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(1. INTRODUCCIÓN
La contaminación generada por la emanación de contaminantes gaseosos de vehículos motorizados e industrias presenta un problema medioambiental de magnitud importante, con graves consecuencias hacia la salud humana y el ambiente (Mejía et al., 2018). Sus repercusiones abarcan desde la irritación de ojos, problemas respiratorios, enfermedades cardíacas y pulmonares hasta afecciones al sistema nervioso (Niepsch et al., 2024). La Organización Mundial de la Salud (OMS) indica que la contaminación del aire ha causado siete millones de muertes anualmente en todo el mundo, mientras que nueve de cada diez individuos inhalan aire contaminado, datos que son profundamente preocupantes, ya que obliga a confrontar la realidad de la contaminación atmosférica (OMS, 2018). Se conoce que la exposición a contaminantes como el material particulado (PM) representa una amenaza para la salud humana, ya que su pequeño tamaño permite alcanzar los alvéolos pulmonares y luego propagarse en el cuerpo, lo que ha ocasionado problemas respiratorios y cardiovasculares (Timoteo, 2022).
Por otra parte, los gases que se presentan en la atmósfera, han sido causantes de cambiar la composición de las especies con una alteración en la composición y estructura de los ecosistemas, todo aquello debido a que los contaminantes atmosféricos pueden llegar a depositarse sobre las hojas de las plantas, lo que infiere en la capacidad para llevar a cabo la fotosíntesis y en consecuencia llegar a alterar su fisiología y estructura, principalmente por la sensibilidad que poseen las especies vegetales. Esta alteración genera desequilibrios en la dinámica de los ecosistemas que conduce a la pérdida de biodiversidad por falta de disponibilidad de hábitats (Rosso et al., 2022).
En la búsqueda de métodos eficaces y asequibles para monitorear la calidad del aire, los líquenes han surgido como bioindicadores prometedores en diversas investigaciones. En la actualidad, se han observado el interés en el uso de líquenes como herramienta de monitoreo para evaluar las emisiones de contaminantes atmosféricos. Estudios como el realizado por Parviainen et al. (2019) han demostrado la efectividad de las especies líquénicas como indicadores de la calidad del aire, debido que son utilizados como una técnica de control temporal de las emisiones de contaminantes. Además, Kousehlar & Widom (2020), en su investigación han señalado que el uso de líquenes como bioindicadores ofrece una alternativa de monitoreo con costos asequibles, dado que es accesible para aquellos que utilicen ejemplares liqúenicos para analizar la calidad del aire de manera económica y eficiente.
En este contexto, se ha considerado el empleo de bioindicadores, que son sensibles a las condiciones ambientales por las variaciones presentadas en su morfología como respuesta a la presencia de elementos extraños en el ambiente. Por consiguiente, su ausencia o presencia puede indicar claramente la existencia de contaminantes y el grado de alteración ambiental a partir de la contaminación del aire (Lijteroff et al., 2009). Emplear bioindicadores ofrece una oportunidad para realizar monitoreos en áreas donde las redes de monitoreo convencionales no están disponibles o son limitadas.
El empleo de líquenes como bioindicadores ambientales se fundamenta en el mapeo y seguimiento detallado de las especies liquénicas presentes en un área determinada. Este proceso incluye el registro de variables como la cantidad de individuos, la abundancia, la cobertura y la frecuencia de los líquenes, ya que de ellas depende la formación de poblaciones o comunidades de especies de líquenes que son empleados como indicadores ante efectos presentes en el aire que causan la contaminación atmosférica (Lijteroff et al. 2009). Una de las características clave de los líquenes es la proporción de lectura rápida de las condiciones ambientales sin la necesidad de requerir la identificación completa de las especies, debido a que son organismos perennes y fácilmente distinguibles a simple vista, lo que los convierte en excelentes biomonitores ante su sensibilidad a contaminantes atmosféricos (Angosto, 2021).
Según Varela et al. (2018), los líquenes pueden ser bioindicadores efectivos para medir la calidad del aire en las zonas urbanas, ya que su diversidad y abundancia se relacionan directamente con los niveles de contaminantes como el material particulado (PM). Esto se debe a que los líquenes son altamente sensibles a las impurezas presentes en la atmósfera, por lo que sus patrones de diversidad podrían explicarse por las concentraciones de PM presente en diferentes ciudades. Según Bargagli (2016), los líquenes son organismos que tienen la capacidad de acumular tanto compuestos esenciales como no esenciales con la ayuda de un proceso conocido como bioacumulación. Este proceso permite que los líquenes acumulen compuestos presentes en la atmósfera, principalmente material particulado (PM) y metales pesados, ya que no se ven afectados por la reproducción de metabolitos secundarios debido a la capacidad de tolerar la contaminación (Vitali et al., 2019).
En este sentido, la investigación desarrollada por Ochoa et al. (2015) en Loja, Ecuador, ha evidenciado que las comunidades liquénicas han demostrado ser excelentes indicadores biológicos para detectar el estado de la calidad del aire en el que se encuentra un área determinada. Esto se debe a que estos organismos obtienen una gran parte de sus nutrientes directamente del aire, que los vuelve sumamente vulnerables a los cambios provocados por la contaminación atmosférica. Los líquenes, reconocidos como bioindicadores, han demostrado su capacidad para captar y acumular contaminantes atmosféricos en sus tejidos, puesto que actúan como sensores biológicos que reflejan la presencia y concentración de contaminantes como metales pesados, material particulado (PM), óxidos de nitrógeno (NOx) y óxidos de azufre (SOx) tal como lo señala el estudio de Parviainen et al. (2019).
El cantón Cuenca representa una de las principales ciudades del Ecuador, que dispone de una red especializada para el monitoreo de la calidad del aire, propiedad de la empresa Pública de Movilidad, Tránsito y Transporte (EMOV), la cual evalúa las concentraciones de contaminantes a los que está expuesta la ciudadanía, entre ellos el dióxido de nitrógeno (NO2), material particulado (PM), ozono (O3), y dióxido de azufre (SO2) de acuerdo al estudio de Costa et al. (2016). Sin embargo, la red de monitoreo no alcanza a cubrir la totalidad el cantón para determinar los niveles de concentración de contaminantes dispersos en el aire, tanto en la zona rural como en los sitios de interés dentro del área urbana. Por otra parte, una implementación de red de monitoreo conlleva costos relevantes, motivo por el cuál no ha podido ser implementado en otras áreas del cantón Cuenca (Ochoa et al., 2015).
Por lo tanto, la presente investigación se enfoca en el análisis de líquenes epífitos como biomonitores, mediante la determinación de los niveles de concentración de partículas sedimentables en el ambiente y su influencia en la diversidad y crecimiento de las comunidades de líquenes epifitos. Este enfoque de monitoreo biológico ofrece una perspectiva única, dado que permite analizar la efectividad de los líquenes como biomonitores mediante el análisis de los niveles de partículas sedimentables, en comparación con las técnicas convencionales de monitoreo. Además, este enfoque permite diseñar redes de monitoreo adaptadas a cada entorno o estudio específico, que permite superar las limitaciones asociadas con los altos costos que conlleva la instalación de redes de monitoreo convencionales.
2. METODOLOGÍA
El estudio fue realizado en seis puntos distribuidos entre la zona urbana y periurbana del cantón de Cuenca (Figura 1). El cantón Cuenca, cabecera cantonal de la provincia del Azuay, se ubica en el centro-sur del Ecuador, en la región llamada “la Sierra” a 2 800 m. s. n. m. Cuenca abarca una extensión de 3 190.54 km2, goza de un clima privilegiado por localizarse dentro de un extenso valle en medio de la columna andina con una temperatura variable entre 7 a 15 °C en invierno y 12 a 25 °C en verano.
La temperatura promedio de la ciudad es de 15 °C. La humedad relativa promedio en la ciudad oscila entre 41 % y 83 % anualmente (Astudillo, 2014).
2.1. Determinación de la concentración de Partículas Sedimentables (PS)
Se aplicó el método gravimétrico, que implica la captación de partículas en envases abiertos, conforme a lo estipulado en el Libro VI, Anexo IV del Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria del Medio Ambiente (TULSMA). Los colectores empleados contaron con dimensiones de 10 cm de altura y 17 cm de diámetro, ubicados a una altura de 2 a 3 metros sobre el nivel del suelo tras un periodo ininterrumpido de 30 días. El periodo de monitoreo comprendió un total de 4 meses (julio, agosto, septiembre y octubre) del año 2024.
Para calcular las partículas colectadas de acuerdo al método gravimétrico, se efectuó un análisis de laboratorio, mismo que clasificó las partículas colectadas en la muestra en solubles e insolubles. La medición de las partículas sedimentables insolubles se obtuvo mediante la comparación del peso del papel filtro, el cual captura las partículas que se obtiene del lavado del colector de la muestra de PS de acuerdo a la Ecuación (2), mientras, que la cuantificación de las partículas sedimentables solubles se obtuvo mediante la diferencia del peso que adquirió una cápsula de porcelana, mediante el empleo de la Ecuación (3). La concentración total de las partículas sedimentables se obtuvo a través de la suma del cálculo de las partículas solubles e insolubles con relación al área total de la captación del colector; y así poder obtener valores en unidades de mg cm 2 durante 30 días, en donde se hizo uso de la Ecuación (1).
El resultado de la concentración total de partículas sedimentables se alcanzó mediante la corrección de los valores registrados, calculados con base en las condiciones locales del lugar donde se realizó el estudio. Las correcciones fueron sujetas a condiciones de referencia de 15.6 °C y 560 mmHg en la que se empleó la Ecuación (4) y fueron comparadas conforme a lo expuesto en la normativa TULSMA y en lo establecido en la normativa internacional OMS (TULSMA 2003; OMS, 2022).
Donde:
PS: Partículas sedimentables
PS solubles: MPS soluble (mg)
PS insolubles: MPS insoluble (mg)
r: Radio del recipiente
Cc: Concentración corregida (mg)
Co: Concentración observada (mg)
Pl: Presión atmosférica local (mmHg)
T: Temperatura local (°C)
2.2. Determinación de los cambios en la diversidad de líquenes epífitos
2.2.1. Identificación y selección del forófito
Para la identificación y selección de los forófitos, se adoptó la metodología de Quispe et al. (2013) en el que se consideraron los siguientes criterios: Forófitos de la especie Fraxinus pennsylvanica, o Jacaranda por cada punto de monitoreo (especies que fueron seleccionadas debido a su mayor diversidad y presencia en el cantón Cuenca), diámetro a la altura del pecho (DAP) superior a 20 cm y una inclinación del tronco de 20° o más respecto a la vertical, las especies no exhibían corteza rugosa ni presentaban evidencias de daños ocasionados por actividades humanas.
Luego de la identificación y selección, se realizó un muestreo de los líquenes durante los meses junio, julio, agosto y septiembre de 2024, correspondientes a la época seca (verano). Para ello, se recolectaron 5 g de muestra utilizando una navaja. Las muestras obtenidas fueron etiquetadas y preservadas en fundas de papel periódico con el registro de cada punto de monitoreo con sus respectivas coordenadas, además se emplearon claves taxonómicas (morfología: observación de forma, tamaño y color, estructura; talo y presencia de lóbulos, coloración, tanto en el talo como en el cuerpo) para facilitar la identificación a nivel de género y especie. Las muestras recolectadas de líquenes fueron trasladadas al Herbario Azuay de la Universidad del Azuay para su respectiva identificación, mediante el empleo de claves taxonómicas generales y específicas para líquenes y briófitos (Lücking et al., 2008; Brodo et al., 2001; Lücking et al., 2008; Nash et al., 2008).
2.2.2. Análisis de la diversidad de líquenes epífitos
El análisis de la diversidad de líquenes se obtuvo mediante el método de Shannon - Wiener (ISW), basado en el procedimiento propuesto por Quispe et al. (2013) que permitió determinar la frecuencia y cobertura de las especies liquénicas.
Por esta razón, se ubicó una rejilla de relevamiento en cada forófito seleccionado, con dimensiones de 20 x 50 cm, compuesta por 10 cuadrantes iguales de 10 x 10 cm. Esto permitió asegurar el área de interés y obtener un análisis representativo de la diversidad de líquenes. La rejilla fue ubicada a 1.5 metros del suelo, en posición vertical, sobre el tronco de cada forófito.
Tras un periodo de muestreo de 30 días ininterrumpidos, se empleó el método de diversidad, propuesto por Zepeda et al. (2014), mediante el cual se calculó el Índice de diversidad Shannon-Wiener (ISW) para analizar la riqueza de especies y abundancia relativa de individuos a partir del total de especies de líquenes se utilizó la Ecuación (5). Por otra parte, en base a la Tabla 1, se interpretaron los resultados obtenidos del ISW, misma que presenta los valores del ISW adoptado por Margalef (1972).
Donde:
ISW: Índice de Shannon-Wiener
Pi: Abundancia relativa de la especie i
n: Número total de especies
2.3. Índice de Pureza Atmosférica (IPA)
Para evaluar la calidad del aire, conforme a la metodología del biomonitoreo de los líquenes epífitos, se calculó el Índice de Pureza Atmosférica, mismo que se basó en los resultados obtenidos de la frecuencia de todas las especies presentes en cada forófito y la cobertura presentada por los líquenes en la rejilla de relevamiento. Se calculó el factor de resistencia de cada liquen identificado con la Ecuación (6) y posterior se empleó la Ecuación (7) propuesta por Le Blanc & De Sloover (1970) y posteriormente fue adoptado por Rubiano (1988) para obtener el IPA representativo por cada punto de monitoreo.
Donde:
Qi: Factor de resistencia de la especie (i).
Aj: Número de especies presente en cada sitio de monitoreo (j) donde se encuentra la especie (i).
Ej: Puntos de monitoreo (j) en donde se encuentra la especie (i).
IPAj: Índice de Pureza Atmosférica
Fi: Frecuencia de la especie (i)
Ci: Cobertura relativa de la especie (i) en el punto de monitoreo (j).
n: Cantidad total de forófitos muestreados en cada sitio de monitoreo.
Los resultados obtenidos del cálculo del IPA se interpretaron en base a la metodología propuesta por Rubiano (1988) representada en la Tabla 2, mismo que permitirá clasificar los rangos del IPA en función a los diferentes niveles de contaminación existe.
2.4. Análisis estadístico
Se realizó el análisis estadístico correspondiente a la correlación de Pearson, que determinó si existe relación entre los niveles de concentración de partículas sedimentables (PS) en el aire ambiente y los cambios en la diversidad de líquenes epífitos mediante el cálculo del Índice de Shannon-Wiener (ISW). La interpretación de la correlación de Pearson fue acogida de Buitraigo & Tejeiro (2019) que interpreta rangos que varían de -1 a +1.
2.5. Representación gráfica de los resultados del biomonitoreo
El análisis de la representación espacial se realizó mediante el uso del software ArcGis, con el uso de la herramienta de interpolación IDW, que determina los valores que se encuentran en una celda mediante la combinación ponderada linealmente de conjuntos obtenidos de los puntos de monitoreo. Se realizó la representación gráfica de partículas sedimentables (PS), Índice de Shannon-Wiener (ISW) e Índice de Pureza Atmosférica (IPA).
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Partículas sedimentables
La Tabla 3 presenta la concentración total de las partículas, donde los puntos 2 (Centro Histórico) y 3 (Av. 12 de Abril) registran las mayores concentraciones, mientras que los puntos 4 (Av. Abelardo J. Andrade) y 5 (Sector IESS) presentan la menor concentración de partículas sedimentables durante los 4 monitoreos. Por otra parte, se observa que durante el monitoreo 3 y 4 las concentraciones de partículas sedimentables presentan valores superiores al monitoreo 1 y 2, a excepción de los puntos 2 y 3 que registran menores concentraciones. Además, se muestran aquellos monitoreos que superan los límites establecidos en la normativa nacional TULSMA (1 mg/cm2 * 30 días) y la normativa internacional OMS (0.5 mg/cm2 * 30 días).
Tabla 3 Valores de la concentración total de partículas sedimentables
(*) Concentraciones superiores a la normativa OMS (0.5 mg/cm2 * 30 días).
(**) Concentraciones superiores a la normativa TULSMA (1 mg/cm2 * 30 días).
Las concentraciones de partículas sedimentables determinadas están relacionadas con el tráfico vehicular presente en los diferentes puntos de la zona de estudio e incluso a la presencia de fuentes fijas (industrias) para el caso del Punto 1 (Cdla. Calderón, Sector Parque Industrial). Los puntos 2 (Centro Histórico) y 3 (Av. 12 de Abril) donde se registraron las mayores concentraciones de MPS, presentan alta afluencia de tráfico vehicular, lo que sugiere que dichas concentraciones se deben esencialmente al levantamiento de polvo en las vías (Mejía et al., 2018). Al mismo tiempo, el tipo de pavimentación (adoquín o asfalto), presencia de barreras vivas, uso de suelo e implementación de urbanismo táctico podría desencadenar una mayor concentración de PS (Abad et al., 2024). Para el punto 2, referencia Centro Histórico la concentración de PS se vio afectada por el tipo de pavimentación en el que se encuentra el centro de la ciudad, a diferencia de los otros puntos de monitoreo.
Cabe destacar, que el Punto 1 (Cdla. Calderón, Sector Parque Industrial) donde se evidenció la presencia de fuentes fijas, registre concentraciones inferiores en el monitoreo 1 y 2 en comparación con las determinadas en el monitoreo 3 y 4 que mostró valores superiores a los establecidos en la normativa nacional TULSMA (1 mg/cm2 * 30 días). Esto puede atribuirse a la afluencia del tráfico vehicular durante cada periodo de monitoreo.
Líquenes epífitos
Los líquenes epífitos identificados en la zona de estudio registran un total de 5 especies, las cuales pertenecen a tres familias como Candelariaceae, Parmeliaceae y Physciaceae. Las especies registradas incluyen Candelariella xanthostigma, Parmotrema perlatum, Physconia grisea, Physcia caesia y Lepraria incana. Cabe mencionar que las especies Candelariella xanthostigma, y Lepraria incana presentan un talo de tipo crustáceo, mientras que las especies Parmotrema perlatum, Physconia grisea, Physcia caesia tienen su talo de tipo folioso (Soto et al., 2021; Delgado et al., 2018; Cohn & Quezada, 2016; Campos et al., 2014).
Las especies Candelariella xanthostigma y Physcia grisea, han demostrado ser eficientes para evaluar la diversidad que existe entre las distintas comunidades de líquenes mediante el método de Índice de Pureza Atmosférica (IPA) (Gombert et al., 2004). Estas especies se pueden encontrar, en gran porcentaje, en diversos hábitats sujetos a diferentes niveles de urbanización, entre los cuales se incluyen áreas verdes rurales, suburbanas y urbanas; es decir, se caracterizan principalmente por estar presentes en áreas con altos niveles de contaminación (Loppi & Frati, 2006). Por otra parte, la especie Physcia caesia ha demostrado ser más sensible a la contaminación urbana, debido a que su talo folioso la hace vulnerable a los factores atmosféricos, por ello, su presencia en zonas con alta contaminación podría ser escaza (Cohn & Quezada, 2016).
En contraste, la especie Lepraria incana, al poseer un talo crustáceo igual que la especie Candelariella xanthostigma puede adquirir una capacidad máxima de acumulación de contaminantes presentes en el aire ambiente en comparación de aquellas especies que poseen un talo folioso, cuya especie resulta un excelente biomonitor de metales pesados (Dalvand et al., 2016). Por el contrario, la especie de líquen Parmotrema perlatum a pesar de poseer un talo crustáceo, se caracteriza por acumular altas concentraciones de metales pesados entre los que se destaca el plomo, zinc y cobre, generalmente provenientes del elevado tráfico vehicular y la actividad industrial (Mendili et al., 2023). El presente estudio resalta la importancia de las especies liquénicas como indicadores biológicos para evaluar la contaminación en ambientes urbanos y suburbanos.
Análisis de la diversidad de líquenes epífitos
La Tabla 4 expone el promedio de los resultados obtenidos de la diversidad de líquenes epífitos mediante el empleo del Índice de diversidad de Shannon-Wiener. El punto 1 (Cdla. Calderón, Sector Parque Industrial) y 5 (Sector IESS) reflejan el mayor promedio de diversidad de especies liquénicas en comparación con el punto 2 (Centro Histórico), 3 (Av. 12 de Abril) y 4 (Av. Abelardo J. Andrade) presentan un promedio similar, con variaciones mínimas entre ellos. Además, se refleja que durante el periodo de monitoreo no existen cambios significativos en los puntos de monitoreo, es decir la diversidad de especies se mantiene relativamente estable, a diferencia del punto 6 (Control Sur), donde existe una disminución significativa de líquenes, lo que podría estar relacionado con el crecimiento lento y el estrés ante la contaminación ambiental que estos organismos biológicos poseen (Delgado et al., 2018).
Las especies Candelariella xanthostigma, Parmotrema perlatum y Physconia grisea se registraron en todos los puntos del área de estudio, con una mayor distribución y adaptación. El estudio realizado por Gombert et al. (2004) demostró que la especie Candelariella xanthostigma puede adaptarse a diversos hábitats, pues su distribución se atribuye a la capacidad de tolerar el estrés ambiental en zonas rurales, suburbanas y urbanas, además de encontrarse comúnmente en áreas de alta contaminación (Loppi & Frati, 2006). De manera similar, las especies Parmotrema perlatum y Physconia grisea presentan una diversidad representativa, ya que son capaces de soportar elevadas concentraciones de contaminantes provenientes de fuentes móviles (Mendili et al., 2023). Por otro lado, la especie Physcia caesia registrada únicamente en el punto 5 (Sector IESS), presentó frecuencia baja. De forma similar la especie Lepraria incana registrada en el punto 3 (Av. 12 de Abril), reportó una frecuencia baja. La diversidad de las especies Physcia caesia y Lepraria incana podría atribuirse a la sensibilidad que posee su talo folioso ante los niveles elevados de contaminación presente en el medio donde se desarrollan (Cohn & Quezada, 2016).
Los resultados obtenidos a través del empleo del método del Índice de Shannon-Wiener (ISW) demuestran que el promedio de la diversidad de líquenes en la zona de estudio, es baja, dado que se encontró dentro del rango de clasificación del ISW 0.5 - 1.1 adoptado por Margalef (1972). Estos resultados podrían atribuirse a la sensibilidad que presentan los líquenes cuando existen cambios debido a la contaminación en el medio donde se desarrollan, especialmente por el tráfico vehicular, que genera el desprendimiento de material particulado y emisión de contaminantes atmosféricos, lo que influye en la distribución, abundancia y cobertura de los líquenes. Dado que los líquenes son organismos sumamente sensibles a la contaminación atmosférica, su abundancia tiende a aumentar cuando la calidad del aire es buena (Yaulilahua et al., 2024). Sin embargo, factores como: automotores, fuentes fijas, urbanización, cambio climático y la actividad humana influyen negativamente en la diversidad de las especies liquénicas.
Los patrones de variación que existen entre la diversidad de las comunidades liquénicas están relacionados con el aumento del tráfico vehicular y se ven reflejados a medida que se adentra a las zonas urbanas. Así pues, en las zonas urbanas existe menor riqueza de especies de líquenes en comparación con las áreas periféricas, lo que respalda que las impurezas generadas por fuentes móviles influyen directamente en la diversidad y frecuencia que presentan los líquenes (Ochoa et al., 2015). Además, esta disminución podría atribuirse a la sensibilidad de los líquenes ante los estresores ambientales, coincidiendo con lo manifestado por Kranner et al. (2008) y Morillas, (2024).
Índice de Pureza Atmosférica (IPA)
La Tabla 5 detalla los resultados obtenidos del cálculo del Índice de Pureza Atmosférica (IPA). Se puede evidenciar que los puntos 2 (Centro Histórico) y 3 (Av. 12 de Abril), registran los menores valores del IPA en comparación de los demás puntos, lo que refleja que existe mayor contaminación para aquellas zonas de estudio. Mientras que el punto 1 (Cdla. Calderón, Sector Parque Industrial) y 5 (Sector IESS) presentan valores similares con pequeñas variaciones a diferencia de los puntos 4 (Av. Abelardo J. Andrade) y 6 (Control Sur) donde los valores registrados del IPA son diferentes en comparación con los puntos mencionados.
Cabe destacar que, durante el periodo de monitoreo, cada punto refleja cambios significativos en los valores del IPA. En consecuencia, se observó en gran parte un aumento del IPA y con ello se puso presentar a través del periodo de monitoreo como se encuentra la calidad del aire en el área de estudio. Esto se evidencia en los puntos 2 (Centro Histórico), 3 (Av.12 de Abril) y 6 (Control Sur) donde se aprecia que el IPA aumenta en comparación a los puntos 1 (Sector Parque Industrial), 4 (Av. Abelardo J. Andrade) y 5 (Sector IESS) donde el IPA aumenta o disminuye de acuerdo a los monitoreos realizados cada mes.
Los valores, obtenidos del IPA durante el periodo de muestreo, clasifican la calidad del aire dentro de la categoría contaminación media, acorde a los valores de clasificación del IPA 12 - 40 propuesto por Rubiano (1998). Se destaca, que el punto 5 (Sector IESS) es la zona con la mejor calidad del aire, mientras que el punto 2 (Centro Histórico) y 3 (Av. 12 de Abril) ubicados en el centro del área de estudio, presenta la calidad del aire más baja. En este contexto, los valores del IPA obtenidos sugiere que la calidad del aire podría estar asociada con la presencia de fuentes móviles que desprenden material sedimentable, así como con la resuspensión de partículas depositadas en las calles y avenidas debido a la circulación de vehículos (Ochoa et al., 2015).
Al analizar los valores obtenidos del IPA en cada sitio de muestreo, se puede señalar que factores como la dispersión de partículas, la proximidad a avenidas, la altura de las viviendas y la cercanía de centros comerciales inciden en el incremento de la contaminación del aire ambiente, lo que puede provocar cambios en las especies que son sensibles a la contaminación y generalmente tienden a ser sustituidos por especies tolerantes a contaminante presentes en el aire, lo que a su vez puede provocar variaciones en los resultados del IPA durante el periodo de muestreo (Quispe et al., 2013).
Con base en lo mencionado, se puede corroborar que las comunidades de líquenes epífitos han resultado ser una herramienta útil para evaluar la calidad del aire, dado que toleran altas concentraciones de contaminantes y responden a las perturbaciones ambientales en el medio donde se desarrollan (Gonzales et al., 2016). Por otra parte, los líquenes al verse afectados por la contaminación presentan variaciones en su distribución, convirtiéndose en buenos indicadores de la calidad del aire y así poder determinar la contaminación atmosférica mediante el cálculo del IPA, ya que los valores bajos se relacionan con el grado de intervención, tránsito vehicular y la proximidad a zonas industriales (Ochoa et al., 2015).
Análisis estadístico
La Tabla 6 detalla los valores de la correlación realizada entre partículas sedimentables (PS) y el Índice de Shannon-Wiener (ISW).
De acuerdo con los resultados, los monitoreos 1 y 4 presentan una correlación negativa baja, ya que los coeficientes de correlación obtenidos se encuentran dentro del rango -0.2 a -0.39 en base a la interpretación de los coeficientes de correlación propuesto por Buitrago et al. (2019). En el caso del monitoreo 2, el valor obtenido del coeficiente de correlación se interpreta como una correlación negativa muy baja, debido a que se encuentra dentro del rango de valores de -0.01 a -0.19; por otro lado, para el monitoreo 3 el resultado obtenido significa una correlación positiva muy baja, ya que se encuentra en el rango de valores de 0.01 a 0.19. Con base en el coeficiente de correlación obtenido en cada monitoreo, se calculó el cociente de correlación general, cuyo valor fue de -0.099 lo que indica una correlación negativa muy baja. De acuerdo con el fundamento anterior, se concluye que no existe una relación entre el nivel de concentración de partículas sedimentables y la diversidad de líquenes respecto a los patrones de variación en su crecimiento, esto podría atribuirse al período de monitoreo, pues según Morillas (2024), los estudios a largo plazo son cruciales para determinar el progreso de los efectos de los factores ambientales sobre los líquenes de una manera integradora. Sin embargo, otra investigación evidencia una correlación negativa fuerte entre el contaminante material particulado y la abundancia de líquenes, estudio que se realizó durante un año con concentraciones que excedieron el límite máximo permitido (Varela et al. 2018).
Representación gráfica: Método de interpolación IDW
Representación espacial: Partículas Sedimentables (PS)
La Figura 3 presenta la dispersión de la concentración de partículas sedimentables (PS) en relación al área de estudio. Esta dispersión se representa mediante una representación de colores, que va desde el color azul que presenta una menor concentración hasta el rojo que indica una mayor concentración de PS. Las mayores concentraciones registradas de PS se encuentran en el centro de la zona de estudio, lo que muestra que son los puntos más afectados porque superan el límite máximo establecido por normativa ambiental (TULSMA). Por otra parte, a la vez que los puntos se sitúan a mayores distancias del punto 2 (Centro histórico) y 3 (Av. 12 de Abril), la concentración del PS disminuye hacia los extremos de la zona. Esto puede atribuirse a la presencia de vegetación y el escaso tráfico vehicular.
En el primer y segundo monitoreo, la distribución del PS varía significativamente, mientras que en el tercer y cuarto monitoreo se registró una mayor distribución del PS, por lo que existe mayor dispersión del IDW como se puede observar en las figuras antes mencionadas. El patrón de mayor dispersión del IDW se mantiene en los puntos 2 y 3 durante el periodo de monitoreo. Sin embargo, en el tercer y cuarto monitoreo, al obtener valores altos de concentración del PS en el aire ambiente se genera una mayor dispersión de PS en el área de estudio. Por ello, al emplear el método de IDW, se puede identificar los puntos críticos, generalmente representados como “ojos de buey”, que refleja cuando se supera los límites máximos permisibles y con ello, se puede comprobar el efecto de la concentración de PS y el estado en que se encuentra calidad del aire en el sitio de estudio.
Representación espacial: Índice de Shannon-Wiener (ISW)
La Figura 4 presenta la dispersión de la diversidad de las especies liquénicas en relación al área de estudio. Esta dispersión presenta una clasificación de colores donde el verde indica menor distribución y el rojo mayor distribución de líquenes. Se observa que el punto 2 (Centro Histórico), 3 (Av. 12 de Abril) y 5 (Sector IESS) registran las menores distribuciones de líquenes, mientras que el punto 1 (Cdla. Calderón, Sector Parque Industrial) presenta la mayor distribución seguido del punto 4 (Av. Abelardo J. Andrade). Estos resultados, basados en la interpolación del ISW, y mediante el uso del método de interpolación IDW, mostraron que existe un valor mínimo de 0.931 y un valor máximo de 1.053.
Cabe mencionar que la representación espacial del ISW se realizó en base al promedio obtenido del periodo de monitoreo, dado que su coeficiente de variación era significativo. Es decir, en cada monitoreo no hubo diferencia significativa en la distribución, abundancia y cobertura de líquenes. Es importante destacar que el cociente de variación permite analizar las desviaciones de los datos obtenidos con respecto a la media, así como las dispersiones entre los datos (Vasquez & Caballero, 2011). Dada la fuerte relación que existe entre la dominancia y el ISW, de modo que, al existir menor dominancia, se presenta una mayor diversidad de líquenes, y así, se puede demostrar cómo se distribuyen las especies liquénicas en el área de estudio.
Representación espacial: Índice de Pureza Atmosférica (IPA)
La Figura 5 muestra la distribución espacial del Índice de Pureza Atmosférica (IPA) en el área donde se lleva a cabo el estudio. Esta dispersión se realizó mediante una clasificación de colores, donde el color rojo indica un menor valor del IPA asociado a una baja calidad del aire, mientras que el azul señala un mayor valor del IPA que se relaciona con una mejor calidad del aire.
Se puede observar que los puntos que registran una calidad del aire inferior es del punto 2 (Centro Histórico), 3 (Av. 12 de Abril) y 5 (Sector IESS), mientras que los puntos con mejor calidad del aire son los puntos 1 (Cdla. Calderón, Sector Parque Industrial) y 4 (Av. Abelardo J. Andrade). Los resultados de interpolación del IPA, a través del método de interpolación IDW, mostraron un valor mínimo de 15.792 y un valor máximo de 26.486 en la leyenda presentada en la figura mencionada. Al igual que con el ISW, la representación espacial del IPA se basó en el promedio obtenido durante el periodo de monitoreo, ya que el coeficiente de variación de los datos es considerado significativo.
Los puntos de monitoreo 2 y 3, ubicados en el centro del área de estudio, presentaron una dispersión baja del IPA, lo cual puede estar asociado a una mayor urbanización y alto tráfico vehicular. Por el contrario, los puntos más alejados al centro son aquellos que registran un mayor valor del IPA, lo que indica una mayor dispersión del IDW. El estudio realizado por García (2021) señala que, a una mayor proximidad de las zonas industriales, alta urbanización y alto flujo vehicular, existe mayor nivel de contaminación y, por ende, valores bajos del IPA. En contraste, en lugares más alejados de las fuentes de contaminación o con escasa urbanización, se observa una mejor calidad del aire y, como resultado, valores elevados del IPA. Asimismo, a medida que se distancia de los puntos con mayor índice de contaminación, el IPA tiende a aumentar, lo que confirma que el uso de líquenes epífitos resulta ser un excelente bioindicador de la calidad del aire (Valdivia & Ramirez, 2018).
4. CONCLUSIONES
Se determinó que los puntos 2 (Centro Histórico), 3 (Av. 12 de Abril) y 5 (Sector IESS) no cumplen con el límite establecido en las normativas nacional (TULSMA) e internacional (OMS).
El Índice de Shannon-Wiener (ISW) se ubicó dentro del rango de clasificación del ISW 0.5 - 1.1 que corresponde a “diversidad baja”.
Las especies predominantes en los puntos de monitoreo fueron Candelariella xanthostigma, Parmotrema perlatum y Physconia grisea.
Se determinó una correlación negativa muy baja entre los niveles de concentraciones de PS y diversidad de líquenes, lo cual podría atribuirse al periodo de monitoreo.
El Índice de Pureza Atmosférica (IPA) se encuentra en un rango de clasificación “contaminación media” (IPA 12 - 40). Los menores valores de IPA se registraron en los puntos 2 (Centro Histórico) y 3 (Av. 12 de Abril), lo que indica que la calidad del aire es baja. Estos resultados demuestran que los líquenes epífitos son excelentes bioindicadores para evaluar la calidad del aire, ya que su distribución y abundancia se relaciona con los niveles de contaminación.
