Impacto ambiental de los embalses

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La presa Wachusett en Clinton, Massachusetts

El impacto ambiental de los embalses es objeto de un escrutinio cada vez mayor a medida que aumenta la demanda mundial de agua y energía y el número y el tamaño de los embalses.

Las presas y los embalses pueden utilizarse para suministrar agua potable, generar energía hidroeléctrica, aumentar el suministro de agua para riego, ofrecer oportunidades recreativas y controlar las inundaciones. En 1960, la construcción de Llyn Celyn y la inundación de Capel Celyn provocaron un escándalo político que continúa hasta el día de hoy. Más recientemente, la construcción de la presa de las Tres Gargantas y otros proyectos similares en Asia, África y América Latina han generado un considerable debate ambiental y político. Actualmente, el 48 por ciento de los ríos y sus sistemas hidroecológicos están afectados por embalses y presas.

Impactos preliminares

Lago Nasser detrás de la presa de Aswan, Egipto, 5250 km2, desplazados 60.000 personas.

Fragmentación de los ecosistemas fluviales

Una presa actúa como barrera entre el movimiento ascendente y descendente de los animales migratorios del río, como el salmón y la trucha.

Algunas comunidades también han comenzado a practicar el transporte de peces migratorios río arriba para desovar mediante una barcaza.

Reservoir sedimentation

Los ríos arrastran sedimentos por sus cauces, lo que permite la formación de estructuras sedimentarias como deltas, abanicos aluviales, ríos trenzados, meandros, diques y riberas costeras. La construcción de una presa bloquea el flujo de sedimentos río abajo, lo que provoca la erosión de estos entornos sedimentarios y una mayor acumulación de sedimentos en el embalse. Si bien la tasa de sedimentación varía para cada presa y cada río, con el tiempo todos los embalses desarrollan una capacidad de almacenamiento de agua reducida debido al intercambio de espacio de "almacenamiento vivo" por sedimento. La disminución de la capacidad de almacenamiento da como resultado una menor capacidad para producir energía hidroeléctrica, una menor disponibilidad de agua para riego y, si no se aborda, puede acabar provocando la caducidad de la presa y del río.

La retención de sedimentos en los embalses reduce la llegada de sedimentos aguas abajo, lo que afecta negativamente la morfología del canal, los hábitats acuáticos y el mantenimiento de la elevación del terreno en los deltas. Además de la eliminación de las presas, existen otras estrategias para mitigar la sedimentación en los embalses.

Flushing flow method

El método de flujo de descarga implica vaciar parcial o totalmente el embalse detrás de una presa para erosionar el sedimento almacenado en el fondo y transportarlo río abajo. Los flujos de descarga tienen como objetivo restablecer los flujos naturales de agua y sedimentos en el río río abajo de la presa, sin embargo, el método de flujo de descarga es menos costoso en comparación con la eliminación de presas o la construcción de túneles de derivación.

Desde 2003, se han implementado en el río Ebro dos corrientes de descarga al año, en otoño y primavera, a excepción de dos años secos en 2004 y 2005. La construcción de múltiples presas en el río Ebro interrumpió el aporte de sedimentos aguas abajo y, como resultado, el delta del Ebro enfrenta un déficit de sedimentos. El cauce del río también se estrechó y la erosión de las orillas aumentó. Durante los experimentos, se encontró que la concentración de sedimentos en suspensión durante las corrientes de descarga es el doble de la de las inundaciones naturales, aunque el vertido total de agua es menor. Esto significa que las corrientes de descarga tienen una capacidad de transporte de sedimentos relativamente alta, lo que a su vez sugiere que las corrientes de descarga impactan positivamente en los ecosistemas fluviales aguas abajo, maximizando el aporte de sedimentos a los tramos más bajos del río. Un total de 340.000 t/año de sedimentos podrían ser entregados al delta del Ebro, lo que podría resultar en una tasa de acreción neta de 1 mm por año.

Sediment bypasses

Los túneles de derivación de sedimentos pueden restaurar parcialmente la dinámica de sedimentos en los ríos aguas abajo de las presas y se utilizan principalmente en Japón y Suiza. Los túneles de derivación desvían parte del agua y los sedimentos entrantes durante las inundaciones hacia un túnel alrededor de un embalse y una presa. De este modo, el agua y los sedimentos nunca entran en el embalse, sino que se unen al río nuevamente por debajo de la presa. Los túneles de derivación reducen la erosión del lecho del río y aumentan la variabilidad morfológica por debajo de la presa.

Impacto debajo de la presa

Línea de ríos y erosión costera

Como todas las represas resultan en una carga reducida de sedimentos aguas abajo, un río represado tiene una gran demanda de sedimentos ya que no tendrá suficiente sedimento. Esto se debe a que la tasa de deposición de sedimentos se reduce en gran medida ya que hay menos para depositar pero la tasa de erosión permanece casi constante, el flujo de agua erosiona las orillas y el lecho del río, amenazando los ecosistemas costeros, profundizando el lecho del río y estrechando el río con el tiempo. Esto conduce a un nivel freático comprometido, niveles de agua reducidos, homogeneización del flujo del río y, por lo tanto, variabilidad reducida del ecosistema, menor apoyo para la vida silvestre y menor cantidad de sedimentos que llegan a las llanuras costeras y deltas. Esto provoca erosión costera, ya que las playas no pueden reponer lo que las olas erosionan sin la deposición de sedimentos de los sistemas fluviales de apoyo. La erosión del canal aguas abajo de los ríos represados está relacionada con la morfología del lecho del río, que es diferente del estudio directo de las cantidades de sedimentación porque está sujeta a condiciones específicas a largo plazo para cada sistema fluvial. Por ejemplo, el canal erosionado podría crear un nivel freático más bajo en la zona afectada, lo que afectaría a los cultivos de las tierras bajas, como la alfalfa o el maíz, y daría como resultado un suministro menor. En el caso de la presa de las Tres Gargantas en China, los cambios descritos anteriormente parecen haber llegado a un nuevo equilibrio de erosión y sedimentación a lo largo de un período de 10 años en los tramos inferiores del río. Los impactos en la región de mareas también se han vinculado a los efectos de la presa aguas arriba.

Además de los efectos de la erosión costera, la reducción del caudal de los ríos también puede alterar las corrientes oceánicas y los ecosistemas.

Nutrients sequestration

Una vez que se coloca una presa, representa un obstáculo para el flujo de nutrientes como el carbono (C), nitrógeno (N), fósforo (P) y silicio (Si) en el río, las llanuras de inundación y el delta del río abajo. El mayor tiempo de residencia de estos elementos en el sistema léntico de un embalse, en comparación con el sistema lótico de un río, promueve su sedimentación o eliminación, que puede ser de hasta un 40%, 50% y 60% para el nitrógeno, el fósforo y el sílice respectivamente, y esto en última instancia cambia la estequiometría de los nutrientes en el ecosistema acuático aguas abajo de una presa. El desequilibrio estequiométrico del nitrógeno, el fósforo y el silicio del desagüe puede repercutir en los ecosistemas aguas abajo al cambiar la comunidad de fitoplancton en la base de la red alimentaria con consecuencias para toda la población acuática. Un ejemplo es el efecto de la construcción de la presa de Asuán en Egipto, donde la caída de la concentración de nutrientes en el delta del Nilo impidió la proliferación de diatomeas, lo que provocó una disminución sustancial de la población de peces de Sardinella aurita y Sardinella eba, mientras que la menor carga de lodo y limo afectó a la fauna microbentónica, lo que llevó a la disminución de la población de camarones. El cambio en la estequiometría de nutrientes y el agotamiento del silicio en el delta de un río también pueden causar floraciones de algas y bacterias nocivas en detrimento del crecimiento de las diatomeas, para las que la disponibilidad de silicio representa un hito para la formación de conchas.

Dado que los ríos represados almacenan nutrientes durante su vida útil, se puede esperar que cuando se remueva una represa, estos nutrientes heredados se removilicen, causando la eutrofización de los ecosistemas río abajo y una probable pérdida de biodiversidad, logrando así el efecto opuesto deseado por la acción de restauración del río al desmantelar la represa.

Temperatura del agua

El agua de un embalse profundo en climas templados suele estratificarse con un gran volumen de agua fría y pobre en oxígeno en el hipolimnio. El análisis de los perfiles de temperatura de 11 grandes presas en la cuenca Murray Darling (Australia) indicó diferencias entre las temperaturas del agua superficial y del fondo de hasta 16,7 grados Celsius. Si esta agua se libera para mantener el caudal del río, puede causar impactos adversos en el ecosistema aguas abajo, incluidas las poblaciones de peces. En las peores condiciones (como cuando el embalse está lleno o casi lleno), el agua almacenada está fuertemente estratificada y se liberan grandes volúmenes de agua al canal del río aguas abajo a través de los desagües del nivel inferior; se pueden detectar temperaturas deprimidas a 250-350 kilómetros (160-220 millas) aguas abajo. Los operadores de la presa Burrendong en el río Macquarie (este de Australia) están intentando abordar la supresión térmica colgando una cortina geotextil alrededor de la torre de desagüe existente para forzar la liberación selectiva del agua superficial.

Los ecosistemas naturales destruidos por la agricultura

Se construyen muchas presas para el riego y, aunque ya existe un ecosistema seco aguas abajo, se lo destruye deliberadamente para favorecer la agricultura de regadío. Después de que se construyera la presa de Asuán en Egipto, ésta protegió al país de las sequías de 1972-1973 y 1983-1987 que devastaron África oriental y occidental. La presa permitió a Egipto recuperar unas 840.000 hectáreas en el delta del Nilo y a lo largo del valle del Nilo, aumentando la superficie irrigada del país en un tercio. El aumento se produjo tanto irrigando lo que solía ser desierto como cultivando 385.000 hectáreas que eran cuencas naturales de retención de inundaciones. Cerca de medio millón de familias se asentaron en estas nuevas tierras. En 1983, el proyecto de la presa Franklin en Tasmania, Australia, se canceló tras una campaña para proteger los bosques circundantes de la tala y las inundaciones.

Efectos sobre la ecología y la agricultura que dependen de las inundaciones

En muchos países en desarrollo de baja altitud, la sabana y la ecología forestal adyacentes a las llanuras aluviales y los deltas de los ríos se riegan mediante las inundaciones anuales de la estación húmeda. Los agricultores plantan anualmente cultivos de recesión de inundaciones, en los que la tierra se cultiva después de que las inundaciones retroceden para aprovechar el suelo húmedo. Las represas generalmente desalientan este cultivo y evitan las inundaciones anuales, creando una ecología más seca aguas abajo al tiempo que proporcionan un suministro constante de agua para riego.

El agua es escasa para el pastoreo nómada en Baluchistán debido a nuevos desarrollos de presas para el riego.

Estudios de casos

  • El embalse del lago Manatali formado por la presa Manantali en Malí, África Occidental interseca las rutas migratorias de los pastores nómadas y retiene el agua de la sabana aguas abajo. La ausencia del ciclo estacional de inundación causa el agotamiento de las tierras de pastoreo, y también está secando los bosques en la llanura de inundación aguas abajo de la presa.
  • Después de la construcción de la presa Kainji en Nigeria, entre el 50 y el 70 por ciento de la zona aguas abajo de cultivo de recesión de inundaciones se detuvo.

Potencial para el desastre

En ocasiones, las represas se rompen y causan daños catastróficos a las comunidades que se encuentran río abajo. Las represas se rompen debido a errores de ingeniería, ataques o desastres naturales. El mayor desastre por rotura de represa hasta la fecha ocurrió en China en 1975, donde murieron 200.000 ciudadanos chinos. Otras fallas importantes durante el siglo XX fueron las de Morbi, India (5.000 víctimas mortales) y Vajont, Italia (2.000 muertos), mientras que otras tres fallas de represas causaron al menos 1.000 víctimas mortales cada una.

Control de inundaciones

La controvertida presa de las Tres Gargantas en China tiene capacidad para almacenar 22 kilómetros cúbicos (5,3 millas cúbicas) de aguas de inundación en el río Yangtsé. Las inundaciones del río Yangtsé de 1954 mataron a 33.000 personas y desplazaron a 18 millones de personas de sus hogares. En 1998, una inundación mató a 4.000 personas y afectó a 180 millones de personas. La inundación del embalse provocó la reubicación de más de un millón de personas, y luego, en agosto de 2009, una inundación fue completamente capturada por el nuevo embalse, protegiendo a cientos de millones de personas río abajo.

Producción de ciclismo de mercurio y metilmercurio

La creación de reservorios puede alterar el ciclo biogeoquímico natural del mercurio. Los estudios realizados sobre la formación de un reservorio experimental mediante la inundación de un humedal boreal mostraron un aumento de 39 veces en la producción de metilmercurio (MeHg) tóxico después de la inundación. El aumento en la producción de MeHg solo duró alrededor de 2 a 3 años antes de volver a niveles casi normales. Sin embargo, la concentración de MeHg en los organismos de la cadena alimentaria inferior se mantuvo alta y no mostró signos de volver a los niveles previos a la inundación. El destino del MeHg durante este período de tiempo es importante si se considera su potencial de bioacumulación en peces depredadores.

Efectos más allá del embalse

Efectos sobre los seres humanos

Enfermedades
Si bien los embalses son beneficiosos para los seres humanos, también pueden ser perjudiciales. Un efecto negativo es que pueden convertirse en criaderos de vectores de enfermedades. Esto es especialmente cierto en las zonas tropicales, donde los mosquitos (que son vectores de la malaria) y los caracoles (que son vectores de la esquistosomiasis) pueden aprovechar esta agua que fluye lentamente.

Lago Manantali, 477 km2, desplazados 12.000 personas.

Reubicación
Las presas y la creación de embalses también requieren la reubicación de poblaciones humanas potencialmente grandes si se construyen cerca de áreas residenciales. El récord de la mayor población reubicada pertenece a la presa de las Tres Gargantas construida en China. Su embalse sumergió una gran área de tierra, obligando a más de un millón de personas a reubicarse. "La reubicación relacionada con la presa afecta a la sociedad de tres maneras: un desastre económico, un trauma humano y una catástrofe social", afirman el Dr. Michael Cernea del Banco Mundial y el Dr. Thayer Scudder, profesor del Instituto de Tecnología de California. Además de la reubicación de las comunidades, también se debe tener cuidado de no dañar irreparablemente los sitios de valor histórico o cultural. La presa de Asuán obligó al traslado del Templo de Asuán para evitar su destrucción por la inundación del embalse.

Gases de invernadero

Los embalses pueden contribuir a los cambios en el clima de la Tierra. Los embalses de clima cálido generan metano, un gas de efecto invernadero cuando los embalses están estratificados, en los que las capas inferiores son anóxicas (es decir, carecen de oxígeno), lo que conduce a la degradación de la biomasa mediante procesos anaeróbicos. En una presa de Brasil, donde la cuenca inundada es amplia y el volumen de biomasa es alto, el metano producido da como resultado un potencial de contaminación 3,5 veces mayor que el que tendría una planta de energía alimentada con petróleo. Un estudio teórico ha indicado que, a nivel mundial, los embalses hidroeléctricos pueden emitir 104 millones de toneladas métricas de gas metano al año. El gas metano es un contribuyente significativo al cambio climático global. Este no es un caso aislado, y parece que, especialmente, las presas hidroeléctricas construidas en áreas de selva baja (donde es necesaria la inundación de una parte del bosque) producen grandes cantidades de metano. Bruce Forsberg y Alexandre Kemenes han demostrado que la presa de Balbina, por ejemplo, emite 39.000 toneladas de metano cada año y otras tres presas en la Amazonia producen al menos entre 3 y 4 veces más CO2 que una central eléctrica de carbón equivalente. Las razones de esto son que las selvas tropicales de las tierras bajas son extremadamente productivas y, por lo tanto, almacenan mucho más carbono que otros bosques. Además, los microbios que digieren material en descomposición crecen mejor en climas cálidos, por lo que producen más gases de efecto invernadero. A pesar de esto, a partir de 2020, se planea construir otras 150 presas hidroeléctricas en la cuenca del Amazonas. Hay algunos indicios de que las emisiones de gases de efecto invernadero disminuyen durante la vida útil de la presa. "Pero incluso incluyendo las emisiones de metano, el total de GEI [gases de efecto invernadero] por KWh generado a partir de energía hidroeléctrica sigue siendo al menos la mitad del generado por las alternativas térmicas menos contaminantes. Por lo tanto, desde la perspectiva de la mitigación del calentamiento global, las represas son la alternativa más atractiva a las fuentes de energía basadas en combustibles fósiles".

Las investigaciones realizadas en el Área Experimental de Lagos indican que la creación de reservorios mediante la inundación de humedales boreales, que son sumideros de CO2, convierte a los humedales en fuentes de carbono atmosférico. En estos ecosistemas, se ha descubierto que la variación del contenido de carbono orgánico tiene poco efecto sobre las tasas de emisión de gases de efecto invernadero. Esto significa que otros factores como la labilidad de los compuestos de carbono y la temperatura del suelo inundado son importantes a tener en cuenta.

La siguiente tabla indica las emisiones de los embalses en miligramos por metro cuadrado por día para diferentes masas de agua.

Ubicación Carbon Dioxide Metano
Lagos 700 9
embalses de templado 1500 20
Reservas tropicales 3000 100

Véase también

  • Impacto de la presa de Akosombo
  • Alta controversia
  • Impacto ambiental del riego
  • Racismo ambiental
  • Barrera de peces
  • Escalera de pescado
  • Debate energético renovable – Hidroelectricidad

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  • Ríos No Más: Los efectos ambientales de las grandes presas en los ríos internacionales (un extracto para Ríos No Más: Los efectos ambientales de las grandes presas)
  • Comisión Mundial de Represas
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