Evaluación de la calidad del agua del río Rímac mediante el análisis multivariado

Abstract

El alcance de este trabajo de tesis es la aplicación de las diferentes técnicas estadísticas multivariadas para la evaluación espacial e interpretación de una gran cantidad de datos obtenidos durante el monitoreo del agua de la cuenca seca, parte de la cuenca húmeda y el principal tributario del río Rímac, el río Santa Eulalia, localizados en el departamento de Lima. Un total de 252 muestras de agua fueron colectadas mensualmente durante el período Julio 2008 a Junio 2009 en 7 diferentes estaciones de muestreo a lo largo de la trayectoria del río y el principal tributario, analizando 20 parámetros ambientales físicos y químicos en cada estación de monitoreo. Los análisis se realizaron en los laboratorios de Química de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Ingeniería. El objetivo principal de esta tesis se enfocó en la evaluación de los parámetros ambientales analizados en el monitoreo ambiental y la clasificación espacial (estaciones de muestreo) del agua del rio Rímac mediante la aplicación de las técnicas multivariadas más importantes, específicamente, análisis de clúster (AC), análisis de componentes principales (ACP), análisis de factor (AF) y análisis discriminante (AD). Estas técnicas fueron analizadas con el programa estadístico Statistica versión 8.0 (StaSoft 2007). En primer lugar se realizó el análisis inicial y pretratamiento de los datos antes de la realización de estos análisis multivariados para evaluar el comportamiento inicial de los datos y transfórmalos si es requerido en nuevos datos ambientales que cumplan los requerimientos de la normalidad multivariada. Seguidamente se desarrolló los AC y ACP, y cuyos resultados permitieron visualizar la agrupación de las estaciones de muestreo en una sola clase, a saber, grupo I: estación Los Ángeles, Huampani y Huachipa. Mientras que las demás estaciones no se encuentran agrupadas, a saber, Ricardo Palma, Santa Eulalia, Del Ejército, y Gambeta Además estos análisis multivariado agruparon a los parámetros ambientales en 4 clases de acuerdo a las características comunes e interacciones que se encuentran en el río. Por otro lado, el AF determinó las relaciones que existen entre los 20 parámetros ambientales dadas por la matriz de correlación de estos parámetros, lo cual permitió identificar y caracterizar 4 principales fuentes de contaminación que influyen en la composición fisicoquímica del agua del rio Rímac, a saber, urbana, industrial, agrícola y geológica, el cual son caracterizados de acuerdo a todos los parámetros ambientales analizados. Además, este análisis evaluó las influencias de estas fuentes (puntuaciones de los factores) sobre cada una de las 7 estaciones de muestreo lo largo de todo el periodo de muestreo. Finalmente el AD comprobó la clasificación realizada por el AC y ACP con una confiabilidad del 94% de acuerdo a las características fisicoquímicas de las estaciones de muestreo. Además el AD determinó los parámetros ambientales (N03-N, N02-N y P04 -P, Cl, DT y Fe) más discriminantes para la clasificación realizada sobre las estaciones de muestreo por el AC y ACP con una confiabilidad del 82.1 % de la clasificación. De esta manera, de acuerdo a los resultados obtenidos, la presente tesis pretende ser una contribución inicial para una evaluación más exhaustiva del estado global del agua del rio Rímac de una manera rápida y sin pérdida de información original, de manera que exista una alternativa de evaluación en el control e identificación de las fuentes de contaminación y así planear un adecuado manejo y protección del área de estudio.