y el Centro Nacional de Prevención

de Desastres, los sig se han vuelto un instrumento indispensable o básico ante la presencia de

los diferentes peligros naturales que ocurren de forma periódica en el país. En mayor o menor

medida dependiendo del peligro, la contingencia o el uso funcionan como una herramienta de

prevención y mitigación de desastres.

Bajo estos conceptos, a la fecha varios de los estados de la República Mexicana cuentan con

sus Atlas o Mapas de Peligros Naturales , el estado de Campeche se encuentra en el proceso de

obtener el propio por medio de estudios realizados por el Instituto epomex de la Universidad

Autónoma de Campeche, el Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma

de México y la Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Así, el presente trabajo pretende

obtener a partir de los estudios hidrológicos e hidráulicos los mapas de peligro asociado al

desbordamiento del río Champotón integrado a un sig, como una herramienta útil para los

organismos de protección civil y planeación urbana.

ZonA de estudIo

El área de estudio se encuentra localizada en el municipio de Champotón (figura 1) dentro del

estado de Campeche en la zona centro del estado, entre los meridianos 89° 32’ y 91° 08’ de

longitud oeste y entre los 17° 49° y 19° 41° de latitud norte. Limita al norte con los municipios

de Campeche y Hopelchén, al sur con el municipio de Escárcega, al este con el municipio de

Calakmul y al oeste con el municipio de Carmen y el Golfo de México (Enciclopedia de los

Municipios de México, 2005).

cArActerístIcAs geomorfológIcAs de lA cuencA

Por medio del arcmap de arcgis versión 9.3 se delimitó la cuenca del río Champotón a partir

de información cartográfica en formato digital (cartas topográficas digitales del inegi, escala

1:50,000) y Modelo digital de elevaciones (mde) con una resolución de píxel de 20 x 20 m para

determinar las características físicas que se describen a continuación.

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Figura 1. Localización del área de estudio: municipio de Champotón.

El río Champotón se encuentra dentro de la cuenca “Río Champotón y Otros” la cual perte-

nece a la Región hidrográfica No. 31 y al Organismo de cuenca Península de Yucatán Oeste.

Este río desemboca al Golfo de México, en su desembocadura se encuentra ubicada la ciudad

de Champotón. La longitud total del río es de 48 km de los cuales, 35 km son navegables de

manera continua desde la desembocadura en el Golfo de México hasta la estación hidrométrica

Canasayab.

La parte más alta de la cuenca tiene una elevación de 120 msnm y el desarrollo principal del

río Champotón se da sobre una planicie de pendiente muy suave y sin afluentes a lo largo de su

recorrido. La cuenca del río Champotón tiene un área aproximada de 710 km2, (figura 2).

AnálIsIs de lA precIpItAcIón A partir de la base de datos clicom (Red Mexicana de Estaciones Climatológicas), la cual con-

densa la información de las estaciones climatológicas del país, utilizando los datos de precipi-

tación máxima en 24 h, así como también de la información otorgada por la gerencia técnica

local de la conagua se realizó el análisis de la precipitación en la cuenca del río Champotón, en

la figura1 se indican las bases de datos utilizadas.

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Figura 2. Cuenca del Río Champotón.

Tabla 1. Fuentes de la información utilizada.

No. Base de datos Fuente Periodo

1 Extractor Rápido de Infor-

mación Climatológica (eric

Versión iii, 2006)

Instituto Mexicano de la Tecnología

del Agua (imta)

1921-2005

2 clicom Servicio Meteorológico Nacional

(smn)

1900-2009

3 Estaciones Hidrométricas

Departamento de aguas super-

ficiales

conagua mediante la Dirección

Local de Campeche y la Residencia

Técnica.

Variable

4 Mapas de Isoyetas Instituto de Ingeniería (unam) y

cenapred

2000

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Tabla 2. Estaciones climatológicas seleccionadas de la cuenca del rio Champotón.

Figura 3. Estaciones climatológicas seleccionadas.

Clave Nombre Longitud Latitud Años de

registro

Periodo

4008 Champotón,

(smn)

-90.717 19.35 31 1921, 1933-1961

4012 Hool,

Champotón

-90.411 19.513 37 1963-1971, 1973-1974, 1976-1977, 1979, 1982,

1984-1993, 1996, 1998- 2008

4028 Pustunich,

Champotón

-90.479 19.145 48 1953-1965, 1967-1976, 1978-1979, 1982-1984,

1986-1987, 1990-1994, 1996-2008

4041 Champotón,

Champotón

dge

-90.72 19.362 47 1954-1957, 1963-1983, 1986-1989, 1991-2007

4052 Canasayab -90.575 19.294 20 1975-1990, 2005-2008

4072 Siho-chac,

Champotón

-90.584 19.506 27 1982-2008

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Para el estudio, se utilizaron las estaciones climatológicas, que se encuentran dentro y a los al-

rededores de la cuenca del rio Champotón (figura 3), que tuvieran al menos un registro mínimo

de 20 años, de acuerdo al criterio de la bibliografía consultada. Finalmente se seleccionaron 6

estaciones de lluvia que cumplieron con los requisitos anteriores (tabla 2).

Se realizó un análisis estadístico, de lluvia máxima en 24 horas, de manera regional (figura 4);

por medio del programa para ajuste de funciones de probabilidad ax (Jiménez, 1997), el cual

ajusta distintas funciones de probabilidad a muestras de datos y calcula el error estándar de

cada una de ellas con respecto a la muestra. El programa también permite obtener los valores

de lluvia máxima para diferentes periodos de retorno (Tr).

precIpItAcIón medIA La precipitación media se obtuvo con el método de los polígonos de Thiessen, considerando

el análisis regional; para diferentes periodos de retorno. Para obtener la precipitación media

mediante el método de los polígonos de Thiessen se utilizó el Programa arcgis, con el cual se

obtuvo el área de influencia de cada estación, para la cuenca del río Champotón (figura 5).

Figura 4. Análisis regional de lluvias máximas de 24 hrs para las estaciones climatológicas.

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Figura 5. Áreas de influencia de las estaciones en la cuenca del río Champotón.

Figura 6. Estaciones hidrométricas para la cuenca del río Champotón.

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AnálIsIs del escurrImIento

El estado de Campeche cuenta únicamente con tres estaciones hidrométricas, las cuales miden

el caudal de los ríos, estas se encuentran instaladas en tres de los cauces principales del estado,

los ríos Candelaria, Palizada y Champotón

La figura 6 muestra la estación hidrométrica Canasayab que se encuentran en la cuenca del

río Champotón, la cual está ubicada en el límite (aguas arriba) de la cuenca baja y sólo registra

el escurrimiento del 36.62% del área total correspondiente a la cuenca alta.

Los datos de esta estación (tabla 3) se analizaron con el mismo proceso que los datos de lluvia

de las estaciones climatológicas. Obteniendo así, el gasto instantáneo y total de la parte alta de

la cuenca, para diferentes periodos de retorno. (figuras 7 y 8).

Clave Nombre Latitud Longitud Años de registro Periodo

31002 Canasayab -90.575 19.294 50 1956-2006

Los gastos utilizados fueron proporcionados por la conagua mediante la Dirección Local de

Residencia Técnica de Campeche.

Figura 7. Curva de ajuste de gastos medios mensuales de la estación hidrométrica Canasayab.

R2=0.9538

P=0.80

Tabla 3. Datos generales de la estación hidrométrica Canasayab

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Figura 8. Curva de ajuste de gastos medios instantáneos de la estación hidrométrica Canasayab.

gAstos de dIseño

Para determinar los gastos de diseño de la cuenca en estudio se determinaron las curvas In-

tensidad, Duración y Periodo de Retorno (I-D-Tr) a partir del análisis estadístico de la lluvia

máxima en 24 h y el estudio de regionalización. Posteriormente, se determinó el tiempo de

concentración de la cuenca con las características fisiográficas del cauce principal, que por

consecuencia nos permite determinar el tiempo de respuesta de la cuenca.

Por otro lado, se obtuvo la precipitación e intensidad (i) para el tiempo de concentración (tc)

obtenido anteriormente y para cada periodo de retorno establecido, en la salida de la cuenca

(tabla 4).

Finalmente para determinar los gastos de diseño se utilizó el método de la fórmula racional.

Este método, considera que el gasto máximo se alcanza cuando la precipitación se mantiene

con una intensidad (i) constante durante un tiempo (d) igual al tiempo de concentración (tc).

Un factor determinante en este modelo es el coeficiente de escurrimiento y para determinar-

lo se realizó el siguiente análisis: Se utilizaron las cartas de la Serie 2 del Inventario Nacional

Forestal (inegi, 2010), de la cual se extrajo el polígono de la cuenca del río Champotón (figura

11) con los diferentes usos de suelo y el tipo de vegetación para nuestra área de estudio.

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Tabla 4. Intensidad para cada tr.

Figura 9. Uso de suelo y vegetación de acuerdo a la carta del Inventario Nacional Forestal Serie 2.

Tr (años) Intensidad 1

(d=tc) mm/h)

2 3.97

5 5.82

10 7.62

20 9.28

50 11.31

100 12.79

200 14.22

500 16.16

1000 17.59

2000 19.02

5000 20.87

10000 22.30

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Se identificaron las áreas de acuerdo a su vegetación y uso de suelo, para obtener el valor de

Ce (Coeficiente de Escurrimiento) se utilizó la tabla 5. Para información completa de la tabla

consultar Aparicio, 1997.

Cobertura vegetal

en porcentaje (%)

Factor Ce

Bosque bien definidos (≥97 %) 0.02

80 % ≤ Cobertura vegetal ≤ 96 % 0.2

60 % ≤ Cobertura vegetal ≤ 79 % 0.3

40 % ≤ Cobertura vegetal ≤ 59 % 0.4

16 % ≤ Cobertura vegetal ≤ 39 % 0.5

5 % ≤ Cobertura vegetal ≤ 15 % 0.6

Suelo desnudo ≤ 4 % Cobertura

vegetal ≤

1.0

Tabla 5. Valores del Coeficiente de escurrimiento Ce.

Nota: Cobertura vegetal se entiende entre pastizales, arbustos y bosques

(se muestra una extracción de la tabla).

Tabla 6. Características fisiográficas de la cuenca del río Champotón.

Finalmente, las características fisiográficas de la cuenca del río Champotón así como los da-

tos utilizados para la determinación de los caudales de diseño se muestran en la Tabla 6.

Ac (Km2) S (Adim) Lc (km) Tc (h) P (m) Ce (Adim)

710.46 0.0017233 48 20.18 203020 0.23

Es importante comentar que los resultados obtenidos de precipitación, y por consecuencia

la intensidad (tabla 7), se encuentran corregidos por el coeficiente del intervalo fijo, que es el

que corrige los datos de precipitación por toma de lectura y por el factor de reducción por área

(fra), el cual se aplica para aquellas cuencas en donde la densidad de estaciones en baja, muy

separadas entre sí, y que también considera los polígonos de Thiessen.

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Tr

(años)

Intensidad

( d=tc) mm/h)

Qp

(m3/s)

2 3.97 180.36

5 5.82 264.25

10 7.62 346.04

20 9.28 421.54

50 11.31 513.81

100 12.79 580.92

200 14.22 645.94

500 16.16 734.02

1000 17.59 799.03

Tabla 7. Gastos de diseño en desembocadura del río Champotón.

AnálIsIs HIdráulIco

El análisis hidráulico está centrado en modelar bajo ciertos escenarios y condiciones de frontera

el comportamiento y variación de la superficie libre del agua o el nivel del agua a lo largo de

todo el río Champotón.

Lo anterior se refiere a que a lo largo de un cauce existen secciones transversales críticas que

cuando se presentan eventos extremos en la cuenca de análisis que a su vez generan escurri-

mientos extraordinarios, se desbordan y generan por consecuencia inundaciones en las llanuras

adyacentes.

Dentro del programa hecras existen dos opciones de simular los caudales de diseño (ave-

nidas) asociados a diferentes periodos de retorno: bajo condiciones de gasto constante que se

refiere a una simulación de flujo permanente y mediante un hidrograma que implica una simu-

lación de flujo no permanente. Para el caso de este trabajo y debido a sus alcances las simula-

ciones se realizaron para gasto constante, es decir, flujo permanente bajo diferentes condiciones

de frontera donde dichos escenarios se mencionan más adelante (tablas 8 y 9).

cArActerístIcAs del cAuce

En primer lugar, para realizar el análisis hidráulico de un ríos, se deben definir con ayuda del

mde la trayectoria del cauce, los bordos naturales, las llanuras naturales de inundación y las

secciones transversales del río, Lo anterior originó la necesidad de realizar el levantamiento

batimétrico del río Champotón para la cual se utilizó una ecosonda Valeport, este equipo se

programó para que tomara registros de latitud, longitud y profundidad a cada segundo, además

se utilizó un computadora portátil de uso rudo para recolectar de manera inmediata los datos,

la navegación se realizó por medio del programa Hypack (figura 10).

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Figura 10. Equipo utilizado para recolectar los datos.

Figura 11. Detalle de la batimetría del rio Champotón en donde se observan los

transectos transversales.

El levantamiento inició en la desembocadura del rio, en el Golfo de México, y culminó en

la parte más angosta del mismo donde se permitía la navegación; específicamente en donde se

encuentra la estación hidrométrica de conagua en Canasayab. El tramo del río navegado fue

de 32.87 km lineales.

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Posteriormente se integró la batimetría al mde de toda la cuenca para definir las caracterís-

ticas ya mencionadas.

Figura 12. Obtención de la trayectoria del cauce, bordos y llanuras de inundación del río Champotón.

Figura 13. Determinación de secciones transversales del río Champotón.

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Figura 14. Coeficientes de rugosidad “n” de Manning para el río Champotón.

Al importar la información en hecras se establecieron los coeficientes de rugosidad “n” de

Manning para las tres zonas del cauce, ya que puede variar este valor y ser diferente para cada

margen (bordo izquierdo y bordo derecho), para el centro del cauce e incluso de una sección a

otra (figura 14). Debido a que en las márgenes del río Champotón se encuentra una vegetación

muy densa de mangle se estableció un valor para éstas diferente al centro del cauce (Gupta,

2008).

escenarios

Para los escenarios se establecieron diferentes condiciones de frontera, ya que la desembocadu-

ra del río Champotón es al Golfo de México por lo que en este punto las condiciones de salida

están influenciadas por la marea astronómica y la marea de tormenta.

Para determinar qué nivel de marea se puede presentar se utilizaron los registros de marea

de la red mareográfica instalada por el Instituto epomex - uac y el Instituto de Ingeniería de la

unam; para el estado de Campeche (Ruiz et al., 2010). En las tablas siguientes se detallan los dos

diferentes escenarios bajo los cuales se realizaron las modelaciones para 7 periodos de retorno

distintos:

El primer escenario toma en cuenta las condiciones del nivel medio del mar más la pleamar

máxima (tabla 8), mientras que el segundo escenario toma en cuenta, además de las dos condi-

ciones anteriores, la marea de tormenta máxima (Posada et al., 2011) (tabla 9).

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Tabla 8. Escenario de simulación 1 el río Champotón (Condición de máxima marea astronómica).

Tabla 9. Escenario de simulación 2 para el río Champotón (Condición de marea de tormenta con máxima

marea astronómica)

Escenario 1

Gastos de diseño Condición de frontera

No. Tr (años) Qp (m3/s) nmsla (m) 4

1 2 180.36

2 5 264.25 Pleamar Máxima (m) 0.66

3 10 346.04

4 20 421.54 Nivel en la desembo-

cadura del río (m)

4.66

5 50 513.81

6 100 580.92

7 500 734.02

Escenario 2

Caso

No.

Periodo de retorno

Tr (años)

Gastos de diseño

Qp (m3/s)

Marea de tormenta

H (m)

Elevación total

Ht (m)

1 2 180.36 0.206 4.866

2 5 264.25 0.778 5.438

3 10 346.04 1.126 5.786

4 20 421.54 1.439 6.099

5 50 513.81 1.816 6.476

6 100 580.92 2.079 6.739

7 500 734.02 2.628 7.288

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mApAs de pelIgro

Se definen como mapas de peligro aquellas representaciones gráficas y espaciales que represen-

tan la distribución de los fenómenos perturbadores de origen natural o antropogénico, basados

en datos probabilísticos y/o estadísticos que conducen a la determinación de un nivel cuantitati-

vo de la intensidad de un fenómeno perturbador para un lugar específico. La representación de

un peligro a través de un mapa asocia su distribución espacial (ubicación territorial y extensión)

con su probabilidad de ocurrencia en un tiempo determinado (periodo de retorno).

En relación a lo anterior y con los resultados obtenidos de las modelaciones hidráulicas se

desarrolló como producto final, el Sistema de Información Geográfica (SIG) dinámico, pues

permite hacer el cruce entre el peligro caracterizado (áreas de inundación) con diferentes bases

de datos tales como líneas vitales (carreteras, líneas de alta tensión, acueductos, etc.), infraes-

tructura de servicios (refugios, escuelas, centros médicos y hospitales, bomberos, etc.), reservas

protegidas, áreas de cultivos y planes de ordenamientos, entre otros.

A continuación se presentan algunos de los mapas de peligro obtenidos para los diversos

escenarios de inundación y el cruce con la información.

mApAs de pelIgro escenArIo mAreA AstronómIcA

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A continuación se explica el análisis de resultados a partir del sig construido considerando

sólo afectaciones por inundación (Reyes, 2011). El primer análisis se realizó a nivel de toda la

cuenca determinando, para cada escenario de peligro, el área total inundada, las localidades y

rancherías afectadas, las áreas de cultivo y vegetación inundadas. Los resultados mostrados en

las tabla 10 y tabla 11 son un indicador de la magnitud de la afectación, la cual debe comple-

mentarse con datos más concretos como el número de habitantes y su distribución espacial en

las poblaciones (delimitación de colonias); con respecto a las áreas de cultivo y vegetación inun-

dadas no se consideraron los costos que implica la afectación pues esto requiere de un análisis

mApAs de pelIgro escenArIo máxImA mAreA de tormentA y mAreA AstronómIcA

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más detallado que considera el tipo de cultivo y la permanencia de la inundación, es decir, un

análisis de vulnerabilidad.

El segundo análisis considera solamente el área urbana de la ciudad de Champotón, pues

por ser cabecera municipal se contó con la información de las Áreas Geoestadísticas Básicas

(agebs), inegi (2005) la cual contiene el número de habitantes y cuáles son las colonias afectadas

(tablas 12 y 13).

Tr (años) Área total

inundada

(km2)

Localidades y rancherías afec-

tadas

Áreas de Cultivo

Inundadas (km2)

Áreas de Vegeta-

ción1 Inundadas

(km0)

2 19 Potrerito, Sal si Puedes, La

Bendición de Dios, El Zapote,

Canasayab

3.1144 15.8793

10 29 Potrerito, Ninguno, Los

Rosales, Las Carolinas, Sal si

Puedes, La Bendición de Dios,

Santa Rosa, Ulumal, El Zapo-

te, Ninguno, Canasayab

4.8068 23.0369

50 35 Potrerito, Ninguno, Los Rosa-

les, Las Carolinas, Los Naran-

jos, Moquel, Sal si Puedes, La

Bendición de Dios, Santa Rosa,

Ulumal, El Zapote, Ninguno,

Canasayab

6.034 27.2217

100 36 Potrerito, Ninguno, Los Rosa-

les, Las Carolinas, Los Naran-

jos, Moquel, Sal si Puedes, La

Bendición de Dios, Santa Rosa,

Ulumal, El Zapote, Ninguno,

Canasayab

6.4088 28.1175

Tabla 10. Zonas de la cuenca inundadas (Escenario 1).

1Se refiera a selvas, pastizales y manglares.

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Tr (años) Área total

inundada

(km2)

Localidades y rancherías

afectadas

Áreas de cultivo

inundadas (km2)

Áreas de vegeta-

ción inundadas

(km2)

2 21 Potrerito, Sal si Puedes, La

Bendición de Dios, El Zapote,

Canasayab

3.3488 17.4637

10 35 Potrerito, Los Naranjos, Mo-

quel, Ninguno, Los Rosales,

Las Carolinas, Sal si Puedes,

La Bendición de Dios, Santa

Rosa, Ulumal, El Zapote, Nin-

guno, Canasayab

6.1595 26.8411

50 42 Potrerito, Los Naranjos, Mo-

quel, Ninguno, Los Rosales,

Las Carolinas, El Platanal, Sn

Pedro, Sal si Puedes, La Ben-

dición de Dios, Santa Rosa,

Ulumal, El Zapote, Flor del

Río, Canasayab, Ninguno

7.6235 31.8311

100 45 Potrerito, Los Naranjos, Mo-

quel, Ninguno, Los Rosales,

Las Carolinas, El Platanal, Sn

Pedro, Sal si Puedes, La Ben-

dición de Dios, Santa Rosa,

Ulumal, El Zapote, Flor del

Río, Canasayab, Ninguno

8.3054 33.8151

Tabla 11. Zonas de la cuenca inundadas (Escenario 2).

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Escenario 1

Tr (años)

Área inunda-

da: Ciudad de

Champotón

(km2)

Claves agebs2 inun-

dados

Colonias

Inundadas

(totalmente)

Colonias

Inundadas

(parcialmente)

# Habitantes

por agebs

2 0.0088 ------ ------ ------ ------

10 0.6004 400400011010 ------ Moch Cohuo,

Guadalupe,

Las Palomas,

Cadenal, Te-

jonal

2415

400400012269 El Huanal ------ N/D

400400012146 ------ Cristóbal Co-

lón, Cañaveral

1716

50 0.7967 400400011010 ------ Moch Cohuo,

Guadalupe,

Las Palomas,

Cadenal, Te-

jonal

2415

400400012269 El Huanal ------ N/D

400400012146 Cristóbal

Colón

Cañaveral 1716

400400012150 ------ La Cruz 1357

100 0.8815 400400011010 ------ Moch Cohuo,

Guadalupe,

Las Palomas,

Cadenal, Te-

jonal

2415

400400012269 El Huanal ------ N/D

400400012146 Cristóbal

Colón

Cañaveral 1716

------ La Cruz 1357

Tabla 12. Área de inundación para la ciudad de Champotón (Escenario marea astronómica).

2Áreas Geoestadísticas Básicas.

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Escenario

2 Tr (años)

Área inunda-

da: Ciudad de

Champotón

(km2)

Claves agebs

inundados

Colonias

inundadas

(totalmente)

Colonias inundadas

(parcialmente)

# Habitantes

por agebs

2 0.0099 ------ ------ ------ ------

10 0.9097 400400011010 ------ Moch Cohuo, Gua-

dalupe, Las Palomas,

Cadenal, Tejonal

2415

400400012269 El Huanal ------ N/D

400400012146 Cristóbal

Colón

Cañaveral 1716

400400012150 ------ La Cruz 1357

50 1.4815 400400011010 ------ Moch Cohuo, Gua-

dalupe, Las Palomas,

Cadenal, Tejonal

2415

400400012269 El Huanal ------ N/D

400400012146 Cristóbal

Colón, Caña-

veral

------ 1716

400400012150 ------ La Cruz, Nueva

Esperanza

1357

400400010012 ------ Cocal, Pozo del

Monte

3039

100 1.7195 400400011010 Guadalupe Moch Cohuo, Las

Palomas, Cadenal,

Tejonal

2415

400400012269 El Huanal ------ N/D

400400012146 Cristóbal

Colón, Caña-

veral

------ 1716

400400012150 ------ La Cruz, Nueva

Esperanza

1357

------ Cocal, Pozo del

Monte, Puente Viejo,

Mercedes, La Zanja

3039

Tabla 13. Área de inundación para la ciudad de Champotón (Escenario marea de tormenta).

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conclusIones

La aplicación del programa arcmap y las herramientas utilizadas para la determinación de los

parámetros físicos de la cuenca es una alternativa rápida, confiable y sencilla de aplicar por el

ambiente amigable y capacidad que tiene de manipular gran cantidad de información.

Este trabajo está basado en el análisis de lluvias máximas en 24 horas y caudales, desafortu-

nadamente sólo existe una estación de hidrométrica (Canasayab) sobre el cauce, la cual sólo nos

proporcionó información de la cuenca alta Champotón. Así pues, se consideraron los registros

de lluvias diarias concentradas en la base de datos clicom.

El análisis regional pretende reunir los datos de varias estaciones climatológicas en una sola

muestra, de tal manera que cuente con mayor número de datos y con ello estimar la lluvia espe-

rada en un lugar donde la información climatológica es deficiente o no existe y en determinado

caso complementarla en donde no se registraron eventos extraordinarios de interés.

Cabe señalar la importancia de la obtención del valor del coeficiente de escurrimiento en el

estudio ya que el modelo de lluvia escurrimiento utilizado es muy sensible al Ce, para validar

los resultados se hizo una comparación entre la metodología antes explicada con el Simulador

de Flujos de Agua de Cuencas Hidrográficas (sialt), (inegi, 2011).

Asimismo, es pertinente mencionar la importancia de actualizar la información de las car-

tas, debido a que el uso de suelo y el tipo de vegetación están en constante cambio, debido en

gran medida al aumento de la población que conlleva a un aumento de las zonas pavimentadas;

así como una deforestación cada vez mayor. Finalmente también se tendrían que actualizar los

datos del Ce, no sólo para el área de estudio de este trabajo, sino para todo el Estado.

Para determinar los gastos de diseño se utilizó el método de Formula Racional (ciA), esto

debido al análisis tan extenso de las precipitaciones, y para los alcances de este trabajo y sus

fines, que se refieren a la generación de una metodología y aplicación como una herramienta,

es suficiente.

El análisis del escurrimiento se realizó utilizando los datos de la estación hidrométrica 31002

(Canasayab), la cual mide la parte alta de la cuenca, es adecuado también, instalar una estación

de aforo en la desembocadura del río Champotón, para tener una calibración completa del

modelo utilizado.

Sin embargo, tomando en cuenta los resultados obtenidos y comparándolos con los del

sialt, (inegi, 2011); la diferencia es mínima, lo que nos da un margen de referencia de que el

trabajo realizado en altamente confiable.

Con respecto a las simulaciones con el programa hecras se hacen los siguientes comenta-

rios:

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El programa es robusto y de fácil manejo, pues tiene un ambiente muy amigable para el usua-

rio y permite la generación de varios escenarios y condiciones de modelación de manera rápida,

ya que el tiempo de cálculo es pequeño, por los algoritmos de solución de las ecuaciones.

También, es parte fundamental la definición del cauce, lo que llevó a la necesidad de realizar

la batimetría del río, así como una inspección en campo de las condiciones naturales del mismo,

pues ayudó a definir el coeficiente de rugosidad en el fondo y bordos del cauce, características

físicas necesarias para la modelación hidráulica.

Por lo anterior, está en función de la calidad de la información de entrada la confiablidad de

los resultados obtenidos, pues entre más detalladas sean las secciones transversales del cauce y

las llanuras de inundación adyacentes al río (Modelo Digital de Elevaciones) los resultados se

ajustan más a la realidad, es decir, al funcionamiento natural del cauce ante eventos ordinarios

y extraordinarios.

Con los resultados obtenidos de las modelaciones hidráulicas se desarrolló como producto

final, el Sistema de Información Geográfico (sig), el cual es dinámico pues permite hacer el cru-

ce entre el peligro caracterizado (áreas de inundación) con diferentes bases de datos tales como

líneas vitales (carreteras, líneas de alta tensión, acueductos, etc.), infraestructura de servicios

(refugios, escuelas, centros médicos y hospitales, bomberos, etc.), reservas protegidas, áreas de

cultivos y planes de ordenamientos, entre otros.

Los mapas de inundación por desbordamiento del río generados para este trabajo son para

los escenarios de máxima marea astronómica y de marea de tormenta con máxima marea as-

tronómica, siendo estos últimos los más desfavorables.

Se realizaron estos escenarios debido a que el municipio de Champotón se encuentra en una

zona costera la cual es afectada por la marea astronómica, además de los embates de eventos

extraordinarios que de manera anual afectan a la población durante la temporada de huraca-

nes. Los resultados obtenidos son adecuados de acuerdo a una comparación realizada con in-

formación recabada por las diferentes entidades de gobierno que han atendido las zonas que se

inundan periódicamente en el municipio de Champotón siendo esto, parte de la calibración.

Cabe señalar que el sig puede generar los escenarios de peligro que se consideren necesarios

y adecuados en base a las exigencias requeridas por las autoridades, esto debido a que la meto-

dología propuesta da libertad de cambiar los datos de entrada y los resultados son rápidos, en

tiempo de cálculo y la obtención de los mapas de peligro, no tardan más de 30 minutos.

Con la información obtenida en este trabajo y concentrada en el sig se concluye la importan-

cia y necesidad de generar los mapas de peligro por efecto de desbordamiento de ríos a causa

de todos los factores antes mencionados, ya que éstos son una herramienta dinámica no solo de

prevención contra inundaciones, sino para los ordenamientos territoriales ya que se puede evi-

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tar la construcción de inmuebles en zonas propensas a inundarse o en caso de no poder evitarse

la construcción, diseñarse infraestructura adecuada para poder soportar las inundaciones.

Finalmente, el sig generado también es una información valiosa a la hora de llevar a cabo

evacuaciones y planes de contingencia para las entidades de protección civil que les permitirá

evitar riesgos innecesarios para la población.

Es importante hacer mención que los mapas de peligros generados en este trabajo, forman

parte del sig del proyecto “Atlas de Peligros Naturales del Estado de Campeche”, proyecto fi-

nanciado por la Secretaría de Gobernación mediante recursos del fonden. De igual manera, el

análisis de marea se incluyó como parte de los resultados del proyecto “Clasificación de playas

Campechanas para su manejo integral y desarrollo sostenible”.

lIterAturA cItAdA

Aparicio, F.J., 1997. Fundamentos de Hidrológica de Superficie: 6ta Reimpresión, México; D.F, Limu-

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Este, Uruguay, Noviembre 2010. ISBN: 978-9974-0-0690-4.

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Los indicadores, una herramienta en la gestión integrada de los recursos hídricos en México

P. Torres Hernández, B. Díaz Fuentes, D. Martínez Calderón

*mmmzc-Universidad Autónoma de Campeche

resumen

Pese a la indiscutible importancia que el agua tiene para el hombre y los sistemas naturales, en

la actualidad este recurso se enfrenta a diversas problemáticas que amenazan su disponibilidad

y calidad. Lo anterior ha dado origen a lo que la comunidad mundial ha denominado “crisis

del agua”. El esquema rígido y restringido de utilización del agua que ha prevalecido durante

décadas, ha propiciado desajustes y conflictos crecientes, poniendo en evidencia su ineficiencia

y su rol como catalizador de dicha crisis. Ante esta situación la Gestión Integrada de los Re-

cursos Hídricos se presenta como una alternativa para un manejo adecuado del recurso, que

responde mucho mejor a las necesidades y problemáticas actuales, reconociendo al agua como

un sistema natural complejo que interactúa permanentemente con otros sistemas ambientales,

económicos y sociales. Desde este nuevo enfoque los indicadores constituyen una herramienta

para identificar las problemáticas prioritarias, debilidades y fortalezas, para proponer estrate-

gias conducentes a un manejo adecuado del agua y pautas de transición hacia la Gestión Inte-

grada de los Recursos Hídricos.

Palabras clave: agua, gestión integrada de los recursos hídricos, indicador.

AguA, ImportAncIA y crIsIs de un recurso nAturAl vAlIoso

El agua cubre el 71% de la superficie terrestre, sin embargo su importancia no deriva solamente

de su abundancia, ya que los servicios ambientales que el agua presta a través del ciclo hidroló-

gico, por su desplazamiento o por su simple presencia, son indispensables para el sustento de la

vida y la regulación del clima mundial.

*Contribución al programa de la Maestría Multidisiciplinaria para el Manejo de la Zona Costero-Marina en el

marco del curso “Zona costera: estructura y función” impartida por el Dr. Daniel Pech

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Alrededor del 90% de todos los organismos que integran la biósfera se encuentran inmersos

en el agua líquida como su medio de vida y el 10 % restante se halla sumergido en medio de

vapor de agua (Toledo, 2006). Dentro de la sociedad el agua desempeña un papel de primer

orden, pues es activador de una gran gama de actividades productivas como la agricultura, la

industria, la pesca, la minería. Es también un elemento indispensable en el desarrollo urbano

en actividades como el turismo, el entretenimiento y constituye un factor determinante para la

salud y el bienestar humano (Díaz-Pulido et al., 2009).

Pese a esta importancia, en la actualidad nos situamos ante un panorama desolador al que

muchos han denominado “crisis del agua”, que deriva entre otras cosas de diferentes factores

de presión como: 1) la abundancia del recurso que en épocas pasadas promovió su derroche

(Leff, 2008); 2) la contaminación antropogénica; 3) los patrones de consumo inadecuados; 4) el

incremento de la población y; 5) la alteración de los flujos hídricos.

La “crisis del agua” se ha extendido en las últimas décadas, pasando de ser una problemáti-

ca característica de zonas donde por naturaleza el recurso es escaso, a ser una problemática de

orden mundial. Bajo este contexto la onu señaló en 2003 que a nivel mundial :

• 1 100 millones de personas carecen de acceso al agua potable, y 2 400 millones no

dispone de instalaciones sanitarias adecuadas.

• Unos 6 000 niños mueren diariamente de alguna enfermedad relacionada con el agua

no apta para el consumo y con las malas condiciones de saneamiento e higiene.

• El 80% de las enfermedades se debe al consumo de agua no potable y a las malas con-

diciones sanitarias.

• Durante el siglo pasado, el consumo de agua ha aumentado a un ritmo dos veces ma-

yor que la población.

• En los países en desarrollo, se suministra hasta un 90% de aguas residuales sin trata-

miento.

• La sobreexplotación de las aguas subterráneas para agua potable y de regadío ha

ocasionado que el nivel freático se reduzca en decenas de metros en numerosas regiones,

obligando a los pueblos a beber agua de baja calidad.

• Las inundaciones corresponden a más del 75% de los desastres naturales que han afec-

tado a los pueblos durante los años noventa.

La misma organización menciona que los desafíos relacionados con el agua aumentarán

significativamente en los próximos años. El continuo crecimiento de la población y el

incremento de los ingresos conllevarán aumento en el consumo de agua y la generación

de residuos (onu, 2010).

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El caso mexicano no es distinto, pues a pesar de ser considerado un país afortunado por la

riqueza de sus recursos hídricos, en algunas zonas del norte y centro del país como Sonora, el

Estado de México y el Distrito Federal, comienzan a agudizarse los conflictos por la presión a

la que ha sido sometido el recurso (conagua, 2010). El crecimiento industrial y poblacional del

país se ha desarrollado de manera inversa a la disponibilidad de sus recursos hídricos, ya que

el 76% de la población vive donde se localiza tan sólo 20% del agua dulce disponible. Como re-

sultado, se ha registrado una sobreexplotación de los acuíferos y costosas transferencias de una

cuenca a otra. Esto ha ocasionado que los conflictos por competencia entre usuarios no sólo a

nivel nacional sino transfronterizo se hayan incrementado durante los últimos 20 años (Chávez

Cortés, 2007).

lAs estrAtegIAs de gestIón, los vIejos y los nuevos pArAdIgmAs En la actualidad se reconoce existen diversas estrategias para la gestión del agua, las cuales

pueden ser clasificadas bajo dos enfoques: la línea dura y la línea blanda. El enfoque de la línea

dura, se basa en la oferta del agua mediante la construcción de obras de infraestructura tales

como embalses, canales de conducción, plantas de tratamiento de aguas residuales, entre otras,

dirigidas a solucionar los problemas de abasto. En esta línea existe poca preocupación por la

conservación y restauración de ecosistemas productores y protectores del agua. Esta línea ha

sido la más utilizada por su implicación técnico-económica, sin embargo se ha visto que este

esquema es insostenible en el tiempo y produce impactos ambientales que pueden llegar a ser

irreversibles para los ecosistemas y la sociedad (Guhl, 2008).

El enfoque de línea blanda, se basa en el manejo de la demanda con el objetivo de la conser-

vación de la oferta y el uso eficiente del agua considerando integralmente el ciclo hidrológico,

y se distingue de la línea dura por tener impactos ambientales menores. Se caracteriza por la

búsqueda de la sostenibilidad en la disponibilidad del recurso, la racionalización de los usos

y consumo, cambios de actitudes y comportamientos de los usuarios y la valoración del agua

como recurso finito. Comúnmente conocido como Gestión Integrada de los Recursos Hídricos

(girh), este último enfoque reconoce al agua como sistema natural complejo que se encuentra

íntimamente vinculado y en interacción permanente con otros sistemas igualmente complejos,

tanto ambientales, como económicos y sociales (Guhl, 2008).

Recientemente México ha incursionado en la girh, tomando como estrategia una política

pública, incremental y adaptativa que persigue el desarrollo y manejo coordinado del agua, la

tierra y los recursos relacionados. La estrategia propicia que el aprovechamiento de los recursos

hídricos se dirija hacia la consecución de objetivos nacionales de desarrollo económico y social

bajo criterios de equidad y sostenibilidad ambiental (Valencia Vargas et al., 2004).

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Dentro de la girh se distinguen cuatro características principales:

1. El manejo de los recursos hídricos es a nivel de cuencas, considerando también las sub-

cuencas, microcuencas y acuíferos como unidades interdependientes para la gestión y desarro-

llo de los recursos hídricos.

2. Busca establecer objetivos a corto y largo plazo para las políticas hídricas mediante la

planeación estratégica y la producción de planes maestros.

3. Está orientada a establecer la política hídrica como una política transversal, de manera

que los demás sectores tomen en cuenta al agua en el desarrollo de sus propuestas y actividades

de gobierno.

4. Busca integrar los principios de subsidiariedad, el principio precautorio, el de usuario y el

de que contamina paga, como principios que apoyen las políticas hídricas.

La implementación de la girh costará al país una significativa inversión, de aproximada-

mente $735 000 millones de pesos requeridos para sobrellevar la problemática del agua en los

próximos 25 años, cantidad que puede incrementarse de no adoptar esta estrategia (Carabias y

Landa, 2007). La crisis del agua se interpone en la transición de nuestro país hacia el desarrollo

sustentable, por lo que se requiere mucho más que un esfuerzo tecnológico o de inversión. La

dimensión del problema rebasa la capacidad gubernamental, por lo que es necesario implantar

progresivamente una cultura de utilización racional del agua, que permee a la población en su

conjunto y sustituya la actual cultura de desperdicio, la desvalorización y el no pago (Carabias

y Landa, 2007).

los IndIcAdores, unA HerrAmIentA pArA lA gIrH

En la actualidad las transformaciones ecológicas son más rápidas que en el pasado. Los cambios

ambientales globales marginan progresivamente el desarrollo económico, tecnológico y la ca-

lidad de vida de los países poco desarrollados. En consecuencia, es necesario observar y vigilar

los cambios ambientales globales, nacionales y locales, a mediano y largo plazo (Martínez Cal-

derón, 2011). En este contexto, la formulación y análisis de indicadores es fundamental, ya que

permiten dar seguimiento al impacto humano sobre el ambiente biofísico y socioeconómico, así

como evaluar los resultados de la implementación de políticas y la efectividad de los programas

en apoyo a la sustentabilidad para el desarrollo de los países (Rodríguez Gamiño y Blanco Ló-

pez, 2007).

Se ha reconocido que una debilidad de la sustentabilidad, como nuevo paradigma del desa-

rrollo, es la dificultad para hacerla operativa, es decir, para utilizarla como una guía o referencia

en la toma de decisiones. En este sentido, los indicadores de sustentabilidad son una alternativa

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para integrar el concepto y pasar de términos teóricos a acciones operacionales (Martínez Cal-

derón, 2011).

Uno de los esquemas más ampliamente utilizados para la evaluación de sustentabilidad

del agua ha sido el método Presión-Estado-Respuesta (per), (oecd, 2001). El método per se

apoya en la formulación de un grupo de indicadores seleccionados ex profeso. Constituye una

herramienta analítica que clasifica la información sobre los recursos naturales y ambientales a

la luz de sus interrelaciones con las actividades sociodemográficas y económicas. Se basa en el

supuesto de que las acciones humanas ejercen presión sobre el ambiente (P), lo que modifica la

cantidad y calidad de los recursos naturales (E), por lo que la sociedad responde a tales trans-

formaciones (R) con políticas generales y sectoriales (tanto ambientales como socioeconómicas)

(ine/inegi, 2000).

La selección de los indicadores en el método per depende del problema, sistema o enfoque

de estudio, de la escala del proyecto, del acceso y disponibilidad de los datos, entre otras carac-

terísticas (Salcedo Sánchez, 2005).

Para la obtención de los indicadores de sustentabilidad del agua, es necesario considerar la

explotación de los componentes subterráneos y superficiales dentro de una región hidrológica,

y relacionar la extracción del agua contra su tasa de renovabilidad (oecd, 2001). La elección de

indicadores de sustentabilidad del agua debe incluir las siguientes características: 1) fáciles de

medir; 2) representativos de algún fenómeno importante, fundamentado en un razonamiento

conceptual y teórico; 3) tener posibilidades de ser utilizados en ciudades o regiones diferentes; 4)

ser desarrollados con el mayor nivel de participación posible para lograr motivar a la comuni-

dad a mejorarlos; 5) consistentes y confiables; 6) creibles; 7) interesantes y motivadores; 8) mos-

trar causas y no síntomas; 9) relevantes y; 10) de carácter vinculante (Pujol en Macías Estrella,

2005; Blanco et al., 2004).

ejemplos de lA AplIcAcIón de IndIcAdores de sustentAbIlIdAd en méxIco

En el estudio conducido por Martínez Calderón (2011) en la localidad costera de Sabancuy,

Campeche, se obtuvieron indicadores per (tabla 1) que revelaron tendencias en el uso del recur-

so agua que denotan patrones insostenibles tanto en la escala espacial como temporal del recur-

so. Un análisis profundo de los indicadores per revelo la vulnerabilidad del recurso hídrico en

la región, debido entre otras cosas a que se observó un aumento en la presión de extracción del

recurso agua y una disminución en su disponibilidad media per cápita, esto a pesar de ser una

zona caracterizada por una alta disponibilidad del recurso.

El segundo ejemplo lo constituye el estudio conducido por Cervera Gómez (2007) en Cd.

Juárez, Chihuahua con el objetivo de generar indicadores útiles para la evaluación del uso sus-

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tentable del agua. Se propuso un modelo sistemático que involucró la calidad de vida de la socie-

dad, la infraestructura de agua potable, la respuesta en materia de tratamiento, las instituciones

y el medio ambiente. En este trabajo se encontró que Ciudad Juárez manifiesta un aparente uso

sustentable del agua y, en general, buenas condiciones en el manejo de la red de agua potable

municipal y saneamiento (tabla 1). Lo anterior basado en los porcentajes de población que tiene

acceso al recurso y servicios sanitarios. Sin embargo, no se genera un índice de sustentabilidad

a partir de la comparación de los indicadores entre sí. Tampoco se cuenta con información

científica que determine los niveles de recarga del acuífero, pasando por alto la recomendación

que la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (oecd, 2001) emite acerca

de la importancia de los flujos hidrológicos subterráneos, lo que le resta solidez a los resultados

propuestos por el autor.

El tercer ejemplo, lo constituye el estudio llevado a cabo en la cuenca del lago de Pátzcuaro,

Michoacán por Salcedo Sánchez (2005), en el cual se diseñaron indicadores estratégicos para

el manejo del agua. El objetivo fue generar una base numérica para conocer los problemas del

agua en la cuenca, calcular el impacto de las actividades humanas y evaluar el desempeño de

las políticas aplicando el marco de referencia per. La metodología empleada para el cálculo del

Índice de Sustentabilidad (ids), se basó en la teoría de decisiones de atributos múltiples, pro-

puesta por Barrera et al. (2004) para la elaboración del ids en una región. Al considerarse como

criterios generales las características ambientales, económicas y sociales, se generaron 19 indica-

dores, 7 de presión, 6 de estado y 6 de respuesta (tabla 1). El estudio permitió generar un diag-

nóstico general, durante el periodo de 2000 al 2003, de los municipios que conforman la cuenca

del lago, determinando así una sustentabilidad entre media y baja. Este análisis a diferencia de

los anteriores se distingue por su aplicación a nivel regional, superando las fronteras políticas de

los municipios y considerando de manera integral la cuenca hidrológica. Esto demuestra que

es posible aplicar los indicadores a diferentes escalas espaciales, arrojando resultados útiles para

proponer soluciones alternativas.

consIderAcIones fInAles

En los tres casos revisados se pudo constatar que los indicadores responden a los objetivos

particulares planteados en cada estudio, y cumplen con las recomendaciones que emiten Pu-

jol (2005) y Blanco et al. (2004). Respecto a los indicadores planteados para cada caso, los de

presión comparten atención sobre el consumo humano; los de estado, acerca de la calidad del

agua y aspectos relacionados con el bienestar de la población; y por último los de respuesta se

centran en el tratamiento de aguas residuales. De igual forma todos los casos muestran como

componente principal la infraestructura hidráulica como solución a los problemas de servicios

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de abastecimiento y drenaje. De lo anterior se deriva la importancia de emplear indicadores

capaces de caracterizar el sistema hidráulico y sus componentes de manera integral, para que

la información generada refleje efectivamente el escenario de uso del recurso.

Uno de los enfoques recientes que se han generado ha sido la Gestión Integrada de los Recur-

sos Hídricos (girh), que entre otras cosas promueve su uso eficiente y cuidado (sustentabilidad

del recurso). Sin embargo para alcanzar el manejo sustentable del agua no basta implementar

la girh como un modelo rígido, también es necesario conocer los errores y aciertos alcanza-

dos, de tal forma que se puedan reorientar las estrategias existentes y promover un manejo

adaptativo. En este sentido, contar con indicadores que permitan medir de manera efectiva los

avances y retrocesos del proceso del uso del recurso es indispensable (Martínez Calderón, 2011).

Referencias

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Indicadores

Caso de

estudio

Presión Estado Respuesta

Lago de

Pátzcuaro,

Michoacán

1. Consumo doméstico de agua

por habitante

2. Extracción de agua per cápita

3. Variación de la cobertura

forestal

4. Generación de desechos sóli-

dos por habitante

5. Uso de pesticidas

6. Uso de fertilizantes

7. Descargas de aguas residuales

1. Calidad del agua del lago

2. Calidad del agua de los manantiales

3. Disponibilidad natural de agua

4. Sobreexplotación de acuíferos

5. Mortalidad infantil

6. Desarrollo humano

1. Cobertura de agua

2. Cobertura de drenaje

3. Tratamiento de

aguas residuales

4. Disposición de dese-

chos municipales

5. Inversión en obras de

agua potable

6. Inversión en obras de

drenaje

Ciudad Juá-

rez, Chihu-

ahua

1. Consumo del agua

2. Conexiones domiciliarias

3. Volumen mensual total alum-

brado

4. Abatimiento del acuífero

5. Pérdidas por fugas de la red

6. Seguridad de suministro (con-

sumo de agua)

7. Producción promedio de lodos

1. Acceso al agua segura

2. Acceso a instalaciones sanitarias

adecuadas

3. Precio del agua

4. Eficiencia de la red de distribución

5. Relación entre suministro/drenaje

6. Calidad del efluente

7. Relación entre volumen facturado/

volumen alumbrado

8. Relación ingreso-costo del agua

9. Cobertura de medición volumétrica

10. Calidad del agua

11. Capacidad de cobranza

12. Acceso a instalaciones

1. Aguas residuales

tratadas

2. Reuso de aguas

tratadas

3. Disposición de lodos

Sabancuy,

Campeche

1. Grado de presión sobre los

recursos hídricos

2. Consumo de agua per cápita

3. Tasa de crecimiento pobla-

cional

1. Calidad de agua

2. Disponibilidad natural media

per cápita

3. Densidad de población

4. Acceso seguro al agua potable

5. Índice de desarrollo

1. Tratamiento de aguas

residuales

2. Densidad de redes

hidrológicas

3. Cobertura del servi-

cio de drenaje

Tabla 1. Indicadores PER en los tres casos de estudio.

Fuente: Elaboración propia

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Indicadores

Caso de

estudio

Presión Estado Respuesta

Lago de

Pátzcuaro,

Michoacán

1. Consumo doméstico de agua

por habitante

2. Extracción de agua per cápita

3. Variación de la cobertura

forestal

4. Generación de desechos sóli-

dos por habitante

5. Uso de pesticidas

6. Uso de fertilizantes

7. Descargas de aguas residuales

1. Calidad del agua del lago

2. Calidad del agua de los manantiales

3. Disponibilidad natural de agua

4. Sobreexplotación de acuíferos

5. Mortalidad infantil

6. Desarrollo humano

1. Cobertura de agua

2. Cobertura de drenaje

3. Tratamiento de

aguas residuales

4. Disposición de dese-

chos municipales

5. Inversión en obras de

agua potable

6. Inversión en obras de

drenaje

Ciudad Juá-

rez, Chihu-

ahua

1. Consumo del agua

2. Conexiones domiciliarias

3. Volumen mensual total alum-

brado

4. Abatimiento del acuífero

5. Pérdidas por fugas de la red

6. Seguridad de suministro (con-

sumo de agua)

7. Producción promedio de lodos

1. Acceso al agua segura

2. Acceso a instalaciones sanitarias

adecuadas

3. Precio del agua

4. Eficiencia de la red de distribución

5. Relación entre suministro/drenaje

6. Calidad del efluente

7. Relación entre volumen facturado/

volumen alumbrado

8. Relación ingreso-costo del agua

9. Cobertura de medición volumétrica

10. Calidad del agua

11. Capacidad de cobranza

12. Acceso a instalaciones

1. Aguas residuales

tratadas

2. Reuso de aguas

tratadas

3. Disposición de lodos

Sabancuy,

Campeche

1. Grado de presión sobre los

recursos hídricos

2. Consumo de agua per cápita

3. Tasa de crecimiento pobla-

cional

1. Calidad de agua

2. Disponibilidad natural media

per cápita

3. Densidad de población

4. Acceso seguro al agua potable

5. Índice de desarrollo

1. Tratamiento de aguas

residuales

2. Densidad de redes

hidrológicas

3. Cobertura del servi-

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Servicios Ambientales en la Zona Costera

S. Balan-Zetina, L. Chi-Uc, y D. Gómez-Ramírez

*mmmzc-Universidad Autónoma de Campeche

resumen

La zona costera incluye una gran diversidad de ecosistemas como humedales, manglares, ma-

rismas, playas, dunas, y lagunas costeras; que por su conformación estructural interactúan en-

tre sí. Entre los beneficios que brindan estos ecosistemas incluimos los servicios de suministro,

de regulación, de base o soporte y de servicios culturales; los cuales son aprovechados directa-

mente por las comunidades o por el sector privado. Sin embargo, la creciente degradación y

agotamiento de los recursos biológicos y de su biodiversidad ha sido disminuido por la imple-

mentación de proyectos para la construcción de infraestructura que requieren la modificación

de la estructura natural de los recursos naturales. Por lo tanto la valoración económica de los

ecosistemas costeros y la creación de un mercado se hace necesaria para promover el desarrollo

sustentable de las zonas costeras logrando un balance entre los intereses privados y públicos.

Palabras claves: Bienes ambientales, Servicios ambientales, zona costera.

IntroduccIón

La biodiversidad del planeta está siendo severamente afectada por las modificaciones, induci-

das por las actividades humanas sobre los ecosistemas: entre estas modificaciones destacan el

cambio de usos del suelo, la alteración de los ciclos biogeoquímicos, la destrucción y fragmen-

tación de hábitats y la introducción de especies exóticas (mea, 2005).

Ante esta problemática una de las preocupaciones centrales es el uso y conservación de los

recursos naturales localizados en las zonas costeras. Por este motivo, se están adoptando estra-

tegias con enfoques de desarrollo sostenible basado en la garantía del suministro de recursos

naturales, del flujo de servicios ambientales esenciales para la supervivencia de la comunidad

por el adecuado aprovechamiento económico de dichos recursos.

*Contribución al programa de la maestría multidisiciplinaria para el manejo de la zona costero-marina en el

marco del curso “Zona costera: estructura y función” impartida por el Dr. Daniel Pech

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servIcIos AmbIentAles

Desde los años 60, el concepto de “servicios” ofrecidos por los ecosistemas hacia las pobla-

ciones humanas surge como resultado de la preocupación por la capacidad del planeta para

producir bienes y servicios (Mooney y Ehrlich, 1987) para satisfacer el bienestar humano.

A pesar de los beneficios generados por los ecosistemas (tabla 1), las cifras mundiales arro-

jan otra realidad: la creciente degradación y agotamiento de los recursos biológicos y de su

biodiversidad ha sido disminuidos por la implementación de proyectos para la construcción

de infraestructura que requieren la modificación de la estructura natural de los recursos natu-

rales. La degradación del ambiente y de los recursos naturales, puede ser ocasionada por un

excesivo desarrollo económico o por un desarrollo económico insuficiente. Existen múltiples

definiciones para el concepto de Servicios Ambientales pero todas llevan énfasis en la relación

al beneficio que esta otorga al ser humano (Daily, 1997; Constanza et al., 1997; Balvanera y

Cotler, 2007).

Un aspecto importante es que el principal beneficiario de estos servicios ambientales, inde-

pendientemente de su condición social, económica y ubicación geográfica es el ser humano,

a pesar de estar limitados por las zonas geográficas. Los servicios pueden ser utilizados lejos

de la zona de producción o de origen, por lo cual es importante mantener la calidad de estos

servicios de los ecosistemas que se encuentra en su región (e.g. presencia de agroquímicos en las

lagunas costeras por el uso incontrolado en tierras aledañas, la alteración producida por la tala

de la vegetación natural, la modificación de su circulación interior por el dragado incorrecto o

el desvío de los cauces naturales de los ríos) (Contreras, 2002).

Entre los componentes de los servicios ambientales se incluyen aspectos como la disponibili-

dad de los materiales básicos para subsistir (e.g. alimento, vestido, vivienda, etc.), pero también

considera otros componentes menos tangibles como la posibilidad de libertad y seguridad.

En todos los casos los ecosistemas son esenciales para el bienestar humano; por esta razón, la

alteración y destrucción de los ecosistemas naturales tienen efectos directos sobre la población,

sobre todo aquella más desprotegida (figura 1).

Si bien en el pasado buena parte de las iniciativas de conservación de la biodiversidad se ba-

saron casi exclusivamente en sus valores intrínsecos o en criterios éticos, en los últimos años han

comenzado a cobrar fuerza argumentos de carácter más pragmático, que toman en cuenta la

contribución de la biodiversidad a la calidad de vida y el bienestar de las sociedades humanas.

El marco conceptual de la Evaluación de Ecosistemas del Milenio (mea) aborda la biodiversi-

dad desde esta doble visión integradora. Los productos resultantes de dicho proyecto ponen de

manifiesto las estrechas relaciones entre la biodiversidad, el funcionamiento de los ecosistemas

y el bienestar humano (Díaz et al., 2005; mea, 2005).

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43Figura 1.- Relaciones entre los servicios ambientales y el bienestar humano.

Concepto Definición Ejemplos

Servicio de so-

porte

Son aquellos que mantienen los proce-

sos de los ecosistemas que mantiene y

permiten la provisión del resto.

Mantenimiento de la biodiversidad,

ciclo hidrológico, el ciclo de nutrientes

y la producción primaria

Servicios de pro-

visión

Son recursos tangibles y finitos. agua, madera y alimentos.

Servicios de regu-

lación

Los cuales mantienen los procesos y

funciones naturales de los ecosistemas,

a través de los cuales se regulan las

condiciones del ambiente humano.

Regulación del clima y gases, el control

de la erosión e inundaciones y contra el

impacto de huracanes.

Servicios cultu-

rales

Los que pueden ser tangibles e

intangibles, ya que son productos de

percepciones individuales o colectivas.

Belleza escénica y zonas de recreación

humana

Tabla 1. Clasificación de los Servicios Ambientales.

(mea, 2005; Barzev2, 2002)

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El dilema entre crecimiento económico y la protección ambiental aún no ha sido resuelto;

sin embargo, ambos conceptos se han empezado a integrar. Esta integración está estrechamen-

te asociada al concepto de desarrollo sustentable, el cual tiene como premisa el equilibrio entre

la actividad económica y la calidad de vida de la sociedad.

Muchos de los bienes producidos por los ecosistemas son aprovechados directamente por las

comunidades o por el sector privado, por lo que resulta fácil cuantificar su valor económico. En

cambio, muchos de los bienes y servicios proporcionados por los ecosistemas son importantes

no sólo por su papel en el consumo directo sino también por sus aportaciones al bienestar de la

sociedad en general.

El mantener el equilibrio entre los ecosistemas implica conocer y dar valor a los costos y

efectos negativos, así como a los beneficios, que se producen por la selección de las actividades

económicas y los patrones de consumo relacionados con la diversidad biológica. La valoración

económica se ha visto como un instrumento que permite poner en evidencia los diferentes usos

de los recursos biológicos y la biodiversidad.

Para ello se necesita el conocimiento y manejo de una serie de metodologías que permi¬ten

la cuantificación física y económica del medio ambiente y la generación de los indicadores

eco¬nómicos–ambientales (tabla 2). Si se muestra que la conservación de la biodiversidad pue-

de tener un valor económico positivo mayor que el de las actividades que la amenazan, la infor-

mación que se pueda generar sobre sus beneficios ecológicos, culturales, estéticos y económicos

apoyará las acciones para protegerla y conservarla productivamente, convirtiéndose en una

herramienta importante para influir en la toma de decisiones colectivas e individuales y guber-

namentales y sociales (Barzev, 2002b).

Valores directos • Valores de uso consuntivo

• Valores de uso productivo

Valores Indirectos • Valores de uso no consuntivo

• Valores de opción

Valores de Existencias

Métodos económicos convencionales • Valor neto del mercado.

• Costo evitado

• Costo de remplazo

• Factor de ingreso.

Tabla 2. Clasificación de Valoración Económica de los Recursos Naturales.

(Sanjurjo e Islas, 2007; Barzev2, 2002).

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servIcIos AmbIentAles en lA ZonA costerA

La zona costera incluyen una gran diversidad de ecosistemas como los humedales (manglares,

marismas y humedales de agua dulce), playas y dunas, el mar, y las lagunas costeras (Moreno-

Casasola et al., 2006); los cuales por su conformación estructural interactúan entre sí. Las

zonas costeras presentan ecosistemas que reciben y acumulan materia orgánica y nutriente

en abundancia que provienen de diversas fuentes y son transportados por el mar, los ríos y las

aguas subterráneas. Estas características les confiere una alta variabilidad ambiental que a su

vez se traduce en una alta productividad biológica, variedad de escenarios ambientales y alta

biodiversidad (Herrera y Morales, 2010). A continuación se analizará brevemente la impor-

tancia de los servicios ambientales de los principales ecosistemas costeros, así como el estatus

actual y los retos que presenta el manejo de estos ecosistemas en México.

•Dunas y playas

Las playas y dunas son áreas que están bajo una fuerte amenaza por los desarrollos turísticos y

por la falta de aplicación de políticas de manejo sustentable. Las dunas han sufrido el mayor

grado de presión por las actividades del hombre, en donde algunos casos son irreversibles estas

alteraciones. Estos ambientes son lugares donde hay la mayor acumulación de sedimentos, lo

cual le permite ser una frontera dúctil, suave y dinámica entre el mar, la tierra y la atmósfera

(Moreno Casasola et al., 2006).

La productividad de estas zonas depende de la presencia de la flora y fauna que habitan en

ella, y a su vez, diversos factores ambientales ejercen influencia y determinan su presencia, tales

como: la acumulación y la erosión de sedimentos en la pendiente, la energía del oleaje, la habi-

lidad para retener agua y la presencia de materiales orgánicos. Entre los servicios ambientales

que proporcionan estos ecosistemas se encuentran: la protección de construcciones, actividades

productivas tierra adentro, son zonas de crianza y reproducción de una gran variedad de fauna

migratoria, son aéreas captación y filtración de agua de lluvia hacia el subsuelo, etc.

La distribución de estas zonas en México no es de manera homogénea. En el litoral del

Atlántico predominan costas de tipo a cumulativos, de playas bajas y arenosas donde a abun-

dan la sedimentación; sin embargo el Golfo de México presenta una gran diferenciación de la

presencia de las dunas y playa encontrando zonas que se caracteriza por presentar extensos

campos de dunas (Tamaulipas y norte de Veracruz), otras presentan escasas playas y los campos

de dunas ausentes (Tabasco y zona deltáica) y para la zona del Caribe solo encontramos en

playas angostas (Moreno Casasola et al., 2006).

Los principales problemas que presentan las dunas costeras se relacionan con actividades

turísticas e industriales. Debido a la construcción de zonas hoteleras, palapas, muelles, puertos

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marítimos destinados a satisfacer las demandas de actividades turística y actividades industria-

les como extracción de sal y la producción de alimentos en congeladoras etc. Eliminándose los

servicios ambientales que proveen y afectando la interacción entre los ecosistemas y la biodi-

versidad.

•Humedales costeros

Los humedales son ecosistemas muy diversos, las cuales abarcan extensiones de pantanos, cié-

nagas, marismas, etc. Para México se ha clasificado a los humedales en tres grandes grupos:

humedales marinos y estuarinos, lacustres y palustres; también incluye a los cuerpos de agua

continentales y marino (Olmsted, 1993). En las cuales existen una gran diversidad de flora y

fauna, las cuales contribuyen a que los humedales sean una gran fuente de bienes y servicios

para la vida humana (tabla 3) (De Groot, et al., 2007).

En México la mayoría de los humedales se distribuyen a lo largo de toda la costa de nues-

tro país, se registran una gran cantidad y variedad de humedales de menor tamaño que en

conjunto generan un mosaico de ambientes. En el Pacifico se localizan en los estados de Baja

California (humedales de San Quintín, San Ignacio, Delta del Colorado), Nayarit (Marismas

Nacionales) y Chiapas (La Encrucijada, la Sepultura) y en el Golfo de México los podemos

localizar en Laguna Madre en Tamaulipas, al centro y norte de Veracruz (laguna de Tamiahua,

y laguna de Tamiagua); en Tabasco (pantanos de Centla) y Campeche (Los Petenes, laguna de

Términos, ría Celestún, El Palmar); Ría Lagartos, Yucatán y Sian Ka an en Quintana Roo

(Moreno Casasola et al., 2006).

Como parte de los servicios ambientales de los humedales, se han creado humedales ar-

tificiales para la remoción de nutriente en el agua, con resultados muy favorables. Aunque el

término de Humedales construidos es relativamente nuevo, el aprovechamiento de los servicios

ecosistémicos es antiguo. Se tiene conocimiento de que las antiguas culturas como la China y la

Egipcia utilizaban a los humedales naturales para la disposición de sus aguas residuales. (Brix

H, 1994).

Para los humedales de México existen pocas evidencias de estrategias de restauración para

frenar los impactos en estos ecosistemas por las diversas actividades antrópicas que actúan de

manera directa sobre ellos o en su cuenca.

•Manglares

Los manglares son ecosistemas que se desarrollan en las costas tropicales y subtropicales. Su

composición, estructura y funcionamiento están determinados por la interacción de factores

físicos, químicos, biológicos y humanos. Se encuentran ubicados en los bordes de lagunas cos-

teras, estuarios, desembocaduras de ríos y bahías, localizándose en la interface de influencia

del agua marina y de las descargas de agua dulce provenientes del continente (Sanjurjo e Islas,

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Servicios: Comentarios y Ejemplos.

Estuariosy marismas

Manglares Lagunas Algas pardas

Arrecifes de conchas y recesos

pasto marinos

Arrec-ifes de coral

Humedales subterráneas, sistema de cuevas y aguas sub-terráneas

AprovechamientoAlimento: pescado, especies silvestre, frutas, cereales, etc.

*** *** *** *** * *

Agua dulce: Almace-namiento y retención, provisión de agua para regar y beber.

*** *** ** * * * ***

Fibras, combustibles y otras materias primas: madera, leña, turba, for-raje, conglomerados.

** ** * *** ** *

Producción bioquímicos y recursos medicinales

* * ? ? ? ? ? ?

Materiales genéticos: genes para resistencia a agentes fitopatógenos.

* * ? * ? ? ? ?

Especies ornamentales. * * ? * ?De regulaciónRegulación de la calidad del aire: captura de partículas de polvo

* ** *

Regulación del clima: Regulación de gases con efecto invernadero, tem-peratura, precipitación

** ** ** * * * **

Regímenes hidrológi-cos: Carga/descarga de agua subterráneas, almacenamiento de agua para agricultura o industria

* *

Control de la contami-nación y eliminación de la toxicidad: Reten-ción y eliminación de nutrientes excesivos y contaminantes.

** ** * ? * * *

Tabla 3. Principales Servicios proporcionados por los Humedales Costeros.

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Servicios: Comentarios y Ejemplos.

Estuariosy marismas

Manglares Lagunas Algas pardas

Arrecifes de conchas y recesos

pasto marinos

Arrec-ifes de coral

Humedales subterráneas, sistema de cuevas y aguas sub-terráneas

Protección contra la erosión: Retención de suelos y prevención de cambio estructural ( p. ej. erosión de la costa, corrimiento de riberas, etc.)

** ** * * *

Mitigación de riesgo naturales: Control e in-undaciones, protección contra tormentas.

** ** * * * ** ** **

Regulación biológica: control de plagas y polinización.

** ** ** * * *

Culturales y recreativosPatrimonio e identidad culturales: sentido de ubicación y pertenen-cias.

** * ** ** * * * **

Inspiración espiritual y artística: Sentimientos personales y bienestar, importancia religiosa.

** * ** ** * * * **

Recreativos: Oportuni-dades para el turismo y las actividades recre-ativas

** * * ** * **

Estéticos: Apreciación de las características naturales.

** * ** ** *

Educativos: Oportuni-dades para la educación y capacitación formales e informales.

* * * * * *

De apoyoBiodiversidad y lugares de cría: Hábitat para especies residentes o migratorias

** ** * ** * ** * **

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Servicios: Comentarios y Ejemplos.

Estuariosy marismas

Manglares Lagunas Algas pardas

Arrecifes de conchas y recesos

pasto marinos

Arrec-ifes de coral

Humedales subterráneas, sistema de cuevas y aguas sub-terráneas

Formación de suelos: Retención de sedimen-tos y acumulación de materia orgánica

** ** * *

Ciclado de nutrientes: Almacenamiento, reci-clado, procesamiento y adquisición de nutri-entes

** ** ** * * * **

Nota: Los símbolos muestran la magnitud relativa (por unidad de superficie) de cada servicio de ecosistema proveniente de

diferentes tipos de ecosistema de humedal, siguiendo la escala baja *, media ** y alta: ***; el símbolo de cierre de inter-

rogación?, indica que se desconoce la escala; y las celdas en blanco indican que no se considera aplicable el servicio al tipo

de humedal. (De Groot, et al., 2007)

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2007; Moreno Cassasola et al., 2006). Los servicios que proporcionan los manglares son: la ex-

tracción de madera, leña y taninos; filtración de agua, amortiguamientos de tormentas, fijación

de nitrógeno y captura de carbono y la importancia económica de estos sistemas se encuentra

en los servicios de protección de pesquerías de interés comercial y el recreativo (Sanjurjo e Islas,

2007).

La distribución de los manglares en México está representada desde la Laguna Madre en

Tamaulipas (Lot et al., 1975) y se extienden por toda la costa del Golfo y Caribe hasta Yucatán

y Quintana Roo. En la costa del Pacífico se ubican de manera discontinua, desde la península

de Baja California hasta Chiapas (Moreno Cassasola et al., 2006).

Si bien el desarrollo económico contribuye el bienestar social también, el ser humano es

el principal actor en la destrucción y contaminación de los ecosistemas. Para los manglares se

ha identificado que el cambio de uso de suelo contribuye al deterioro de los manglares, sino

también al uso y contaminación del agua en partes altas de la cuenca; afectando tanto a los be-

neficiaros directos como a toda la economía de los ecosistemas costeros (Guevara et al., 2005).

Una de las formas de revertir el deterioro de los manglares, es la implementación de programas

de restauración, los cuales se han realizado en diversas regiones tropicales, principalmente en

países asiáticos para el mejoramiento del hábitat como apoyo a las pesquerías, como fuente

de alimento ganadero, y barrera contra huracanes e inundaciones. Asimismo, la restauración

desde su perspectiva técnica, provee herramientas útiles para enfrentar varios problemas de

conservación, tales como: los efectos de borde y fragmentación, la generación de bancos gené-

ticos ex situ, la conservación integrada y el desarrollo sustentable (Young, 2000). Por lo tanto, la

implementación de restauración hidrológica del ecosistema es la mejor opción para retornar las

condiciones fisicoquímicas más cercanas a las originales (Agraz Hernández et al., 2010).

Un ejemplo de ello, es el programa de restauración con mangle que se realizó en la Laguna

de Términos, (Campeche), durante 3 años, aplicando técnicas de rehabilitación hidrológica y

de reforestación (del 2005 al 2006 en un área total de 24.5 ha). Por lo cual se favorece la refores-

tación natural y retorna los usos y beneficios a mediano y largo plazo a la sociedad que depende

de los ecosistemas de manglar del Área de Protección de Flora y Fauna Laguna de Términos

(apfflt); así como la biodiversidad del ecosistema (Agraz-Hernández et al., 2010).

•Lagunas Costeras

Las lagunas costeras son depresiones en la zona costera que tiene una conexión permanente

o efímera con el mar y se encuentra protegidas por algún tipo de barrera. Entre las funciones

de las lagunas costeras destacan: áreas de crianza de muchas especies, reducción de riesgos

de inundación y sequía; purificación de agua y aire, producción de alimentos y protección de

costas.

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Gracias a su alta productividad primaria las lagunas costeras han sido intensamente apro-

vechadas por el hombre. Esto se ha traducido en procesos de deterioro como la contaminación

puntual o difusa, alteraciones de los flujos de intercambio de agua dulce y marina por la apertu-

ra permanente de bocas con el mar o la construcción de carreteras sobre el humedal, etc. (Tapia

et al., 2008). Entre las consecuencias generadas destacan la pérdida de cobertura de manglar, las

mortandades masivas de organismos y el desarrollo de mareas rojas, causando la disminución

de los servicios ambientales de estos ecosistemas (Contreras, 2002; Herrera y Morales, 2010).

Para revertir esta problemática en México, se han implementado acciones de manejo y restau-

ración ambiental en las lagunas costeras, así como programas de asesoramiento que promueven

la capacitación y diversificación de actividades económicas. Este tipo programas únicamente

se han implementado en ecosistemas que pertenecen a la clasificación de Áreas Naturales Pro-

tegidas (Arreola, 2009).

En la Republica Mexicana las lagunas costeras se encuentran situados a lo largo del litoral

del país, siendo que el 60% de lagunas y cuerpos afines se encuentran en el Océano Pacifico y el

40% restante se encuentran en el Golfo de México. La mayor actividad productiva se ubica en

las lagunas costeras del Golfo de México (De la Lanza y Cáceres, 1994). Todos los ecosistemas

naturales tienen la capacidad para absorber pequeños desequilibrios o presiones generadas por

factores ambientales cambiantes. Esta capacidad resiliencia les permite a los ecosistemas per-

manecer inalterados frente a las oscilaciones climáticas o de otro orden. (Schnoor J, 1996). Sin

embargo, la actividad humana, en sus diversas dimensiones de producción, consumo y distribu-

ción, han acelerado este proceso; en los últimos años la intensiva utilización de recursos de todo

tipo (energéticos, agua, minerales, suelo, etc.) como por la generación de residuos (dióxido de

carbono, residuos industriales tóxicos y peligrosos, contaminación de las aguas, etc.) han produ-

cido colapso de los ecosistemas que dan soporte a aquella actividad y a la vida misma

Cuando las oscilaciones van más allá de la capacidad de absorción de los ecosistemas, ellos

vulneran la capacidad de restauración natural de ellos, provocando cambios permanentes e

irreversibles. Mientras menor resiliencia tenga un ecosistema mayor es su vulnerabilidad frente

a los cambios ambientales y a las presiones humanas. Las presiones ejercidas por el ser humano

no son fácilmente describibles por un solo parámetro. Muchas veces ellas son el resultado de

múltiples acciones superpuestas sobre el ambiente. Adicionalmente, una acción puede tener

efectos sobre múltiples componentes ambientales simultáneamente.

Los principales problemas ambientales que amenazan las áreas costeras y marinas son la

contaminación y la degradación de hábitats. La contaminación proviene de los asentamientos

humanos (especialmente si hay concentración de instalaciones industriales y de generación eléc-

trica en zonas portuarias), las actividades agrícolas o turísticas, el transporte marítimo (sobre

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todo de pasajeros, por derrames de sustancias peligrosas o introducción de especies exóticas), y

la extracción, procesamiento o transporte de petróleo y gas (Rivera y Borges, 2010).

Las causas subyacentes de estos problemas se vinculan con la creciente presión de uso y las

migraciones hacia las costas, además de una consiguiente expansión en el cambio de uso de

las tierras costeras, incluyendo la agricultura, la construcción de asentamientos, puertos, cami-

nos e infraestructura turística, y la creación de instalaciones de maricultura en muchas zonas.

Además de la disminución en la productividad natural de las áreas costeras como resultado de

estas presiones, se estima que las pesquerías costeras y litorales han sido severamente sobre-

explotadas para la mayoría de las especies (Rivera y Borges, 2010).

conclusIones

La relevancia del concepto de servicios ambientales para el manejo de los ecosistemas reside en

que estos pueden ser considerados como indicadores de la calidad o capacidad de un ecosiste-

ma para la provisión de sus beneficios especifico a un actor social determinado. La sostenibili-

dad de un territorio estaría dada, por la garantía del suministro de recursos naturales y del flujo

de servicios ambientales esenciales para la supervivencia de la comunidad, y por el otro, por el

adecuado aprovechamiento económico de dichos recursos.

La inquietud respecto al impacto negativo de la actividad económica sobre la zona costera,

ha pasado a una consideración explícita de los costos de los recursos biofísicos o del capital na-

tural, para llegar a una concepción compleja que plantea un modelo abierto de las relaciones

entre la economía y el uso de los ecosistemas costeros. Por lo cual se pretende colocar que los

servicios ambientales de dichos ecosistemas sean el centro de la preocupación para el aumento

de la calidad de vida de la población, y no sólo de la capacidad productiva o de consumo de

los territorios.

La valoración económica de los ecosistemas costeros, señala la necesidad de hacer compa-

tible un mayor respeto al medio ambiente con un aumento del pib mundial en los próximos

50 años y realizar un manejo integral en las zonas costeras (Barzev, 2002b; Moreno Casasola

et al., 2006; Sanjurjo e Islas, 2007). El optimismo se basa en que el progreso tecnológico haga

compatibles crecimiento, equidad y sustentabilidad, al ampliar los límites físicos de la zona

costera y reducir las externalidades negativas de la actividad económica, medidas que deberán

complementarse con una moderación del consumo en el mundo desarrollado y del crecimiento

demográfico en el subdesarrollado, lo que contribuirá a limitar la presión sobre los recursos.

La creación de mercado para los mismos, promoverían el desarrollo sustentable de las zonas

y lograría un balance entre los intereses privados y públicos para maximizar el bienestar de la

sociedad (Guevara et al., 2005; Barzev, 2002a).

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Estructura e importancia de los manglares en la Península

de Yucatán (Campeche, Yucatán, Quintana Roo)

A. Carmona-Escalante, S. Castillo-Domínguez, y V.I. Escamilla-Rivera

*mmmzc-Universidad Autónoma de Campeche.

resumen

La península de Yucatán (Campeche, Yucatán y Quintana Roo) es privilegiada por contar con

más del 50% de área de manglar de todo México. Sin embargo, también es una de las zonas

más amenazadas, ya que se pierden bosques de manglar a un ritmo de 2.5% al año. Esto ha

motivado, que desde hace 18 años el Gobierno Federal, los gobiernos estatales, y las ong de la

península de Yucatán desarrollen acciones encaminadas a recuperar las superficies de manglar

perdidas, a través de programas de reforestación o forestación y construcción de pasos de agua.

Algunas de estas estrategias han resultado poco exitosas y a un alto costo económico, ocasionan-

do conflictos en los grupos sociales involucrados en los mismos. Por ello, conocer la distribución,

estructura forestal e importancia de los ecosistemas de manglar en la Península de Yucatán, así

como destacar la función de las anp como instrumento de política ambiental, puede contribuir

a la difusión de los mecanismos de conservación, protección y aprovechamiento del recurso y

aumentar el porcentaje de éxito de los programas de recuperación de los bosques de manglar.

Palabras clave: estructura, función, manglares, Área Natural Protegida, península de Yucatán.

IntroduccIón

El manglar es un ecosistema que marca la transición entre mar y tierra, caracterizado por ser

altamente productivo ya que recibe aportes de agua y nutrientes de ríos y manantiales, además

de la energía de las mareas. La alta producción de materia orgánica de este ecosistema no es

totalmente aprovechada en el propio manglar; un alto porcentaje de ésta es exportada por la

acción de las mareas y de las corrientes a ecosistemas vecinos, contribuyendo con ello a la pro-

ductividad costera. Su sistema de raíces ha evolucionado para hacer frente a condiciones muy

*Contribución al programa de la maestría multidisciplinaria para el manejo de la zona costero-marina en el

marco del curso “Zona costera: estructura y función” impartido por el Dr. Daniel Pech

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adversas (como la falta de oxígeno y el embate de oleaje); sin embargo, estas características las

convierte en excelentes amortiguadores de tormentas y huracanes, con lo que protegen la costa

de la erosión marina. Asimismo, su productividad y el intrincado sistema de sus raíces los hace

sitios ideales para el desove, apareamiento y protección de estadios juveniles de numerosas es-

pecies marinas económicamente importantes.

Los manglares están formados por especies que se desarrollan en planicies costeras cer-

ca de la desembocadura de ríos o alrededor de esteros y lagunas (conabio 2008), dominan

aproximadamente el 75% de las líneas de costas en el mundo. Se conocen 54 especies de man-

gle, distribuidas en 20 géneros pertenecientes a 16 familias (Tomlinson, 1986; Kangas y Lugo,

1990). En el Continente Americano, los géneros más representativos son Rhizophora (con raí-

ces arqueadas que sirven de soporte), Avicennia y Laguncularia (ambas con raíces respiratorias

–neumatóforos- que brotan del suelo). Su ubicación se limita a la zona intermareal en las costas

tropicales y subtropicales. Habitan los bordes de lagunas costeras, estuarios, desembocaduras

de ríos y bahías, limitándose a la interfase de la influencia del agua marina y de las descargas de

agua dulce provenientes del continente (Travieso, 2006).

En los ecosistemas de manglar de México predominan cuatro especies, Rhizophora mangle

(mangle rojo), Laguncularia racemosa (mangle blanco), Avicennia germinans (mangle negro,

madre de sal) y Conocarpus erectus (mangle botoncillo). Con un total de 655 677 ha de man-

glar, distribuidas en Campeche con 196 552 ha, Nayarit con 153 409 ha, Sinaloa con 74 539 ha

y Chiapas con 69 881 ha (conabio 2008). Estos ecosistemas sirven como zonas de crianza de

especies marinas, aporte de alimentos y fomento al desarrollo económico de las comunidades

cercanas a la costa.

A pesar de los múltiples beneficios que se obtienen a través de los ecosistemas de manglar,

México experimenta una rápida transformación a ecosistemas de baja productividad y biodi-

versidad (Agraz-Hernández et al., 2010). Según Calderón et al. (2009) la superficie de manglar

para el Pacífico en 1976 fue de 31%, y para el año 2000, se tuvo una pérdida del 38%. Dadas

estas cifras, se proyecta que en 25 años se habrá perdido alrededor del 50% de cobertura de

manglar en México.

En la península de Yucatán el aumento de las actividades antropogénicas y la presencia

frecuente de huracanes y tormentas tropicales, juegan un papel determinante en la estructura

forestal. Es por ello que, describir la importancia de los ecosistemas de manglar, así como des-

tacar la función de las anp como instrumento de política ambiental, contribuirá a la difusión

de los mecanismos de conservación, protección y aprovechamiento del recurso, con base en el

análisis de trabajos de investigación.

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dIstrIbucIón y regIonAlIZAcIón En México los ecosistemas de manglar se distribuyen en 5 regiones geográficas definidas por

el tipo de cuenca hidrológica al que está asociado, la extensión de la planicie costera, la tem-

peratura, la precipitación, la topografía y el tipo de suelo, entre otros factores (conabio, 2009).

Las regiones geográficas son: 1) Pacífico Norte, 2) Pacífico Centro, 3) Pacífico Sur, 4) Golfo de

México y 5) Península de Yucatán (figura 1). En cada una de estas regiones la estructura forestal

de los ecosistemas de manglar difiere de las demás.

En la península de Yucatán está presente el 55% (423 751 ha) (tabla 1) de la extensión de man-

glares de México, seguida por el Pacífico Norte con 24.5% (188 374 ha). Las regiones del Golfo

de México y Pacífico Sur contienen 11% (84 442 ha) y 8.6% (66 374 ha), respectivamente. El

Pacífico Centro es la de menor extensión de manglar con un 0.9% (6 590 ha) (conabio, 2009).

Figura 1. Regionalización de los manglares de México. Fuente: conabio (2009).

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Región Estado Superficie (ha) % anp Federales

con manglar

anp Estatales

con manglar

Península

de

Yucatán

Campeche 194 190 25.2 4 1

Yucatán 99 640 12.9 3 3

Quintana Roo 129 921 16.9 13 6

Total P.Y. 423,751 55.0 20 10

Tabla I. Superficie de cobertura de manglar para los estados de la península de Yucatán.

Fuente: CONABIO (2009) Escala: 1:50,000

estructurA forestAl del mAnglAr en lA penínsulA de yucAtán Los bosques de manglar de la península de Yucatán se desarrollan en suelos cársticos, dando

origen a un tipo fisonómico único. Esta característica en conjunto con el carácter oligotrófico

de las aguas del Caribe, así como la presencia frecuente de tormentas tropicales y huracanes

son factores determinantes del grado de desarrollo de los manglares de esta región. Un factor

determinante para la expansión de los manglares en esta región, es el intervalo de la marea

(aproximadamente de 36 cm) (Agraz-Hernández et al., 2009). El cual, aunque no es un factor

crítico estricto sobre la distribución de los manglares, pueden evitar la saturación salina del sue-

lo y favorecer la distribución de sus semillas (De la Lanza Espino y Cáceres Martínez, 1994).

En la península de Yucatán, las comunidades de manglar están compuestas de combinacio-

nes de cuatro especies (Rhizophora mangle, Laguncularia racemosa, Avicennia germinans y

Conocarpus erectus), incluyendo bosques con árboles de hasta 8 m de altura de cualquiera de

las especies. La fisonomía de las asociaciones más comunes son las de Rhizophora-Conocarpus,

las cuales son significativamente diferentes a las de otras regiones del Golfo de México, debido

a la baja tasa de recambio del sistema hidrológico derivado del paisaje cárstico de la Península

y a la influencia del agua saturada de calcio y pobre en nutrientes de las costas y lagunas del

Caribe. En ella, también se presentan extensas áreas de manglar arbustivo (chaparro) y comu-

nidades vegetales que forman ecosistemas conocidos como “Petenes”, algunos de los cuales son

dominados por especies de manglar, que llegan a rebasar los 30 m de altura (semarnat, 2011).

cAmpecHe

Las mayores extensiones de cobertura de manglar se localizan en el Área de Protección de Flora

y Fauna “Laguna de Términos”, y en la Reserva de la Biósfera “Los Petenes”, Campeche. En

ellas, los manglares tienen una altura mayor a 30 m y una densidad promedio de 1 400 árboles

por hectárea (Agraz-Hernández et al., 2009). Los manglares de tipo ribereño están dominados

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por mangle negro (Avicennia germinans), localizados principalmente en las zonas de Pom-

Atasta, Puerto Rico-Los Negros, Palizada-Del Este, Chumpán-Balchacah, Candelaria-Panlua.

Mientras que, los de tipo borde están presentes en el litoral interno de las Islas del Carmen y en

el borde continental de la laguna de Términos está caracterizado por mangle rojo (Rhizophora

mangle) (Villalobos Zapata et al., 1999). Hacia la Reserva de la Biósfera Los Petenes, las espe-

cies de manglar presentes son: mangle rojo (Rhizophora mangle), mangle blanco (Laguncularia

racemosa) y mangle negro (Avicennia germinans) (Agraz-Hernández et al., 2009).

Los asentamientos humanos cercanos a los manglares como Isla del Carmen, Atasta, Puerto

Rico, Nuevo Progreso y Palizada, han utilizado la zona de manglares para extracción de leña,

caza, pesca ribereña y actividades de extracción de hidrocarburos. Estas actividades han propi-

ciado desde la tala del mangle hasta la alteración de flujos hidrológicos por el desarrollo de ca-

minos, establecimiento de derechos de vía, alteración del hábitat (e.g. Lagunas de Pom-Atasta)

e impacto a la fauna por ruido.

Los manglares de la Laguna de Términos, también se han visto afectados por fenómenos natu-

rales como el huracán Roxane (1995), el cual ocasionó la salinización del suelo y la destrucción

de la carretera costera, obligando a su reconstrucción más adentro (Villalobos Zapata et al.,

1999).

yucAtán

En el estado de Yucatán, la geohidrología determina el desarrollo de los escenarios de manglar

que pueden ser de tipo húmedo o seco. El escenario húmedo se caracteriza por la presencia del

anillo de cenotes. En estos ecosistemas, la interacción del agua subterránea con los humedales

de manglar propicia que se desarrollen bosques con características ecológicas y estructuras fo-

restales similares a las de los ambientes ribereños y deltaicos. Su vegetación está dominada por

mangle rojo (Rhizophora mangle) y mangle blanco (Laguncularia racemosa). El escenario seco,

característico de los municipios de Sisal, Progreso, Telchac Puerto y Tizimín (Río Lagartos),

está influenciado por la estacionalidad. Lo que condiciona la presencia de sedimentos hiper-

salinos y con baja concentración de nutrientes. Dando como resultado una estructura forestal

de ambientes áridos dominada por mangle negro (Avicennia germinans) (Zaldívar Jiménez et

al., 2010).

En el estado de Yucatán ha existido una preocupación contante por la conservación de los

manglares y ecosistemas asociados, por lo que el gobierno del estado ha puesto en marcha

diversos programas de restauración de su zona costera. Sin embargo, el uso inadecuado de los

ecosistemas de manglar, lo ha deteriorado. Tal como ha ocurrido con la intensificación de las

obras turísticas, obras de puerto de altura en Progreso, construcción de carreteras, entre otras.

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Ocasionando cambios de uso del suelo, variaciones en el régimen de flujo y reflujo de aguas

entre los manantiales y el mar, conduciendo a un proceso de salinización del suelo, con ello la

pérdida gradual de los humedales costeros (Zaldívar Jiménez et al., 2010).

QuIntAnA roo

En la región sur del estado de Quintana Roo, presenta una densidad promedio de 1 798.5

árboles por hectárea, correspondiendo a un bosque combinado de mangle rojo (Rizophora

mangle) y botoncillo (Conocarpus erectus). Mientras que en el norte del estado, la vegetación

además presenta mangle negro (Avicennia germinans) y mangle blanco (Laguncularia racemo-

sa) (Agraz-Hernández et al., 2009).

En Quintana Roo, con el impacto natural del huracán Gilberto (1988), las áreas de manglar

se convirtieron en una región deforestada. Conjuntamente, el desarrollo del estado con fines

turísticos está ocasionando la destrucción de la selva y el mangle; un ejemplo de ello son los pro-

yectos de “Costa Cancún Resort” y el parque acuático “Wet´n Wild”. También las zonas de

playa han sido adaptadas como lugares recreativos, entre los que se pueden mencionar “Playa

Caracol” y “Playa Tortugas” (Wiese, 2000).

funcIón de los ecosIstemAs de mAnglAr

Los ecosistemas de manglares brindan protección y estabilidad a la costa porque forman ba-

rreras que protegen el continente de tormentas, mareas, inundación, huracanes y de la erosión.

Esto es posible gracias a su capacidad para disipar la energía de las olas, reducir el volumen y

velocidad del flujo de agua, actuando como barrera rompe vientos que permite a su vez atrapar

los sedimentos a través de sus raíces (Travieso, 2006). En condiciones naturales filtran el agua y

permiten el abastecimiento de mantos freáticos. Son considerados ecosistemas capaces de cap-

turar gases de efecto invernadero y actúan como sumideros de bióxido de carbono (conabio,

2008).

A lo largo del tiempo los ecosistemas de manglar han sido tradicionalmente aprovechados

como recurso forestal por las comunidades rurales para la producción de leña y carbón, como

material de construcción, fabricación de cercos para la delimitación de terrenos, confinamien-

to de animales, fabricación de artes de pesca y en la elaboración de espigas y puntales para la

locomoción de pequeñas embarcaciones (conabio, 2008).

En términos medicinales, las especies de manglar han sido utilizadas por sus propiedades as-

tringentes y desinfectantes, por ejemplo, para el alivio de enfermedades estomacales, dolores de

muela, úlceras, entre otros padecimientos (Travieso, 2006).En términos monetarios el ahorro

ocasionado por los servicios sanitarios prestados por los manglares oscila entre los $6 700 dó-

lares por ha/año. Con respecto a la protección de las costas en cuanto a tormentas, huracanes

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y ciclones se calcula que a nivel mundial dichos ecosistemas poseen un valor de $ 3 000 dólares

por ha/año (Calderón et al., 2009).

En términos pesqueros, parte de la actividad pesquera de las zonas costeras existe en virtud de

que distintas especies que se aprovechan comercialmente están presentes en el ecosistema de

manglar durante las primeras fases de su ciclo de vida. Se estima que entre el 80 y 90% de los

peces de valor comercial del Golfo de México viven en los manglares durante alguna etapa de

sus vidas (Biossi y Cintrón, 1990). Calderón et al. (2009) estimaron que el valor de los servicios

que proveen los manglares a las pesquerías es de aproximadamente de $37 500 dólares por ha/

año.

Para la península de Yucatán, se ha calculado que los manglares representan un valor econó-

mico y ecológico en beneficios directo e indirecto entre los $10 000 a $125 000 dólares por ha

(Agraz-Hernández et al., 2009).

consIderAcIones fInAles

De acuerdo con conabio (2009), la península de Yucatán es la que posee la mayor cobertura de

manglar en México, así como el mayor número de anp a nivel nacional. Por ello, está recono-

cida como una región biogeográfica de distribución de manglar. Esto significa que los tipos de

bosque de manglar, su distribución, estructura y composición, son diferentes a los del resto de

las regiones del país. Sin embargo, se ha visto afectada por actividades antropogénicas e impac-

tos meteorológicos (huracanes y tormentas), quienes han venido modificando la estructura de

los bosques de manglar.

En la península de Yucatán, se conocen diversos programas orientados a la conservación, res-

tauración o rehabilitación de los ecosistemas de manglar, que consideran las etapas de formu-

lación del programa hasta su seguimiento e implementación. Generalmente financiados por

organizaciones gubernamentales a través de la semarnat, conafor, conanp, conabio, fomix.

Los manglares de la Península de Yucatán necesitan de acciones urgentes para su conservación

enfocadas a 1) Intensificar los estudios a fin de poder hacer recomendaciones adecuadas que

permitan conservar las comunidades de manglar y 2) Generar programas de restauración de

las zonas dañadas. Finalmente resulta fundamental divulgar la importancia de este ecosistema

como hábitat de muchas especies de la flora y fauna, sus posibles usos sostenibles y su valor eco-

nómico en función de los bienes y servicios.

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Toxicogenomica: una nueva herramienta para estudiar los

efectos de los contaminantes en los organismos

Maurilio Lara-Flores, Jaime Rendón von Osten

Instituto epomex-Universidad Autónoma de Campeche

IntroduccIón

Tradicionalmente, la Toxicología ha estudiado los posibles efectos nocivos de una molécula

sobre los organismos, analizando para ello una serie de parámetros histológicos, bioquímicos o

hematológicos que con frecuencia, sólo son detectables tras exposición prolongada a elevadas

dosis (Capó y Frejo, 2007). Aunque en algunos casos se han determinado los mecanismos por

los cuales muchos factores modifican los efectos biológicos de determinados productos químicos

en el medio ambiente, es necesaria una comprensión más precisa de la naturaleza bioquímica y

molecular de las interacciones entre estos factores y los productos químicos en un individuo en

particular. La biología de sistemas intenta dilucidar la compleja interacción entre genes, pro-

teínas y metabolitos para entender la función celular y como esta función se ve afectada por los

procesos de enfermedad, toxicidad y/o respuesta a los mismos (Adonis y Gil, 2002). Las nuevas

herramientas analíticas para la detección de biomoléculas ha revolucionado la forma de explo-

rar el impacto de productos químicos u otros agentes estresantes sobre los organismos.

Desde la secuenciación del genoma humano han aparecido las denominadas “ciencias omi-

cas” impulsadas por los recientes avances en el proyecto del genoma humano y los desarrollos

tecnológicos asociados (Avila-Sáez, 2005).

El término genómica fue acuñado en 1986 por Thomas Roderick para referirse a la sub-

disciplina de la genética que se ocupa del mapeo, secuenciación y análisis de las funciones de

genomas completos. Consiste en la caracterización molecular de genomas enteros y aporta

información acerca de la secuencia y de la función de cada sector del genoma en diferentes si-

tuaciones de desarrollo y bajo diferentes condiciones ambientales, así como de los mecanismos

implicados en la regulación de la expresión génica (Avila-Sáez, 2005). La información gene-

rada es enorme y es clave para identificación y el aislamiento de genes de interés y permitirá

interpretar, en términos moleculares, los procesos biológicos (Capó y Frejo, 2007). Aplicando

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los avances de genómica a la Toxicología ha aparecido una nueva área científica denominada:

“Toxicogenómica”.

toxIcogenómIcA

La Toxicogenómica es una nueva área que estudia la respuesta genómica de los organismos

expuestos a agentes químicos. Estos incluyen fármacos, contaminantes ambientales, aditivos de

alimentos y otros productos químicos de uso común (Martin et al., 2006). La Toxicogenómica

usa las metodologías e información de la ciencia genómica y de la informática para mejorar

el conocimiento sobre las bases biológicas de las respuestas a estrés y a agentes tóxicos, por lo

tanto, es una disciplina que permite entender las interacciones entre genes y medio ambiente en

el desarrollo de las respuestas a compuestos contaminantes (Adonis y Gil, 2002).

El análisis de la expresión de genes proporciona información sobre los estados de las células

y sus respuestas a estímulos químicos y ambientales. La primera fase del programa genómico

se centró en conocer la secuencia exacta de los nucleótidos en el código del adn, es decir, des-

cifrar el número, orden y secuencia de los nucleótidos de la molécula de adn (Sánchez-Fortún

y Bartolomé-Camacho, 2009). Actualmente se quiere comprender como el código genético se

traduce en la función del gen. Es decir, se quiere saber cuáles son los genes, que al ser dañados o

alterados, contribuyen al desarrollo de enfermedades o patologías. Con lo anterior se pretende

saber cómo y cuando las señales externas estimulan la expresión de ciertos genes en el interior

celular (Nicholson et al., 2002).

La Toxicogenómica utiliza tecnologías de genómica y de proteómica (estudia el compor-

tamiento de las proteínas). Estas tecnologías permiten evaluar los cambios en la expresión de

genes, proporcionando una perspectiva global sobre cómo un organismo responde a un estrés,

o a un agente químico ambiental. Esta información puede definir redes de respuesta de genes,

identificar circuitos regulatorios complejos dentro de las células, tejidos u organismos, determi-

nar moléculas endógenas susceptibles al ataque de agentes tóxicos, intervenir en las cascadas

de eventos bioquímicos y moleculares que son perturbadas por agentes químicos o físicos que

inducen el estrés ambiental, seleccionar posible biomarcadores, diseñar procesos alternativos

de ensayo, identificar individuos sensibles a contaminantes ambientales, ayudar a prevenir en-

fermedades relacionadas con el medio ambiente, entre otras.

potencIAl de lA toxIcogenomIcA

La Toxicogenómica permite analizar miles de genes simultáneamente de un organismo expues-

to a agentes tóxicos para la búsqueda de (Martin et al., 2006):

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•Genes susceptibles al daño.

•Perfiles de expresión de genes que resulten en la generación de biomarcadores de exposi-

ción a un peligro ambiental, así como, su grado de exposición.

•Biomarcadores de efecto temprano, que identifiquen el desarrollo anticipado de una pato-

logía antes que sean evidentes los daños.

Por su parte las tecnologías genómicas aportan una oportunidad sin precedentes para abor-

dar problemas difíciles en toxicología y salud medioambiental, ya que permiten abordar estas

cuestiones desde diferentes puntos (Sánchez-Fortún y Bartolomé-Camacho, 2009):

•Mediante la evaluación del valor de modelos alternos, que sustituyen a los existentes para

la predicción del riesgo en la salud ambiental.

•Por medio de la identificación de biomarcadores de efectos adversos tempranos.

•Aportando bases razonables para la cuantificación del riesgo ambiental.

•Facilitando la identificación de susceptibilidad específica de polimorfismos y relacionarlos

con las enfermedades medioambientales.

Sin embargo, se debe tener en cuenta que, cualquier instante, en el interior de una sola cé-

lula, los genes se expresan diferencialmente, y puede ocurrir que de manera independiente a

la producción de rna-mensajero (m-rna) las proteínas sean sintetizadas en distintas concentra-

ciones para cobrar protagonismo en el mantenimiento, regulación, metabolismo, crecimiento

y otras funciones críticas de esa célula (Olden, 2006). Por lo tanto ¿Cómo la expresión del gen

relacionado con los contaminantes se identifica en este entorno?

Dicha respuesta se enmarca en un entorno de variabilidad genética, donde el fenómeno de

exposición medioambiental genera en el interior del organismo la distribución y metabolis-

mo del xenobiótico, compuestos cuya estructura química en la naturaleza es poco frecuente o

inexistente debido a que son compuestos sintetizados por el hombre, provocando tanto un daño

genómico como la aparición de una señal de transducción. Lo anterior implica a los diferentes

niveles génicos como los genes reparadores, los controladores de ciclos celulares o de muerte

celular; en resumen las alteraciones relacionadas con la intoxicación (figura 1) (Martin et al.,

2006).

Lo anterior, ayudará a identificar factores de susceptibilidad que influencian una respuesta

individual a agentes tóxicos ambientales. Es ampliamente conocido que los individuos difieren

en su susceptibilidad a enfermedades relacionadas al medio ambiente. Los estudios toxicoge-

nómicos pueden definir la expresión de genes en organismos no susceptibles y en susceptibles

que han sufrido respuestas adversas a agentes químicos, lo cual, ayudará a diseñar análisis

específicos que puedan utilizarse para predecir y detectar que organismos serán afectados por

determinados agentes químicos (Adonis y Gil, 2002). Por otro lado, estas técnicas facilitaran

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Figura 1. Diferentes estadios que inducen a una variabilidad genética, origen de la alteración inducida por un

tóxico (Sánchez-Fortún y Bartolomé-Camacho, 2009).

la comprensión de los mecanismos de susceptibilidad a diferentes agentes químicos, los cuales

permitirán utilizar y diseñar estrategias apropiadas para mitigar los efectos y determinar las di-

ferencias entre especies de un mismo género a la susceptibilidad de los agentes tóxicos (Steiner

et al., 2004).

El potencial que arroja esta herramienta de análisis trae consigo diversas cuestiones éticas,

legales y sociales que requieren un sabio y justo abordaje; ya que, el uso efectivo del conocimien-

to de la información generada resultará en un enorme beneficio para la salud ambiental.

conclusIones

En las últimas décadas la biología molecular ha experimentado un avance espectacular. El

conocimiento actual de la estructura y función de los genes y la información contenida en las

bases de datos de secuencias génicas, así como el impresionante conjunto de tecnologías sofisti-

cadas para determinar secuencias de adn, detectar variaciones y establecer la expresión génica

de forma global, han repercutido en la Toxicología por medio de la aparición de la Toxicoge-

nómica.

Lo anterior ha permitido comprender las reacciones adversas y a estimar el riesgo tóxico y

ecotóxico proporcionando criterios genéticos para su estudio. Por último el estudio de la rela-

ción entre la estructura y la actividad del genoma con los efectos biológicos adversos producidos

por xenobióticos permite determinar el daño ecológico con mayor prontitud y estimar la afec-

tación a los organismos en un tiempo menor de exposición.

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Coliformes fecales y totales en agua: indicadores de contaminación en la

zona costera de CampecheM. Lara-Flores, Jaime Rendón-von Osten

Instituto EPOMEX-Universidad Autónoma de Campeche

La contaminación ambiental puede ser generada por diferentes fuentes, tanto puntuales como

no-puntuales, y después de dispersarse en los diferentes compartimentos ambientales puede

ocasionar efectos adversos sobre los ecosistemas que generalmente pueden ser irreversibles y,

además, ocasionar efectos adversos en los seres vivos incluyendo al ser humano. Debido a lo

anterior es necesario llevar a cabo de manera continua diagnósticos de la calidad ambiental que

permitan conocer los niveles o concentraciones de contaminantes prioritarios para la salud, y

así poder tomar las medidas adecuadas para poder prevenir o dar la alerta de cualquier contin-

gencia que pudiera presentarse por la presencia de contaminantes.

La contaminación fecal sigue siendo el tema de calidad del agua en los principales cuerpos

de agua, especialmente en muchos los países en desarrollo, donde los desechos humanos y

animales no son aun suficientemente colectados y tratados. Aunque esto se aplica a las zonas

rurales y urbanas, la situación es, probablemente, más crítica en ciudades de rápido desarrollo

donde la tasa de crecimiento de la población todavía es muy superior a la tasa de desarrollo

tecnológico en la recolecta de aguas residuales y plantas de tratamiento.

Las bacterias que se encuentran con mayor frecuencia en el agua son las bacterias entéricas

que colonizan el tracto gastrointestinal del hombre y son eliminadas a través de la materia fecal.

Cuando estos microorganismos se introducen en el agua, las condiciones ambientales son muy

diferentes y por consiguiente su capacidad de reproducirse y de sobrevivir son limitadas.

El grupo de microorganismos coliformes es adecuado como indicador de contaminación

bacteriana ya que los coliformes

- Son contaminantes comunes del tracto gastrointestinal tanto del hombre como de los ani-

males de sangre caliente.

- Están presentes en el tracto gastrointestinal en grandes cantidades.

- Permanecen por más tiempo en el agua que las bacterias patógenas.

- Se comportan de igual manera que los patógenos en los sistemas de desinfección.

Los coliformes fecales y E. coli en particular, se han seleccionado como indicadores de con-

taminación fecal debido a su relación con el grupo tifoide-paratifoide y a su alta concentración

en diferentes tipos de muestras.

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Aproximadamente el 95% del grupo de los coliformes presentes en heces fecales, están for-

mados por Escherichia coli y ciertas especies de Klebsiella. Ya que los coliformes fecales se

encuentran casi exclusivamente en las heces de animales.

En México, la Norma Oficial Mexicana nom-001-semarnat- 1996 establece que el límite

máximo permisible para las descargas de aguas residuales vertidas a aguas y bienes nacionales,

así como las descargas vertidas a suelo (uso en riego agrícola) es de 1 000 y 2 000 como número

más probable (nmp) de coliformes fecales por cada 100 ml (dL) para el promedio mensual y dia-

rio, respectivamente. Por otra parte, la Norma Oficial Mexicana nom-003-semarnat-1997 que

establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas

que se reúsen en servicios al público, indica que las aguas residuales que tengan servicios al

público con contacto directo tendrán como límite 240 nmp/dL o, si es para servicios al público

con contacto indirecto u ocasional el límite es de 1 000 nmp/dL.

Campeche, Champotón y Cd del Carmen tienen 200 000, 80 000 y 150 000 habitantes

respectivamente, y sus desechos generados, tanto por fuentes puntuales o no puntuales de con-

taminación, son depositados y/o vertidos en sitios no adecuados con la consecuente contamina-

ción del suelo, agua y sedimentos, o quemados y liberados a la atmósfera.

Debido a lo anterior, se realizó un estudio para conocer las concentraciones de coliformes fe-

cales y totales en la zona costera de la Bahía de Campeche incluyendo la Ría de San Francisco,

así mismo como el río Champotón y zona costera de la ciudad del mismo nombre y, además, la

laguna de Términos, incluyendo la desembocadura de los sistemas fluvio-lagunares.

Para obtener un diagnóstico rápido y preciso se efectuaron tres muestreos intensivos que

comprendieron tres épocas climáticas, lluvias (mayo-septiembre), nortes (noviembre-enero) y

secas (febrero-abril).

Los resultados del estudio indican que en la época de secas se presentaron niveles bajos de

coliformes totales y fecales (figura 1 y 2) a excepción de la zona cercana al hospital del imss de

Champotón-costa en los que se registró el un valor mayor a 2,400 nmp/dL de coliformes tota-

les.

En el segundo muestreo, correspondiente a la época de lluvias, se presentaron las concen-

traciones más altas de contaminación por estos patógenos en las zonas de Campeche y de

Champotón, teniendo concentraciones por arriba de los 2 400 nmp/dL de coliformes totales y

sobrepasando los 1 100 nmp/dL de coliformes fecales en dos sitios de la costa de Campeche.

En el caso de la Ría de San Francisco de Campeche, durante la temporada de nortes, las

concentraciones de coliformes totales en los tres sitios antes de llegar a la desembocadura son

los más altos registrado en el estudio (˃ 2 400 nmp/dL). Lo anterior indica que en la época de

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nortes la ría recibe una gran cantidad de contaminantes arrastrado por la precipitación pluvial

y que se depositaron en esta área.

La zona que comprendió la Laguna de Términos presentó los valores más bajos de concen-

tración de coliformes (<21 nmp/100ml) encontrándose dentro de los límites establecidos por la

nom-ecol-01(1996).

Figura1. Concentración de coliformes totales en agua de la Laguna de Términos, Río y

Costa de Champotón y Costa y Ría de San Francisco de Campeche.

Figura 2. Concentración de coliformes fecales en agua de la Laguna de Términos, Río y

Costa de Champotón y Costa y Ría de San Francisco de Campeche.

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Los sistemas fluviales, lagunas costeras y playas de la República Mexicana presentan conta-

minación debido a descargas de residuos domésticos e industriales, la presencia de coliformes

en los acarreos superficiales constituye una contaminación en regiones costeras de acuerdo a los

niveles de bacterias, de la precipitación y del tipo de suelo.

Las altas concentraciones de coliformes totales y, en ocasiones, de fecales detectadas prin-

cipalmente en Champotón y la Ría de San Francisco en épocas de lluvias y nortes pueden ser

debido a los arrastres por las escorrentías y a los fenómenos hidrográficos que caracterizan la

época. Se ha observado que las precipitaciones ejercen una gran influencia en la densidad de

estos microorganismos en las aguas marinas, ya que causan un aumento en el caudal de los ríos

e incrementan los escurrimientos terrígenos provocando un aumento en la densidad de bacte-

rias y contaminantes que llegan a la zona litoral.

Es importante observar que las mayores concentraciones se determinaron en la costa y Ría

de San Francisco de Campeche lo cual es un reflejo tanto de la alta densidad poblacional así

como de la falta de tratamiento de los desechos de la ciudad. Los resultados dan una visión

clara de los sitios en los cuales las autoridades deben centrar sus esfuerzos para evitar la conta-

minación de los cuerpos de agua.

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Información y correspondenciaInstituto EPOMEX

Av. Agustín Melgar y Juan de laBarrera. Apartado Postal 520,

C.P. 24030, Campeche,Campeche, México.

Tel: (981) 811-9800 ext. 62300Fax:(981) 811-9800 ext. 62399