Área de Estudio

Boyacá es uno de los 32 departamentos de Colombia. Está situado en la Región Andina en el centro oriente del país, tiene una extensión territorial de 23.189 km² distribuida en un 0,5% (121,9 km²) correspondiente al área urbana y el 99,5% (22.953.6 km²) al área rural. Administrativamente el departamento se divide en 123 municipios, 57,1% de sus habitantes están ubicados en el área urbana y 42,9% en el área rural (Gobernación de Boyacá, 2016). Los sistemas de abastecimiento objeto de análisis se encuentran en las áreas rurales de cada uno de los municipios que componen el departamento e incluyen pequeños y grandes abastos considerando el número de usuarios servidos.

Fuente de Datos

La fuente de información son los datos producidos por la Secretaría de Salud del Departamento de Boyacá para el año 2016. Dichos datos fueron recolectados en inspecciones sanitarias realizadas a 288 acueductos rurales durante 2016. Estos registros se encuentran en el archivo del Programa de Calidad de Agua para Consumo Humano adscrito a la Dirección Técnica de Salud Pública. Estos acueductos fueron seleccionados dado que eran los únicos con registros existentes sobre el estado general de los sistemas de abastecimiento y calidad de agua distribuida. A partir de esta información, se creó una base de datos que relacionaba aspectos infraestructurales de los acueductos y los parámetros básicos del agua distribuida (Resolución 2115, 2007; ^{Gobernación de Boyacá, 2016}; Resolución 082, 2009).

Variables

La información de calidad de agua abastecida en cada acueducto fue extraída de 576 resultados de muestras de agua recolectadas en épocas de lluvia y sequía por la autoridad sanitaria en las redes de distribución. Para efectos de este estudio se consideró lo recomendado por la ^{OMS (2017)} y lo definido en la Resolución 2115 (2007), priorizando como parámetros de medida de calidad de agua de consumo humano: turbiedad, cloro residual libre, coliformes totales y Escherichia Coli (E. coli), esto aunado a que son los parámetros de mayor puntación en el Índice de Calidad de Agua para Consumo Humano (IRCA).

La variable dependiente Calidad de Agua Total (CAT) muestra la proporción de acueductos del departamento que cumplían con los parámetros de turbiedad, cloro residual libre, coliformes totales y E. coli en el año 2016. Se trató como 1 si el acueducto cumplía los límites máximos permisibles definidos en la norma de calidad de agua en los cuatro parámetros en mención, y 0 cuando no cumplía con los mismos.

Las variables independientes fueron seleccionadas a partir del Formulario Único de Inspección Sanitaria, correspondiente al Anexo Técnico 1 de la Resolución 082 del 2009. Este formulario reporta información in situ de los sistemas de abastecimiento de agua de consumo en cuanto a unidades de potabilización, instrumentación, red de distribución y operación del sistema. Se consideró que las variables infraestructurales empleadas para el análisis concordaran con los lineamientos establecidos en el Manual para el Desarrollo de Planes de Seguridad del Agua que permitieran realizar una evaluación general de riesgos en abastecimientos de agua de consumo (OMS, 2009). Además, se creó una variable dicotómica tratada como 1 cuando el acueducto tenía sistema de tratamiento, sin importar el tipo, y 0 cuando no contaba con infraestructura de potabilización.

A su vez, se valoraron características generales de la operación de los sistemas de potabilización, tales como, la disponibilidad de trabajadores certificados e índice de continuidad del servicio de acueducto, el cual identificaba la suficiencia de agua distribuida a los usuarios del abasto en horas por día. En cuanto a la red de distribución, se consideró que existirían planos detallados de la red y la sectorización de esta. Estos regresores se han asociado con implicaciones en la calidad de agua distribuida cuando no se conoce las condiciones de los mismos, y por ende su eficiencia, dado que el agua se puede contaminar en cualquier parte del proceso de potabilización o distribución. Estas variables se presentan en la Tabla 1.(^{Mora, 2006}; ^{OMS, 2009}).

Análisis de Datos

Se utilizaron estadísticos descriptivos para caracterizar la infraestructura de los 288 acueductos y el comportamiento de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos en cada época del año para establecer aquellos que superaron los límites máximos permisibles establecidos en la legislación colombiana. En este proceso se vincularon descriptivos relacionados con los interrogantes: ¿Cuáles son los parámetros fisico-químicos y microbiológicos de mayor incumplimiento en los acueductos rurales de Boyacá? y ¿Qué características infraestructurales son las de menor frecuencia en los acueductos rurales objeto de estudio?

Posteriormente, de cada variable infraestructural se estimó el nivel de riesgo empleando una matriz semicuantitativa de puntuación del riesgo. Primero, se estimó la probabilidad de ocurrencia del riesgo en una escala de 1 a 5. Donde dada la frecuencia en los sistemas de abastecimiento, se categorizo 1 como raro (0% a 20%), 2 Improbable (21% a 40%), 3 moderado (41% a 60%), 4 probable (61% a 80%) y 5 casi certeza (81% a 100%). Luego, se valoró la gravedad de las consecuencias de cada riesgo en salud pública, en una escala de 1 a 5, siendo 1 Insignificante y 5 Catastrófico. Esto considerando la implicación del incumpliendo de las características fisicoquímicas y microbiológicas del agua suministrada y la insuficiencia del sistema de potabilización o distribución en la protección de la salud de los usuarios de los acueductos, a corto, mediano y largo plazo. Posteriormente, se clasificó el nivel de riesgo de cada una de las variables infraestructurales, a partir de la puntación del riesgo, como, Bajo (<6), Medio (6-9), Alto (10-15) y Muy Alto (>16) (OMS, 2009; OMS, 2017; Amézquita - Marroquín, Pérez - Vidal, y Torres - Lozada, 2014).

Con las características infraestructurales generales y aquellas que reportaron un nivel de riesgo alto y muy alto se realizó un análisis bivariado para observar diferencias en las medias y proporciones de la variable dependiente CAT a partir de las variables independientes. Finalmente, se explicó la asociación entre la variable CAT y las características infraestructurales de interés, estructurando un modelo de regresión logística, con el objeto de responder el interrogante ¿Cómo se asocian los factores de mayor riesgo en infraestructura con calidad de agua de los acueductos rurales del departamento de Boyacá para el año 2016?

El modelo creado tenía como variables independientes: número de suscriptores, caudal tratado, personal capacitado, no tener un sistema de tratamiento, medición del caudal de ingreso y salida, sistema de registro y archivo de la información, manuales de operación y mantenimiento, laboratorio para el control de la calidad de agua de consumo, realizar los ensayos fisicoquímicos y microbiológicos de conformidad con la Res. 2115 de 2007, control de eficiencia de las unidades de potabilización y equipos portátiles para controlar Cloro Residual Libre y pH. El software empleado para el desarrollo de la investigación fue Stata 14.0.

Caracterización de los sistemas de abastecimiento de agua de consumo

Los acueductos suministraban a 244.216 habitantes aproximadamente, correspondiente al 19% de la población del departamento de Boyacá, representado 44% de las personas que habitan en el área rural. 4% de los acueductos atienden menos de 100 personas, 41% entre 100 y 500, 31% entre 500 y 1.000 y un 24% más de 1.000 habitantes. La principal fuente de abastecimiento es de tipo superficial, es decir, un río, quebrada o nacimiento (253 acueductos).

El caudal a tratar que ingresa a las unidades de potabilización en promedio era de 2 L/s ± 3,3, con un valor máximo de 6,7 L/s; 59% de los acueductos no estiman la cantidad de agua que ingresa al sistema de potabilización, 15% de los acueductos abastecen 50 usuarios o menos, 2,4% cuentan con más de 1000 usuarios, con una media de 212 usuarios por sistema de abastecimiento. En cuanto a la longitud de la red de distribución, se puede mencionar que, existen 22 acueductos que desconocen el número de kilómetros de la red que componen el sistema de distribución, en promedio cada acueducto cuenta con 11 Km ± 3,7 de tubería y se observa un valor máximo de 32,6 Km. Las demás características infraestructurales de los acueductos se describen en la Tabla 2.

Calidad de agua distribuida en las áreas rurales de Boyacá

Los resultados de los parámetros de calidad de agua para las muestras analizadas se presentan en la figura 1. Alrededor de 60% de los acueductos no cumplen con el valor máximo permisible de coliformes totales de 0 UFC (Unidades Formadoras de Colonias) /100 cm³, consecuentemente, 50% reportan E. coli (0 UFC/100 cm³). Cerca de 60% de los sistemas de abasto no cumplen con el rango de 0,3 a 2,0 mg/L Cl₂ de desinfectante libre en red de distribución. Se observa que tanto en época de lluvias como de sequía más de 60% de los acueductos cumplen con el límite máximo permisible de 2 Unidades Nefelometrías de Turbiedad (NTU) para el parámetro de turbiedad.

Por otro lado, hay un aumento entre 1,6% y 9,4% en el número de abastos que cumplieron con los parámetros de turbiedad, E. coli, coliformes totales y cloro residual libre de las muestras recolectadas en época de sequía con respecto a la de lluvias. Cabe mencionar que tan solo 13,6% de los sistemas de tratamiento cumplen con los límites máximos permisibles en los parámetros microbiológicos, de cloro residual libre y turbiedad, definidos en la norma de calidad de agua.

Figura 1 Parámetros de calidad de agua de consumo diferenciados por épocas de sequía o de lluvias. Se analizaron 576 muestras de agua recolectadas por la autoridad sanitaria del departamento de Boyacá y el correspondiente porcentaje de cumplimiento teniendo en cuenta la Resolución 2125 de 2007. 

Valoración del riesgo infraestructural con Matriz Cuantitativa

Se estimó el nivel de riesgo de las variables infraestructurales objeto de análisis. Como se observa en la Tabla 3, se calculó la probabilidad de ocurrencia de cada variable como probable o casi certeza, esto dado porque los acueductos no tenían la infraestructura de interés con una frecuencia entre 60% y 80%. Luego, se estimó la gravedad en las consecuencias en salud pública, valorándose como graves o catastróficas, haciendo referencia a que se incumple con la reglamentación en cuanto a agua potable, lo cual podría repercutir en la salud de los usuarios de estos acueductos, a corto o largo plazo, generando una insuficiencia parcial o total del sistema o del servicio de agua potable mayor a 12 horas. Con estas valoraciones se reportaron 9 variables con 10 a 25 puntos definiendo un nivel de riesgo alto o muy alto.

Análisis bivariado

Los resultados del análisis bivariado se presentan en la Tabla 4. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en cuatro variables de la infraestructura general de los abastos, entre los acueductos que cumplen los límites máximos permisibles en parámetros de calidad de agua definidos en CAT, en comparación con aquellos que no logran cumplirlos. Las variables son, disponibilidad de trabajadores certificados (diferencia [diff] -0.147; Intervalo confianza (IC) del 95% [IC 95%], -0,269- -0, 025), número de suscriptores atendidos (diff -112,43; IC 95%, -194,3- -30, 6), contabilizar el caudal tratado (diff -5,505; IC 95%, -7,522- -3,488) y no tener un sistema de tratamiento (diff 0,405; IC 95%, 0,301-0,509).

Por otro lado, se estimaron diferencias de proporciones en las variables infraestructurales que presentan riesgo alto o muy alto. Los resultados revelan que hay diferencias estadísticamente significativas entre los acueductos que cumplen con los parámetros de calidad de agua de CAT y los abastos que no lo hacen, cuando se tiene una infraestructura de laboratorio para el control de la calidad de agua de consumo (diff -0,221; IC 95%, -0,374- -0,068). Así mismo, en realizar los ensayos físicos, químicos y microbiológicos con la periodicidad requerida según la norma de calidad de agua (diff -0,231; IC 95%, -0,379- -0,083), al controlar la eficiencia de las unidades de potabilización en un acueducto (diff -0,323; IC 95%, -0,475- -0,171) y cuando se tienen equipos para controlar en red de distribución cloro residual libre y pH (diff -0,391; IC 95%, -0,553- -0,229).

Adicionalmente, se encontraron diferencias estadísticamente significativas cuando, el acueducto calcula el caudal de ingreso del agua (diff -0,27; IC 95%, -0,43- -0,11) o de salida al sistema de tratamiento (diff -0,19; IC 95%, -0,33- -0,06), se tiene un sistema de registro y archivo de información de las actividades diarias del operario (diff -0,31; IC 95%, -0,44- -0, 18) y se documenta el manual de operación y mantenimiento del sistema de potabilización (diff -0,20; IC 95%, -0,30- -0, 11), entre los subgrupos de la variable dependiente CAT.

Análisis Multivariado

Los resultados obtenidos evidencian que no contar con un sistema de tratamiento reduce en 0,2 (IC 95% 0,05-0,72) los chances de cumplir con CAT en comparación con tener un tratamiento de tipo compacto, convencional o FIME. Es decir, hay una asociación positiva significativa en los acueductos que no tienen un sistema de potabilización respecto de cumplir los límites máximos permisibles de los parámetros de calidad de agua definidos en la variable dependiente.

Así mismo, hay una asociación positiva significativa si un acueducto controla la eficiencia de los procesos de potabilización en comparación con los sistemas que no realizan esta actividad operativa. Esto implica un incremento en 4,2 (IC 95% 1,16-15,25) chances de cumplir con los requerimientos normativos en los parámetros de calidad de agua de interés.

Los resultados revelaron que existe una asociación positiva significativa cuando el abasto tiene un equipo para controlar el pH y cloro residual libre en la red de distribución, respecto de los acueductos que no tienen disponible este equipamiento. Por esto, los acueductos que disponen del equipo tienen 2,62 (IC 1,064-6,373) más chances de no superar los límites máximos permisibles de los parámetros relacionados en la variable dependiente.

Las demás características infraestructurales generales y aquellas valoradas en un nivel de riesgo alto y muy alto incluidas en el modelo de regresión no reportaron significancia. Los resultados de análisis multivariado se detallan en la Tabla 5.

Limitaciones del estudio

Pese a las limitantes, los resultados de esta investigación son de gran importancia en el análisis del estado general de la infraestructura de los acueductos rurales del departamento de Boyacá. Adicionalmente, la investigación presenta una aproximación real al estado operativo de estos acueductos y, asocia la deficiencia en procesos rutinarios como el control de las unidades de potabilización a la imposibilidad de suministrar agua segura en Boyacá.

Dentro de las principales limitantes del estudio se encuentran que la recolección de información estuvo sujeta al criterio técnico de los ingenieros sanitarios adscritos a la autoridad sanitaria y la valoración de los diferentes ítems puede variar dependiendo del profesional. Esto asociado a la naturaleza del instrumento utilizado en la inspección sanitaria de recolección de información in situ, no hace posible obtener información directa de aspectos relevantes del sistema de abastecimiento como son la existencia de protección en la fuente captación y el tipo y cantidad de sustancias químicas empleadas en las unidades de potabilización. Así mismo, se desconocen las partes o fases del tratamiento que operan con regularidad dependiendo del tipo de planta de potabilización y detalles de la instrumentación de la red de distribución.

Otro aspecto a considerar es la baja proporción de acueductos con infraestructura de potabilización, esto genera poca variación en las variables independientes considerando que la disponibilidad de la infraestructura de interés no superaba entre 10% y 30%. Si bien la teoría asocia las variables empleadas en este estudio como determinantes para proveer agua segura, de los 11 regresores empleados en el análisis multivariado únicamente tres fueron significativos. Pese a esto, las pruebas de robustez realizadas al modelo de regresión no evidenciaron problemas de multicolinealidad entre las variables independientes. Futuros estudios deberán incluir una muestra más amplia de acueductos para así corroborar los hallazgos de este estudio.