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Índices e indicadores sobre la calidad del agua
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Índices e indicadores sobre la calidad del agua

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Estado: Activo
ISBN-13: 9789977664552
Idioma del texto: Español
Número de páginas de la versión impresa: 484 Páginas
Sello editorial: Editorial Tecnológica de Costa Rica
Tipo de edición: Nueva edición
Número de edición: 1
Ciudad de publicación: Cartago
País de publicación: Costa Rica
Fecha de publicación: 2018

Enseñanza universitaria o superior

Las diferentes regiones del mundo enfrentan problemas asociados a la disponibilidad, uso y control del recurso agua. Su conservación y calidad están ineludiblemente vinculadas a las actividades económicas y sociales, así como a la salud de la población. El incremento de los agentes contaminantes en las aguas es cada vez mayor debido a las actividades antropogénicas. Cada año se registran más de 1000 nuevos contaminantes en las aguas como consecuencia de la actividad industrial.

La determinación de la calidad del agua usualmente conlleva el análisis de una cantidad grande de indicadores de calidad, lo cual dificulta el análisis. Por otra parte, es posible el empleo de índices cuya peculiaridad es la simplificación de una gran cantidad de información en un único valor. Esa facultad de los índices es lo que los ha hecho un medio eficiente para comunicar información.

En este libro se presenta una investigación exhaustiva de los distintos indicadores e índices de calidad del recurso hídrico que se utilizan a nivel mundial. Se incluyen aspectos cualitativos y cuantitativos involucrados en el cálculo de los índices. Asimismo, la metodología para que índices elaborados en otros países con diferentes condiciones ambientales y de legislación puedan ser ajustados y aplicados en otras regiones.

Prólogo .............................................................................................................. 13

Capítulo 1. Desarrollo sostenible ................................................................. 15

1.1. El concepto de sostenibilidad ............................................................ 15

1.2. Recurso hídrico .................................................................................. 18

1.3. Población ........................................................................................... 22

1.4. Otras variables ambientales ............................................................... 27

Capítulo 2. Evaluación de la calidad del agua ........................................ 29

2.1. Introducción ....................................................................................... 29

2.2. Índices de calidad y de contaminación del agua ................................ 31

2.3. Ventajas y limitaciones ...................................................................... 35

2.4. Tipos de índices ................................................................................. 39

2.5. Etapas de elaboración de un índice .................................................... 41

2.6. Indicadores de calidad del agua ......................................................... 44

Capítulo 3. Cálculo del índice ....................................................................... 59

3.1. Introducción ....................................................................................... 59

3.2. Fórmulas de agregación ..................................................................... 61

3.2.1. Fórmula de Horton .................................................................. 61

3.2.2. Fórmula de Shoji, Yamamoto y Nakamura ............................. 62

8 Índices e indicadores sobre la calidad del agua

3.2.3. Fórmula de Nemerow y Sumitomo ......................................... 63

3.2.4. Fórmula de Brown et al. .......................................................... 65

3.2.5. Fórmula de Landwehr .............................................................. 66

3.2.6. Fórmula de O’Connor .............................................................. 68

3.2.7. Evaluación de algunas fórmulas .............................................. 69

3.2.8. Fórmula de Landwehr y Deininger .......................................... 70

3.2.9. Fórmula de Prati, Pavanello y Pesarin ..................................... 72

3.2.10. Fórmula de Walski y Parker .................................................. 73

3.2.11. Otras fórmulas de Landwehr ................................................. 75

3.2.12. Fórmula de Barker y Kramer ................................................. 81

3.2.13. Fórmula del Departamento de Recursos Naturales

de Georgia .......................................................................................... 82

3.2.14. Fórmula de la EPA para Denver, EE.UU. .............................. 82

3.2.15. Fórmula de Stoner ................................................................. 83

3.2.16. Fórmula de Queralt ................................................................ 85

3.2.17. Fórmula de Bhargava ............................................................. 86

3.2.18. Fórmula de Dinius ................................................................. 86

3.2.19. Fórmula de Smith .................................................................. 89

3.2.20. Fórmula de Dojlido et al. ....................................................... 91

3.2.21. Fórmula del CCME ............................................................... 92

3.2.22. Fórmula de la EPA para Taiwán ............................................ 96

3.2.23. Fórmula de Liou et al. ........................................................... 96

3.3. Evaluaciones recientes de varias fórmulas ........................................ 98

3.3.1. Fórmulas de Ramírez, Restrepo y Viña ................................. 100

3.4. Fórmulas para índices biológicos .................................................... 104

Contenido 9

Capítulo 4. Estudios comparativos entre índices ..................................... 109

Capítulo 5. Selección de los indicadores ................................................. 125

5.1. Introducción ..................................................................................... 125

5.2. Métodos y criterios para la elección de indicadores ........................ 126

5.3. Uso histórico de indicadores ............................................................ 155

Capítulo 6. Escalas de calidad de los índices y subíndices .................. 167

6.1. Introducción ..................................................................................... 167

6.2. Elaboración de escalas de calidad .................................................... 169

6.3. Diferencias comparativas entre escalas de clasificación .................. 186

6.4. Métodos gráficos de control ............................................................. 187

Capítulo 7. Cálculo de subíndices ............................................................. 191

7.1. Introducción ..................................................................................... 191

7.2. Tipos de subíndices y metodologías de cálculo ............................... 193

7.3. Metodologías de cálculo .................................................................. 196

7.4. Recomendaciones generales ............................................................ 264

7.4.1. Cálculo del SI de acuerdo con las normativas nacionales ..... 266

Capítulo 8. Asignación de la ponderación .............................................. 273

8.1. Introducción ..................................................................................... 273

8.2. Metodologías de cálculo .................................................................. 274

Capítulo 9. Evaluación de algunos índices conocidos ............................ 279

9.1. Índice holandés ................................................................................ 279

9.2. ICA-NSF .......................................................................................... 285

9.3. ICA-Dinius ...................................................................................... 287

10 Índices e indicadores sobre la calidad del agua

9.4. ICA-OWQI ...................................................................................... 288

9.5. ICAUCA .......................................................................................... 290

9.6. Otros índices .................................................................................... 290

Capítulo 10. Modelos de predicción ........................................................ 293

10.1. Introducción ................................................................................... 293

10.2. Modelos matemáticos .................................................................... 294

10.3. Los modelos y la calidad del agua ................................................. 295

10.4. Regresión lineal multivariable ....................................................... 296

10.5. Verificación de los supuestos estadísticos ...................................... 297

10.6. Bondad del modelo ........................................................................ 304

10.7. Reducción de variables .................................................................. 306

10.8. Calibración y validación de los modelos ....................................... 308

Capítulo 11. Evaluación de nuevos índices propuestos ......................... 311

11.1. Introducción .................................................................................... 311

11.2. Escala de clasificación de la calidad del agua ................................ 312

11.3. Cálculo de los subíndices ............................................................... 316

11.4. Valoración de varias fórmulas de agregación ................................ 321

11.4.1. ICA con el promedio geométrico ponderado ....................... 321

11.4.2. ICA con el promedio cuadrado armónico no ponderado ..... 325

11.4.3. ICA con el operador mínimo ............................................... 328

11.5. Recomendaciones finales ............................................................... 330

Capítulo 12. Evaluación de aguas en sistemas marinos ....................... 333

12.1. Introducción ................................................................................... 333

12.1.1. Eutrofización ........................................................................ 334

Contenido 11

12.1.2. Floración de algas nocivas ................................................... 336

12.1.3. Contaminación bacteriana ................................................... 336

12.1.4. Sedimentos contaminados ................................................... 336

12.2. Usos de las aguas marinas ............................................................. 336

12.3. Indicadores de calidad ................................................................... 338

12.4. Índices de calidad .......................................................................... 341

12.4.1. Índice de calidad del agua ................................................... 343

12.4.1.1. Cálculo del índice de calidad del agua ...................... 346

12.4.2. Índice de calidad del sedimento .......................................... 346

12.4.2.1. Toxicidad del sedimento ............................................ 347

12.4.2.2. Contaminantes del sedimento .................................... 348

12.4.2.3. El TOC en los sedimentos ......................................... 350

12.4.2.4. Cálculo del índice de calidad del sedimento ............. 351

12.4.2.5. Índice bentónico ........................................................ 352

12.4.2.6. Índice del hábitat costero ........................................... 352

12.4.2.7. Índice de contaminantes en el tejido de los peces ..... 353

12.4.2.8. Índice de condición general ....................................... 355

12.5. Comentarios finales........................................................................ 356

Anexo I. Curvas de transformación para obtener subíndices

elaboradas por Brown et al. ...................................................................... 357

Anexo II. Curvas de transformación para obtener subíndices

elaboradas por Dunnette ........................................................................... 369

Anexo III. Curvas de transformación para obtener subíndices

12 Índices e indicadores sobre la calidad del agua

elaboradas por el Departamento de Recursos Naturales

de Georgia, EE.UU. ...................................................................................... 377

Anexo IV. Curvas de transformación para obtener subíndices

elaboradas por Queralt ............................................................................. 387

Anexo V. Curvas de transformación para obtener subíndices

elaboradas por Smith .................................................................................. 395

Anexo VI. Curvas de transformación para obtener subíndices

elaboradas por Cude .................................................................................. 405

Anexo VII. Curvas de transformación para obtener subíndices

elaboradas por Singh ................................................................................. 417

Anexo VIII. Curvas de transformación para obtener subíndices

elaboradas por Torres ................................................................................. 435

Anexo IX. Curvas de transformación

  • TEC010030 TECNOLOGÍA E INGENIERÍA > Ambiental > Suministro de agua (Principal)
  • 620 Tecnología (ciencias aplicadas) > Ingeniería y operaciones afines > Ingeniería y operaciones afines (Principal)
Guillermo Calvo Brenes
Nombre invertido: Calvo Brenes, Guillermo
Identificadores:
Tipo ID Nombre ID Valor ID
Propio / Privado Correo electrónico gcalvo@itcr.ac.cr

Biografía:

Profesor e investigador en la Escuela de Química del Instituto Tecnológico de Costa Rica desde el 2001. Posee una licenciatura en Química, con énfasis en Química Orgánica y Analítica, obtenida en la Universidad de Costa Rica. Además, cuenta con una maestría en Administración de Empresas del Instituto Tecnológico de Costa Rica, y con un doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo, cursado en un programa conjunto entre la Universidad Estatal a Distancia, la Universidad Nacional y el Instituto Tecnológico de Costa Rica.

A lo largo de su carrera ha trabajado en el sector público, privado y universitario, tanto en Costa Rica como en Canadá, donde se ha encargado de desempeñar diversos cargos y responsabilidades. Sin embargo, su pasión por la investigación ha sido constante. Ha participado en más de 50 proyectos de investigación y ha publicado más de 30 artículos en revistas nacionales e internacionales. Además, es autor del libro Ríos: fundamentos sobre su calidad y la relación con el entorno socioambiental. También ha sido conferencista en numerosos congresos nacionales e internacionales relacionados con el recurso hídrico.

A partir del 2005, sus investigaciones se han centrado principalmente en el recurso hídrico y abordan temas como el monitoreo, la gestión integral de cuencas, el uso de modelos predictivos, la determinación del uso del suelo mediante el análisis de imágenes satelitales y la aplicación de sistemas de información geográfica.

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Libro - Encuadernación reforzada