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Introducción
Desde épocas remotas los ríos, lagos, lagunas y embalses han constituido fuente de riqueza, al proporcionar el agua imprescindible para la subsistencia, recreación y posterior desarrollo de las poblaciones humanas, propiciando la fertilidad de los suelos para la obtención de alimentos, facilitando la comunicación entre los pueblos y refugio de una gran biodiversidad [1]. Sin embargo, las aguas de los diferentes ecosistemas acuáticos sufren un gran deterioro en su calidad debido principalmente a que son usados como receptores de vertimientos generados en los centros poblados, las zonas industriales, las actividades agropecuarias y escorrentías [2].
La caracterización de la calidad implica la determinación del grado, el nivel o la intensidad de la contaminación que posee, la cual puede ser de origen físico, químico o biológico, y la capacidad del sistema de restituir de manera natural las propiedades o condiciones que poseía antes de ser afectado por el agente contaminante [3, 4]. Estos ecosistemas acuáticos están sometidos a procesos de enriquecimiento continuo de nutrientes (principalmente nitrógeno y fósforo), desencadenando el proceso de eutrofización y afectando la calidad de las aguas. Dicho proceso comprende un conjunto de cambios paulatinos (años, siglos milenios), pero que se ve acelerado por las actividades humanas [5].
Los procesos de eutrofización en los ecosistemas acuáticos se deben a una sobrecarga continua de nutrientes que aceleran los procesos de ríos, lagos y embalses, apareciendo los primeros efectos, como es la proliferación de algas planctónicas. Incrementado la biomasa lo que origina la transparencia del agua y una coloración más o menos verdosa [6].
La constitución ecuatoriana vigente desde el 2008, impulsa la conservación de los cuerpos de agua y la naturaleza en general, promoviendo un uso sustentable de estos recursos; instituciones como SENAGUA presentan políticas relacionadas con la calidad y disminución de los efectos de la contaminación en ecosistemas acuáticos, por su parte, la ley orgánica de recursos hídricos, usos y aprovechamiento del agua aprobada en el año 2014 pretende afianzar la participación de los ciudadanos entorno a la gestión del agua.
Instituciones estatales como el Ministerio de Ambiente, Agua y Transición Ecológica, los GAD’s, prefecturas, SENAGUA entre otras, impulsan programas de concientización y prevención de daños en los ecosistemas acuáticos, y estos a su vez, con el objetivo de hacer cumplir las leyes ambientales vigentes en el país, realizan inspecciones de control y evaluación de los cuerpos de agua a nivel nacional, siendo dicha información de mucha utilidad en esta revisión bibliométrica.
Uno de los principales métodos cuantitativos utilizados en este ámbito es el análisis bibliométrico o bibliometría, definida como la aplicación de métodos matemáticos a la literatura científica, fundamentados en la estadística y los índices bibliométricos [7].
Los estudios de carácter bibliométrico resultan de gran valor, debido al aumento de estudios sobre nitrógeno y fósforo en ecosistemas ecuatorianos. Esto aporta un beneficio social, al presentar un panorama de la recurrencia de estudios sobre nitrógeno y fosforo y la diversidad de opiniones de los autores.
Por primera vez, la investigación de tipo bibliométrico relacionado con la producción científica sobre nutrientes en lagos, lagunas y embalses, permitirá valorar y conocer la productividad científica de las universidades públicas y privadas de Ecuador con la base de datos SCOPUS. Los objetivos de este estudio fueron 1) cuantitativamente analizar las publicaciones anuales referentes al objeto de estudio, 2) clasificar las categorías temáticas, revistas de corriente principal, tipo de ecosistema acuático analizado, año con mayor producción, país con mayores publicaciones, y 3) discutir las tendencias de investigación para proporcionar una guía potencial para la investigación de fósforo y nitrógeno.
Materiales y métodos
En esta investigación se utilizó la base de datos bibliográfica Scopus, mediante la cual se realizó la búsqueda del material utilizado para realizar los diferentes análisis para medir la producción científica de fósforo y nitrógeno en ecosistemas acuáticos del Ecuador. En esta selección se recabaron un total de 823 documentos entre los que destacan artículos científicos, secciones de libros, publicaciones de simposios, entre otros, relacionados con ecosistemas acuáticos como: lagos, lagunas, ríos, mares, playas, embalses y aguas subterráneas. El periodo de tiempo seleccionado para la búsqueda fue del año 2000 al 2019.
Las palabras clave que se utilizaron para la selección del material analizado fueron: Ecuador, lagos, embalses, lagunas, estanques, ríos, mar, playas, fósforo, nutrientes, sedimentos, clorofila-a, producción primaria, restauración de lagos, carbono, modelado, calidad del agua, estuario, demanda química de oxígeno, agricultura, humedales, internos cargando, ligero, fuentes difusas, fitoplancton, desnitrificación, manejo, zooplancton, perifiton, fitoplancton, modelo, arroyos, cianobacterias, macrófitos, algas, materia orgánica, crecimiento, redes tróficas, silicio, cuenca hidrográfica, oxígeno, isótopos estables, amonio, nitrificación, estratificación, cambio climático, restauración, estado trófico, contaminación, diatomeas, micro cistina, floraciones de cianobacterias, uso de la tierra, hierro, restauración del lago, biodiversidad, impacto ambiental, detección remota, estacionalidad, reproducción, limnología, depósito tropical, pescado, agua dulce, especies invasoras, temperatura, distribución, metales pesados, impacto humano, lo que permite realizar las búsquedas acertada, simplificando la búsqueda de los documentos pertinentes y disminuyendo en gran medida el ruido documental.
Criterios de selección
La búsqueda se realizó tomando en cuenta libros, artículos científicos, tesis, simposios, publicaciones de jornadas científicas, tesis doctorales. Posteriormente, se hizo una validación de los documentos recabados tomando en cuenta que los documentos presenten estudios de fósforo y nitrógeno realizados en ecosistemas acuáticos de Ecuador, lo cual generó que de los 823 documentos analizados solo estuvieran habilitados para esta investigación 49 de ellos.
Variables e indicadores a estudio
Tipos de ecosistemas estudiados.
Cantidad de artículos por año.
Tipología documental: tipo de documento publicado.
Distribución geográfica de procedencia de los artículos.
Autoría: calculado sobre el número de autores totales, sin tener en cuenta la posible repetición de autores en distintos trabajos.
Capacidad idiomática: Idioma de publicación del artículo.
Títulos de las revistas donde se publica el artículo.
Número de veces que ha sido citado un artículo.
Tipo de acceso al texto del artículo: abierto o mediante pago/subscripción.
Índice de participación de las instituciones nacionales e internacionales.
Análisis de los datos
La recolección de los documentos se realizó con las funciones integradas de Scopus, exportando la información allí obtenida a la aplicación Microsoft Excel y así, obtener datos estadísticos y elaborar los gráficos. Las figuras fueron realizadas en Coggle que es una herramienta online que permite realizar esquemas y mapas mentales y mediante SmartArt que es una herramienta de word.
Resultados y discusión
Análisis de la data
Cuerpos de agua
Los ecosistemas seleccionados sobre fósforo y nitrógeno fueron: mares, ríos, lagos, lagunas, embalses y las aguas subterráneas como se muestra en la Figura 1.
Los ríos fueron los ecosistemas acuáticos con mayor porcentaje de artículos publicado un total de 28 manuscritos lo que representó el 57,14 % del total de los trabajos analizados. Seguido por los lagos con 14 artículos (28,57 %), aguas subterráneas 4 artículos (8,16 %). Finalmente, en el caso de los mares, lagunas y embalses, solo se recuperó 1 articulo respectivamente lo que representa en conjunto (6,12 %) de los trabajos analizados en este estudio. Con base a estos resultados se pudiera considerar que hay poco interés en el estudio de estos ecosistemas (mares, lagunas y embalses) o la producción de fósforo y nitrógeno es relativamente baja o normal, por los que no representa una problemática para los investigadores. En el caso de los ríos, la tendencia indica que existe mayor interés por parte los investigadores e instituciones, la mayoría de las investigaciones se centraron en el rio Guayas. Esta tendencia sugiere que los ríos son los ecosistemas acuáticos más numerosos en el país y propensos a sufrir contaminación por la cercanía que tienen a las zonas agrícolas y ganadera. Estas industrias en su mayor parte no cuentan con un eficiente manejo de sus desechos químicos y además el uso indiscriminado de fertilizantes y pesticidas contaminan los ríos, generando un incremento.
Este estudio tiene la ventaja de ser el primero en presentar una descripción bibliométrica de la producción científica acerca del fósforo y nitrógeno en ecosistemas acuáticos del Ecuador. Por tanto, la información emanada de este estudio será de utilidad para los investigadores que deseen información acerca de esta temática, otorgando datos sobre el alcance y visibilidad de las publicaciones en la base de datos Scopus, así como también directrices para aumentar la métrica de las publicaciones. Ha sido una gran fortaleza para esta investigación emplear una metodología previamente publicada [8]. Sin embargo, es posible que algunos artículos referentes a la temática realizados por o en colaboración por autores nacionales pueden no haber sido incluidos, ya que no mencionaron datos sobre los niveles de fósforo y nitrógeno. Cabe mencionar que Scopus es considerada una fuente completa, precisa y superior para estudios bibliométricos [9].
Distribución temporal de las publicaciones
Las publicaciones sobre fósforo y nitrógeno en Scopus han sido relativamente muy escasa durante los primeros años del periodo en estudio, hasta el año 2013 que se presentó un aumentaron considerable de publicaciones, llegando a un récord de 16 en el año 2018, como se muestra en la Figura 2.
El artículo más antiguo acerca de fósforo y nitrógeno se publicó en Scopus en 2005. Este reporte discutió los ecosistemas de lagos de páramo alimentados por glaciares en los Andes tropicales y se publicó en la revista Hidrobiología. Las instituciones involucradas en esta investigación son el Laboratorio de Biología de Agua Dulce de la Universidad de Copenhague en Dinamarca; Laboratorio de Entomología de la Escuela de Ciencias Biológicas de la Pontificia Universidad Católica del Ecuador; y el Departamento de Biología del Ártico de Centro Universitario de Svalbard de Noruega. Cabe destacar que el proyecto gubernamental denominado PROMETEO ha sido de vital importancia en el incremento de producción científica de las instituciones superiores, generando mayor interés por parte de investigadores nacionales y extranjeros, ya que dicho proyecto brinda financiamiento y permite desarrollar alianzas internacionales entre autores. El proyecto se ha vinculado a la problemática en estudio a partir del año 2017, estando presente en el 14,28 % de los documentos validados para esta investigación.
Tipología documental
Los documentos habilitados para esta investigación fueron artículos originales, artículos científicos, artículos de revisión, tecnológicos y revisiones críticas. Sin embargo, las revistas de donde proceden los artículos seleccionados admiten en su mayoría manuscritos de artículos originales, artículos científicos, bibliometrías, comunicaciones breves, artículos tecnológicos, artículos de revisión, obituarios, comentarios, reseñas de libros, cartas al editor, discusiones, artículos de modelado ambiental y software, entre otros.
Métrica de las revistas analizadas
De las 38 revistas en las que se publicaron trabajos, el 65,30 % presentan una sola publicación acerca de la problemática estudiada, lo cual es un porcentaje interesante, pudiéndose interpretar como que no hay mucho interés para esta problemática en dichas revistas. La revista Water representa el 10,20 % con un total de 5 artículos publicados, con más publicaciones de la temática. Las revistas Hidrobiología, Science of The Total Environment y Freshwater Biology, en conjunto representan el 12,24 % con 2 artículos publicados cada una. Las revistas Limnológica y Biología tropical publicaron un total de 3 artículos cada una representando el 18,36 %. con la Figura 3, se identifican las revistas y el número de publicaciones que han tenido estas a lo largo del periodo investigado.
Fig. 3: Índice de productividad de las Revistas que han publicado sobre fósforo y nitrógeno en SCOPUS (2000 - 2019).
La revista Water es la que alcanza el mayor número de artículos publicados sobre el tema, es una revista de acceso abierto, revisada por pares, su temática es ciencia y tecnología del agua, incluida la ecología y la gestión de los recursos hídricos, y MDPI la publica quincenalmente en línea. Water colabora con la Conferencia Internacional sobre Gestión de Inundaciones (ICFM), el Instituto Internacional del Agua de Estocolmo (SIWI) y el Instituto Americano de Hidrología. Esta revista es de origen suizo y cuyo factor de impacto para el año 2019 fue de 2.554, está categorizada como Q2 y posee un total de citas para el 2019 de 9739.
Distribución geográfica
La producción científica analizada revela que el 34,21 % de las revistas seleccionadas por los autores para su publicación son de procedencia de Reino Unido, y el 26,31 Países Bajos. En el caso de México, Suiza, España y Alemania representan el 5,26 % cada uno, mientras que Costa Rica, Francia, Ecuador, Estados Unidos, Colombia, Chile e Italia el 2,63 % respectivamente, como se muestra en la Figura 4.
Capacidad idiomática de las revistas
Las 38 revistas analizadas solicitan a sus autores la redacción de sus artículos en inglés americano o británico, pero el 84,21 % de estas únicamente publican en idioma inglés. El 10,52 % inglés/español, mientras que el 2,63 % en inglés/portugués e inglés/francés respectivamente, como se muestra en la Figura 5.
El inglés es el idioma más utilizado a nivel mundial, la mayoría de las revistas comparten el criterio de revisión por pares ciego de expertos de diferentes procedencias geográficas, por tanto, es más conveniente que la redacción se realice en inglés. Las revistas en su mayoría también ofrecen el servicio de traducción técnica de los artículos al idioma inglés, esto con el afán de apoyar a los autores que no manejan dicho idioma, por un costo adicional por este servicio.
Autoría
Se recuperó 823 publicaciones de la base de datos SCOPUS, para todo el periodo de estudio. Luego de la revisión manual, 49 (5,95 % de publicaciones recuperadas) artículos originales ingresaron al análisis. Se excluyó 773 (94,05 %) documentos entre ellos informes finales de tesis, reporte de casos, artículos de revisión, cartas al editor, simposios, artículos especiales, editoriales, conferencias, guías clínicas, historias de la salud pública, seminario-taller, protocolo de investigación, porque no cumplían con las categorías seleccionadas para este artículo se detallan los artículos analizados con sus respectivos autores (ver Apéndice A).
Este grupo de investigadores pertenecen a diferentes instituciones nacionales y extranjeras como son: Laboratorio de Toxicología Ambiental y Ecología Acuática, Departamento de Ecología Aplicada y Biología Ambiental, Universidad de Gante, Bélgica; Centro del Agua y Desarrollo Sustentable, Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL), Campus Gustavo Galindo, Guayaquil, Ecuador; Centro provincial de investigación medioambiental, Bélgica; Instituto de Investigación para la Acuicultura, Vietnam. Luego de una revisión de la literatura se encontró que se ha publicado una limitada cantidad de estudios sobre fósforo y nitrógeno en ecosistemas acuáticos ecuatorianos durante el periodo 2000-2019, siendo esta una problemática que día a día toma mayor impacto ambiental en el país. Desde el 2015 las universidades, tanto nacionales como extranjeras, son quienes mayor presencia de colaboraciones tienen en las investigaciones, esto puede deberse a que los presupuestos se vieron favorecidos por el proyecto PROMETEO que entró en vigencia a partir del año 2010, antes se destinaba en gran parte para docencia, por lo cual las investigaciones científicas se veían limitadas. Dentro del proyecto PROMETEO se encuentran las siguientes investigaciones:
El río Teaone: una instantánea de un río tropical de la región costera de Ecuador (2019).
Evaluación de la calidad del agua con énfasis en la optimización de parámetros utilizando métodos de reconocimiento de patrones y algoritmos genéticos (2018).
Los factores ribereños y de microhábitat determinan la estructura de la comunidad EPT en las cabeceras de los ríos andinos de Ecuador (2017). Los recientes esfuerzos de gestión de inundaciones oscurecen la señal climática en un registro de sedimentos de un lago tropical (2017).
Estudio de interacciones geoquímicas en sedimentos fluviales superficiales en un área de minería artesanal mediante Canónico (MANOVA)-Biplot (2017). La descomposición de la hojarasca como herramienta para evaluar la integridad funcional de ríos altoandinos del sur del Ecuador (2017).
Evaluación de la vulnerabilidad de las aguas subterráneas en el acuífero Daule, Ecuador, utilizando el método del índice de susceptibilidad (2017).
Análisis del estado trófico y micro fitoplancton de la zona costera de la provincia del Guayas, Ecuador (2017).
El artículo con más citaciones se encuentra en el ítem 41 y pertenece a la revista Ciencia y política ambiental, este trabajo es una colaboración entre la UNESCO-IHE, Instituto para la Educación del Agua, Departamento de Ciencias e Ingeniería del Agua de Países Bajos la Universidad Tecnológica de Delft de Países Bajos, Universidad de Guayaquil, Facultad de Ciencias Naturales de Ecuador y la Universidad Libre de Bruselas de Bélgica.
Tipo de acceso
La gran variedad de revistas que se encuentran indexadas en SCOPUS, ofrecen diferentes medios de acceso a los textos de sus publicaciones, ofreciendo al lector y a los autores documento con acceso abierto, acceso mediante suscripción y acceso cerrado o mediante pagos, todo esto está sujeto a las normas y políticas de las revistas como se puede apreciar en la Figura 6.
El análisis de las 38 revistas muestra que el 89,47 % del contenido es de acceso abierto, el 7,89 % es de acceso abierto y suscripción y el 2,63 % tiene acceso cerrado o pagado a su información. La mayoría de las revistas comparten el criterio de acceso abierto ya que entre sus objetivos esta la fácil divulgación de la información publicada, no obstante, el acceso abierto en muchas revistas tiene un costo que únicamente se aplica para el investigador que va a realizar la investigación. Este pago puede hacerse de forma directa o por medio de un financiamiento para instituciones, todo esto bajo normativas de cada revista.
Participación de las instituciones nacionales e internacionales.
La participación de instituciones nacionales y extranjeras han sido un punto destacado en este análisis bibliométrico, ya que se ha podido observar que conforme avanza el tiempo las instituciones nacionales han puesto mayor énfasis en la producción científica, esto en colaboración con instituciones extranjeras, como se observa en la Figura 7 (ver Apéndice B). Esto permite no solo dar a conocer la problemática de los ecosistemas acuáticos del país, también facilita al investigador nacional la interacción con modelos y protocolos de investigación internacionales. Las instituciones de origen nacional con mayor producción científica son: la Universidad de Cuenca y la Escuela Superior Politécnica del Litoral ESPOL, dichas instituciones han generado producción científica por medio de sus diferentes departamentos y programas de postgrado. Entre los autores de las publicaciones se destacan estudiantes de pregrado y postgrado además de docentes de las mismas instituciones. Por otra parte, las instituciones públicas nacionales también han mostrado interés en la problemática, siendo participes de las diversas investigaciones como es el caso del INIGEMM (Instituto Nacional de Investigación Geológico, Minero y Metalúrgico) y la Subgerencia de Gestión Ambiental de la Empresa Pública Municipal de Telecomunicaciones, Agua potable, Alcantarillado y Saneamiento (ETAPA EP) de Cuenca.
En el caso de las instituciones extranjeras se destaca la participación de la Universidad de Ghent de Bélgica, quien a través de sus diferentes programas y departamentos se ha involucrado en investigaciones referentes a la problemática, su participación se ha desarrollado en convenio con diferentes instituciones nacionales.
Conclusiones
Se realizó un estudio bibliométrico descriptivo que evaluó las publicaciones sobre fósforo y nitrógeno en ecosistemas acuáticos del Ecuador. Se encontró que, si bien se han publicado pocos estudios relacionados al objeto de estudio, hubo un aumento significativo en el número de publicaciones sobre fósforo y nitrógeno en ecosistemas acuáticos en el Ecuador en los últimos cuatro años, lo que genera amplia preocupación por la creciente contaminación en dichos cuerpos de agua en el país. Las publicaciones sobre fósforo y nitrógeno en Scopus, se originaron en diferentes regiones del mundo, incluidas América del Norte, Europa y América Latina. La mayor parte de los artículos recuperados se publicaron en revistas de alto impacto de biología, limnología, agua e hidrobiología.
Los ecosistemas acuáticos más estudiados han sido los ríos, por lo contrario, los mares, lagunas y embalses del país han sido de poco interés para los investigadores, por lo cual es necesario establecer mecanismos que permitan mejorar la producción científica nacional en general, con énfasis en asegurar financiamiento público que cubra las investigaciones de estos cuerpos de agua y así asegurar que no afecte la calidad ambiental que en un futuro sean difíciles de remediar. La participación de las diversas instituciones nacionales públicas y privadas han aportado valiosa información para la realización del presente trabajo, evidenciando que la producción científica nacional se desarrolla principalmente por parte de las instituciones de educación superior de postgrado y pregrado, en asociación con instituciones extranjeras.
Esta investigación debería ser utilizada como instrumento (evidencia) que permitan hacer más eficiente la inversión en investigación, mediante el establecimiento de fondos concursables. Los resultados deben llamar la atención de los actores involucrados en la identificación de las agendas de investigación, especialmente del Ministerio de Ambiente, Agua y Transición Ecológica, y tener en cuenta las lecciones aprendidas para futuras agendas y prioridades de investigación.
