Oxigeno 1

ANALISIS DEL NIVEL DE OXÍGENO DISUELTO EN EL AGUA EN VARIOS SITIOS DE UNA REPRESA


Por: Elkin Castaño Vélez
Jaime A. Palacio Baena



RESUMEN

La concentración de oxígeno disuelto en el agua es una variable frecuentemente usada en el control de la contaminación y en el estudio del envejecimiento de los embalses. El seguimiento de esta variable permite establecer laevolución temporal y las diferencias espaciales en las condiciones ambientales de los embalses.
Para realizar el seguimiento de la concentración de oxígeno, se acostumbra seleccionar varias estaciones o sitios de interés en la represa y en cada estación se toman registros de las variables cada cierto tiempo. Del análisis de estos datos se desprenden las conclusiones sobre las condiciones en que seencuentra la represa. Ahora bien, las características de la recolección de los datos hacen que las técnicas estadísticas frecuentemente usadas, tal como el análisis de regresión clásico, no sean adecuadas debido a la dependencia que existe entre las observaciones de un mismo sitio. Este artículo propone el uso de los modelos jerárquicos (Mason, Wong y Entwistle, 1983; Bryck y Raundenbush, 1992) comouna herramienta estadística útil para el análisis de esta clase de problemas.
La aplicación de esta metodología a mediciones sobre la superficie en 9 estaciones de la represa Punchiná mostró, entre otras cosas, que el nivel medio del oxígeno parece variar con la posición de la estación. Se encontró que la proporción de la variabilidad en la concentración del oxígeno disuelto explicada por lalocalización de las estaciones (y sus características) es del 25% aproximadamente.

1. Introducción

En general, en las investigaciones limnológicas de los embalses en Colombia es común hacer un seguimiento permanente al nivel de concentración de oxígeno diluído en el agua y de algunas otras variables fisicoquímicas y biológicas relacionadas con ella.

Para realizar este seguimiento se determinanalgunas estaciones de muestreo en distintos sitios de interés en el embalse y en cada uno se toman registros cada cierto tiempo de las variables relevantes. Los datos obtenidos por medio de este procedimiento de recolección de la información, presenta características que la distinguen de una muestra estadística tradicional, pues en su diseño existen dos niveles de observación: un nivel desagregadodado por la medición de las variables de interés y otro nivel agregado dado por las estaciones localizadas sobre la represa. Cada estación recoge un número de observaciones que, en general, pueden ser distintos para cada estación.

Una técnica estadística frecuentemente usada para estudiar el efecto de la localización de las distintas estaciones sobre el nivel de la concentración del oxígenodiluido en el agua es la regresión lineal múltiple. Específicamente, si denotamos por yi el nivel de la concentración del oxígeno disuelto en el agua, por xi el vector que contiene información sobre las variables fisicoquímicas y biológicas relacionadas y por ri un vector con variables dummy que indican la pertenencia de yi a alguna de las estaciones, entonces es común encontrar que el nivel de laconcentración de oxígeno disuelto en el agua esta determinado por la ecuación:

yi = xi´ + ri´ +i (1)

donde i es un error aleatorio y y son vectores de constantes que contienen los coeficientes de las variables explicativas usadas. Un supuesto adicional es considerar que los errores aleatorios i siguen una distribución normal con media 0 y varianzaconstante 2.

Dado que los elementos en el vector son fijos, el uso de una ecuación como la anterior supone que el efecto sobre el nivel de la concentración del oxígeno de cada una de las variables explicativas es constante en todas las estaciones, y que la única diferencia en la determinación de dicho nivel está dada por el intercepto el cual varía para cada estación según sean los valores...