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Características de los embalses
Desde una mirada integral del recurso hídrico y teniendo en cuenta la complejidad del ciclo hidrológico, el agua recorre un largo camino desde que precipita en forma de nieve y se acumula en los glaciares de la cordillera. Una importante fracción de esta se derrite, escurre por arroyos y ríos, y permanece en los embalses hasta llegar finalmente a su destino: los diferentes usos.
En este largo viaje, que puede tardar cientos de años, el agua es uno de los recursos naturales que cumple distintos servicios ecosistémicos, es decir, beneficios para el ambiente. Cuando el agua llega a los embalses tiene un tiempo de permanencia, hasta que luego es distribuida a las plantas potabilizadoras para consumo humano, a las industrias, a las fincas de producción agrícola o es utilizada en actividades recreativas. El agua también es utilizada como fuerza motriz para generar energía eléctrica. La complejidad de almacenar, distribuir y administrar el recurso hídrico por parte de los diferentes usuarios, está vinculada con la historia misma de la provincia de Mendoza (Vitali, 1940), los habitantes originarios que comenzaron a organizar canales y acequias y la sociedad moderna con sus costumbres. Actualmente, el mundo y la región se encuentran dentro del gran desafío de generar con educación y cultura del agua acciones individuales y colectivas que sean amigables con el ambiente en general y con la preservación de la cantidad y la calidad del agua en particular.
Las presas de embalse son obras de ingeniería civil planificadas y construidas en zonas específicas. Ellas generan un cierre al normal escurrimiento del río, formando un lago artificial. Desde el punto de vista hidráulico los embalses permiten distribuir el agua en períodos del año en los que los caudales de los ríos no alcanzan para atender la demanda de los usuarios. Estas obras también disminuyen los riesgos que podrían causar las grandes crecidas debido a que amortiguan los aumentos de caudal, quedando este como parte del reservorio, evitando problemas de excesos de agua en zonas que podrían afectar a la población cercana.
Desde su creación, y con el paso del tiempo, la sociedad ha elegido vincularse con el espejo de agua realizando actividades recreativas náuticas, pesca y turismo, entre otras. Esto ha llevado al desarrollo y construcción de infraestructura asociada a la zona del perilago. De este modo se han ido creando clubes, cabañas, barrios cerrados además de la ampliación de los barrios de los parajes y villas aledañas. En la Provincia de Mendoza, la belleza natural del paisaje, asociado a los espejos de agua, es superlativa, generando una creciente demanda de la actividad turística en cada uno de ellos.
Es así como surgen aspectos relacionados con la presión positiva o negativa que determinadas actividades antrópicas ejercen sobre la calidad del agua y el funcionamiento del ecosistema de ríos, lagos y reservorios artificiales. Para evitar los efectos negativos se planifican y ejecutan controles de la calidad del agua con un abordaje integral de uno de los bienes intrínsecos más importante de los ecosistemas acuáticos: “el agua”.
Los lagos de agua dulce naturales y artificiales contribuyen de manera significativa a la biodiversidad en la Tierra y actúan como importantes zonas de alimentación para diversos animales acuáticos y terrestres. En este sentido, la Organización de las Naciones Unidas ha fijado 17 objetivos de desarrollo sostenible. Se trata de incorporar desafíos globales con meta al 2030 para cuidar el ambiente y mejorar la calidad de vida de las poblaciones vulnerables. El número 6 trata sobre el agua limpia y saneamiento y el 13 sobre la vida de los ecosistemas terrestres, donde están incluídas las aguas continentales interiores. Desde el Departamento General de Irrigación se está trabajando para cumplir con dichas metas y objetivos los cuales influyen directamente en la preservación y sostenibilidad de la calidad de vida de los ecosistemas y de la sociedad.
En el Siglo XX comenzó a cambiar la relación armónica entre el hombre y los ecosistemas. Las actividades antrópicas comenzaron a tener mayores impactos asociados en relación a la generación de residuos sólidos urbanos, la urbanización, la generación y disposición de efluentes y la modificación de ambientes naturales.
Una de las problemáticas más generalizadas a escala global en lagos y embalses es la eutrofización cultural (Lampert y Sommer, 2007). Este proceso, generalmente originado por el incremento antropogénico de las cargas y/o de la biodisponibilidad de nutrientes (principalmente fósforo y nitrógeno), ocasiona que un cuerpo de agua pase de un estado de menor productividad (oligotrofia) a uno de mayor productividad (eutrofia). De acuerdo al grado de eutrofización, pueden observarse significativos aumentos de la densidad de algas, vegetación acuática y bacteriana (con la consecuente disminución de la concentración de oxígeno en el agua y en los sedimentos) y la aparición y/o incremento en la abundancia de cianobacterias generadoras de toxinas. Esto produce un deterioro en la calidad del agua que interfiere con los diversos usos de la misma (OECD, 1982).
Con el avance de estos conocimientos nace el concepto de “estado trófico” el cual tiene la finalidad de clasificar los cuerpos de agua en diferentes grados, pues valora la calidad del agua en cuanto a la concentración de nutrientes y su efecto en la proliferación de algas y también de la vegetación acuática (Lamparelli, 2004).
El presente informe técnico tiene como objetivo el análisis de los datos obtenidos del monitoreo de los embalses de la provincia de Mendoza en el período 2019-2020 y calcular el Índice del Estado Trófico (IET) de cada uno de ellos (Mapa I). Ese índice forma parte de uno de los indicadores de estado ambiental del ecosistema acuático que utiliza el DGI como herramienta en la Gestión Integrada de los recursos hídricos de la provincia.
Mapa I: Localización geográfica de los embalses de la provincia de Mendoza monitoreados a los efectos de garantizar el control preventivo de la calidad del agua.
Fuente: DGI
Plan de Monitoreo integral de la calidad del agua y organismos biológicos en embalses
Metodología de colecta de muestras a campo y laboratorio
El Departamento General de Irrigación ha dispuesto un Programa de monitoreo de la calidad del agua en los seis embalses de la provincia de Mendoza. La gestión se traduce en las acciones efectivas que consisten en monitoreos a campo con colecta de muestras y mediciones respecto al seguimiento de parámetros de la calidad del agua y de organismos biológicos. La siguiente Tabla presenta características de los seis embalses de la provincia de Mendoza.
Tabla 1: Embalses de la provincia de Mendoza: volumen de almacenamiento, superficie en cota máxima, cota mínima y característica del vaso según la morfología.
|
Embalse |
Río |
Volumen total (hm3) |
Superficie cota máxima (ha) |
Superficie cota mínima (ha) |
Característica del vaso según profundidad |
|
Potrerillos |
Mendoza |
393 |
1174 |
718 |
profundo |
|
El Carrizal |
Tunuyán |
322 |
2520 |
1172 |
profundo |
|
Agua del Toro |
Diamante |
283 |
1283 |
392 |
profundo |
|
Los Reyunos |
Diamante |
257 |
1134 |
849 |
profundo |
|
El Nihuil |
Atuel |
212 |
8349 |
2777 |
somero |
|
Valle Grande |
Atuel |
137 |
462 |
271 |
profundo |
Fuente: Área: Sistemas de información geográfica –Teledetección y Dep. Hidrología, DGI.
Fundamentos de los sitios de colecta y parámetros
Las muestras son colectadas en la superficie y en profundidad en cada uno de los embalses. A continuación se presentan los sitios seleccionados y el fundamento técnico de la elección:
-Cola del embalse: corresponde a la desembocadura del río al reservorio. Aquí se produce el encuentro entre las dos masas de agua. En esta zona la naturaleza sedimentaria de las litologías produce grandes cantidades de material particulado en suspensión resultante de la erosión de la cuenca. Son zonas poco profundas, turbias y con escaso ingreso de luz. Esta zona representa la calidad de la mezcla entre ambas masas de agua (Figura 1).
-Centro: corresponde a la zona central del reservorio en el sentido longitudinal del embalse. Hay menos concentración de sedimento inorgánico que en la anterior zona. La intensidad lumínica tiene mayor penetración en profundidad y los autótrofos que habitan el perfil de la columna de agua realizan fotosíntesis.
-Presa: corresponde a la zona próxima a la presa propiamente dicha o denominada comúnmente paredón o tapón. En función de cada embalse, esta zona suele tener las profundidades máximas y mayor ingreso de luz. La masa de agua que se encuentra próxima a esta zona va a ser distribuida en un corto plazo. La característica del agua en esa zona corresponde a la que será erogada para los diferentes usos.
Figura 2: Desembocadura del río al embalse en la zona denominada cola. La imagen representa el ingreso y aporte de sedimento al embalse como resultante de la erosión de la cuenca
Fuente: DGI. imagen tomada en el Embalse Agua del Toro, enero de 2021
Para obtener las muestras y realizar las mediciones in situ (Figura 3) se utiliza una embarcación. Esto requiere un particular despliegue logístico y organizativo para concretar los objetivos planteados. Cuando las condiciones meteorológicas de navegación no son óptimas se utilizan muelles de clubes y sitios específicos para colectar la muestra.
Figura 3: Programa de monitoreo de la calidad del agua en embalse de la provincia de Mendoza. Despliegue logístico con camioneta, lancha y equipamiento de campo en embalse Agua del Toro.
Fuente: DGI
Una vez obtenida la muestra de agua se derivan diferentes volúmenes para realizar ensayos analíticos en el laboratorio.
Los parámetros de calidad del agua de las muestras que se colectaron de forma estacional en los sitios mencionados, durante el período 2019 -2020, se detallan a continuación.
Se midieron in situ:
- Temperatura (T: ºC),
- pH,
- Conductividad eléctrica (CE: µS cm-1)
- Oxígeno disuelto (OD: mgO2 L-1)
- Transparencia (disco de Secchi: m)
- Profundidad (Z: m) (Figura 4).
Las muestras son colectadas, refrigeradas y colocadas en oscuridad hasta su llegada al laboratorio.
Figura 4: Medición de parámetros in situ y colecta de muestras en profundidad para conocer niveles de oxígeno disuelto, concentración de nutrientes, proliferación de algas y temperatura del agua.
Fuente: DGI
En el laboratorio de la Subdelegación río Diamante se realiza un pretratamiento de las muestras que consiste en realizar el filtrado y concentrado de la fracción planctónica fotosintética el cual se utiliza para estimar el Índice de Estado Trófico, la clorofila-a (Cl-a) (Figura 5). Esta molécula orgánica se encuentra dentro de las células vegetales como por ejemplo en las plantas verdes, algas y algunas bacterias, y tiene la función de captar los electrones de la luz solar y, mediante reacciones químicas, se transforma en compuestos químicos para sus funciones fisiológicas básicas, como sustancias de reserva, y en el momento de la división celular. Este parámetro es utilizado para la estimación de IET. En el laboratorio también se realizó el filtrado con filtro 0,45 µm de poro para la determinación analítica de fósforo reactivo soluble (PRS), Nitrógeno de nitratos (N-NO3); Nitrógeno de nitritos (N-NO2) y Nitrógeno amoniacal (N-NH4), los cuales constituyen los nutrientes de más rápida disponibilidad para las algas y que usualmente limitan su desarrollo. En las muestras sin filtrar se determinó fósforo total (PT) y nitrógeno total (NT).
Figura 5: Laboratorio de la Subdelegación Aguas río Diamante. Se observa el sistema de filtrado y el filtro para posteriormente estimar la biomasa mediante la medición de clorofila-a, de los organismos autótrofos acuáticos en embalses.
Fuente: DGI
Resultados
Tal como se mencionó anteriormente, los índices de estado trófico de los embalses son utilizados ampliamente en Argentina y diferentes partes del mundo para conocer la calidad ambiental de lagos y reservorios. El DGI viene trabajando con ellos de forma sistematizada desde el año 2006 como así también en informes técnicos y revistas técnico científicas especializadas León et al., (2016).
La Figura 6 representa las diferentes categorías de los estados tróficos y el posible nivel de incremento en los ambientes acuáticos. El estado trófico en sí mismo es un indicador que pondera el estado ambiental de cada reservorio. La flecha ascendente indica el aumento de categoría desde estado más bajo: ultraoligotrófico (baja cantidad de algas y de materia orgánica en el agua) pasando por el nivel mesotrófico con niveles medios y el máximo: hipereutrófico (mayor cantidad de algas y niveles ascendentes de concentración de clorofila-a. A la derecha de la imagen se presentan las medidas de gestión asociadas a los diferentes estados. Estas medidas corresponden a la toma de decisiones de la autoridad de aplicación en materia de recursos hídricos y el ambiente.
Figura 6: Indicadores y las medidas de gestión asociadas a la proliferación de algas, vegetación acuática e ingreso de carga orgánica en embalses.
Fuente: Div. Monitoreo de la calidad del agua. DGI
El índice del estado trófico utilizado en el presente informe corresponde a una revisión y actualización realizado por Cunha et al. (2013). Este trabajo ha realizado una revisión de los anteriores índices sobre la base del registro de 931 datos de PT de y 848 de Cl-a en reservorios tropicales y subtropicales de Sao Pablo, Brasil. La Tabla 2 muestra los límites máximos y mínimos de los valores medios anuales de Cl-a y PT.
Tabla 2: Categorías de los estados tróficos según Cunha et al. (2013) con los rangos y límites estimados en reservorios artificiales correspondiente a los valores medios anuales de Cl-a (mg/m³). y PT (mg/m³).
|
Categoría del estado trófico según Cunha et al. (2013) |
Clorofila-a (mg/m³). |
Fósforo total (mg/m³) |
|
Ultraoligotrófico |
≤ 2,0 |
≤ 15,9 |
|
Oligotrófico |
2,1-3,9 |
16,0-23,8 |
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Mesotrófico |
4,0-10,0 |
23,9-36,7 |
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Eutrófico |
10,1-27,1 |
36,8-77,6 |
|
Hipertrófico |
≥27,2 |
≥77,7 |
Fuente: Div. Monitoreo de la calidad del agua en embalses-DGI
Siguiendo la metodología de Cunha et al. (2013), los valores de los parámetros que se presentan corresponden a los promedios anuales de clorofila-a y fósforo total. Los resultados indican que para el parámetro clorofila-a los embalses presentaron, en promedio, los siguientes valores: Potrerillos (0,71 mg/m³), Agua del Toro (0,64 mg/m³), Los Reyunos (0,63 mg/m³) y Valle Grande (1,48 mg/m³) categorizados dentro de la categoría ultraoligotrófico. Para el mismo parámetro analizado los valores de El Carrizal fueron de 3,47 mg/m³ y El Nihuil 3,44 mg/m³ (Figura 7-a). Los análisis de los resultados de los promedios anuales de fósforo total ubican dentro de la categoría eutrófico a las aguas de Agua del Toro (50,0 mg/m³) y Valle Grande (60,0 mg/m³). Los embalses Potrerillos (90,0 mg/m³), El Carrizal (161,7 mg/m³), Los Reyunos (84,4 mg/m³), El Nihuil (91,8 mg/m³) se ajustan dentro de la categoría hipereutrófico (Figura 7-b). Tal como se observa, los valores registrados de fósforo total clasifica a los embalses con un índice más alto respecto a lo observado y registrado con la concentración de clorofila-a. Las concentraciones altas de fósforo total podrían explicarse por la naturaleza sedimentaria de la litología, la cual ingresa a los embalses como material particulado en suspensión, resultante de la erosión de la cuenca. Sin embargo, el fósforo que ingresa por el río, se encuentra dentro de la fracción particulada, no biodisponible para las algas, y por ello en términos generales se observan valores bajos de clorofila-a León et al. (2016).
Figura 7: Clasificación del índice de estado trófico de los reservorios artificiales Potrerillos, El Carrizal, Agua del Toro, Los Reyunos, El Nihuil y Valle Grande, siguiendo el criterio de Cunha et al. (2013). a- Categorías utilizando la concentración de clorofila-a (Cl-a) y b con la concentración de fósforo total (PT).
Fuente: Div. Monitoreo de la calidad del agua en embalses. DGI.
Conclusión
Los índices del estado trófico de los embalses de la provincia de Mendoza evidencian categorías para el parámetro clorofila-a de ultraoligotrófico para los embalses Potrerillos, Agua del Toro, Los Reyunos y Valle Grande y oligotrófico para los embalses El Carrizal y El Nihuil. Esto representa valores bajos de proliferación de algas, estimada mediante la clorofila-a, los cual expresa una buena calidad del agua en los embalses de la provincia.
Los índices del estado trófico de los embalses de la provincia de Mendoza respecto al fósforo total se encuentran dentro de los límites de la categoría eutrófico para los embalses Agua del Toro y Valle Grande e hipereutrófico para Potrerillos, El Carrizal, Los Reyunos y El Nihuil. Dichas concentraciones de fósforo total corresponden a la naturaleza sedimentaria de la litología que ingresa a los embalses.
La información obtenida como resultado del plan de monitoreo de la calidad de embalses en la provincia de Mendoza y el uso de índice de estado trófico validado por la comunidad científica internacional, con una mirada integral del ecosistema acuático, pone de manifiesto la utilidad de la información relevada a campo, analizada en gabinete e informada en el presente informe, como herramienta e indicador para la gestión ambiental de los recursos hídricos de parte del Departamento General de Irrigación.
Agradecimiento
Este informe ha sido posible gracias al apoyo a esta dependencia de parte de las autoridades directivas, áreas administrativas y logísticas del DGI. En especial a la Subdelegación río Diamante y la coordinación directiva del Sr. Subdelegado Ing. Fabio Lastra. El trabajo en gabinete y para la evaluación de la información ha tenido la colaboración del Sr. Julio Indiveri y del Ing. Federico Liseno (Depto. Ingeniería, Subdel. Diamante), Sr. Hector Segal (Div. Hidrología, DGI Sede Central), Ing. Horacio Fernández y Ramiro Collado y al Dr. José G. León (Instituto Nacional del Agua-Subgerencia Centro de Investigación de la Región Semiárida).
Bibliografía
-Cooperación Económica y Desarrollo (OCDE) 1982. Comité de Eutrofización.
-Cunha D.G.F., Calijuri, M., Lamparelli M. C. 2013. A trophic State index for tropical/subtropical reservoirs (TSItsr). Ecologial Engineering 60, 126-134.
-Departamento General de Irrigación, 2006. Calidad del agua en embalses de la provincia de Mendoza. Componente de calidad del agua y suelo. Estudio de la caracterización limnológica de los embalses de la provincia de Mendoza. Programa de riego y drenaje de la prov. De Mendoza. Programa PROSAP-DGI OEI.
-Lamparelli, M. C. (2004). Graus de trofia em corpos d’água do estado de São Paulo: avaliação dos métodos de monitoramento. Universidade de São Paulo. https://doi.org/10.11606/T.41.2004.tde-20032006-075813.
-Lampert & Sommer. (2007). The Ecology of Lakes and Streams. Limnoecology: 2nd edition. Oxford: Oxford University Press, 324 pp. ISBN ISBN-13: 978019921393.
-León, J. G., Beamud, S. G., Temporetti P. F., Atencio, A. G., Diaz, M. M. y Pedrozo F. Luis.
2016. Stratification and residence time as factors controlling the seasonal variation and the vertical distribution of chlorophyll-a in a subtropical irrigation reservoir. International Review of Hydrobiology 2016, 101, 1–12.
Vitali G. 1940. Hidrología Mendocina: Contribución a su conocimiento. 1ª ed. Mendoza: Ediciones culturales de Mendoza: Departamento Gral. de Irrigación, 2005. 294 pp.