Revista El Salvador Ciencia y Tecnología Vol 23 N36 (2018)

MINISTERIO DE EDUCACIÓN

ISSN 2226-5783

EL S ALVADOR C IENCIA & TECNOLOGIA

II Etapa - Vol. 23 / N° 36 / diciembre de 2018

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Peligrosidad volcánica en El Salvador Los volcanes representan un ejemplo claro de la energía del planeta, ofreciendo un amplio abanico de efectos que generan beneficios y peligros a la población que convive con ellos.

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Estudio de contaminación por microplásticos en el lago de Coatepeque Desde su creación, el plástico representa una de las mayores revoluciones de la industria, utilizada en gran cantidad de productos, desde domesticos hasta industriales, el plástico ha generado grandes beneficios, pero también ha traído considerables consecuencias por el tratamiento inadecuado de sus desechos en ecosistemas terrestres, aéreos y acuáticos.

Insectos depredadores de

Melanaphis sacchari (Hemiptera: Aphididae) En El salvador el cultivo de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench), es una actividad agrícola y socio económica muy importante en el país, para la obtención de forraje de ganado, producción de semilla, elaboración de concentrados y alimentación humana, representando el segundo grano con mayor producción después del maíz.

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Colonia Médica, Avenida Dr. Emilio Álvarez, Pasaje Dr. Guillermo Rodríguez Pacas, Edificio Espinoza # 51, San Salvador, El Salvador, C. A. PBX (503) 2234-8400 Fax (503) 2225-6255 www.conacyt.gob.sv

CONSEJO TÉCNICO CONSULTIVO

Dra. Erlinda Hándal Vega

Viceministra de Ciencia y Tecnología (Presidenta).

Dr. William Ernesto Mejía Figueroa

Dirección Nacional de Investigaciones en Ciencia y Tecnología

De la portada En la presente edición presentamos un extracto y fotografías de 3 de los 6 artículos contenidos en el volumen 23 / N° 36 de la revista El Salvador Ciencia & Tecnología.

Ing. Carlos Roberto Ochoa Córdova Director Ejecutivo.

Lic. Walter Antonio Fagoaga López Dra. Camila Calles Minero Centros de Investigación

Dr. René Alexánder Cruz Reyes Lic. Marlin Alberto Reyes Rodas Instituciones de Educación Superior

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EL SAL VAD OR CIENCI A & T E CNOLOG I A

Ing. Agr. MsC Mario Antonio Orellana Núñez Ing. Agr. Miguel Rafael Paniagua Cienfuegos Universidad de El Salvador

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Lic. Edgar Ortiz Ing. Andrea Abigail Pérez Castro Gremiales Empresariales

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Peligrosidad volcánica en El Salvador Los volcanes representan un ejemplo claro de la energía del planeta, ofreciendo un amplio abanico de efectos que generan beneficios y peligros a la población que convive con ellos.

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Estudio de contaminación por microplásticos en el lago de Coatepeque Desde su creación, el plástico representa una de las mayores revoluciones de la industria, utilizada en gran cantidad de productos, desde domesticos hasta industriales, el plástico ha generado grandes beneficios, pero también ha traído considerables consecuencias por el tratamiento inadecuado de sus desechos en ecosistemas terrestres, aéreos y acuáticos.

Insectos depredadores de

Melanaphis sacchari (Hemiptera: Aphididae) En El salvador el cultivo de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench), es una actividad agrícola y socio económica muy importante en el país, para la obtención de forraje de ganado, producción de semilla, elaboración de concentrados y alimentación humana, representando el segundo grano con mayor producción después del maíz.

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Diseño de portada: Saúl Castillo Reproducción de 1000 ejemplares por: Impresos Quijano S.A. de C.V.

COMITÉ CIENTÍFICO INTERNACIONAL Luis A. Mejía Canjura Universidad de Illinois, Urbana, Champaign, USA. COMITÉ EDITOR: Luis A. Mejía Canjura José Roberto Alegría Coto DISEÑO GRÁFICO Saúl Castillo PRODUCCIÓN José Roberto Alegría Coto [ralegria@conacyt.gob.sv] Gerente de Promoción y Popularización de CyT

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CONTENIDO

EDITORIAL

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Importancia de la metrología biomédica en el sistema de salud nacional de El Salvador.

3

Luis R. Barriere (luis.barriere@udb.edu.sv)

Peligrosidad volcánica en El Salvador: caso de estudio volcán Chaparrastique.

7

Diana Jiménez (djimenez@ugb.edu.sv)

Insectos depredadores de Melanaphis sacchari (Hemiptera: Aphididae) en un cultivo de sorgo (Sorghum bicolor) del Municipio El Paraíso, Chalatenango, El Salvador.

17

Vladimir Antonio Cortez López (vladimir199229@gmail.com) Xiomara Beatriz Mendoza Quintanilla (beatrizbiologia14@gmail.com) Escuela de Biología, Facultad de Ciencias Naturales y Matemática, Universidad de El Salvador.

El papel del pez Chimbolo (Poeciliopsis gracilis Heckel 1848) en el biocontrol de zancudos y la recuperación de servicios ecosistémicos en los ríos urbanos de El Salvador.

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Víctor D. Carmona-Galindo¹,²,*, Tizziana V. Carmona³, Dahlia E. Carmona-Valdivieso4 1. Biology Department, University of Detroit Mercy, Detroit, Michigan, USA. 2. Centro de Investigación y Desarrollo en Salud (CENSALUD), Universidad El Salvador, San Salvador, El Salvador.

3. Titian Higher Education Consulting, Troy, Michigan, USA. 4. International Academy, Troy, Michigan, USA. *Autor de correspondencia: carmonvi@udmercy.edu

Estudio de contaminación por microplásticos en el lago de Coatepeque, Santa Ana, El Salvador.

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Ángel Hernández¹, Jonathan Ventura¹, Romeo Muñoz¹, James Humberstone¹, Rainer Christoph¹, Enrique Barraza², Verónica Melara².

1.Laboratorio de Nanotecnología, Instituto de Ciencia, Tecnologia e Innovación.

2. Unidad de Biología Marina, Instituto de Ciencia, Tecnologia e Innovación.

Universidad Francisco Gavidia. aahernandez@ufg.edu.sv, jventura@ufg.edu.sv, ramunoz@ufg.edu.sv, aranelhope@yahoo.com, rainer@nanotecnia.net, jebarraza@ufg.edu.sv

Evaluación de nuevos genotipos de calabaza (Cucurbita moschata D.) en diferentes épocas de plantación.

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Elianet Ruiz Díaz, Ramón Arce Suárez y Euniel Jiménez Toledo Investigadores Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT), Cuba. geneticafbc@inivit.cu

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EDITORIAL La Metrología es un sistema armonizado de medidas, perfecciona los métodos y medios para la medición, estableciendo el marco reglamentario que le confiere calidad a la investigación y al producto o servicio que se brinda. En el artículo “Importancia de la metrología biomédica en el sistema de salud nacional de El Salvador”, hay recomendaciones para su implementación en el país.

El Salvador, con una extensión territorial de 21,041 km², y más de 6 millones de habitantes, tiene una cadena volcánica joven que atraviesa al país de oriente a occidente, con varios volcanes activos que están rodeados de importantes núcleos poblacionales. El artículo “Peligrosidad volcánica en El Salvador: caso de estudio volcán Chaparrastique”, propone, implementar una planificación territorial racional y el diseño de planes de emergencia, ante las crisis volcánicas que surjan en el futuro.

El Control Biológico es la utilización de un fenómeno natural que consiste en la regulación poblacional de plantas y animales por medio de enemigos naturales (parásitos, predadores y patógenos). En este número de la revista de El Salvador Ciencia y Tecnología, ofrecemos para su lectura dos investigaciones que aplican este método con poco o ningún efecto nocivo colateral de los enemigos naturales hacia otros organismos incluido el hombre.

En el artículo “Insectos depredadores de Melanaphis sacchari (Hemiptera: Aphididae) en un cultivo de sorgo (Sorghum bicolor) del Municipio El Paraíso, Chalatenango, El Salvador”, se identifican 12 especies de insectos depredadores de esa especie, conocida comúnmente como Pulgón Amarillo del Sorgo (PAS), habiendo encontrado con mayor abundancia a los enemigos naturales: Coleomegilla maculata, Cycloneda sanguínea y Toxomerus sp.

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En el artículo “El papel del pez chimbolo (Poeciliopsis gracilis Heckel 1848) en el biocontrol de zancudos y la recuperación de servicios ecosistémicos en los ríos urbanos de El Salvador”, este pez es una especie nativa y común en El Salvador, en el que se discute el papel que este realiza como un biocontrolador, y en la mitigación de enfermedades humanas transmitidas por zancudos; así como la recuperación de los ríos urbanos en este país, como una herramienta importante para sostener los servicios ecosistémicos que acaecen en ellos.

Los plásticos son sustancias orgánicas macromoleculares o poliméricas a las que en el proceso de síntesis se les añaden diferentes aditivos para crear distintos tipos de plásticos. Según sea el polímero que conforme mayormente al compuesto, así será la respuesta medio ambiental del material plástico en su degradación. Por el tiempo que tardan en degradarse naturalmente, este material se ha convertido en un serio contaminante a nivel mundial; en este número se presenta un “Estudio de contaminación por microplásticos en el Lago de Coatepeque, Santa Ana, El Salvador”.

El Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT), de Santa Clara, Cuba, a través de su Programa de Mejoramiento Genético, ha evaluado cualitativamente siete cultivares de calabaza, en diferentes condiciones edafoclimáticas, con vistas a su generalización en el país, resultados que presenta en “Evaluación de nuevos genotipos de calabaza (Cucurbita moschata D.) en diferentes épocas de plantación”.

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Importancia de la metrología biomédica en el sistema de salud nacional de El Salvador Luis R. Barriere¹ (luis.barriere@udb.edu.sv)

Resumen El Sistema de Salud Salvadoreño se fortalece cada vez en tecnologías Biomédicas para cubrir la demanda de procesos clínicos de diagnóstico y tratamiento volviéndose importante considerar la Metrología Biomédica como parte fundamental del soporte técnico-ingenieril Biomédico que implementa metodologías que aseguraran si estas tecnologías operan en forma segura y confiable. El impacto esperado por la Metrología Biomédica radica en asegurar confianza en las mediciones resultantes de los equipos biomédicos, confirmando así cumplimiento de normas y estándares que respaldan la seguridad de la tecnología. Ante la interrogante de ¿Qué se debería hacer para que la Metrología Biomédica se desarrolle en nuestro país?, se presentan recomendaciones para su implementación.

Palabras claves Metrología Biomédica, normas, estándares de seguridad.

I.Introducción La metrología en general es una aplicación de las ciencias físicas de las mediciones, mediante éstas, se obtiene la información sobre el comportamiento exacto de la materia y lo producido mediante su transformación.

La metrología brinda un respaldo de calidad y seguridad en la confirmación de los valores entregados por diferentes equipos e instrumentos con el fin de obtener los resultados adecuados y recomendados por las normas y estándares con las cuales se basan los diseños de los fabricantes [1]. Pero cuando ese resultado esperado tiene que ver con la salud de un paciente a nivel de un diagnostico o un proceso de tratamiento, ese valor entregado por la metrología, que a partir de ese momento se denomina “Metrología Biomédica”, adquiere una relevancia más transcendente, ya que todo equipo biomédico debe brindar la seguridad suficiente a los profesionales clínicos que la utilizan (figura 1), y por efecto a los pacientes, ya que podemos asegurar que se puede confiar en estos en cada uno de sus ¹ Director de Escuela de Ingeniería Biomédica, Universidad Don Bosco, Facultad de Ingeniería. ² Compuesto por Ministerio de Salud de El Salvador, Instituto Salvadoreño del Seguro Social, Sanidad Militar, Hospitales y Clínicas privadas.

Fig. 1. Diferentes equipos metrológicos Biomédicos muy importantes para el mantenimiento y verificación de tecnologías biomédicas: Analizador de desfibriladores, medidores de tensión y equipos de seguridad eléctrica biomédica.

procesos clínicos donde la tecnología Biomédica es utilizada.

En el Sistema de Salud Salvadoreño² se dispone de una diversidad de equipos e instrumentos de medición para realizar diagnóstico y terapia a los pacientes.

Toda tecnología Biomédica puede tener una influencia significativa en los datos obtenidos pudiendo presentar variabilidad con respecto a las condiciones reales de salud de los pacientes, lo que se puede reflejar en información incorrecta, influyendo en la toma de decisiones equivocadas al momento de diagnosticar y proporcionar terapias a los pacientes. Lo anterior puede deteriorar la salud de los pacientes atendidos y, por consecuencia, su calidad de vida [2].

II. Conceptos básicos de Metrología Biomédica La Metrología Biomédica en el sector salud, pretende brindar confiabilidad en las mediciones que impactaran en la salud del proceso clínico establecido por el médico³. Los planes de aseguramiento metrológico que las instituciones prestadoras de servicios de salud (sean públicas o privadas) deberán contemplar en la práctica, es un plan de calibraciones de sus equipos biomédicos, por lo cual deben establecer procesos de verificación de la calibración de sus equipos periódicamente (importante para los planes de mantenimiento) y recibir así un nivel ³ Un proceso clínico con tecnología Biomédica no verificada por la Metrología Biomédica puede incidir en la salud o muerte del paciente.

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de certificación de calibración que básicamente contiene dos datos claves:

III. La Metrología Biomédica en los procesos de Mantenimiento en Electromedicina

1. Error: Todos los equipos e instrumentos de medición llevan consigo un error de medición, que es la diferencia entre el valor de una magnitud y un valor de referencia. Este error, es el que nos muestra la diferencia entre el valor real de la magnitud y la entregada por el equipo o instrumento de medición.

Uno de los grandes campos de acción de la Metrología Biomédica está en los procesos de mantenimiento preventivo y correctivo que deben ser parte del Sistema de Salud Salvadoreño, pero a la fecha este no está reglamentado, solo se desarrolla como una buena práctica profesional, en aplicaciones simples, como la de verificar alimentación eléctrica en tomas corrientes de pared a través de un voltímetro (parte de un téster multiusos de una buena marca reconocida) para una lectura fiable, previo al proceso de instalación de un equipo biomédico nuevo a un servicio clínico. Así también, un buen ejemplo es que se pueden encontrar “equipos de seguridad eléctrica Biomédica” que brindan datos de que tan confiable y seguro es el equipo biomédico luego de un servicio de mantenimiento correctivo o cuando la usanza de mantenimiento preventivo posee el procedimiento de verificación técnica en su rutina, o simplemente se realiza la prueba previa a su instalación de trabajo inicial, como parte del proceso de aceptación de calidad de la tecnología.

2. Incertidumbre: Es definida como un parámetro no negativo que caracteriza la dispersión de los valores atribuidos a un mesurando a partir de la información que se utiliza. Esta incluye diversas componentes que afectan el proceso de medición [1]. En la Figura 2 podemos observar un ejemplo de Incertidumbre y error en un proceso de verificación de funcionabilidad.

Lo interesante de estos ejemplos de procesos en donde se utiliza la tecnología metrológica es ¿Qué tanto somos responsables en desarrollar los procesos de verificación desde la instalación y los procesos de mantenimiento hospitalario, si no existen normas y estándares adoptados claramente por el Sistema de Salud Salvadoreño?

Fig. 2. Prueba de error e incertidumbre de una bomba perfusora, marca B. Braun. En ella se analiza la cantidad de medicamento liberado versus el programado en el tiempo. Una mala calibración puede causar problemas graves en un tratamiento clínico.

Pero la real importancia del proceso de calibración en el sector salud, radica en saber si los datos anteriores se encuentran dentro de los rangos permisibles para el proceso de atención en salud, y que se definen en el siguiente concepto:

Recordemos que la metrología se basa en procesos científicos, de control industrial y legal, lo que la vuelve una acción responsable de verificación de medida de parámetros físicos muy utilizados en tecnologías Biomédicas (Figura 3) y que dan fe de la condición segura de dicha tecnología Biomédica.

Tolerancia de Medición: La tolerancia en un proceso se refiere a la desviación permitida de un valor objetivo que mantiene el proceso dentro de rangos seguros. En el proceso de atención en salud, sería la desviación máxima que puede tener un instrumento, ya sea de medición o de terapia, para que los efectos en el diagnóstico o en la salud del paciente no presenten deterioros [1].

Esto es, que en cada proceso de atención en salud, deben existir tolerancias definidas de acuerdo a lo crítico que pueda ser el proceso clínico, para decidir si las magnitudes del instrumento se encuentran dentro de los rangos de uso seguro con los pacientes.

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Fig. 3. La Metrología es una ciencia de la medida que tiene por objetivo el estudio de los sistemas de medida en cualquier campo de las ciencias, y las ciencias Biomédicas no son la excepción, y deberían ser una prioridad, por las implicaciones en la salud de las personas.

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La experiencia profesional indica que es importante no solo brindar la herramienta Metrológica Biomédica al personal de mantenimiento de equipos médicos (secciones de electromedicina hospitalaria, o mal llamadas en El Salvador, secciones de Biomédica), además, hay que incorporar un programa de capacitación y sensibilización en el uso de la misma, para que en todo proceso de mantenimiento se incluyan los datos que serán los antecedentes del funcionamiento del equipo Biomédico bajo su responsabilidad, como parte de los procedimientos de documentación del mantenimiento y ficha de vida4 de la tecnología.

Dada la falta de normas y estándares adoptados para utilizar la Metrología Biomédica, nos debemos preguntar ¿y las instituciones hospitalarias de El Salvador están preparadas para respaldar estos procesos de calidad y seguridad? Así mismo, es normal que las redes hospitalarias en el proceso administrativo de presupuestar costos, no prestan atención a la inversión que habría que realizar para pagar la certificación anual y actualizaciones de tecnología de las prestaciones de mantenimiento, que son parte del soporte de seguridad y de calidad que los servicios clínicos deben brindar a los pacientes.

IV.

Conclusiones y recomendaciones

Si bien existen muchas iniciativas para conformar procesos de Metrología Biomédica en nuestro país y así mejorar el indicador de seguridad y calidad de servicio clínico, la capacitación continua, la tecnovigilancia y la robustez de los equipos e instrumentos de medición metrológico se vuelven fundamentales en las planificaciones de todas las redes de salud, por lo que los procesos deben estar actualizados, integrados y revisados con periodicidad para que sean efectivos y eficaces.

Esto implica la necesidad de iniciar un proceso de validación de calidad de la tecnología Biomédica, lo cual es fundamental para la adopción de un reglamento de Metrología Biomédica nacional.

Falta iniciar este proceso que reglamentaría esa carencia.

4 Expediente que muestra el ciclo de vida de la tecnología desde su instalación y procedimientos de mantenimiento, hasta su descarte final.

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Procesos jurídicos de “Mala Praxis5”, “Iatrogenia6” y “Comiogenia7” [3] se verán más frecuentes en los peritajes Técnicos Biomédicos utilizando los procesos de Metrología Biomédica, y este proceso “SI” impactara en gran medida a todos los involucrados en las redes de salud.

Próximamente veremos muchos casos utilizando técnicas Metrológicas Biomédicas en la Fiscalía General de la Republica (FGR) y esto posiblemente impulsará más el desarrollo de la Metrología en nuestro país.

Con el panorama presentado y ante la interrogante de ¿Qué se debería hacer para que la Metrología Biomédica se desarrolle en nuestro país? Para ver mejoras esenciales, se recomienda implementar los siguientes procesos: 1. Definir las normas y estándares a actualizar y reglamentar en los procesos de verificación de seguridad del mantenimiento, con uso obligatorio de los equipos e instrumentos de prueba y medición (Metrología Biomédica) como parte esencial de la comprobación de calidad y seguridad que los equipos Biomédicos hospitalarios presentan.

2. Responsabilizar a las instituciones que velan por los servicios de calidad clínico, para que enfaticen más vigilancia de estos procesos de mantenimiento y validación metrológica en los hospitales y clínicas (Dirección Nacional de Medicamentos -DNM, el Consejo Superior de Salud Pública -CSSP, así como las áreas de Tecnovigilancia del Ministerio de Salud y Seguro Social de nuestro país, entre otras áreas afines a la vigilancia Metrológica Biomédica en nuestro país).

5 Mala Praxis Médica o Mala Práctica médica es la práctica inhábil, impropia, inadecuada del desempeño profesional médico; es el ejercicio no idóneo de una actividad; es la ausencia de diligencias apropiadas de conformidad con la naturaleza de la prestación que forma el contenido de una obligación cualquiera.

6 Es un daño producido por una droga, procedimiento médico o quirúrgico, pero que el médico administra o realiza, con una indicación correcta, con un criterio justo; sin embargo, produce molestias o enfermedad, de la cuales el médico tiene conciencia y advierte al paciente y a su familia y, en todos los casos, el paciente y la familia deben escoger el procedimiento o terapéutica propuesta con todas sus ventajas y riesgos.

7 Referirse a todos los proveedores de salud y agentes que potencialmente pueden causar daño a los pacientes que reciben atención en el sistema sanitario. Personal administrativo como el de mantenimiento puede caer por malos procedimientos en Comiogenia.

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3. Tener en cuenta que desde la academia, en los programas de Ingeniería Biomédica y Técnico en Biomédica de la Universidad Don Bosco, se pondera la Metrología Biomédica en las prácticas de laboratorio en asignaturas de Instrumentación Biomédica para sensibilizar y profesionalizar el uso de la Metrología como parte esencial de la calidad y seguridad de los equipos Biomédicos.

4. Llamar al gremio de Ingenieros Biomédicos (Asociación Colegio de Ingeniería Biomédica de El Salvador -ACIBES) para iniciar la formulación o adaptación de normas y estándares de aplicación Metrológica Biomédica, que sean respaldos obligatorios para los procesos de validación de instalación y mantenimiento de equipos Biomédicos.

V. Referencias Bibliográficas 1. Bautista AM, Giraldo B. 2010. Evaluación de requerimientos para la implementación de una norma internacional en el laboratorio de metrología biomédica. Caso: EIA-CES. Envigado, Colombia [Tesis de Ingeniería Biomédica] EIACES. 2. López MA, Chávez M, Romero LF, Luque RA. 2013. Diagnóstico de los instrumentos utilizados para la medición de la presión arterial en los pacientes atendidos en un centro médico.

EPISTEMUS. Vol. 14. Pág. 47-52.

3. Platts M. 2014. Cuando la medicina hace daño.

Rev. Mexicana de Bioética 1(2): 1-12.

Finalmente, es de hacer notar que es ineludible y de suma prioridad, la implementación de la Metrología Biomédica, como un medio para mejorar las condiciones de salud y calidad de vida de todos los salvadoreños.

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Peligrosidad volcánica en El Salvador: caso de estudio volcán Chaparrastique Diana Jiménez (djimenez@ugb.edu.sv) Universidad Gerardo Barrios, Calle Las Flores y Avenida Las Magnolias, Colonia Escolán, San Miguel.

Resumen A pesar de que El Salvador tiene varios volcanes activos que están rodeados de importantes núcleos de población, ha sido hasta los últimos años en que hay una mayor concentración de esfuerzos en el desarrollo de la vulcanología.

En este sentido, la Universidad Gerardo Barrios (UGB) desarrolla el programa de Evaluación y Gestión de Riesgo Volcánico, con el objetivo de contribuir a la reducción y prevención del mismo en nuestra región. En este artículo se presenta un análisis de peligrosidad de la actividad volcánica para el volcán Chaparrastique, con enfoque a largo plazo, basado en su historia eruptiva. Siendo este el primer estudio sistemático en el país de evaluación de peligros volcánicos usando métodos probabilísticos con un enfoque dinámico. Se construyó el mapa de susceptibilidad volcánica y se calcularon los cinco escenarios más probables de actividad para el Chaparrastique. Comparando los resultados obtenidos en esta investigación y el

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comportamiento del volcán en 2017, podemos ver que la actividad presentada por este fue de acuerdo con los escenarios propuestos.

El presente estudio contribuirá a que las autoridades locales tengan la posibilidad de implementar una planificación territorial racional y diseñar planes de emergencia para hacer frente a futuras crisis volcánicas del Chaparrastique.

Palabras Clave: Peligrosidad volcánica, susceptibilidad volcánica, árbol de eventos, Volcán Chaparrastique.

Introducción Los volcanes representan un ejemplo claro de la energía del planeta, ofreciendo un amplio abanico de efectos que generan beneficios y peligros a la población que convive con ellos.

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Considerando que El Salvador tiene una extensión territorial de 21,041 km², población de más de 6 millones y sumado a ello que cuenta con 23 volcanes y 5 campos volcánicos [1, 2], resulta evidente la necesidad de aprender a convivir con los volcanes a fin de reducir el riesgo de peligrosidad. Sin embargo, la vulcanología ha sido poco desarrollada en el país, un hecho significativo es que los primeros mapas de peligros volcánicos surgieron a partir de los años 90 [3] , y es hasta estos últimos años que ha existido una mayor concentración de esfuerzos en esta dirección de parte de algunas universidades y del gobierno.

La convivencia con los volcanes en nuestra región es necesaria e involucra el conocimiento de esta estructura geológica, lo que permitirá disfrutar de sus beneficios y prepararse para tener la capacidad de adaptarse y recuperarse de sus efectos negativos de forma oportuna y eficaz.

En este sentido, la Universidad Gerardo Barrios (UGB) desarrolla el programa de evaluación y gestión de riesgo volcánico, con el objetivo de contribuir a la reducción de este en nuestra región.

Dentro de este programa se ha comenzado a trabajar con el volcán Chaparrastique, considerado actualmente el más activo de El Salvador, por su actividad sísmica, explosiones recurrentes y por el número de erupciones conocidas históricamente [4, 5, 6].

1. Scarlato, P., Mollo, S., Del Bello, E., Von Quadt, A., Brown, R.J., Gutierrez, E., Martinez-Hackert, B., Papale, P., 2016. The 2013 eruption of Chaparrastique volcano (El Salvador): effects of magma storage, mixing, and decompression. Chem. Geol. 448: 110–122. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2016.11.015.

2. Agostini, S., Corti, G., Doglioni, C., Carminati, E., Innocenti, F., Tonarini, S., Manetti, P., Di Vincenzo, G., Montanari, D., 2006.

Tectonic and magmatic evolution of the active volcanic front in El Salvador: insight into the Berlín and Ahuachapán geothermal areas. Geothermics 35:368–408. https://doi.org/10.1016/j. geothermics.2006.05.003.

3. Ferrés, D., 2014. Estratigrafía, geología y evaluación de peligros volcánicos del complejo volcánico de San Salvador (El Salvador) (Phd Thesis). Universidad Nacional Autónoma de México.

4. DGSNET, 2003. Programa de Vigilancia Volcánica Permanente.

El Salvador. Área de Vulcanología de la Dirección General del Servicio Nacional de Estudios Territoriales del Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales de El Salvador.

5. DGSNET, 2004. Programa de Vigilancia Volcánica Permanente.

El Salvador. Área de Vulcanología de la Dirección General del Servicio Nacional de Estudios Territoriales del Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales de El Salvador.

6. DGSNET 2005. Balance hídrico integrado y Dinámico de El Salvador. Servicio Hidrológico Nacional. En: Dirección General del Servicio Nacional de Estudios Territorial. Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales. Disponible: www.snet.gob.sv

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El presente artículo muestra un análisis de la evaluación de la peligrosidad volcánica para el Chaparrastique, que abona de manera directa al conocimiento del funcionamiento eruptivo de este volcán. El conocimiento generado por dicho análisis brinda probabilidades de localización de futuros centros de emisión y los escenarios más probables de actividad del volcán Chaparrastique.

Esta contribución constituye el primer estudio sistemático de evaluación de peligros volcánicos usando modelos probabilísticos con un enfoque dinámico en el país. Lo que contribuirá a que las autoridades locales tengan la posibilidad de implementar una planificación territorial más racional y diseñar mejores planes de emergencia para hacer frente a futuras crisis volcánicas del Chaparrastique.

El Volcán Chaparrastique El Volcán Chaparrastique, también conocido como volcán de San Miguel, está ubicado a 11 km de dicha ciudad ubicada en el oriente del país. Alrededor del volcán se encuentran los municipios de San Jorge, San Rafael Oriente, El Tránsito y diversos cantones de Chinameca y San Miguel.

Las zonas volcánicas suelen estar muy pobladas dado los beneficios que estos ambientes aportan como el carácter fértil de los materiales volcánicos y la presencia de un microclima más fresco y húmedo, condicionado por la altura sobre el nivel del mar. Este es también el caso del Chaparrastique, en cuyas vertientes se desarrollan los cultivos de café, que tradicionalmente han dado trabajo a cientos de campesinos. En los últimos treinta años estos cultivos de altura se han revitalizado y han favorecido un incremento de la población en las zonas próximas al cráter central con asentamientos situados en cotas superiores a los 900m [7].

El Chaparrastique es un estratovolcán de composición basáltica y basalto-andesítica [8], de 2130 m de altura. Está compuesto por dos conos principales: un cono antiguo preservado 7. Ferrés, D., 2002. Gestión integral de amenazas y vulnerabilidades en el municipio de San Miguel, Departamento de San Miguel, El Salvador. Desastres de origen natural y cooperación al desarrollo.

Geologos del Mundo, 64–69.

8. Meyer-Abich, H., 1956. Los volcanes activos de Guatemala y El Salvador. Memorias del Servicio Geológico Nacional. El Salvador, 3, 66-72.

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Figura 1. a) Mapa del San Miguel que muestra las principales ciudades y pueblos cercanos, y los contornos de flujos de lava. Las líneas verdes son fallas mapeadas por el Observatorio Ambiental. Los contornos en gris representan flujos de lava prehistóricos. Los contornos rojos son flujos de lava históricos con el año de erupción dado, el cráter antiguo está representado por la línea azul. b) Foto desde San Miguel de explosiones ocurridas en junio de 2016. c) Foto desde el Parque Las Placitas de un flujo de lodo generado por lluvias en mayo de 2014.

solo en el este de la cumbre (trazo azul figura 1), y uno más joven formado dentro del antiguo por fragmentos de magma y roca y flujos de lava [9]. El cráter del volcán tiene aproximadamente 900m de diámetro, y también el volcán presenta varios conos pequeños en sus flancos [10].

El Chaparrastique muestra evidencia de actividad efusiva y explosiva, y es considerado 9. Chesner, C.A., Pullinger, C.R., Escobar, C.D., 2004. Physical and chemical evolution of San Miguel volcano. El Salvador. Geol. Soc. Am. Spec. Pap. https://doi.org/10.1130/08137-2375-2.213 10. Escobar, C.D., 2003. San Miguel Volcano and its Volcanic Hazards (Unpublished Thesis), El Salvador. Michigan Technological University, USA.

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uno de los volcanes más activos en El Salvador, con al menos 28 erupciones documentadas en los últimos 500 años [11]. Su actividad más frecuente desde 1980 contempla explosiones y caída de ceniza (figura 1 b), emisión de gases y sismicidad [7].

La actividad del volcán Chaparrastique ha sido sobre todo de naturaleza estromboliana, es decir que su actividad explosiva varia de pequeña a moderada escala, con fases efusivas y explosivas que han generado, flujos de lava, caída de cenizas, balísticos y flujos piroclásticos 11. Jiménez, D., et al., Spatio-temporal hazard estimation in San Miguel volcano, El Salvador, J. Volcanol. Geotherm. Res. (2018), https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2018.04.003

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de corto alcance; la actividad explosiva se ha producido en el cráter central, mientras que la efusiva también se ha generado desde los flancos [9, 10, 11]. Históricamente las erupciones han sido catalogadas con VEI 1-2 (VEI: Índice de Explosividad Volcánica; del inglés: Volcanic Explosive Index) dando lugar a 11 flujos de lava, ocho desde los flancos y tres en forma de lagos de lava en el cráter central (figura 1 a) [11].

La actividad explosiva en volcán de San Miguel comprende al menos 20 eventos; la mayoría de los depósitos identificados se encuentran en el flanco oeste del volcán y reflejan la dirección predominante del viento. Los episodios explosivos históricos mejor documentados ocurrieron en 1970 y 2013, este último se caracterizó por levantar una columna de ceniza de ~ 7-km de altura desde el cráter central, la expulsión de balísticos y oleadas piroclásticas.

Esta última erupción promovió la evacuación de más de 5000 personas residentes en un radio de ~ 3 km alrededor del volcán [12]. En la tabla 1 se muestra los episodios eruptivos del volcán Chaparrastique con sus principales características registrados en los últimos 430 años (1586-2016).

Otro riesgo asociado a la actividad volcánica, pero de carácter indirecto son los lahares o flujos de lodo. Popularmente conocidos como “avalanchas o correntadas” y se producen de forma recurrente durante la época lluviosa. La ocurrencia de estos procesos de inestabilidad gravitatoria es propiciada por la acumulación de depósitos de material expulsado en las erupciones (Magma o roca) en las áreas más altas del volcán y las lluvias. Por ejemplo, las lluvias de 1988, 1994, 1999, 2000, 2001, 2006 y 2014 causaron lahares secundarios en las laderas noroccidentales del volcán, causando daños en algunas viviendas y vías de comunicación en los cantones El Volcán y Conacastal (figura 1 c) [11, 13].

12. Martinez-Hackert, B., Bajo, J., Escobar, D., Gutiérrez, E., Mixco, L., Hernández, W., 2015. Chaparrastique (San Miguel) Volcano Eruptions Since Dec. 29th, 2013, El Salvador, Abstract V23A-3087.

Presented at 2015 Fall Meeting, AGU, San Francisco, Calif., 14–18 Dec. 13. Major, J.J., Schilling, S.P., Pullinger, C.R., Escobar, C.D., Howell, M.M., 2001. Lahar– Hazard Zonation for San Miguel Volcano. U.S. Geological Survey Report, El Salvador.

Tabla 1. Principales características de la actividad volcánica del Chaparrastique registrados en los últimos 430 años (1586 - 2016). Solo se incluyen erupciones de edad conocida y consistentes con la estratigrafía de campo establecida en este estudio. Los espacios en blanco representan datos no disponibles.

Explosión Freática

Colapso importante de rocas dentro del cráter

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[17] [17] [17] [17]

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Con este contexto geológico y características sociales y económicas de esta zona, la generación de conocimiento respecto a la actividad volcánica es indispensable para contribuir al desarrollo de comunidades capaces de prepararse y responder eficazmente a los fenómenos asociados a la actividad eruptiva del volcán.

Peligrosidad Volcánica La reducción del riesgo volcánico se basa en el establecimiento de cuatro programas que deben operar de forma conjunta: 1) conocimiento del funcionamiento eruptivo del volcán y de sus posibles impactos, 2) monitoreo en tiempo real, 3) comunicación y educación, y 4) gestión del riesgo.

Cada programa tiene una función específica, pero se nutre de los otros programas, siendo los de investigación, monitoreo, comunicación y educación, responsabilidad de los científicos mientras que el programa destinado a la elaboración de planes de emergencias y gestión de crisis, deber ser coordinado por los gestores y tomadores de decisiones, con la colaboración de los científicos. En este sentido, se asume que una buena gestión del riesgo y, consecuentemente, su reducción solamente puede garantizarse con la implementación de estos programas para cada volcán o áreas volcánicas activas que puedan ser responsables de erupciones futuras.

Partiendo de esta hipótesis de trabajo, y teniendo en cuenta que ya existe un programa de monitoreo básico, el cual está a cargo del Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales a través del Observatorio Ambiental [14, 15], nace en la UGB el programa de Evaluación y Gestión de Riesgo Volcánico enfocado en la estimación de la peligrosidad volcánica.

La peligrosidad volcánica se define como la probabilidad de que un área en particular se vea afectada por un evento volcánico destructivo, dentro de un plazo de tiempo [16]. Dicho de otra manera, realizar un análisis del comportamiento de las variables de probabilidad espacial y temporal. En este caso de estudio se ha realizado un análisis a largo plazo, basado en la historia eruptiva del volcán Chaparrastique.

El punto de partida para el análisis de la peligrosidad es considerar que el comportamiento futuro sea parecido a la actividad eruptiva pasada. Por esta razón, se investigó la información sobre la historia eruptiva del Chaparrastique, basada tanto en la geología como en la información bibliográfica.

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Probabilidad Espacial El análisis espacial o cálculo de susceptibilidad volcánica es la estimación del área dónde es esperable que se sitúen los futuros centros eruptivos [17], es decir la probabilidad espacial de contener un futuro centro de emisión.

Para este tipo de análisis hay que considerar las diferentes estructuras volcánicas que se pueden observar. En este estudio se consideraron elementos volcano-estructurales como fallas, fracturas, fisuras eruptivas, centros puntuales de emisión y fumarolas. Con este conjunto de datos se procedió a la creación de una función de distribución de probabilidad para cada conjunto.

Para crear el mapa de susceptibilidad final se asignaron pesos a estas probabilidades de cada conjunto, que se combinaron mediante una suma ponderada y se modelaron en un proceso de Poisson no homogéneo. Para el desarrollo de esta etapa se utilizó la herramienta de Quantum GIS, QVAST [18] (Quantitative assessments of volcanic susceptibility Tool), diseñada especialmente para generar evaluaciones cuantitativas para llevar a cabo un análisis de susceptibilidad.

Probabilidad Temporal Para la estimación de la probabilidad temporal se utilizó una estructura de árbol de eventos y la herramienta HASSET [19] (Árbol de evaluación de peligros, del inglés: Hazard assessment Event Tree). El árbol de eventos es una representación 14. DGSNET, 2011. Informe anual de Monitoreo Volcánico del Volcán de San Miguel. Dirección General del Servicio Nacional de Estudios Territorial. Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales.

15. DGOA, 2012. Informe anual de Monitoreo Volcánico del Volcán de San Miguel. Dirección General del Servicio Nacional de Estudios Territorial. Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales.

16. Bartolini, S., Geyer, A., Martí, J., Pedrazzi, D., Aguirre-Díaz, G., 2014. Volcanic hazard on Deception Island (South Shetland Islands, Antarctica). J. Volcanol. Geotherm. Res. https://doi.org/10.1016/j. jvolgeores.2014.08.009 17. Marti, J., Felpeto, A., 2010. Methodology for the computation of volcanic susceptibility. An example for mafic and felsic eruptions on Tenerife (Canary Islands). J. Volcanol. Geotherm. Res. 195:69– 77. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2010.06.008 18. Bartolini, S., Cappello, A., Martí, J., Del Negro, C., 2013. QVAST: a new Quantum GIS plugin for estimating volcanic susceptibility.

Nat. Hazards Earth Syst. Sci. https://doi.org/10.5194/ nhess-13-3031-2013 19. Sobradelo, R., Bartolini, S.,Martí, J., 2014. HASSET: a probability event tree tool to evaluate future volcanic scenarios using Bayesian inference. Bull. Volcanol. https://doi.org/10.1007/s00445-0130770-x

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gráfica que tiene en cuenta de todos los posibles escenarios eruptivos.

cia ya que las posibles respuestas estarán ajustadas a un bosquejo de lo que podría ocurrir.

Una vez identificados estos escenarios el siguiente paso fue calcular su probabilidad de ocurrencia. La herramienta HASSET permite realizar este cálculo en función de tres parámetros de entrada: eventos pasados, probabilidades a priori, y calidad de los datos [16, 19].

Con este análisis fue posible conocer los escenarios más probables de ocurrencia en un periodo de tiempo determinado [21, 22] obtener diferentes tipos de mapas y/o zonificaciones, como

El árbol de probabilidades tiene ocho nodos en su estructura: Activación volcánica, Origen, Productos, Ubicación, Composición, Tamaño, Peligros y Alcance, y para cada uno se definen ramas diferentes según la estructura general de HASSET (figura 2) [20]. Una ventaja de esta metodología es que permite el cálculo de los escenarios más probables de ocurrencia de eventos volcánicos en una ventana de tiempo determinada, lo que contribuye y enriquece los planes de emergen-

20. Sobradelo, R., Martí, J., 2010. Bayesian event tree for longterm volcanic hazard assessment: application to teide-pico viejo stratovolcanoes, Tenerife, Canary Islands. J. Geophys. Res. Solid Earth https://doi.org/10.1029/2009JB006566 21. Becerril, L., Bartolini, S., Sobradelo, R., Martí, J., Morales, J.M., Galindo, I., 2014. Long-term volcanic hazard assessment on El Hierro (Canary Islands). Nat. Hazards Earth Syst. Sci. https://doi. org/10.5194/nhess-14-1853-2014 22. Becerril, L., Cappello, A., Galindo, I., Neri, M., Del Negro, C., 2013.

Spatial probability distribution of future volcanic eruptions at El Hierro Island (Canary Islands, Spain). J. Volcanol. Geotherm. Res. 257. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2013.03.005

Figura 2. Estructura de árbol de eventos utilizada para el análisis de la probabilidad temporal en este estudio, usando la herramienta HASSET.

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también generar simulaciones de los escenarios, entre otros. Todos estos conocimientos generados servirán a los tomadores de decisiones a mejorar planes de emergencia, considerar la planificación territorial, el uso del suelo y sobre todo contribuir a salvar vidas.

Resultados La primera fase de la investigación constituyó el cálculo de la susceptibilidad volcánica, que generó el mapa volcano-estructural para el volcán Chaparrastique (Figura 3) [11]. En el cual, se identifican los cinco conjuntos de datos utilizados para la estimación de la probabilidad espacial de albergar un futuro centro de emisión.

En el mapa se puede apreciar la concentración de ciertos conjuntos de datos, como es el caso de las fumarolas y centros puntales de emisión.

En el caso de los centros puntuales de emisión al ser un volcán central es un tanto esperable que dichos elementos se concentren en su cráter central. Por otra parte, las fisuras eruptivas y las fracturas muestran una mayor dispersión en su distribución. La dispersión juega un papel importante en la metodología aquí empleada, pues mientras la dispersión sea menor en el conjunto de datos, la probabilidad de que el siguiente centro emisor se ubique cerca de estas estructuras es mayor. Por el contrario, en los conjuntos que tienen mayor dispersión, las probabilidades estimadas se distribuyen de una manera más homogénea en toda el área de estudio.

La estimación de la probabilidad espacial se representó en un mapa cuantitativo de susceptibilidad volcánica para el Chaparrastique que ha sido entregado al Observatorio Ambiental del Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales (MARN) y a las autoridades de Protección Civil en San Miguel. Esta información está siendo valorada, estudiada y discutida en conjunto por los científicos (Observatorio Ambiental y la Academia) y Protección Civil con el objetivo de integrar los elementos que cada programa maneja (Monitoreo, investigación vulcanológica, gestores del riesgo). El resultado esperado será la traducción de este mapa en componentes cualitativos para que sea de utilidad en los programas de comunicación y educación a la población.

El análisis temporal se realizó para dos ventanas diferentes, una para dos años que contempla todos los datos en el periodo entre 1586 a 2016

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Figura 3. Mapa volcano-estructural del volcán Chaparrastique que muestra centros de emisión puntuales, fisuras eruptivas, fallas, fracturas y fumarolas. Las Fallas (líneas azules) se muestran según el mapa del Observatorio Ambiental, las líneas discontinuas rojas representan fracturas, incluida la zona de fractura del volcán; las líneas amarillas son alineaciones de centros de emisión; los puntos azules claros son centros puntuales de emisión y las fumarolas están representadas con puntos rojos.

(430 años) y otra para 6 meses que contempla el periodo de 2001 a 2016 (17 años). Es decir, que en el primer caso los 430 años se analizaron dividiéndolos en ventanas temporales de dos años, lo que genero probabilidades de ocurrencia para los siguientes dos años a partir del 2016. En el segundo caso los 17 años se dividieron en ventanas de 6 meses, generando escenarios de ocurrencia para el primer semestre de 2017.

En cada uno de los casos se construyó un árbol de eventos considerando las características de cada periodo de tiempo. Con estos resultados se obtuvieron probabilidades de ocurrencia para cada rama de cada nodo. Es importante destacar que la estructura que se utiliza en esta metodología permite analizar de manera completa todas las posibles soluciones y provee de un esquema para cuantificar diferentes escenarios eruptivos y su probabilidad de ocurrencia. De modo que como resultado de este análisis se obtuvieron los 5 escenarios más probables de ocurrencia para los primeros 6 meses del 2017, los cuales se muestran en la tabla 2.

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Tabla 2. Escenarios más probables para una ventana de pronóstico de 6 meses (enero - junio 2017) considerando la información en el periodo de 2000 a 2016, utilizando información de monitoreo.

De los cinco escenarios más probables, cuatro sugieren erupciones magmáticas con caída de cenizas de corto a mediano alcance y los valores de VEI variaron entre 1 y 2. El último escenario involucra una erupción basáltica de VEI <= 1, con origen magmático que genera caída de ceniza de corta extensión y contribuye a la generación de lahares secundarios.

La probabilidad estimada de cada escenario representa la combinación de las probabilidades de cada nodo y rama, y la combinación con mayor valor es la que se refleja como más probable.

En este caso, el escenario más probable es una erupción pequeña (columna eruptiva entre 0 – 1 km) con caída de ceniza que puede tener un alcance de hasta 5 km para los próximos 6 meses a partir de la fecha del análisis (enerojunio 2017). Aparentemente la probabilidad de 0.3% (Escenario más probable) fue baja, sin embargo, hay que considerar que el análisis de las probabilidades se realiza de ventanas pequeñas y en comparación con tiempo en que se desarrollan los procesos geológicos es

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un diferencial. Por lo que hay poner especial atención a las características del escenario calculado más allá que solo a los números, lo que permitirá la preparación adecuada ante estos. Es importante señalar que, a pesar del valor de la desviación estándar debido a las incertidumbres en los datos de entrada, estas estimaciones son consistentes con las observaciones del pasado.

Además, comparando los resultados obtenidos en esta investigación y el comportamiento del volcán Chaparrastique en 2017, podemos ver que la actividad presentada por el volcán fue de acuerdo con los escenarios propuestos por este análisis, ocurriendo, como es sabido, un episodio de activación en el primer semestre del año, que genero caída de cenizas de corto alcance.

Usando los resultados obtenidos en la estructura de árbol de eventos se realizó una estimación de la ocurrencia de diferentes peligros por zonas. Es decir que en el nodo 5: localización con sus ramas: central, norte, sur, este y oeste – se calculó la probabilidad de ocurrencia de los peligros del nodo siete. Esto debido

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a que el impacto de los diferentes peligros asociados a la actividad eruptiva puede diferir significativamente dependiendo de la ubicación del centro de emisión, lo que genero un mapa cuantitativo de zonificación.

Los resultados de este análisis: Arboles de eventos, escenarios más probables y mapa de zonificación de peligros por zonas, fueron entregados de igual manera al Observatorio Ambiental del MARN y a las autoridades de Protección Civil en San Miguel para su discusión en cuanto a sus usos y proyecciones. En conjunto se está trabajando en la transformación del mapa cuantitativo a cualitativo para que pueda ser entendido y utilizado por diferentes sectores de la sociedad.

Discusión y Conclusiones Los datos históricos del volcán San Miguel no permiten comprender si los episodios de activación identificados por este estudio son frecuentes o si por el contrario son pocos, pero duraderos. Además, no se sabe bien si todos los episodios de activación son de origen magmático o si algunos han sido desencadenados por cambios en el sistema hidrotermal o la tectónica regional sin la entrada de magma fresco en el sistema volcánico. Sin embargo, el hecho de que varios de estos episodios de activación terminaron con una erupción magmática sugiere que el magma fresco es inyectado en el sistema con bastante frecuencia. Sin embargo, los períodos de activación que terminan sin erupción o solo con explosiones freáticas no nos permiten calcular una tasa de intrusión de magma precisa. Por lo tanto, es vital adquirir un mejor conocimiento del sistema a través de establecer una red de monitoreo más robusta y realizar estudios geofísicos como gravimetría y magnetismo, entre otros.

Sin embargo, los registros históricos escritos de actividades pasadas y la información de monitoreo generada durante los últimos diecisiete años proporcionan un cuerpo de información que es suficiente para llevar a cabo una evaluación exhaustiva de riesgos volcánicos con un grado razonable de confianza. A pesar de las limitaciones intrínsecas de la metodología aplicada, principalmente debido a la falta de datos sólidos, creemos que este análisis inicial, sujeto a mejoras con nuevos datos, representa una herramienta importante en la planificación del territorio y la gestión de riesgos en el área.

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Estos resultados muestran que las áreas con mayor susceptibilidad se ubican en el cráter central del cono principal y en los flancos: norte (corresponde al Conacastal, San Jorge y San Miguel) y sur (El Transito), donde se ha concentrado la actividad reciente.

Los resultados del análisis temporal muestran que los escenarios eruptivos más probables involucran erupciones magmáticas de VEI <= 1 o 2 que generan productos que alcanzan una extensión de corta (radio de 5 km respecto del cráter) a media (radio de 50 km respecto del cráter) escala.

Con los resultados obtenidos de esta investigación, se está trabajando en una segunda fase consistente en la simulación de los escenarios más probables y potencialmente más peligrosos. El objetivo de esta nueva etapa es la de estimar por anticipado el posible impacto de estos peligros en la población local, el medio ambiente y las infraestructuras en el área alrededor del volcán.

Esta línea de investigación genera resultados significativos y permitirá a las autoridades locales implementar una planificación territorial más racional y sostenible y diseñar planes de emergencia adecuados en caso de una amenaza volcánica. Y sobre todo, proporcionar educación a la población en este tema que permita disfrutar los beneficios de residir en las zonas volcánicas, así como también prepararse para resistir y adaptarse a los escenarios probables futuros.

Agradecimientos Agradecemos al Observatorio Ambiental del Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales por los datos de inestimable valor proporcionados para este estudio. También agradecemos al Dr. Luis Mejía, Sara Baires, Marcela Lira y Oscar Sandoval que revisaron y mejoraron editorialmente el manuscrito.

Esta investigación fue parcialmente financiada por Grant I-COOPA20161 del CSIC, España.

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Insectos depredadores de Melanaphis sacchari (Hemiptera: Aphididae) en un cultivo de sorgo (Sorghum bicolor) del Municipio El Paraíso, Chalatenango, El Salvador.

Vladimir Antonio Cortez López (vladimir199229@gmail.com) Xiomara Beatriz Mendoza Quintanilla (beatrizbiologia14@gmail.com) (Escuela de Biología, Facultad de Ciencias Naturales y Matemática, Universidad de El Salvador)

Resumen El presente trabajo da a conocer las especies de insectos depredadores de Melanaphis sacchari, conocido comúnmente como Pulgón Amarillo del Sorgo (PAS), en un cultivo de sorgo de la zona norte de El Salvador, entre los meses mayoagosto de 2017. Se muestrearon dos variedades de sorgo: CENTA Liberal y Dulce, se delimitaron 3 parcelas de 30 metros de largo por 3 metros de ancho. Los insectos recolectados manualmente en frascos fueron transportados al Laboratorio de Diagnóstico Vegetal, El Matazano del Ministerio de Agricultura y Ganadería y el Laboratorio de Entomología, Escuela de Biología de la Universidad de El Salvador. Se identificaron 12 especies de insectos depredadores de M. sacchari, presentando mayor abundancia Coleomegilla maculata, Cycloneda sanguínea y Toxomerus sp.

Palabras Clave Control biológico, depredadores, pulgón amarillo.

híbridos y prácticas culturales. Los cultivos de sorgo se encuentran amenazados por Melanaphis sacchari (Zehntner 1897) (Hemiptera: Aphididae), conocido comúnmente como Pulgón Amarillo del Sorgo (PAS); este insecto se encuentra ampliamente distribuido en El Salvador, es el causante de grandes pérdidas económicas por su alto crecimiento poblacional e infestación en los cultivos. Los daños que provoca M. sacchari van desde el retraso en el crecimiento de la planta hasta la pérdida total del cultivo [3, 4, 5].

Para las medidas de control de este insecto plaga, es necesario considerar el manejo integrado de la plaga, como control biológico, cultural, biorracional y si a pesar de utilizar las medidas anteriores la presencia de la plaga persiste en altas poblaciones se recomienda como última opción el control químico. El enfoque principal que se vislumbra para el manejo de esta plaga se basa principalmente en el control biológico,

Introducción En El Salvador el cultivo de Sorghum bicolor (L.) Moench “sorgo” es una actividad socio económica muy importante, para la obtención de forraje de ganado, producción de semilla, la elaboración de concentrados y alimentación humana representa el segundo grano con mayor producción después del maíz [1, 2].

El sorgo es afectado por enfermedades que perjudican la producción de grano, forraje y deterioro del valor nutritivo. Las enfermedades varían según las regiones y estacionalidades, debido a diferentes condiciones ambientales,

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1. [CENTA] Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal “Enrique Álvarez Córdova,” sv. 2007. (Guía Técnica) del Sorgo (Sorghum bicolor, L. Moench). La Libertad El Salvador, 38 p 2. [MEC] Ministerio de Economía. 2009. IV CENSOAGROPECUARIO 2007-2008 Atlas Agropecuario. San Salvador, El Salvador. 272p 3. Pérez A., O. Saucedo, J. Iglesias, H. B Wencomo, F. Reyes1, G. Oquendo e Idolkys Milián. 2010. Caracterización y potencialidades del grano de sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) Pastos y Forrajes, Vol. 33, No. 1 4. [SENASICA] Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria 2014. Pulgón amarillo Melanaphis sacchari (Zehntner). Ficha técnica No. 43. SENASICA. México. Pp: 4-10.

5. [MAG] Ministerio de Agricultura y Ganadería 2015. Gobierno implementa plan para el control del pulgón amarillo. Minist. Agric.

Ganad.

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control cultural y tolerancia varietal [6, 7].

Diseño de muestreo

El objetivo de este estudio fue la identificación de Insectos depredadores de Melanaphis sacchari, en un cultivo de sorgo en el municipio de El Paraíso, Chalatenango, El Salvador. Finalizada la investigación, se identificaron 12 especies de insectos depredadores de M. sacchari, presentando mayor abundancia Coleomegilla maculata, Cycloneda sanguínea y Toxomerus sp.

El trabajo de campo se desarrolló desde el mes de mayo al mes de agosto de 2017. Los muestreos iniciaron a los 12 días del nacimiento de las plantas de sorgo y finalizaron con la etapa de madurez fisiológica de la misma, realizándose un muestreo cada ocho días, haciendo un total de ocho muestreos.

Metodología Ubicación Geográfica El municipio de El Paraíso está ubicado en el departamento de Chalatenango a 64 kilómetros de San Salvador, la carretera de acceso es la Longitudinal del norte (Fig. 1). Su extensión territorial es de 52.14 km². La altitud es de 270 msnm.

La medida de las parcelas fue: 30 metros de largo por tres metros de ancho, con una distancia entre cada parcela de 30 metros. Se distribuyeron tres puntos de muestreo dentro de cada parcela. La distancia entre cada punto de muestreo fue de diez metros. (Fig. 2).

Figura 2. Distribución y ubicación de parcelas. Mendoza 2017.

Figura 1. Ubicación del área de estudio en municipio de El Paraíso, departamento de Chalatenango. Fuente: elaborado en QGIS por Mendoza 2017.

Descripción del área de estudio

La revisión dentro de cada parcela se realizó en tres puntos de muestreo: inicio, centro y final de la parcela. En cada punto se utilizó la técnica de cinco de oro. Esta técnica consistió en evaluar por observación las hojas y tallos de las cinco macollas para cada punto (macolla es el conjunto de tallos que nacen de una sola planta).

El área de estudio para esta investigación se localiza en la Hacienda Amayo, km 55 de la carretera longitudinal del norte, municipio de El Paraíso, comprende una extensión territorial de 14.1 hectáreas (veinte manzanas) con coordenadas geográficas 14.3785 N y 89.80790 O y una altitud de 250 msnm.

Los muestreos iniciaron a las 7:00 a.m. y finalizaron a las 11:30 a.m. Se efectuaron tres revisiones en periodos de tiempo de una hora y treinta minutos para cada parcela, dejando un espacio de tiempo de treinta minutos para cada punto de muestreo en cada parcela. Las dos variedades de sorgo fueron muestreadas simultáneamente por un responsable para cada cultivo.

6. Maya, H.V.; Rodríguez, del P.L.A. 2014. Pulgón Amarillo (Melanaphis sacchari): Nueva Plaga del Sorgo en Tamaulipas.

Campo Experimental Rio Bravo. INIFAP. Rio Bravo, Tamaulipas.

México. 6 p.

Se recolectaban los insectos que se observaban asociados a M. sacchari. El criterio de determinación de insecto depredador del Pulgón Amarillo del Sorgo (PAS) (Fig. 3) fue establecido por observación directa, documentación fotográfica, videos y la literatura.

7. [SAGARPA] Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación 2015. Pulgón amarillo, nueva plaga en México.

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Insectos depredadores de Melanaphis sacchari (Hemiptera: Aphididae) en un cultivo de sorgo (Sorghum bicolor) del Municipio El Paraíso, Chalatenango, El Salvador.

Figura 3. Pulgón amarillo del Sorgo (Melanaphis sacchari) medida: 1.5 mm.. Fuente: Cortez 2017.

La identificación de los insectos se realizó con claves taxonómicas y comunicaciones personales de expertos, utilizando Microscopio estereoscópico, Pinzas, libros, guías taxonómicas, documentación fotográfica y todo material bibliográfico necesario para la identificación.

Después de identificados los insectos, se introducían en frascos con 20 ml de alcohol al 70%, etiquetados con el nombre del insecto depredador definido, fecha, número de parcela, sitio de colecta, según Mondaca.

(Comunicación personal, Dr. Edgardo Cortez Mondaca, investigador del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). México) En el laboratorio, los insectos vivos se depositaban en cajas de Petri cerradas, se colocaba un insecto en cada caja con un trozo de hoja de sorgo infestada con Melanaphis sacchari, posteriormente se dejaba en reposo durante cinco minutos para lograr estabilizar al insecto al microambiente de la caja de Petri.

Cuando se destapaba la caja se documentaba mediante video como los insectos depredaban a Melanaphis sacchari (Fig. 4). Ese fue un criterio para afirmar el concepto de insecto depredador.

Las especies de insectos depredadores de M. sacchari representativos de cada especie identificada, se montaron en alfileres entomológicos y triángulos de material acetato, se elaboraron viñetas con la respectiva información taxonómica y de colecta, el propósito fue elaborar una colección de referencia de insectos depredadores del PAS para El Salvador.

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Fig.4. Cycloneda sanguínea depredando un PAS.

RESULTADOS Se reporta un total de 610 individuos de sacchari; 316 individuos para la variedad Sorgo CENTA Liberal y 294 individuos en la variedad Sorgo Dulce (Criollo), pertenecientes a 12 especies, tres familias y tres órdenes, durante el período de mayo a agosto de 2017 (Tabla 1).

Las especies que presentaron mayores abundancias fueron: Coleomegilla maculata del órden coleóptera (Fig. 5) y Toxomerus sp1 del órden díptera. El orden Neuróptera solamente presento una especie: Ceraeochrysa sp.

La especie Toxomerus sp1 fue la más abundante para la variedad CENTA Liberal con un total de 74 individuos, seguidamente

Fig. 5. Coleomegilla maculata una de las especies más abundante.

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de la especie Coleomegilla maculata con un total de 68 individuos y Toxomerus sp4 con 49 individuos. En la variedad dulce Toxomerus sp1 fue la más abundante con un total de 86 individuos, seguidamente de Toxomerus sp4 con 63 individuos y Coleomegilla maculata con 61 individuos (Tabla 2). Del total de especies reportado se observa que todas están presentes en ambas variedades, pero con variante en las abundancias.

Al muestreo uno las plantas de sorgo poseían tres hojas, la diversidad se presentó baja con tres especies, para los muestreos uno y dos la riqueza se mantuvo constante, pero al llegar al muestreo tres y cuatro las plantas presentaban mayor crecimiento y mayor número de hojas, aumentando el doble de las especies haciendo un total de seis.

Al muestreo cinco y seis solamente aumentó una especie. El aumento de la mayor parte de

Tabla 1. Composición de las especies de insectos depredadores de Melanaphis sacchari en un cultivo de sorgo con las variedades CENTA Liberal y Dulce, en el municipio El Paraíso, Chalatenango, El Salvador.

Tabla 2. Frecuencia de las especies de insectos depredadores de Melanaphis sacchari en un cultivo de sorgo con dos variedades CENTA Liberal y Dulce.

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Insectos depredadores de Melanaphis sacchari (Hemiptera: Aphididae) en un cultivo de sorgo (Sorghum bicolor) del Municipio El Paraíso, Chalatenango, El Salvador.

Fig. 6. Especies identificadas de insectos depredadores.

especies sucedió al muestreo siete y ocho donde las plantas presentaban su etapa de desarrollo floral, lo que permitió un incremento de cinco especies de insectos depredadores (Fig.7).

Llegando a hacer un total de 12 especies que se identificaron en los últimos dos muestreos (Fig. 6) Las abundancias totales por muestreo para las dos variedades se ven reflejadas en la figura 8, donde se observa que para los primeros tres muestreos las abundancias tienen un comportamiento similar, pero al muestreo cuatro y cinco, se presenta un aumento del número de individuos, ya en el muestreo seis las poblaciones bajan debido al factor lluvia que afectó en ese periodo, al muestreo siete y ocho las abundancias se incrementan, superando la cantidad de número de individuos respecto a los muestreos anteriores.

DISCUSIÓN La presente investigación reporta tres órdenes de insectos depredadores del pulgón amarillo del sorgo, donde el órden con mayor número de especies fue el órden Coleóptera representado por la familia Coccinellidae con seis especies, El Orden Díptera representado por la familia Syrphidae con cinco especies y el Orden Neuróptera representado por la familia Chrysopidae con una especie. Dichos órdenes son los mismos reportados por Cortez [8] y Vázquez [9]; en ambos estudios se reportan a los órdenes coleóptera y díptera con mayor diversidad de especies.

Figura 7. Curva de acumulación de especies de insectos depredadores de Melanaphis sacchari

De las 12 especies de insectos depredadores encontradas en un cultivo de sorgo, Coleomegilla maculata, Cycloneda sanguínea, Hippodamia convergens, Hyperaspis sp, Scymnus sp, Ocyptamus gastrostactus y Ceraeochrysa sp, coinciden con las encontradas por Cortez et al (2015), Rodríguez et al (2015) en su estudio “Coccinellidos depredadores del pulgón amarillo del sorgo” y Vázquez et al (2015) como especies depredadoras de M. sacchari en cultivos de sorgo en el Norte de Sinaloa, Nayarit y Comarca Lagunera, México. Mientras que las especies pertenecientes al género Toxomerus no se ha reportado en México según Cortéz (2017), pero según Bortolotto [10] en su estudio “influencia del distanciamiento en el borde del bosque para la abundancia de áfidos en campos de trigo, son de suma importancia en etapa larval para la reducción de las poblaciones de áfidos debido a que presentan una gran abundancia en los cultivos.

Las especies de Coccinélidos con mayor abundancia fueron: Coleomegilla maculata (Coleóptera: Coccinellidae) con 129 individuos, Cycloneda sanguínea (Coleóptera: Coccinellidae) con 69 individuos. Estos resultados son similares a los observados por Cortez et al.

(2015) quien reporto a Cycloneda sanguínea, Coleomegilla maculata y Scymnus sp. como las más abundantes en el norte de Sinaloa, pero se contrasta con lo observado por Rodríguez (2015) quien reporta a Hippodamia convergens, como la especie más abundante, seguidamente de Cycloneda sanguínea y Coleomegilla maculata en Nayarit México.

8. Cortéz M.E et al (2015). Relación de enemigos naturales del pulgón amarillo del sorgo Melanaphis sacchari, en el norte e Sinaloa, México.

9. Vázquez N.J., A.J. Carrillo y F. B. Cisnero 2015. Estudio poblacional en un cultivar de Sorgo forrajero infestado con pulgón amarillo del sorgo, Melanaphis sacchari (ZEHNTNER, 1897). En la comarca lagunera, México.

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10. Bortolotto O.C., M. A. Oliveira, H. A. Thibes y T. A. Campos 2009. “Distance from the edge of forest fragments influence the abundance of aphidophagus hoverflies (Diptera/Sirphidae) in Wheat fields”. Paraná, Brasil.

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Insectos depredadores de Melanaphis sacchari (Hemiptera: Aphididae) en un cultivo de sorgo (Sorghum bicolor) del Municipio El Paraíso, Chalatenango, El Salvador.

CONCLUSIONES La comunidad de insectos depredadores en el cultivo de sorgo está formada por tres órdenes y tres familias. El órden coleóptera representado por la familia Coccinellidae con seis especies, seguidamente del Orden Díptera representado por la familia Syrphidae con cinco especies y el Orden Neuróptera representado por la familia Chrysopidae con una especie.

Figura 8. Total abundancias por muestreo de los insectos depredadores de Melanaphis sacchari

Las especies de Syrphidos con mayor abundancia fueron: Toxomerus sp1. (Díptera: Syrphidae) Con 160 individuos y Toxomerus sp4. (Díptera: Syrphidae) con 112 individuos, Bortolotto et al (2009) menciona que las especies pertenecientes al género Toxomerus en etapa larval son importantes en la reducción poblacional de áfidos debido a que presentan una gran abundancia en los cultivos.

Finalmente este estudio demuestra que las especies de insectos depredadores de Melanaphis sacchari juegan un papel importante en la reducción poblacional de la plaga [8, 9, 11] dato que también coincide con el informe presentado por SENASICA (2014) en México “Pulgón Amarillo del Sorgo”, donde se menciona que los órdenes de insectos depredadores son los que causan mayor mortalidad en poblaciones de Melanaphis sacchari, son: órdenes Coleóptera, Díptera y Neuróptera como los más efectivos para el uso del control biológico.

El presente estudio es uno de los primeros esfuerzos, para el conocimiento de las especies de insectos depredadores de M. sachari en la zona norte de El Salvador. La información generada es relevante, porque con la base de este estudio, se pueden desarrollar futuras investigaciones, enfocadas a implementar el control biológico con uno o varios insectos depredadores de esta plaga, beneficiando a los agricultores y cultivos de nuestro país.

De las 12 especies identificadas en este estudio, cuatro de ellas sobresalen en abundancia Toxomerus sp1., Toxomerus sp2., Coleomegilla maculata y Cycloneda sanguínea, que pueden considerarse en futuros estudios para la implementación del control biológico por abundancia, generando un efecto positivo en el control de la plaga.

La abundancia registrada para la variedad CENTA Liberal fue de 316 individuos y para la variedad Sorgo Dulce (criollo) 294. Presentándose una diferencia de 22 individuos.

En cuanto a la comparación de la diversidad de especies entre las dos variedades de sorgo (Sorghum bicolor) variedad CENTA Liberal y Variedad Dulce, no existe diferencias debido a que las especies depredadoras aparecieron simultáneamente en los muestreos en ambas variedades de sorgo.

La especie Coleomegilla maculata se presentó en todos los muestreos como especie constante, siendo una especie clave en la implementación del control biológico.

Al momento de evaluar en laboratorio las especies depredadoras de M. sacchari se observó que Coleomegilla maculata (Coleóptera: Coccinellidae) y la larva de Ceraeochrysa sp.

(Neuróptera: Chrysopidae) son las especies con mayor voracidad de depredación.

11. Rodriguez P.M., C. J. Cambero, E. G. Luna, V. O. Estrada, A. N. De Dios y A. C. Cambero, 2015. Coccinellidos depredadores del pulgón amarillo del sorgo, En Nayarit México.

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El papel del pez Chimbolo (Poeciliopsis gracilis Heckel 1848) en el biocontrol de zancudos y la recuperación de servicios ecosistémicos en los ríos urbanos de El Salvador Víctor D. Carmona-Galindo¹,²,*, Tizziana V. Carmona³, Dahlia E. Carmona-Valdivieso4 ¹Biology Department, University of Detroit Mercy, Detroit, Michigan, USA ²Centro de Investigación y Desarrollo en Salud (CENSALUD), Universidad El Salvador, San Salvador, El Salvador ³Titian Higher Education Consulting, Troy, Michigan, USA 4International Academy, Troy, Michigan, USA *Autor de correspondencia: carmonvi@udmercy.edu

Resumen Los impactos antropogénicos sobre la biodiversidad pueden perjudicar los servicios ecosistémicos que el medio ambiente provee.

Nuestro objetivo fue evaluar el impacto del pez chimbolo Poeciliopsis gracilis, una especie nativa y común en El Salvador, sobre poblaciones de larvas de zancudos. Colocamos peces chimbolo en hábitats artificiales bajo condiciones de campo y analizamos los patrones de persistencia de larvas de zancudo.

Detectamos que los peces chimbolo reducen significativamente la abundancia de larvas de zancudo en aguas estancadas comparada a los tratamientos control. Discutimos el papel del pez chimbolo como un biocontrol en la mitigación de enfermedades humanas transmitidas por zancudos y la recuperación de los ríos urbanos en El Salvador como una herramienta importante para sostener los servicios ecosistémicos.

Palabras clave: Conservación, ecosalud, enfermedades vectorizadas, mosquitos, recuperación de ecosistemas, salud global.

Introducción La diversidad en los sistemas naturales ecológicos se define por la riqueza de entidades y la abundancia relativa de estas, sin embargo para caracterizar la biodiversidad se necesita evaluar tres elementos de escala espacial ecológica diferencial: diversidad genética, diversidad de especies, y diversidad en las funciones del ecosistema [1]. Al nivel de ecosistema, la redundancia en los sistemas

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naturales juega un papel importante en la sostenibilidad de la biodiversidad [2], ya que rige el flujo de energía a través de un sistema y el reciclaje de la materia dentro del mismo. Cuando alguna de estas funciones del ecosistema es en beneficio a la salud humana, se les redefine como servicio ecosistémico. Por ejemplo, la reducción de contaminación atmosférica por árboles se considera un servicio ecosistémico ya que la alta abundancia de árboles en áreas urbanas se correlaciona con una baja incidencia de asma infantil [3]. La identificación de servicios ecosistémicos es importante para el desarrollo sostenible urbano, ya que hay evidencia científica que los beneficios públicos de mantener paisajes verdes urbanos que recuperan funciones del ecosistema [4] supera los costos públicos de sostener una perspectiva médica clínica que solo interviene al nivel individual pos-contaminación [3].

En términos de adecuación biológica, las interacciones antagonistas entre especies se caracterizan con el beneficio de la primera especie y el perjuicio de la segunda. Por ende, especies de depredadores logran impactar la distribución, abundancia, y estructura de las poblaciones de especies que son presa [2]. El biocontrol, o control biológico, emplea especies que se benefician durante interacciones antagonistas para controlar las poblaciones de especies no deseadas (malezas, plagas, vectores de enfermedades, etc.). Sin embargo, el uso de especies no nativas (exóticas) para el biocontrol de especies no deseadas corre el

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Figura 1. Colecta de peces chimbolo P. gracilis en una quebrada urbana afluente del río El Jute en Zaragoza, La Libertad.

riesgo de precipitar una invasión biológica donde la misma agresivamente expande su territorio perjudicando diversas comunidades nativas más allá de la especie no deseada entendida [5] Por ejemplo, el uso de peces olominas (Poecilia spp.) en ambientes no nativos para el control biológico de larvas de zancudo arriesga significativamente la biodiversidad nativa, específicamente las funciones del ecosistema [6]. Se necesitan estudios locales que evalúan especies nativas para caracterizar su capacidad en el biocontrol de especies no deseadas [7], ya que estas especies nativas aportarían redundancias en las funciones del ecosistema y a la vez podrían estar contribuyendo beneficios a la salud humana por medio de servicios ecosistémicos [8].

Los peces dulceacuícolas tropicales de la familia taxonómica Poeciliidae (olovinas, chimbolos, topotes, guatopotes, etc.) son elementos comunes en los ríos y quebradas de El Salvador [9, 10] y varias especies de esta familia se han documentado que tienen una dieta oportunista, incluyendo larvas de zancudo [11]. El objetivo de este estudio fue evaluar la capacidad de una especie nativa de pez chimbolo (Poeciliopsis gracilis Heckel 1848) en alimentarse exclusivamente de larvas de zancudos y a la vez caracterizar su impacto sobre estas. Pusimos a prueba la hipótesis que hábitats artificiales con peces chimbolo tendrían una abundancia de larvas de zancudo menor que hábitats artificiales control sin peces chimbolo.

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Metodología Se colectaron 30 peces chimbolos (Poeciliopsis gracilis) de una quebrada afluente del río El Jute de Zaragoza en La Libertad durante los meses de julio-agosto 2016. La quebrada corre entre las zonas residenciales de Palo Alto y las Brisas de las Mercedes y está antropogénicamente perturbada; donde se observa basura, aguas grises, entre otras (Figura 1). La especie de los peces chimbolos se identificó usando las listas de distribución de peces dulceacuícolas tropicales por [9, 10]. Utilizamos vasos plásticos con una capacidad de 250 ml, los cuales montamos en grupos de tres sobre una bandeja de estereofón.

El trío de vasos en cada bandeja consistía de un control con agua, un tratamiento con agua y un pez chimbolo, y un segundo tratamiento con agua y dos peces chimbolos.

Se colocaron 10 bandejas (30 vasos en total) al aire libre y bajo sombra de vegetación en un área residencial de Zaragoza en La Libertad (Figura 2). Durante el transcurso del experimento, no se suplemento alimentación a los peces chimbolos.

Después de 30 días en condiciones de campo, las bandejas se colectaron y se hizo un conteo de las larvas de zancudo. La distribución promedio observada de larvas de zancudos en los vasos control y los vasos tratamiento fue comparada contra una distribución homogénea utilizando un análisis de Chi Cuadrado [12].

Posteriormente, para confirmar que los peces chimbolos podían alimentarse de las larvas de zancudo, colocamos varios peces chimbolos y

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larvas de zancudo en los vasos tratamiento con un solo pez chimbolo ni en los vasos tratamiento con dos peces chimbolo. Posteriormente, de manera directa observamos a los peces chimbolos en nuestro experimento activamente alimentarse de las larvas de zancudo.

Discusión

Figura 2. Bandejas con tres vasos plásticos, un control con solo agua y dos tratamientos conteniendo 1-2 peces chimbolos fueron colocados en condiciones de campo por 30 días.

larvas de zancudo juntos en un solo vaso para poder directamente caracterizar su interacción.

Resultados El número de larvas de zancudo observadas fue mayor de lo esperado en los vasos control (sin chimbolo) y por debajo de lo esperado en los vasos tratamiento con peces chimbolos (X²=32.75, P<0.001, Figura 3). Observamos un promedio de 33 larvas de zancudo en los vasos control una desviación estándar de +/- 26 larvas de zancudo; representando una densidad aproximada de 1 larva de zancudo por cada 7.6 ml de agua estancada. El número máximo de larvas de zancudo que se llegaron a observar en los vasos control sin chimbolos fue de hasta 72 individuos; representando una densidad aproximada de 1 larva de zancudo por cada 3.5 ml de agua estancada. No se observaron

El número de larvas de zancudo fue significativamente menor en los hábitats artificiales con peces chimbolo que en los hábitats artificiales control sin peces chimbolos (Figura 3). Concordando con una riqueza observada al nivel taxonómico familia de dietas oportunistas [11], los chimbolos de nuestro estudio demostraron una gran plasticidad en poder alimentarse exclusivamente de larvas de zancudo por un mes. Similarmente, las larvas de zancudo en nuestro estudio también demostraron mucha plasticidad en poder reproducirse con poco volumen de agua estancada (1 larva por cada 3.5 ml – 7.6 ml de agua). Nuestras observaciones directas de peces chimbolos alimentándose de larvas de zancudo descarta la posibilidad de que los zancudos adultos evitan depositar sus huevos en aguas donde hay peces chimbolos presentes y/o activamente alimentándose de larvas de zancudo.

En El Salvador, los zancudos son vectores para muchas enfermedades humanas importantes como el dengue [13], chikungunya [14], zika [15], malaria [16], filariasis linfática [17], y la fiebre amarilla [18]. El biocontrol de las poblaciones de zancudo por medio de especies nativas a El Salvador que mantienen interacciones antagonistas con estas podría ser una herramienta importante y complementaria a existentes campañas de fumigación [19],

Figura 3. Comparación del número de larvas de zancudo observadas en los vasos de agua estancada cuando el pez chimbolo estaba presente y ausente. Las barras representan una desviación estándar.

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investigaciones sobre nuevos repelentes [20], campañas de control de basura [21], y desarrollo de vacunas [22]. Una ventaja de potenciar el papel de los peces chimbolos, como biocontrol de larvas de zancudos, es que son nativos a El Salvador y por lo tanto cuentan con depredadores en el medio ambiente que mantienen sus números de población bajo control [5]. Sin embargo, El Salvador cuenta con un paisaje tropical boscoso degradado y fragmentado [23], además de un sistema de ríos y quebradas severamente contaminados [24].

Por lo tanto, los servicios ecosistémicos por los peces chimbolo aquí descritos y servicios ecosistémicos por otras especies nativas dulceacuícolas aún no estudiadas dependen de los esfuerzos para recuperar las redes de ríos urbanos de El Salvador, específicamente por medio de la mitigación de impactos antropogénicos como la contaminación por agroquímicos, efluentes industriales, aguas grises y negras, e hipertroficación [24, 25].

El siglo XXI no cuenta con problemáticas de medio ambiente mono-disciplinarias, solo multi-disciplinarias. Las soluciones verdes en El Salvador necesitan extenderse más allá del embellecimiento de paisajes urbanos y requieren respaldo cuantitativo y empírico en su capacidad de conservar una biodiversidad funcional y recuperar servicios ecosistémicos.

Por ejemplo, el tratamiento de aguas residuales contaminadas en El Salvador debe integrar el importante papel de las comunidades biológicas en sostener funciones del ecosistema [26, 27].

Sin embargo, la productividad de una integración de ciencias biológicas en exploraciones multidisciplinarias de infraestructura verde urbana se ve limitada por un paisaje de educación superior salvadoreño que cuenta con solo una Escuela de Biología (en 24 universidades en total).

La cobertura boscosa de El Salvador alcanza el 2-3% [28] y programar su recuperación directa no es factible como agenda científica o social ya que no incorpora las necesidades socioculturales de la población local [29]. Por ejemplo, cuando el proceso de urbanización incorpora un enfoque multidisciplinario hacia el desarrollo sostenible, mejora la carga social de enfermedades infecciosas más allá de lo que se obtendría bajo un enfoque mono-disciplinario hacia a la biodiversidad [30]. Además, las investigaciones de sistemas agroforestales están explorando un equilibrio entre el rendimiento de los cultivos y la recuperación de las funciones del ecosistema local [31]. En base a la increíble capacidad de los zancudos de poder reproducirse con poco

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volumen de agua, el control de la basura (llantas, bolsas, contenedores, etc.) y tuberías rotas (fugas en zonas verdes públicas, etc.) en áreas urbanas es un tema que necesita más atención para el control integrado de poblaciones de zancudos. Por eso sugerimos futuros estudios que exploren la diversidad y ecología de ácaros acuáticos que tienen la capacidad de depredar larvas de zancudos en pequeños volúmenes de agua, comunes en ambientes urbanos verdes [32].

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Estudio de contaminación por microplásticos en el lago de Coatepeque, Santa Ana, El Salvador Ángel Hernández¹, Jonathan Ventura¹, Romeo Muñoz¹, James Humberstone¹, Rainer Christoph¹, Enrique Barraza², Verónica Melara². ¹Laboratorio de Nanotecnología, Instituto de Ciencia, Tecnologia e Innovación. ²Unidad de Biología Marina, Instituto de Ciencia, Tecnologia e Innovación.

Universidad Francisco Gavidia. aahernandez@ufg.edu.sv, jventura@ufg.edu.sv, ramunoz@ufg.edu.sv, aranelhope@yahoo.com, rainer@nanotecnia.net, jebarraza@ufg.edu.sv

Resumen

Palabras clave:

Desde su creación, el plástico representa una de las mayores revoluciones de la industria, utilizada en gran cantidad de productos, desde domesticos hasta industriales, el plástico ha generado grandes beneficios, pero también ha traído considerables consecuencias por el tratamiento inadecuado de sus desechos en ecosistemas terrestres, aéreos y acuáticos. Los desechos plásticos al ser expuestos al sol tienden a fragmentarse en partículas cada vez más pequeñas hasta alcanzar escalas micrométricas, mediante la utilización de un equipo Manta Trawl se recolectaron muestras en temporada seca y lluviosa en el Lago de Coatepeque confirmando la presencia de partículas plásticas en el orden de las trescientas mil por kilómetro cuadrado.

Ecosistemas, Microplásticos, Contaminación, Lagos.

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Introducción Desde su creación en 1909¹, el plástico, representa una de las mayores revoluciones en la industria de materiales sintéticos. Su elasticidad, flexibilidad y resistencia a la descomposición, ha conllevado a que hoy en día vivamos rodeados de productos elaborados de este material, utilizados en productos domésticos hasta equipos industriales.

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PlasticsEurope. 2015:1–34. doi:10.1016/j.marpolbul.2013.01.015

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Estudio de contaminación por microplásticos en el lago de Coatepeque, Santa Ana, El Salvador Ángel Hernández, Jonathan Ventura, Romeo Muñoz, James Humberstone, Rainer Christoph, Enrique Barraza, Verónica Melara.

Figura 1. Analogía del tiempo de descomposición de plásticos comparados con eventos sucedidos en la historia humana. Fuente. Greenpeace.

El plástico se define como sustancias orgánicas macromoleculares o poliméricas a las que en el proceso de síntesis se les añaden diferentes aditivos para diferentes objetivos. Según sea el polímero que conforme mayormente al compuesto, así será la respuesta medio ambiental del material plástico en su degradación. Resulta ser un material tan necesario como cotidiano en la vida del ser humano, pero este invento que revolucionó nuestro estilo de vida es el que está ocasionando la modificación de patrones alimenticios principalmente en ecosistemas acuáticos, empezando desde microorganismos hasta llegar al ser humano².

En los últimos 75 años la producción de plástico ha incrementado de 1.5 millones a 322 millones de toneladas por años a nivel mundial1. De acuerdo con un reporte de Greenpeace se desconoce la cantidad exacta de plástico en los mares, pero se estiman entre 5 y 50 billones de fragmentos de plástico, sin incluir aquellos que hay en el fondo marino o en las playas³.

El tiempo para que un objeto de plástico se desintegre puede tardar desde décadas hasta cientos de años 4,5 (ver Fig. 1).

3. Greenpeace. Plásticos en los océanos. Dosier de prensa. 2016:7.

2. Philipp Schwabl. Microplastics discovered in human stools across the globe in “first study of its kind.” EurekAlert! Science News. 2018 [accessed 2018 Oct 24]. https://www.eurekalert.org/ pub_releases/2018-10/sh-mdi101518.php

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Estudio de contaminación por microplásticos en el lago de Coatepeque, Santa Ana, El Salvador Ángel Hernández, Jonathan Ventura, Romeo Muñoz, James Humberstone, Rainer Christoph, Enrique Barraza, Verónica Melara.

La radiación ultravioleta del sol es el agente inicial del proceso de degradación del plástico ya que rompe los enlaces que une las moléculas poliméricas individuales, conllevando a fisuras en el material. Cuando las dimensiones de los fragmentos de plástico son inferiores a 5 mm se denominan microplásticos, los cuales resultan difíciles de detectar por el ojo humano6.

Los microplásticos representan a nivel mundial diversas amenazas, que requieren realizar investigaciónes a fondo7, una de sus principales problemáticas radica en la ingesta

iniciando en los microorganismos8 de los cuales se alimentan diversas especies de peces hasta llegar a la cadena alimenticia de otros seres acuaticos de mayor tamaño.

Recientes investigaciones confirman la presencia de microplásticos en mosquitos9 y tambien en la cadena alimenticia del ser humano² (ver figura 2).

De los tipos de microplásticos que están contaminando los océanos podemos distinguir primarios y secundarios.

Microplásticos Primarios: Son plásticos de tamaño milimétrico directamente liberados en el ambiente en forma de pequeñas partículas.

También pueden provenir de la abrasión de objetos plásticos de gran tamaño durante la fabricación, el uso o el mantenimiento, tales como la erosión de los neumáticos al conducir o de la abrasión de textiles sintéticos durante el lavado Microplásticos Secundarios: Son originados por la degradación de artículos plásticos con dimensiones superiores a 1 mm en fragmentos más pequeños por medio de los procesos de degradación arriba expuestos¹¹,¹².

Un estudio reciente de plásticos en algunas playas arenosas de El Salvador, reflejó la abundancia de materiales plásticos pequeños (entre 2 a más de 14 mm de diámetro) durante la estación seca, particularmente asociada a la vacación de Semana Santa de abril de 2016, en comparación con la estación lluviosa en agosto de 2016 ¹³.

8. Cole M, Lindeque P, Fileman E, Halsband C, Goodhead R, Moger J, Galloway TS. Microplastic ingestion by zooplankton. Environmental Science and Technology. 2013;47(12):6646–6655. doi:10.1021/ es400663f

Figura 2. Interacciones microplásticas en el medio marino, los vínculos ambientales son flechas continuas y los vinculos biológicos son las flechas discontinuas, que ponen de relieve la posible transferencia trófica10.

Fuente: Marine Anthropogenic Litter.

6. Rainer Christoph, Angel Hernandez, Romeo Muñoz, Angelo Picardo OP. Nanoboletin_Febrero-2016.pdf. Microplásticos en El Salvador. 2016.

7. Wagner M, Scherer C, Alvarez-Muñoz D, Brennholt N, Bourrain X, Buchinger S, Fries E, Grosbois C, Klasmeier J, Marti T, et al.

Microplastics in freshwater ecosystems: what we know and what we need to know. Environmental Sciences Europe. 2014;26(1):1–9. doi:10.1186/s12302-014-0012-7

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9. Amanda Callaghan. Up and away: ontogenic transference as a pathway for aerial dispersal of microplastics. Biology Letters.

2018;14.

10. Bergmann M, Gutow L, Klages M, Koelmans AA, Besseling E, Shim WJ. Marine anthropogenic litter. Marine Anthropogenic Litter.

2015;(JULY):1–447. doi:10.1007/978-3-319-16510-311. Lassen C, Hansen SF, Magnusson K, Hartmann NB, Rehne Jensen P, Nielsen TG, Brinch A. Microplastics Occurrence , effects and sources of releases. 2015.

12. Sundt P, Schultze P-E, Syversen F. Sources of microplasticpollution to the marine environment Project report.

(Miljødirektoratet), Norwegian Environment Agency. 2014;(M321|2015):86. doi:M-321|2015 13. Barraza E. Medición de la cantidad de residuos plásticos pequeños en algunas playas de El Salvador. Realidad y Reflexión.

2017;(45):45. doi:10.5377/ryr.v0i45.4421

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Estudio de contaminación por microplásticos en el lago de Coatepeque, Santa Ana, El Salvador Ángel Hernández, Jonathan Ventura, Romeo Muñoz, James Humberstone, Rainer Christoph, Enrique Barraza, Verónica Melara.

Figura 3. Plano de construcción del Manta Trawl, medidas en milimetros. Fuente. Elaboración propia.

También existen estudios que documentan la ocurrencia e impactos ambientales negativos derivados de la presencia de microplásticos en ecosistemas acuáticos continentales lacustres y fluviales en diferentes partes del mundo¹4,¹5.

Los microplásticos toman relevancia medioambiental por sus potenciales riesgos a la salud. El siguiente estudio realizado en el Lago de Coatepeque, en el departamento de Santa Ana, pretende confirmar la presencia de microplásticos en las aguas superficiales, utilizando un dispositivo denominado Manta Trawl.

material hacia un filtro de partículas mayores a 40 micrones (la mitad del grosor de un cabello humano) Se utilizó un Manta Trawl6 para recolectar muestras en el lago de Coatepeque, usando un filtro de 40 μm. El dispositivo fue arrastrado a una velocidad de aproximadamente 2 nudos (3.7 Km/h) sobre la superficie del agua bajo condiciones de calma en horas de la mañana (ver figura 4).

Respecto a la adquisición de las muestras se optó por utilizar una lona con mallas muy pequeñas

Materiales y Metodos Recolección de muestras Un Manta Trawl es un dispositivo que permite la recolección de muestras superficiales en el agua (ver Fig. 3), este tiene una forma similar a las mantarrayas. Este sistema contiene una red en forma de embudo que atrapa y concentra todo

14. Mani T, Hauk A, Walter U, Burkhardt-Holm P. Microplastics profile along the Rhine River. Scientific Reports. 2015;5(December):1–7. doi:10.1038/srep17988 15. Anderson JC, Park BJ, Palace VP. Microplastics in aquatic environments: Implications for Canadian ecosystems.

Environmental Pollution. 2016;218:269–280. doi:10.1016/j. envpol.2016.06.074

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Figura 4. Imagen del Manta Trawl de la Universidad Francisco Gavidia, utilizado para la captura de partículas mayores a 40 micrones, se muestra su funcionamiento en el Lago de Coatepeque. El dispositivo es arrastrado sobre la superficie del lago a una velocidad de 3.7 km/h (2 nudos) en condiciones climáticas favorables.

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para reducir el escape de micropartículas entre la entrada y el filtro(ver figura 5).

Para obtener el área recorrida en cada una de las muestras partimos del ancho de la boca de recolección del Manta Trawl (0.75 m.) multiplicada por las distancias recorridas, los resultados se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 Áreas de recolección de microplásticos ______________________________________________ Muestreo Distancia recorrida Área recorrida _____________________________________________

Figura 5. Imagen del Manta Trawl bajo la superficie del agua, puede apreciarse el filtro de 40 μm (color anaranjado). El filtro atrapa las partículas mayores al tamaño de su malla.

M1 813.6 m 610.2 m2 M2 552.74 m 414.56 m2 M3 317.06 m 237.80 m2 ______________________________________________

Para los muestreos analizados en este reporte, se realizaron dos arrastres en el mes de mayo del 2017 por ser epoca seca al norte del lago, y dos arrastres en epoca lluviosa realizadós 5 semanas después del primer muestreo, en el mes de junio en una zona ubicada en el suroeste, en cercanía de la Isla Teopán y otra cerca de la zona donde se realizo el primer muestreo.

Recolección de muestras Las primeras muestras fueron tomadas paralelas a la orilla del lago por (100 m a 200 m) desde el primer punto de partida al segundo, la distancia recorrida en este tramo fue de 500 m. Posteriormente se recorrió perpendicular a la orilla durante 314 m obteniendo un total recorrido de 813.60 m.

Las segundas muestras fueron tomadas cerca de la isla Teopan (Por 552.74 m) y la siguiente muestra en la zona que se ubica en cercanía de la península conocida como “Segundo Anteojo” (Por 317 m) ubicada al nor-este del lago cerca de donde se realizó el primer muestreo cinco semanas antes (Ver Fig. 6).

Figura 7. Hilo de plástico color rojo señalado por flecha blanca en la imagen, al fondo se encuentra la malla de 40μm de color anaranjado, la fotografía fue tomada con la cámara de un celular sobre un microscopio marca Zeiss (Modelo Stemi 200-C), con aumento a 100x. Para distinguir el material orgánico del material sintético se realizó un test con ácido sulfúrico (H2SO4 p.a, conc. peso 60%).

Análisis de muestras Se realizó un análisis microscópico de la superficie del filtro expuesto a la dirección de rastreo utilizando un estereomicroscopio óptico de la marca Zeiss (Modelo Stemi 200-C), con aumento a 100x.

Las partículas fueron contadas una a una y clasificadas en orden a su tamaño desde los 40 μm hasta los 6 mm de longitud. El método para diferenciar el material sintético del material orgánico fue utilizando ácido sulfúrico (H2SO4 p.a, conc. peso 60%), (ver Fig 7).

Resultados Primer muestreo

Figura 6. Mapa de la zonas de recolección de muestras en el Lago de Coatepeque, los primeros arrastres(lineas de color azul) fueron tomadas en temporada seca, los segundos arrastres(lineas en color rojo) fueron realizados cinco semanas despues en la temporada lluviosa.

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En el primer muestreo se contaron un total de 110 partículas de plástico con tamaños entre 40 y 999 μm. Además se encontraron 37 hilos de plástico de tamaños comprendidos entre 1 y 5.9

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Figura 8. Hilo de plástico color negro, al fondo se encuentra la malla de 40μm de color anaranjado, la fotografía fue tomada con la cámara de un celular sobre un microscopio marca Zeiss (Modelo Stemi 200-C), con aumento a 100x. Para distinguir el material orgánico del material sintético se realizó un test con ácido sulfúrico (H2SO4 p.a, conc. peso 60%).

mm (ver figura 8 y 9) junto con un fragmento de red de pesca de 6 mm de longitud.

La suma total de estas partículas es de 148 resumidas en la tabla 2: Tabla 2 Partículas encontradas _______________________________________________

Tamaño Cantidad _______________________________________________

De 40 a 999 μm 110

De 1 a 5.9 mm 37

6.0 mm 1 _______________________________________________

Total Recolectado 148 El detalle de las cantidades de microplásticos puede apreciarse en la figura 10.

Figura 9. Hilo de plástico, la fotografía fue tomada con un microscopio electrónico de barrido modelo Vega 3 LMU, usando un aumento de 419x.

Tomando en cuenta únicamente las partículas menores a 1mm en el rango de los micrómetros obtenemos 110 partículas sobre un área de recolección: 610.2 m2 equivalente a 180,269 micropartículas de plástico.

Segundo Muestreo Para las muestras tomadas 5 semanas después, se contaron un total de 157 partículas de plástico las cuales se distribuyen de la siguiente manera en la Tabla 3.

Tabla 3 Cantidad de partículas encontradas por muestra. El tamaño de las partículas encontradas se encuentra en un rango de 40 µm a los 1000 µm. ______________________________________________ ______

Muestreos Cantidad _______________________________________________ ______

Muestreo 2 67

Muestreo 3 90 ______________________________________________ ______

Total Recolectado 157

Figura 10. Cantidad de partículas de acuerdo a su tamaño, los rangos fueron elegidos arbitrariamente al tamaño de los agujeros de la malla del filtro de 40μm. Puede apreciarse que la mayor concentración de partículas se encuentran en los rangos de tamaños más pequeños.

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Para comparar los resultados obtenidos con los de otros estudios6 extrapolamos las concentraciones superficiales para un área de 1 km2, obteniendo concentraciones en el orden de ciento sesenta mil partículas por kilómetro

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cuadrado de superficie de agua en las zonas cercanas a la isla Teopán y en concentraciones en el orden de las trescientos ochenta mil partículas cerca del segundo anteojo del lago (ver tabla 4).

Tabla 4 Cantidad de micro plásticos por Km2. ______________________________________________

Muestreos Cantidad ______________________________________________

Muestreo 1 180,269 Km-²

Muestreo 2 161,619.09 Km-²

Muestreo 3 378,477.26 Km-² Discusion Es importante realizar muestreos adicionales en forma sistemática y durante diferentes épocas del año, incluyendo zonas adicionales del país (Lago de Ilopango, playas turísticas, bocanas de ríos, etc.). Esta información sería muy útil para futuros estudios, por ejemplo el modelamiento de los flujos de desechos de plástico en el país, como base para crear un catálogo de medidas concretas, respaldadas por evidencia científica para mitigar la creciente contaminación del país.

Conclusiones Las concentraciones de microplásticos provenientes de desechos encontradas en el lago de Coatepeque, están en el orden de trescientos setenta mil partículas por kilómetro cuadrado de superficie de agua. Este valor es inferior comparado con valores registrados en la superficie de las aguas costeras del litoral Pacífico de El Salvador, cuyas concentraciones van desde los seiscientos noventa mil hasta los novecientos cincuenta mil partículas por kilómetro cuadrado.

La mayor contaminación fue observada cerca de las orillas del lago, en ubicaciones donde se encuentran negocios turísticos (restaurantes), por lo que sería recomendable establecer políticas para el mejor manejo de la basura generada por estos últimos.

El tratamiento de los desechos de plástico debe ser regulado para evitar que estos lleguen a las riveras de los mantos acuiferos nacionales, previniendo su degradación en ecosistemas capaces de ingerir estas partículas de plástico, llevando a un potencial desequilibrio en la cadena alimenticia del ecosistema.

Es necesario enfocar investigaciones que estudien los posibles riesgos a la salud, patrones de comportamiento por la ingesta de

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microplásticos en las especies.

Agradecimientos Se agradece al Instituto de Ciencia Tecnología e Innovación de la Universidad Francisco Gavidia, El Salvador, por apoyar la realización de este trabajo.

Referencias 1. PlasticsEurope. Plastics - the facts 2014/2015: An analysis of European plastics production, demand and waste data. PlasticsEurope. 2015:1–34. doi:10.1016/j. marpolbul.2013.01.015 2. Philipp Schwabl. Microplastics discovered in human stools across the globe in “first study of its kind.” EurekAlert!

Science News. 2018 [accessed 2018 Oct 24]. https://www. eurekalert.org/pub_releases/2018-10/sh-mdi101518.php 3. Greenpeace. Plásticos en los océanos. Dosier de prensa.

2016:7.

4. Uruyama, H.; Kanamori, T.; Kimura YPM. Properties and biodegradability of polymer blends of poly(L-lactide)s with different optical purity of the lactate units. Mater. Eng. 2002;287:116–121.

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10. Bergmann M, Gutow L, Klages M, Koelmans AA, Besseling E, Shim WJ. Marine anthropogenic litter. Marine Anthropogenic Litter. 2015;(JULY):1–447. doi:10.1007/9783-319-16510-3 11. Lassen C, Hansen SF, Magnusson K, Hartmann NB, Rehne Jensen P, Nielsen TG, Brinch A. Microplastics Occurrence , effects and sources of releases. 2015.

12. Sundt P, Schultze P-E, Syversen F. Sources of microplastic- pollution to the marine environment Project report. (Miljødirektoratet), Norwegian Environment Agency.

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Evaluación de nuevos genotipos de calabaza (Cucurbita moschata D.) en diferentes épocas de plantación Elianet Ruiz Díaz, Ramón Arce Suárez y Euniel Jiménez Toledo Investigadores Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT), Cuba. eneticafbc@inivit.cu

Foto por: Dinesh Valke www.flickr.com/photos/dinesh_valke/5132761224

Resumen El cultivo de la calabaza (Cucurbita moschata Duch.) posee gran importancia económica por su excelente sabor y valor nutritivo. Aunque su producción ha ido en ascenso, aún no se cuenta con suficientes variedades comerciales de alto potencial productivo, fácil adaptabilidad y buena calidad culinaria, por lo que es necesario desarrollar los recursos fitogenéticos para lograr características deseadas. Con el objetivo de evaluar cuantitativa y cualitativamente los nuevos cultivares de calabaza en las épocas de invierno y primavera obtenidos en el Programa de Mejoramiento Genético del Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT), se realizó el montaje de dos experimentos de campo en parcelas de 25 plantas con un área de 150m2, sobre un suelo pardo mullido medianamente lavado. Se caracterizaron cuantitativa y cualitativamente siete cultivares para determinar su respuesta en las épocas de invierno y primavera. Los caracteres cualitativos del fruto: forma transversal del pedúnculo, color predominante y secundario del fruto, color de la El Salvador Ciencia & Tecnología

masa y forma del fruto, resultaron los de mayor variabilidad. Por su alto rendimiento (26,24t. ha-1), número de frutos por planta (5,86), peso promedio del fruto (4,43Kg), pulpa gruesa de color amarillo intenso y forma piriforme con cuello largo, se recomienda el cultivar ‘INIVIT C-8’ para ser evaluado en diferentes condiciones edafoclimáticas, con vistas a su generalización en el país.

Palabras claves: calabaza, cualitativa, cuantitativa

caracterizar,

Introducción La calabaza (Cucurbita moschata Duch.) es originaria de Sudamérica, donde crece de forma silvestre en el cono sur. La importancia de este cultivo ha sido referenciada desde diferentes puntos de vista (agrícola, alimenticio, medicinal, agroindustrial y decorativo) y en la actualidad es cultivada en diferentes zonas geográficas

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del planeta, son muy pocos los países que no siembran esta especie, lo cual demuestra su potencial como alternativa agrícola frente a los cultivos tradicionales (MINAG, 2008).

Durante la conformación de los montículos de 20cm de altura, se aplicó estiércol vacuno como materia orgánica, a razón de 6,0 kg. planta -¹ (10t.ha-¹).

La producción de calabaza en Cuba ha ido en ascenso por ser un cultivo resiliente frente al cambio climático, pero aún no se cuenta con un germoplasma diverso que permita su ampliación varietal, por lo que fortalecer un nuevo enfoque para los estudios de mejoramiento con interacción genotipo ambiente, es una línea de trabajo estratégica para las exigencias actuales (Rodríguez, 2010).

Las semillas se pregerminaron 24h antes de la siembra, en un beaker de 25ml con un volumen de agua de 10ml, igual al doble del espacio ocupado por las semillas.

La distancia de siembra empleada fue de 6 x 1m, en parcelas de 25 plantas con un área de 150m². Fueron colocadas dos colmenas a 50m de distancia de la plantación. Se sembraron dos semillas por nido, separadas entre sí a una distancia de 3cm y a una profundidad de 2-3cm.

Cuando aparecieron las dos primeras hojas verdaderas se realizó el raleo, eliminando la planta más débil.

En un programa de mejoramiento de cualquier especie, debe darse gran importancia a los estudios genéticos de los caracteres relacionados con el rendimiento y la calidad (muchos de los cuales son de tipo poligénico), como una de las mejores formas de evaluar el potencial genético del germoplasma, y también para aumentar la eficiencia de los métodos de mejoramiento para el desarrollo de nuevos cultivares comerciales (Camacho, 2004).

La insuficiencia de variedades comerciales de calabaza con alto potencial productivo, fácil adaptabilidad y buena calidad culinaria, afecta la diversidad genética de esta especie y los rendimientos en el sector agroproductivo cubano por lo cual la caracterización y evaluación de nuevos cultivares que posibilitarán la ampliación de la estructura varietal del cultivo en Cuba. Por lo que el presente trabajo tiene como objetivo: 1. Caracterizar cuantitativa y cualitativamente los nuevos cultivares de calabaza en diferentes épocas de plantación.

MATERIALES Y METODOS El trabajo se llevó a cabo en el Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT), municipio Santo Domingo, provincia Villa Clara, Cuba.

Fueron montados dos experimentos en las épocas de invierno (septiembre) y primavera (marzo) sobre un suelo pardo mullido medianamente lavado, según la Clasificación Genética de los Suelos de Cuba (Hernández et al., 2005) Las labores de preparación de suelo para la siembra se realizaron con tracción animal.

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La agrotécnia empleada fue la establecida por el Instructivo Técnico de la Calabaza (MINAG, 2008).

Los diseños empleados fueron de bloques al azar con cuatro repeticiones, para evaluar 10 plantas por parcela. Las evaluaciones fueron realizadas en el momento de la cosecha, a los 120 días después de sembrado el cultivo.

Se caracterizaron cuantitativa y cualitativamente siete nuevos cultivares de calabaza obtenidos mediante el Programa de Mejoramiento Genético del INIVIT: ‘INIVIT C-1’, ‘INIVIT C-4’, ‘INIVIT C-7’, ‘INIVIT C-8’, ‘INIVIT C-9’, ‘INIVIT C-13’, ‘INIVIT C-16’, utilizando como control la variedad ‘INIVIT C -2000’. El sistema de descriptores aplicados se correspondieron con los establecidos para el género Cucurbita (IPGRI, 1983).

Caracterización cuantitativa de los cultivares de calabaza en las épocas de invierno y primavera.

Los descriptores cuantitativos utilizados fueron: • Grosor de la masa (cm): se realizó un corte transversal al fruto y se midió con un centímetro el grosor, desde la cáscara hasta la cavidad placentaria.

• Peso medio del fruto (Kg): se pesó el número total de frutos en las 10 plantas evaluadas y se dividió entre el número de frutos.

• Número de frutos por planta: se contó el número de frutos en las plantas evaluadas.

• Rendimiento (t.ha-1): se evaluó en el momento de la cosecha.

Caracterización cualitativa de los cultivares de calabaza.

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Los descriptores cualitativos utilizados fueron:

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

• Hábito de crecimiento: se determinó si es determinado o indeterminado.

• Forma transversal del pedúnculo: se definió si es angular o cilíndrico.

• Forma del fruto: redondo, piriforme con cuello largo, piriforme con cuello corto, acampanado, ovalado, piriforme.

• Color predominante de la piel: amarillo, verde, naranja, crema.

• Color secundario de la piel: amarillo, verde, naranja, crema.

• Textura de la piel del fruto: lisa o rugosa.

• Color de la masa: amarillo claro, amarillo intenso, naranja.

• Forma de la semilla: elíptica, elíptica plana, ovalada.

Los resultados obtenidos en los caracteres cuantitativos de los cultivares en la época de invierno, revelan un mayor peso del fruto en el cultivar ‘INIVIT C-8’ sin diferencias significativas con el ‘INIVIT C-7’, ‘INIVIT C-16’ e ‘INIVIT C-4’ y significativamente superior al resto de los cultivares, incluyendo al control con menor valor.

El carácter número de frutos no difiere entre los tratamientos estudiados. El grosor de la masa fue mayor en el cultivar ‘INIVIT C-13’, seguido del ‘INIVIT C-8’, ‘INIVIT C-16’ y el ‘INIVIT C-1’, sin diferencias entre ellos y sí del resto de los tratamientos. El rendimiento fue superior en el cultivar ‘INIVITC-8’ (27.25t.ha-1), con marcada diferencia del resto de los cultivares (Tabla 1).

Las variables cuantitativas se procesaron de forma estadística mediante un análisis de varianza de clasificación simple y la comparación múltiple de medias, según la prueba de Tukey (Lerch, 1977) y para las variables cualitativas se utilizó el método jerárquico de aglomeración de Ward con distancia de Gower que permite trabajar con variables mixtas. El coeficiente de aglomeración para el método de Ward fue de 500,4 y un coeficiente de correlación genética de 0,526.

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Medias con letras desiguales dentro de columnas difieren para p < 0,05 según prueba de Tukey.

Resultados similares fueron reportados por Meneses et al. (2002); Ceballos (2003), Montes y Baena (2004); Espitia et al. (2006), en estudios realizados en diferentes variedades de este cultivo en época de invierno.

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Los caracteres cuantitativos de los cultivares seleccionados (Tabla 2). mostraron diferencias significativas en la época de primavera.

Medias con letras desiguales dentro de la misma columna, difieren para p < 0,05 según prueba de Tukey El cultivar ‘INIVIT C- 8’ fue el de mayor peso del fruto, sin diferencias con el ‘INIVIT C-9’ y sí con el resto de los cultivares. La variable número de frutos por planta presentó diferencias significativas entre los tratamientos y reveló al cultivar ‘INIVIT C-8’ como el de mejor resultado para este carácter. El mayor grosor de la masa lo tuvo el ‘INIVIT C-4’, sin diferir con el ‘INIVIT C-1’ y fue significativamente superior a la variedad control con menor valor. El cultivar ‘INIVIT C-8’ con un rendimiento de 25,23t.ha-1 fue superior al resto de los tratamientos en época de primavera Márquez et al. (2002) corroboran los resultados obtenidos, al evaluar cultivares de esta especie obtenidos mediante procesos de selección combinatoria, en diferentes épocas.

Falconer y Mackay (1996) coinciden con lo obtenido al encontrar diferencias entre variedades para el carácter peso del fruto, cuando se sembró en las dos épocas (invierno y verano), atribuyéndolo a la influencia de factores ambientales o genéticos no aditivos (incluidos en las correlaciones ambientales), los cuales afectan negativamente entre las variables.

Resultados similares alcanzaron Meneses et al.

(2002) y Ceballos (2003) para peso y número de

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frutos, grosor de la masa y rendimiento, lo que se atribuye a las condiciones de poca luminosidad en invierno, que demuestran la necesidad de buscar variedades que se adapten a distintas épocas.

Ambos autores coinciden con los resultados reportados por los investigadores Amaral et al.

(1994), Mohanty (2002) y Sudhakar et al. (2002).

La Tabla 3 refleja los caracteres cualitativos de los cultivares de calabaza estudiados, los que difieren en cuanto a forma transversal del pedúnculo, forma del fruto, color predominante y secundario de la piel y color de la masa, no siendo así para los caracteres, hábito de crecimiento, textura de la piel y forma de la semilla que se mantienen invariables en todos los cultivares.

La forma transversal del pedúnculo para ‘INIVIT C-1’, ‘INIVIT C-8’ e ‘INIVIT C-9’ fue angulado, no siendo así para ‘INIVIT C-13’ e ‘INIVIT C-16’ que fueron poco angulado y ligeramente angulados los cultivares ‘INIVIT C-4’, ‘INIVIT C-7’ e ‘INIVIT C-2000’ como control. El color predominante del fruto varió de amarillo para los cultivares ‘INIVIT C-1’, ‘INIVIT C-4’, ‘INIVIT C-7’ e ‘INIVIT C-13’, verde para ‘INIVIT C-8’, ‘INIVIT C-16’ e ‘INIVIT C-9’ y verde claro para la variedad ‘INIVIT C-2000’, sin embargo el color secundario del fruto fue de color crema para ‘INIVIT C-4’ y ‘INIVIT C-8’ y color amarillo para el resto de los cultivares, excepto en el ‘INIVIT C-2000’ que presentó color naranja.

El carácter forma del fruto mostró variación, desde ovalada para la variedad ‘INIVIT C-1’, piriformes de cuello corto para los cultivares

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Evaluación de nuevos genotipos de calabaza (Cucurbita moschata D.) en diferentes épocas de plantación Elianet Ruiz Díaz, Ramón Arce Suárez y Euniel Jiménez Toledo

‘INIVIT C-4’, ‘INIVIT C-7’ e ‘INIVIT C-2000’, piriformes de cuello largo para ‘INIVIT C-8’ y ‘INIVIT C-9’, hasta acampanado para los cultivares ‘INIVIT C-13 e ‘INIVIT C-16’. El color de la masa fue amarillo para los cultivares ‘INIVIT C-4’ e ‘INIVIT C-7’ y amarillo intenso para el resto de ellos. Este carácter está relacionado con el contenido presente de B caroteno.

Los resultados obtenidos coinciden con los reportados por Cruz (2001), Meneses et al.

(2002) y Ceballos (2003) quienes consideran con valor agronómico potencial caracteres del tipo cualitativos como: color de fruto (verde o amarillo), forma de fruto y color de pulpa (amarillo intenso), por ser esta característica interesante para futuros programas de mejoramiento en este cultivo. De igual manera corroboran los alcanzados por Cruz y Regazzi (1997) y Ruiz (2011), caracterizando variedades colectadas en los programas de mejoramiento genético para la obtención y diversificación de C. moschata.

CONCLUSIONES Después de analizados los resultados obtenidos se arriba a las conclusiones siguientes: • Los caracteres cualitativos forma transversal del pedúnculo, color predominante y secundario

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del fruto, color de la masa y forma del fruto, son los de mayor variabilidad en este estudio de cultivares de calabaza.

• La caracterización cuantitativa y cualitativa permitió seleccionar a ‘INIVIT C-8’ (26,24t.ha-1) como el mejor cultivar de calabaza.

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Resumen (máximo 120 palabras) y palabras claves (3-6), iii) Introducción, iv) Materiales y Métodos, v) Resultados, vi) Discusión, vii) Conclusiones y su relevancia al país, y viii) Referencias bibliográficas (listadas en orden numérico). Las tablas y figuras/fotografías ilustrativas, estarán integradas en el artículo y numeradas consecutivamente siguiendo el orden que se citan por primera vez. Los otros tipos de publicación, además del i), ii) y viii) contendrán la secuencia de temas y sub-temas pertinentes a discreción del autor, incluyéndose conclusiones o comentarios relevantes al país y su potencial aplicación.

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EJEMPLOS DE REFERENCIAS

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