Determinar el estado de calidad de cada cuerpo de agua a partir de los datos obtenidos en la red de monitoreo o, en ausencia de estos, mediante la evaluación sistemática de las presiones. El diagnóstico compara las condiciones actuales del recurso con los objetivos de calidad identificando brechas o desviaciones y clasificando el estado.

El diagnóstico se organiza en tres enfoques, aplicados de manera complementaria según la disponibilidad de datos:

Enfoque por usos y general: calidad química y fisicoquímica:

Este enfoque se aplica cuando se dispone de datos químicos, fisicoquímicos y microbiológicos obtenidos en la red de monitoreo. Su objetivo es determinar el grado de cumplimiento de los objetivos de calidad definidos para cada uso o, en su defecto, de los valores de referencia generales en cuerpos sin uso.

Descripción Metodológica:

1. Evaluación por parámetros individuales:

• Comparación
  Cada valor medido se compara con:
  • Objetivos normativos específicos, cuando el cuerpo de agua tiene un uso definido (abastecimiento, riego, recreación, industrial).
  • Valores de referencia generales, cuando el cuerpo no tiene uso asignado.
• Resultados:
  • Para cuerpos con uso:
    • Cálculo del % de muestras que incumplen los límites por parámetro y por punto.
    • Presentación mediante tablas y gráficos de barras que muestran el nivel de incumplimiento por parámetro y por uso.
    • Agregación a nivel de cuerpo de agua: si uno o más puntos incumplen los valores establecidos para un uso determinado, el cuerpo de agua se considera en incumplimiento para ese uso.

1. • Para cuerpos sin uso (evaluación general):
     • Cálculo de estadísticos representativos para cada parámetro (media, mediana, percentil 90 y máximo) durante el periodo de evaluación.
     • Comparación de esos estadísticos con los valores de referencia.
     • Representación espacial mediante mapas de incumplimientos y matrices comparativa.
     • Agregación a nivel cuerpos de agua: si cualquiera de los puntos de incumple los valores generales, el cuerpo se clasifica como incumplida en la evaluación general.
2. Cálculo de índices compuestos (ICA):

Los índices de calidad del agua o indicadores compuestos son herramientas que permiten sintetizar la información de múltiples parámetros en un único valor o categoría, facilitando la interpretación técnica y la comunicación de resultados a diferentes públicos (gestores, autoridades, ciudadanía). Su uso complementa el análisis por parámetros individuales, aportando una visión integrada del estado del recurso hídrico.

Son utilizados para simplificar la interpretación de datos de monitoreo, debido a que se reducen y reflejan una relación entre parámetros generados en una simple expresión que da como resultado un número, el cual indica las condiciones del agua.

Ejemplo Metodológico: Evaluación de la calidad del agua mediante el método ICA

El objetivo es determinar de forma sintética el estado de calidad del agua superficial en un punto de monitoreo mediante la agregación de múltiples parámetros en un solo valor numérico, que se interpreta dentro de una escala cualitativa.

Supuestos del ejemplo:

• Punto de monitoreo en un río de uso potencial para abastecimiento.
• Muestra analizada en laboratorio y campo.
• Se miden 9 parámetros.

1. Parámetros seleccionados y resultados obtenidos

Parámetro	Unidad	Valor medido
Oxígeno disuelto (OD)	% saturación	85
pH	-	7.5
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5)	mg/L	3.0
Nitratos	mg/L NO₃⁻	4.0
Fosfatos	mg/L PO₄³⁻	0.2
Sólidos suspendidos totales (TSS)	mg/L	30
Turbidez	NTU	5
Temperatura del agua	°C	20
Coliformes fecales	NMP/100 mL	200

2. Transformación a puntuaciones de calidad (Qi)

Cada valor medido se transforma a una puntuación Qi (0 a 100). La puntuación Qi de cada parámetro en el cálculo del Índice de Calidad del Agua (ICA) no se inventa ni es arbitraria, se obtiene a partir de curvas de transformación o tablas de conversión específicas, desarrolladas por entidades como la National Sanitation Foundation (NSF), y adaptadas en muchos países. Colombia utiliza un índice llamado Índice de Calidad del Agua - ICA IDEAM, que es una adaptación del WQI de la NSF, con ligeras modificaciones para ajustarlo a las condiciones hidrológicas y de contaminación típicas del país.

Ejemplo (aproximado):

Parámetro	Valor medido	Puntuación Qi
OD	85 %	90
pH	7.5	90
DBO5	3.0 mg/L	75
Nitratos	4.0 mg/L	80
Fosfatos	0.2 mg/L	85
TSS	30 mg/L	70
Turbidez	5 NTU	85
Temperatura	20 °C	90
Coliformes	200 NMP/100mL	60

3. Asignación de pesos (Wi)

Cada parámetro tiene un peso relativo (Wi), sumando 1 en total. Pesos propuestos por la NSF:

Parámetro	Peso Wi
OD	0.17
pH	0.11
DBO5	0.11
Nitratos	0.10
Fosfatos	0.10
TSS	0.08
Turbidez	0.08
Temperatura	0.10
Coliformes	0.15

 

4. Fórmula de cálculo del ICA (WQI)

5. Interpretación del resultado

​​

Intervalo ICA	Calidad del agua
91 – 100	Excelente
71 – 90	Buena
51 – 70	Aceptable o media
26 – 50	Mala
0 – 25	Muy mala

 

En este ejemplo, el valor obtenido de ICA = 80.35 indica que la calidad general del agua es buena, Pero esto no significa que sea apta sin tratamiento para todos los usos, especialmente el uso para abastecimiento humano que requiere criterios más estrictos, de hecho, se podría considerar que es apta, con reservas, para abastecimiento. La afirmación se basa en:

• La categoría global del ICA (80.35 = "buena").
• La presencia de un valor bajo en coliformes fecales, que, aunque no impide la clasificación "buena", sí alerta sobre la aptitud para ciertos usos sin tratamiento.
• Por eso se dice: "apta con ciertas reservas", en el sentido de que no todos los usos serían directamente viables sin controles adicionales.

Hay que tener en cuenta que el ICA es un indicador sintético y general, pero no sustituye las evaluaciones específicas por uso, como las requeridas para agua potable, recreación, riego, etc.

Enfoque integrado: químico fisicoquímico y biológico

Este enfoque se aplica en cuerpos de agua donde, además de datos fisicoquímicos y químicos, se dispone de información biológica e hidromorfológica, suficiente para evaluar la respuesta ecológica del sistema. Permite pasar de un diagnóstico puramente químico a una clasificación del estado ecológico.

Descripción Metodológica:

1. Evaluación de indicadores biológicos

Comunidades indicadoras según tipo de cuerpo de agua:

• Ríos: macroinvertebrados bentónicos (BMWP, IBMWP, ASPT), peces (IBI) y diatomeas (IDP).
• Lagos y embalses: fitoplancton (clorofila-a, cianobacterias), macrófitos y comunidades bentónicas.
• Estuarios y zonas costeras: macroinvertebrados bentónicos y fitoplancton.

Métricas biológicas principales:

• Índices de diversidad y abundancia.
• Índices específicos: BMWP/IBMWP/ASPT, IBI, IDP.
• Porcentaje de especies sensibles.
• Clorofila-a y biovolumen de cianobacterias (estado trófico).

2. Comparación con condiciones de referencia

Cada índice biológico se compara con las condiciones de referencia establecidas para la tipología del cuerpo de agua (estado esperado sin presiones significativas).

3. Integración biológica y fisicoquímica (nivel de punto)

• Prioridad biológica: En cada punto de monitoreo, si los indicadores biológicos muestran peor estado que los químicos y fisicoquímicos, prevalece el valor biológico, por ser más integrador y representativo en el tiempo.
• One out–all out entre indicadores: Si hay varios indicadores (biológicos y químicos y fisicoquímicos), el peor valor obtenido en el punto determina el estado de ese punto.

Este paso define el estado final de cada punto de control.

4. Agregación espacial (nivel de cuerpo de agua)

Una vez asignado el estado de cada punto, la clasificación del estado del cuerpo de agua se realiza aplicando el criterio espacial restrictivo:

• • Si al menos uno de los puntos presenta un estado inferior al objetivo, el cuerpo de agua completo se clasifica según esa categoría más restrictiva.

Este criterio asegura que no se enmascaren zonas degradadas dentro de la misma masa.

5. Métricas empleadas

Bioindicadores:

• • BMWP/IBMWP, IBI, IDP, métricas de fitoplancton (clorofila-a, biovolumen).
• Químicos y fisicoquímicos:
  • % de incumplimiento, estadísticos representativos (media, percentil 90, etc.), ICA.

El resultado final del enfoque integrado se expresa en forma de clases de estado ecológico, que constituyen una síntesis de toda la información biológica, química y fisicoquímica evaluada en los puntos de monitoreo. Estas clases, generalmente definidas como Alta, Buena, Moderada, Deficiente y Mala, representan el grado en que cada cuerpo de agua se aproxima a sus condiciones de referencia y al cumplimiento de los objetivos ambientales.

• Estado Alto: Las comunidades biológicas y los parámetros fisicoquímicos son prácticamente iguales a los de referencia, sin alteraciones significativas.
• Estado Bueno: Existe una ligera desviación respecto a las condiciones naturales, pero los ecosistemas mantienen sus funciones y estructura esenciales.
• Estado Moderado: Se observan alteraciones apreciables en las comunidades biológicas y en la calidad fisicoquímica que afectan parcialmente las funciones del ecosistema.
• Estado Deficiente: Las presiones son intensas, con comunidades empobrecidas y parámetros de calidad claramente alterados.
• Estado Malo: Ecosistemas muy degradados, con pérdida de biodiversidad y fuerte alteración de los parámetros de calidad.

Enfoque basado en el análisis de la calidad del agua mediante estudio de presiones

Este enfoque se utiliza cuando no se dispone de datos suficientes de monitoreo (ni fisicoquímicos, ni biológicos) para evaluar directamente el estado de la calidad del agua. Permite inferir de manera preliminar la condición y riesgo de incumplimiento de objetivos ambientales a partir de la información ya recopilada en fases previas del plan (caracterización inicial de la zona de análisis e inventario de presiones).

1. Principios básicos

• Relación causa–efecto: parte del análisis de presiones ya documentadas y de la vulnerabilidad del medio receptor.
• Evaluación del riesgo: determina el riesgo potencial de que la masa no cumpla los objetivos de calidad.
• Función: orientar la priorización de medidas y el diseño futuro de redes de monitoreo, donde ahora no se dispone de datos.

Descripción Metodológica:

Paso 1: Selección de masas de agua sin monitoreo suficiente

Este paso se realiza una vez que se dispone del inventario actualizado de la red de monitoreo y de los datos recopilados en etapas anteriores. No implica levantar información nueva, sino analizar dicha información para determinar:

• Qué masas de agua carecen de series de monitoreo representativas en cuanto a calidad química y fisicoquímica o biológica.
• En qué masas los datos disponibles son puntuales, incompletos o no permiten evaluar tendencias.

El resultado de este paso es la lista de cuerpos de agua que deberán diagnosticarse mediante el análisis de presiones, por no disponer de información suficiente para un diagnóstico directo.

Paso 2: Uso de la información de presiones recopilada

Para cada cuerpo de agua sin monitoreo, se extraen del inventario de presiones:

• Las presiones puntuales y difusas que le afectan.
• La localización, magnitud y tipología contaminante. En contextos sin datos de monitoreo, la magnitud de los impactos no se puede calcular directamente, pero puede estimarse o categorizarse cualitativamente utilizando factores de presión indirectos o criterios expertos. A continuación, se muestra un ejemplo de criterio para magnitud en vertidos urbanos.
  • Alta: localidad >5.000 hab. sin EDAR funcional y vertido al cauce.
  • Media: localidad entre 1.000 y 5.000 hab. con EDAR deficiente.
  • Baja: localidad pequeña o con fosa séptica en zona no conectada.

Paso 3: Evaluación del riesgo de impacto

• Se combinan magnitud de las presiones y vulnerabilidad del medio (capacidad de dilución, conectividad hidrológica, recarga, etc.) para asignar un nivel de riesgo (Alto, Medio, Bajo). Este análisis se puede realizar mediante una matriz de riesgo o un modelo de presión-impacto.

Cuerpo de agua	Presiones principales	Intensidad	Distancia al cauce	Vulnerabilidad	Riesgo estimado
Tramo Río X	Agricultura intensiva (nitratos), Vertido urbano sin tratamiento	Alta	Adyacente	Permeabilidad alta, bajo caudal	Alto
Acuífero Y	Uso ganadero extensivo	Media	Dispersa	Recarga directa	Moderado

Se aconseja usar escalas ordinales (bajo, medio, alto) o numéricas (1 a 5) según el nivel de desarrollo del inventario.

Paso 4: Clasificación preliminar

En función del riesgo, se asigna una categoría de calidad probable: 

Riesgo	Estado de calidad inferido	Significado
Alto	Deficiente	Alta probabilidad de incumplimiento de objetivos
Medio	Moderado	Riesgo relevante, seguimiento recomendado
Bajo	Aceptable	Sin indicios de presión significativa

 

Incluir modelos predictivos (herramientas) como complemento del análisis de presiones es una estrategia clave, especialmente en contextos donde no se dispone de monitoreo directo o continuo de la calidad del agua. Estos modelos permiten estimar el estado del recurso a partir de variables indirectas, como el uso del suelo, la densidad poblacional, las actividades económicas predominantes, la topografía y las cargas contaminantes estimadas.

Cuando se cuenta con información espacial y estadística sobre los usos del territorio, las actividades humanas y las características físico-naturales de la cuenca, es posible desarrollar e incorporar modelos que relacionen estas variables con parámetros de calidad del agua (como DBO, nutrientes, sólidos suspendidos, etc.).

Ejemplo:

A continuación, se muestra el esquema de un modelo numérico usado la estimación de la calidad del agua mediante la evaluación del efecto de las presiones (Ver herramienta RREA).

Otros instrumentos para el análisis de presiones

Modelos de presión-impacto-respuesta (PSR o DPSIR). Los modelos de presión-impacto-respuesta (PSR) y sus variantes como DPSIR son marcos conceptuales desarrollados para describir y analizar la interacción entre la sociedad humana y el medio ambiente, muy utilizados en la gestión de recursos naturales y ambientales (como el agua, el suelo, la biodiversidad o el cambio climático).

Brechas

Una vez evaluado el estado de la calidad del agua en cada cuerpo de agua mediante los enfoques anteriores, el siguiente paso consiste en analizar la brecha existente entre el estado actual y los objetivos de calidad establecidos, identificando su magnitud y causas. Esta fase constituye el puente entre el diagnóstico y el diseño del programa de medidas, porque transforma los resultados del diagnóstico en información operativa para la gestión. No forma parte del diagnóstico en sentido estricto, sino que supone una etapa de interpretación integrada, donde se vinculan los resultados obtenidos (estado) con los objetivos normativos y el inventario de presiones.

Descripción Metodológica:

Paso 1: Comparación cuantitativa estado - objetivo

• Para cada cuerpo de agua y para cada parámetro o indicador evaluado:
  • Se compara el valor observado con el valor objetivo (normativo o de referencia).
  • Se calcula la brecha o desviación. Ejemplos:
    • Concentración media de nitratos = 70 mg/L, objetivo = 50 mg/L → brecha = +20 mg/L.
    • Índice BMWP = 65, objetivo = ≥90 → brecha = –25 puntos.
• Este análisis se realiza por componente de calidad (químico, fisicoquímico, biológico).

Paso 2: Delimitación de cuerpos de agua con brechas significativas

• Se clasifican los cuerpos de agua según la magnitud de las brechas y la importancia del incumplimiento:
  • Muy significativas: afectan usos prioritarios (abastecimiento) o zonas protegidas.
  • Moderadas: comprometen objetivos ambientales, pero sin riesgos inmediatos graves.
  • Leves: desviaciones puntuales o de escasa magnitud.
• Esta clasificación permite priorizar la intervención.

Paso 3: Identifiación de presiones asociadas

• Para cada brecha, se relacionan las presiones potencialmente responsables, utilizando:
  • Resultados del inventario de presiones.
  • Evidencias de campo.
  • Modelización o inferencia experta.
• Ejemplo: exceso de nitratos asociado a zonas agrícolas con uso intensivo de fertilizantes.

Paso 4: Estimación de la contribución relativa de cada presión

• Cuando sea posible, se cuantifica qué parte de la brecha es atribuible a cada presión:
  • Balances de cargas (cálculo de aportes por fuente esto se puede calcular mediante los modelos anteriormente explicados).
  • Modelos de transporte de contaminantes.
  • Clasificación cualitativa de impacto (alto, medio, bajo).
• Este análisis facilita seleccionar medidas costo-eficientes.

Paso 5: Clasificación de brechas por tipo y actuación requerida

• Cada brecha se tipifica según su naturaleza:
  • Nutrientes, contaminantes orgánicos, metales pesados, alteraciones hidromorfológicas, déficit biológico, etc.
• Se vincula con el tipo de respuesta necesaria:
  • Reducción de cargas difusas o puntuales.
  • Mejora en saneamiento y depuración.
  • Restauración ecológica.
  • Recuperación de caudales y conectividad.

Paso 6: Elaboración de fichas síntesis por cuerpo de agua

• Se elabora para cada cuerpo de agua una ficha operativa que contenga:
  • Estado actual.
  • Objetivos aplicables.
  • Brechas identificadas (magnitud y tipo).
  • Presiones asociadas.
  • Valoración de la contribución relativa de las presiones.
  • Orientación preliminar de actuaciones, que servirá como insumo directo para el Programa de actuaciones.