El lago con tres orillas
Un grupo de vecinos muestrea tres sitios del lago San Marcos el mismo día, entre 6:00 y 7:00, antes de que salga el sol. En el sitio A, aguas arriba, el nitrato es 0.1 mg/L, el oxígeno disuelto 8.2 mg/L, la clorofila-a 3 µg/L y la transparencia 4.0 m. En el sitio B, frente al pueblo, los valores son 0.9 mg/L, 6.0 mg/L, 15 µg/L y 1.8 m. En el sitio C, junto a los campos de cultivo y a la descarga de una fábrica que usa agua para enfriar, registran 3.8 mg/L, 3.1 mg/L, 48 µg/L y 0.6 m. La temperatura del agua es 17.5 °C, 19.0 °C y 21.5 °C, respectivamente. Un grupo ciudadano afirma que la fábrica es la única causa; un agricultor responde que el lago se está calentando de forma natural y que eso explica todo. El ayuntamiento pide un dictamen técnico breve antes de decidir si clausura la descarga.
1. ¿Qué hipótesis explica mejor el conjunto de datos y qué confusión impide atribuir la causa a un solo factor?
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El patrón A < B < C es consistente con un gradiente de eutrofización: el nitrato sube de 0.1 a 3.8 mg/L, la clorofila-a de 3 a 48 µg/L y la transparencia baja de 4.0 a 0.6 m. Más nutrientes favorecen algas, que enturbian el agua. El oxígeno disuelto también baja, de 8.2 a 3.1 mg/L, lo que encaja con el consumo de oxígeno por respiración y descomposición.
La temperatura aumenta en el mismo sentido, pero por sí sola no explica el nitrato ni el aumento fuerte de clorofila; el agua más cálida retiene menos oxígeno y puede favorecer algas, pero no aporta nitrógeno. La fábrica de enfriamiento puede explicar el calor, no el nitrato; los campos pueden explicar el nitrato, no necesariamente el calor.
La confusión es que en C coinciden dos fuentes y no hay sitios independientes que separen sus efectos. Además, es una sola mañana y no hay réplica. Los datos apoyan una causa múltiple; no prueban que la fábrica sea la única causa.
2. Diseña una prueba sencilla que ayude a separar el efecto de la fábrica del de los campos de cultivo.
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Una prueba útil es un diseño de gradientes pareados. Elegir varios puntos antes y después de la descarga de la fábrica, y varios puntos antes y después del drenaje agrícola, de modo que cada fuente tenga su propio par de comparación. Si el nitrato sube solo después del drenaje y la temperatura sube solo después de la fábrica, se separan los efectos.
Debe muestrearse más de una vez y a la misma hora, incluyendo antes del amanecer y al mediodía, para distinguir la respiración nocturna de la fotosíntesis. Medir nitrato, oxígeno disuelto, temperatura, clorofila-a y transparencia, con dos o tres réplicas por sitio y registro de caudal y clima.
Si no hay acceso a varios puntos, un experimento de microcosmos con agua del lago y tres tratamientos -control, nutrientes y agua tibia- permitiría ver qué variable desencadena el crecimiento de algas. Ninguna prueba única demuestra causalidad, pero un patrón repetido en varios sitios y fechas es mucho más fuerte que una sola mañana.
3. Explica por qué el oxígeno disuelto es bajo en C si las algas producen oxígeno.
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Las algas producen oxígeno durante la fotosíntesis, pero también respiran de día y de noche, y consumen oxígeno. Cuando hay una floración, gran parte de la materia orgánica muere y es descompuesta por bacterias, que consumen oxígeno. Ese consumo puede superar la producción, sobre todo de noche y al amanecer.
La muestra se tomó entre 6:00 y 7:00, antes de que la luz fuera intensa; por eso el oxígeno puede estar en su punto más bajo. Además, el agua de C está a 21.5 °C, más cálida que la de A; el agua caliente disuelve menos oxígeno. También puede haber estratificación: el oxígeno producido en la superficie no se mezcla con el fondo.
Por eso no basta decir «hay algas, luego hay oxígeno». El dato de clorofila alta junto con oxígeno bajo es compatible con eutrofización avanzada: mucha materia orgánica, descomposición y respiración. Sería útil medir oxígeno al atardecer para comparar el ciclo diario.