Saturación de oxígeno en el agua: temperatura y altitud
El agua no puede disolver oxígeno sin límite: hay un techo, la concentración de saturación , que depende sobre todo de la temperatura (el agua fría aguanta más O₂) y de la presión sobre la superficie —es decir, de la altitud (MSNM)—. Cuando comparas tu medición de O₂ contra ese techo obtienes el % de saturación, el indicador estrella de la calidad del agua. Este post calcula y muestra esa relación, y convierte el clásico nomograma en una herramienta viva.
Dos ideas, una división: el agua tiene un techo de O₂ que baja con la temperatura , y tu medición vale como fracción de ese techo.
1. El nomograma, hecho interactivo
El gráfico tradicional para esto es un nomograma (carta de alineación): tres escalas —temperatura arriba, oxígeno disuelto abajo y % de saturación en la diagonal—. Apoyas una regla que une los dos valores que conoces y lees el tercero donde cruza la diagonal. Aquí esa regla es interactiva: arrastra los cursores.
La clave de por qué funciona está en que las escalas no son lineales (algo fácil de pasar por alto en la imagen original): solo el oxígeno disuelto tiene marcas equiespaciadas. La temperatura va colocada según —por eso sus marcas se comprimen al subir la temperatura— y la diagonal según la razón , arrancando desde el cero del oxígeno. Esa calibración es lo que hace que una recta entregue el valor exacto de Benson–Krause: el nomograma no es un dibujo aproximado, es geometría que resuelve la división.
① Nomograma interactivo: une temperatura y oxígeno, lee el % ⭐
Es la misma carta del gráfico original, ahora viva. Arrastra el cursor ▲ temperatura (arriba) y el ▼ oxígeno disuelto (abajo): la regla los une y donde cruza la diagonal se lee el % de saturación. Las escalas no son lineales (solo el O₂ lo es): la temperatura va posicionada por Cₛ(T) y la diagonal por la razón DO/Cₛ — por eso la regla recta da el valor exacto de Benson–Krause, sin aproximar.
La lectura sobre la regla es 88.0% a nivel del mar: como las escalas están calibradas (T por Cₛ, diagonal por la razón), la regla recta cae exactamente en el valor de Benson–Krause. Ese es el truco del nomograma.
La carta original es de nivel del mar. Sube la altitud y aparecerá un segundo punto naranja con el % corregido: a más altura, menos presión y mayor % para el mismo mg/L.
El nomograma original es de nivel del mar. Por eso añadimos un control de altitud: como la carta no puede recalibrarse sola, la regla sigue dando el % a nivel del mar y un segundo punto marca el valor corregido —a más altura, menos presión barométrica y mayor % para el mismo mg/L—.
2. La matemática detrás
Saturación en función de la temperatura
La concentración de saturación en agua dulce a 1 atm (nivel del mar) sigue la ecuación de Benson & Krause, adoptada por APHA/USGS, con la temperatura en kelvin :
Da, por ejemplo, , y — la caída con la temperatura que ves en la curva del simulador siguiente.
Corrección por altitud (MSNM)
La altitud entra por la presión. Primero la presión barométrica según la atmósfera estándar ( en metros):
Descontando la presión de vapor del agua (que ocupa parte del aire húmedo en contacto con el agua),
la saturación corregida es la del nivel del mar escalada por el factor de presión:
El porcentaje de saturación
Finalmente, el indicador que se reporta: cuánto O₂ hay frente a cuánto cabría a esa temperatura y altitud.
| % saturación | Interpretación típica |
|---|---|
| < 60 % | Hipoxia: estrés severo para peces e invertebrados. |
| 60–80 % | Subsaturada: déficit, calidad comprometida. |
| 80–110 % | Saludable, bien oxigenada. |
| > 110 % | Sobresaturada (p. ej. fotosíntesis intensa de algas). |
3. Ver la relación: la curva Cₛ(T)
La fórmula de Benson–Krause, dibujada. Aquí se ve de un vistazo por qué el agua caliente «se ahoga»: pierde capacidad de retener oxígeno. Y cómo la altitud desplaza toda la curva hacia abajo.
② La relación Cₛ(T): la saturación cae con la temperatura
La curva real de Benson–Krause: el oxígeno que el agua puede retener (Cₛ) cae al subir la temperatura — el agua fría guarda más O₂. Sube la altitud y toda la curva baja, porque hay menos presión que empuje el O₂ al agua. Mueve la temperatura para leer Cₛ.
4. Calcular tu medición
Pon tu temperatura, tu lectura de O₂ y tu altitud: la calculadora desglosa cada paso del cálculo y entrega el % de saturación corregido con su interpretación.
③ Calculadora: % de saturación de una medición real
Caso típico de laboratorio/campo: mediste el O₂ con una sonda y quieres el % de saturación corregido por tu altitud. Cada paso del cálculo queda a la vista.
| Cₛ* a nivel del mar (Benson–Krause) | 9.47 mg/L |
| Presión barométrica a la altitud | 574.4 mmHg |
| Presión de vapor del agua u(T) | 15.5 mmHg |
| Cₛ corregida por altitud | 7.11 mg/L |
| O₂ disuelto medido | 7.50 mg/L |
En resumen: Cₛ es el techo (baja con y con la presión/altitud), y el % de saturación es tu medición frente a ese techo. El nomograma lo resuelve con una regla (y, bien calibrado, sin perder exactitud); las fórmulas lo hacen explícito.
Notas: la ecuación de Benson–Krause es para agua dulce (salinidad 0); en agua salobre o de mar hay un término de corrección por salinidad. El factor de altitud usa la atmósfera estándar; con un barómetro real, sustituye por la presión medida.