Programas de monitoreo del medio marino costero

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PROGRAMAS DE MONITOREO DEL MEDIO MARINO COSTERO:

Diseños experimentales, muestreos, métodos de análisis y estadística asociada

Juan Carlos Castilla, José Miguel Fariña, Andrés Camaño

(Editores)

© Inscripción N° 2021-A-2251

Derechos reservados

Marzo 2021

ISBN 978-956-14-2790-7

ISBN digital 978-956-14-2791-4

Fotografía de portada:

Patricio H. Manríquez

Diseño:

versión productora gráfica SpA

Diagramación digital: ebooks Patagonia

www.ebookspatagonia.com info@ebookspatagonia.com

CIP – Pontificia Universidad Católica de Chile

Programas de monitoreo del medio marino costero: Diseños experimentales, muestreos, métodos de análisis

y estadística asociada / Juan Carlos Castilla, José Miguel Fariña y Andrés Camaño (editores).

Incluye bibliografías.

1. Ecología costera – Chile.

2. Monitoreo ambiental – Chile.

3. Análisis del impacto ambiental – Chile.

I. Castilla, Juan Carlos, editor.

II. Fariña Rivas, José Miguel, editor.

III. Camaño, Andrés, editor.

2021 577.510983 + DDC 23 RDA

PRESENTACIÓN

El seguimiento ambiental de proyectos, en el marco del Sistema de Evaluación Ambiental, se entiende como el conjunto de acciones destinadas a determinar los efectos reales de un proyecto o actividad y verificar si aquellas variables ambientales identificadas como relevantes, evolucionan de acuerdo a lo planeado.

Bajo esta premisa es preciso que su diseño permita cumplir con los objetivos trazados y cuente con un respaldo científico idóneo y robusto. Actualmente en el país se dispone de limitadas fuentes de información o guías técnicas que cumplan con esta premisa, existiendo brechas para su adecuado desarrollo.

La Dirección General del Territorio Marítimo y Marina Mercante tiene como misión cautelar el cumplimiento de las leyes y acuerdos internacionales vigentes para dar seguridad a la navegación, proteger la vida humana, preservar el medio ambiente acuático, los recursos naturales y fiscalizar las actividades que se desarrollan en el ámbito marítimo de su jurisdicción, con el propósito de contribuir al desarrollo de los intereses marítimos de la nación.

En materias de protección al medio ambiente acuático, le corresponde velar por la preservación de la ecología del mar, contribuyendo a la evaluación y fiscalización ambiental de las actividades que se desarrollan en su jurisdicción, llevar a cabo programas de monitoreo de los cuerpos de agua de interés y apoyar las actividades de investigación científica marina que allí se realizan.

La presente publicación, Programas de monitoreo del medio marino costero: Diseños experimentales, muestreos, métodos de análisis y estadística asociada, desarrollada en forma colaborativa entre destacados actores del ámbito académico, servicios públicos y privados, analiza en forma rigurosa diferentes fuentes de información internacional y nacional respecto de programas de monitoreo marinos, los compila y propone consideraciones técnicas y aspectos relevantes para su aplicación y ejecución, transformándose así en una potente herramienta de trabajo que podrá ser utilizada tanto por las instituciones académicas, públicas, como por los proponentes de proyectos a ser desarrollados en el medio marino.

Espero que el resultado de la ya larga relación de trabajo entre Directemar y el Comité Oceanográfico Nacional, en particular con el Grupo de Trabajo de Contaminación Marina, permita seguir generando publicaciones de esta calidad que ayuden al objetivo de preservación del medio ambiente acuático marino.

Contralmirante LT

Don Jorge Imhoff Leyton

Director de Intereses Marítimos y Medio Ambiente Acuático

Armada de Chile

INTRODUCCIÓN Y AGRADECIMIENTOS

El libro Programas de monitoreo del medio marino costero: Diseños experimentales, muestreos, métodos de análisis y estadística asociada es el resultado de una aspiración de los editores desde hace más de tres décadas. En ese lapso de tiempo hemos estado involucrados –junto a diversos investigadores, técnicos y autoridades– en numerosos seminarios, reuniones, discusiones, evaluación de informes y programas de monitoreo marino costeros en Chile. Sin embargo, nunca se había reunido la comunidad académica especializada, los profesionales relacionados con estos programas, autoridades de la Armada de Chile y el Ministerio del Medio Ambiente en un seminario en que se presentaran ponencias académicas, profesionales y técnicas sobre el tema, con la finalidad de publicar un libro como el presente, el primero en su género en el país. Un logro.

El seminario se realizó en diciembre del 2018 y fue organizado por los editores del libro con el apoyo del Grupo de Trabajo de Contaminación Marina del Comité Oceanográfico Nacional, bajo el alero de la Pontificia Universidad Católica de Chile, y contó con el auspicio del Ministerio de Medio Ambiente, el Comité Oceanográfico Nacional y la Facultad de Ciencias Biológicas de dicha universidad. Además, contamos con el patrocinio y aportes financieros de las compañías Antofagasta Minerals y Minera Collahuasi, a quienes agradecemos el apoyo.

En el seminario se presentaron quince trabajos que cubrieron diversos aspectos de programas de monitoreo marino costeros, en temas legales, fiscalización, biológicos, físicos, químicos, oceanográficos y de uso de tecnologías digitales. Sin embargo, no logramos integrar al seminario conocimientos y herramientas de las ciencias sociales, tan importantes de considerar en temas ambientales. Un debe.

Los capítulos del libro, donde participan treinta científicos nacionales y dos españoles, contienen información actualizada, puntos de vista académicos y técnicos de los diferentes autores y recomendaciones. Uno de los puntos resaltantes en cada capítulo es la amplia cobertura de la literatura nacional e internacional sobre los temas analizados. Esto último debería ayudar a las compañías consultoras, profesionales e instituciones responsables de la ejecución de estos programas en el país, para la planificación, evaluación y fiscalización de estudios de monitoreo marino costeros. Además, los capítulos del libro presentan y confrontan distintos tipos de metodologías, diseños, muestreos y análisis que se utilizan en estos programas en Chile y en otros países. Se analizan los niveles de robustez de los resultados estadísticos, lo cual permite detectar las brechas existentes en los tipos de monitoreos que se realizan en Chile versus aquellos de los países que nos llevan una franca delantera en estos temas.

Algunos aspectos relevantes –que en Chile debiesen ser revisados a futuro– que salieron a la luz en el seminario, son la consideración de la variabilidad espacial y temporal natural de los ambientes marino costeros objetos de estudios y la diversidad de métricas usadas para analizarlos, las cuales en el país tienden a ser “reglamentadas”, sin considerar las particularidades y perturbaciones naturales de dichos ambientes.

En las pasadas décadas, nuestro sistema de evaluación ambiental ha crecido importantemente en la implementación de estándares y certificaciones. Sin embargo, en el seminario se planteó que la reciente introducción de excesivos trámites burocráticos tiende a desviar la atención preferente sobre el foco y objetivo final de este tipo de estudios: detectar oportunamente la posible ocurrencia de impactos antropogénicos de las actividades productivas sobre los ecosistemas marino costeros. Existe mucho espacio para mejorar. Un desafío.

A la reunión asistieron 120 personas provenientes de diferentes instituciones privadas y públicas. El objetivo fue no solo reunirnos, presentar los trabajos y discutirlos, sino que aportar a la actividad y al país con la publicación de este libro. Desde un inicio nos preocupamos de que las secciones del seminario cubriesen aspectos sobre historia legislativa, regulaciones y requerimientos actuales de la autoridad ambiental nacional, diseños y análisis de programas de monitoreo y una recopilación amplia de la literatura especializada.

En la realización del Seminario y posterior trabajo de edición de los diferentes capítulos, contamos con la valiosa colaboración de Paulina Moller, Programa de Doctorado en Ecología-UC, a quien agradecemos por su trabajo altamente profesional.

Finalmente, agradecemos a Minera Candelaria por su aporte que permitió financiar parcialmente la edición del libro y muy sinceramente la colaboración y apoyo del señor decano de la Facultad de Ciencias Biológicas, P. Universidad Católica de Chile, doctor Juan Correa Maldonado y de su equipo.

Juan Carlos Castilla, José Miguel Fariña y Andrés Camaño

LISTA DE AUTORES

Valeria Anabalón Molina

Bióloga marina, doctora en Oceanografía y Cambio Climático Global, Universidad de las Palmas, Gran Canaria, España. Investigadora asociada al Centro Interdisciplinario para la Investigación Acuícola en el área de algas nocivas.

Luis Bermedo

Licenciado en Biología Marina y biólogo marino, Universidad de Concepción, Chile. Actualmente cursa el programa de Magíster mención Oceanografía. Investigador Laboratorio de Oceanografía Química, Universidad de Concepción.

Juan Carlos Castilla

Ph.D. en Biología Marina y D.Sc., Bangor University, Wales, UK. Profesor titular y emérito, Pontificia Universidad Católica de Chile. En 2010 recibió el Premio Nacional de Ciencias Aplicadas y Tecnológicas.

Cristián Chandía

Biólogo marino, mención en Calidad Ambiental y Oceanografía, diplomado en Ingeniería Ambiental y doctor (c) en Ciencias Ambientales, Universidad de Concepción. Laboratorio de Oceanografía Química (LOQ), Universidad de Concepción.

Gabriela Franyola

Bióloga marina, mención en Calidad Ambiental y Oceanografía, Universidad de Concepción, Chile. Jefe técnico del Laboratorio de Oceanografía Química de la Universidad de Concepción.

Enzo García-Bartolomei

Doctor (c) en Ciencias Ambientales, Universidad de Concepción, Chile. Especialización en evaluación de impacto ambiental e innovación tecnológica aplicada a la industria desaladora.

Ricardo Guiñez

Doctor en Ciencias Biológicas, mención Ecología, Pontificia Universidad Católica de Chile. Profesor titular de la Universidad de Antofagasta.

Eduardo Hernández Miranda

Biólogo marino, doctor en Ciencias Biológicas, mención Ecología, Pontificia Universidad Católica de Chile. Laboratorio Investigación Ecosistemas Acuáticos. Subdirector PIMEX, Universidad de Concepción. Investigador Centro INCAR.

Aldo Hernández Rodríguez

Biólogo marino, magíster en Pesquerías, doctor (c) Manejo de Recursos Acuáticos Renovables, Universidad de Concepción. Análisis estadísticos e información geográfica. Gerente, Centro de Investigación en Recursos Naturales SpA.

Daniela Henríquez Durán

Bióloga marina, magíster mención Oceanografía, Universidad de Concepción. Análisis oceanográfico y satelital, monitoreos ambientales. Asesora en Oceanografía, Centro de Investigación en Recursos Naturales SpA.

Mario Herrera Araya

Biólogo marino y abogado LPP, especialista Derecho Ambiental y Marítimo. Gerente legal ambiental EcoTecnos S.A., grupo NeoTecnos. Profesor titular Escuela Ingeniería Civil Oceánica y Escuela Biología Marina, Universidad de Valparaíso.

Nelson Hidalgo Villegas

Biólogo marino, Universidad de Concepción, Chile. Asistente de laboratorio y muestreador de ambientes acuáticos, especializado en identificación taxonómica de macrofauna bentónica.

Eduardo Jaramillo

Licenciado en Ciencias, mención Zoología, Universidad Austral de Chile y Ph.D. en Zoología, University of New Hampshire, USA. Profesor titular de la Universidad Austral de Chile.

María Cristina Krautz Bórquez

Bióloga marina, magíster y doctora en Oceanografía, Universidad de Concepción. Laboratorio de Investigación en Ecosistemas Acuáticos. Profesora colaboradora en el Programa de Doctorado MaReA, Universidad de Concepción.

Carlos Leal González

Biólogo marino, magíster en Pesquerías, Universidad de Concepción. Experto en análisis ambiental, pesca artesanal y relación entre empresas y comunidades costeras. Subgerente Centro de Investigación en Recursos Naturales SpA.

Rodrigo Loyola

Químico marino, Universidad Católica de la Santísima Concepción, Chile. Especialista en espectrometría de masas aplicada al análisis de muestras ambientales. Experto en el análisis de dioxinas y furanos en muestras ambientales.

Patricio H. Manríquez

Licenciado en Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Católica de Chile y Ph.D. en Ciencias Biológicas, Bangor University, Wales, UK. Investigador, Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas (CEAZA).

Nicolás Muñoz Aroca

Biólogo marino y magíster mención Pesquerías, Universidad de Concepción, Chile. Experiencia en el análisis de bases de datos ambientales y territoriales. Asesor en pesquerías, Centro de Investigación en Recursos Naturales SpA.

Gabriel Navarro

Ph.D en Ciencias del Mar por la Universidad de Cádiz y científico titular del CSIC, España.

Alvaro T. Palma

Licenciado en Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Católica de Chile. Ph.D. en Ecología y Oceanografía, University of Maine, USA. Postdoctorado CONICYT, más de 25 años de experiencia en estudios ecológicos y medioambientales.

Verónica Pinto

Ingeniería ambiental, química analista, Universidad de Concepción, Chile. Ha desarrollado aplicaciones metodológicas y validaciones para compuestos orgánicos en agua, sedimentos y organismos de las costas chilenas.

Renato Quiñones Bergeret

Biólogo marino, Universidad de Concepción, Chile. Ph.D. en Ecología Marina, Dalhousie University, Canadá. Profesor titular del Departamento de Oceanografía de la Universidad de Concepción.

Javier Ruiz

Ph.D. en Biología por la Universidad de Málaga y profesor de Investigación del CSIC, España. En la actualidad es director del Instituto Español de Oceanografía, España.

Marco Salamanca

Ph.D. en Oceanografía Costera y M.Sc. en Ciencias Ambientales Marinas, State University of New York, USA. Profesor asociado y director, Laboratorio de Oceanografía Química de la Universidad de Concepción, Chile.

Bruno A. San Martín Meza

Biólogo marino, Pontificia Universidad Católica de Chile. Más de 9 años de experiencia en investigaciones en ecología y oceanografía de las costas de Chile.

Filóromo San Martín

Biólogo, Universidad de Concepción, Chile. Asistente de laboratorio y muestreador de ambientes acuáticos, especialización en identificación taxonómica de macrofauna bentónica.

Marcus Sobarzo Bustamante

Magíster y doctor en Oceanografía, Universidad de Concepción, Chile. Especialización en Oceanografía Física Costera. Profesor Titular del Departamento de Oceanografía de la Universidad de Concepción.

María L. Torreblanca

Bióloga marina, Universidad de Concepción y magíster en Oceanografía, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, España. Desde hace más de una década su área de investigación se relaciona con flujos de carbono y plancton marino.

Jorge Valdés Saavedra

Doctor en Ciencias Ambientales, Universidad de Concepción, Chile. Profesor titular, Universidad de Antofagasta. Especialista en sedimentología y geoquímica acuática con aplicaciones en estudios de contaminación y paleoambientes.

Rodrigo Veas Flores

Biólogo marino, magíster y doctor en Oceanografía, Universidad de Concepción. Investigador en el Laboratorio de Investigación en Ecosistemas Acuáticos, Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas, Universidad de Concepción.

Freddy Vargas Parra

Biólogo marino, Universidad de Concepción, Chile. Experto en prevención de riesgo, Universidad de la Serena, Chile. Consultor AMVAR SpA en temas ambientales y estrategias socio-ambientales.

Mónica Vergara Gallardo

Química, Universidad Católica de Valparaíso. Diplôme d’Estudes Approfundies en Chimie et Microbiologie de l’Eau, Université de Pau et des Pays de l’Adour, Francia. Profesional, Departamento de Análisis Ambiental, Superintendencia del Medio Ambiente, Chile.

ÍNDICE

SECCIÓN 1 REGULACIONES Y REQUERIMIENTOS DE LA AUTORIDAD AMBIENTAL

1. Análisis y evolución de las regulaciones, guías y procedimientos que han sido aplicados a los monitoreos ambientales del medio marino en Chile

Mario Herrera Araya

2. Entidades técnicas de fiscalización ambiental en Chile

Mónica Vergara

SECCIÓN 2 DISEÑO DE PROGRAMAS DE MONITOREO

3. Consideraciones y recomendaciones generales para el diseño de programas de monitoreos bióticos de fondos duros del inter y submareal

Juan Carlos Castilla

4. Consideraciones estadísticas para el diseño de programas de monitoreo ambiental y aplicaciones para la industria desalinizadora

Ricardo Guiñez y Enzo García-Bartolomei

5. Análisis de series temporales en programas de monitoreo del medio marino costero: análisis estadístico de largo plazo e importancia de la información auxiliar

Aldo Hernández, Carlos Leal, Daniela Henríquez, Nicolás Muñoz y Freddy Vargas

6. Observaciones físicas y monitoreos en el ambiente marino costero

Marcus Sobarzo

7. Avances digitales y biotecnológicos: una alternativa eficiente y efectiva para la monitorización de la zona costera

Javier Ruiz y Gabriel Navarro

SECCIÓN 3 METODOLOGÍAS DE MUESTREO Y ANÁLISIS DE METALES Y COMPUESTOS ORGÁNICOS

8. Muestreo y análisis de metales pesados en sedimentos submareales marinos

Jorge Valdés

9. Metodologías de muestreo y análisis de metales traza en agua y organismos marinos

Marco Salamanca, Cristián Chandía y Luis Bermedo

10. Consideraciones para el muestreo y análisis de compuestos orgánicos en agua, sedimentos y organismos marinos

Cristián Chandía, Marco Salamanca, Rodrigo Loyola, Verónica Pinto y Gabriela Franyola.

SECCIÓN 4 METODOLOGÍAS DE MUESTREO Y ANÁLISIS DE COMPONENTES BIOLÓGICOS

11. Diseños de muestreos y análisis de información oceanográfica biológica para programas de monitoreo del medio marino costero

Alvaro T. Palma, María L. Torreblanca y Bruno San Martín

12. Muestreos y análisis de comunidades intermareales de fondos duros

Patricio H. Manríquez

13. Playas arenosas expuestas: características físicas y biológicas para la implementación de programas de línea base y monitoreos

Eduardo Jaramillo

14. Bio-indicadores de contaminación marina costera y filtros de exclusión de organismos bentónicos y nectónicos en sistemas de captación de agua de mar

Eduardo Hernández-Miranda, Rodrigo Veas, María Cristina Krautz, Nelson Hidalgo, Filóromo San Martín y Renato Quiñones.

15. Fito y zooplancton en programas de monitoreo costero: la necesidad de vincular su diversidad y abundancia con estimaciones de su estado vital

María Cristina Krautz, Eduardo Hernández-Miranda, Rodrigo Veas, Valeria Anabalón y Renato Quiñones

SECCIÓN 1

REGULACIONES Y REQUERIMIENTOS

DE LA AUTORIDAD AMBIENTAL

Castilla, J. C., Fariña, J. M., & Camaño, A. (Eds.). 2021. Programas de monitoreo del medio

marino costero: Diseños experimentales, muestreos, métodos de análisis y estadística asociada.

Ediciones Universidad Católica. Santiago, Chile. 320 pp.

1. ANÁLISIS Y EVOLUCIÓN DE LAS REGULACIONES, GUÍAS Y PROCEDIMIENTOS QUE HAN SIDO APLICADOS A LOS MONITOREOS AMBIENTALES DEL MEDIO MARINO EN CHILE

ANALYSIS AND EVOLUTION OF REGULATIONS, GUIDELINES AND PROCEDURES THAT HAVE BEEN APPLIED TO THE MARINE ENVIRONMENTAL MONITORING IN CHILE

Mario Herrera Araya1

Resumen. En general, los procedimientos aplicados a los monitoreos ambientales del medio marino y costero en Chile han evolucionado de manera inversa a lo que ha experimentado nuestra regulación ambiental. De esta forma, a comienzos de nuestra era institucional ambiental, la autoridad competente logró implementar sectorialmente instrumentos con términos de referencia que permitieran efectuar estudios y mediciones aplicados a aquellas actividades que efectuaban descargas de sus residuos líquidos a cuerpos de agua jurisdiccionales, como también a puertos y terminales marítimos. Sin embargo, con el avance del tiempo, en nuestra normativa ambiental la exigibilidad de los referidos términos de referencia fue desapareciendo, sin que se haya observado una consecuente renovación de instrumentos que tuvieran el mismo propósito, creándose con ello incertidumbre respecto a qué medir, cómo medir y en cuánto tiempo medir en el medio marino. En consecuencia, resulta altamente recomendable que la actual institucionalidad ambiental reelabore aquellos criterios, requisitos, condiciones o exigencias técnicas de carácter ambiental, que permitan unificar los procedimientos que deben considerarse en todo monitoreo ambiental del medio marino y costero, en conjunto con el conocimiento que ha obtenido la comunidad especializada.

Palabras claves. Programas de monitoreo del medio ambiente marino, autoridades competentes, regulación ambiental vigente, responsabilidad del Estado, recomendaciones, Chile.

Summary: In general, the procedures applied to monitoring marine and coastal environment have evolved inversely to what has been experienced by our environmental regulation. In this way, at the beginning of our national environmental institution, the competent authority was able to implement sectorially instruments with terms of reference with studies and measurements applied to those activities that discharged their wastes to jurisdictional waters, to ports and maritime terminals; However, with the advancement of time and the maturity shown by our environmental regulations, the enforceability of the aforementioned terms of reference was disappearing, without there being a consequent renewal of instruments that had the same purpose, creating uncertainty regarding what to measure, how to measure and how long to measure in the marine environment. Consequently, it´s recommended that the environmental institutions elaborate those criteria, conditions or technical requirements that allow unifying the procedures that should be considered in all environmental monitoring of the marine and coastal environment, together with the knowledge obtained from the specialized community.

Keywords. Marine environment monitoring programme, competent authorities, current environmental regulation, State responsibility, recommendations, Chile.

DESARROLLO

Durante nuestra historia ambiental, Chile ha implementado distintos modelos de programas de monitoreo del ambiente para la conservación del medio marino y costero, los cuales han dependido más de decisiones técnico-científicas, que de la regulación vigente al momento de su dictación.

En este sentido, cobran validez las palabras del profesor Rafael Valenzuela Fuenzalida (1974)2, quien afirmó que “las normas jurídicas no constituyen fines en sí mismas, sino medios puestos al servicio de fines y objetivos que las trascienden”, y que “el Derecho puede ofrecer una contribución eficaz a la causa de la preservación del medio marino”; pero, “su idoneidad, a este respecto, debe necesariamente ser calificada por los ecólogos y demás científicos y técnicos conocedores de las causas que pueden producir la degradación del medio marino y que se encuentran por lo mismo en condiciones de ponderar objetivamente la validez y suficiencia de las soluciones que se propongan para prevenirlas o combatirlas”.