Impacto ambiental de los embalses

Una represa actúa como una barrera entre el movimiento río arriba y río abajo de animales migratorios de río, como el salmón y la trucha . ^{[ 3 ]}

Algunas comunidades también han comenzado la práctica de transportar peces migratorios río arriba para desovar mediante una barcaza . ^{[ 3 ]} La escalera para peces es otro método para transportar peces migratorios río arriba. ^{[ 4 ]}

Los ríos transportan sedimentos a lo largo de sus cauces, lo que permite la formación de estructuras deposicionales como deltas , abanicos aluviales , ríos trenzados , lagos en herradura , diques y costas . La construcción de una presa bloquea el flujo de sedimentos aguas 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 útil por sedimentos. ^{[ 5 ]} La disminución de la capacidad de almacenamiento resulta en una menor capacidad para producir energía hidroeléctrica, una menor disponibilidad de agua para riego y, si no se aborda, puede provocar finalmente el agotamiento de la presa y del río. ^{[ 6 ]}

La retención de sedimentos en los embalses reduce el transporte de sedimentos aguas abajo, lo que afecta negativamente la morfología del canal, los hábitats acuáticos y el mantenimiento de la elevación del terreno de los deltas . ^{[ 7 ]} Además de la eliminación de presas , existen otras estrategias para mitigar la sedimentación en los embalses.

Como todas las represas resultan en una carga reducida de sedimentos aguas abajo, un río represado es muy exigente en cuanto a sedimentos, ya que no tendrá suficientes. Esto se debe a que la tasa de deposición de sedimentos se reduce considerablemente al haber menos que 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 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, menor variabilidad del ecosistema, menor sustento para la vida silvestre y menor cantidad de sedimentos que llegan a las llanuras costeras y deltas. ^{[ 6 ]} 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 que las sustentan. ^{[ 15 ]} La erosión del canal aguas abajo de los ríos represados ​​está relacionada con la morfología del lecho del río, lo cual es diferente del estudio directo de las cantidades de sedimentación porque está sujeto a condiciones específicas a largo plazo para cada sistema fluvial. Por ejemplo, la erosión del cauce podría crear un nivel freático más bajo en la zona afectada, impactando cultivos de tierras bajas como la alfalfa o el maíz , y resultando en un menor suministro. ^{[ 16 ]} En el caso de la Presa de las Tres Gargantas en China, los cambios descritos anteriormente parecen haber alcanzado un nuevo equilibrio de erosión y sedimentación durante un período de 10 años en el curso inferior del río. Los impactos en la región mareal también se han vinculado a los efectos de la presa aguas arriba. ^{[ 17 ]}

Además de los impactos de la erosión costera, la reducción del caudal de los ríos también puede alterar las corrientes oceánicas y los ecosistemas. ^{[ 18 ]}

Una vez construida una presa, esta representa un obstáculo para el flujo de nutrientes como el carbono (C), el nitrógeno (N), el fósforo (P) y el silicio (Si) hacia el río, las llanuras aluviales y el delta aguas 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  ^{[ 19 ],} que puede alcanzar hasta el 40%, 50% y 60% para el nitrógeno, el fósforo y el silicio, respectivamente ^{[ 20 ]} , lo que en última instancia modifica la estequiometría de los nutrientes en el ecosistema acuático aguas abajo de la presa. El desequilibrio estequiométrico de nitrógeno, fósforo y silicio en el efluente puede tener repercusiones en los ecosistemas aguas abajo al alterar la comunidad fitoplanctónica en la base de la red trófica, con consecuencias para toda la población acuática. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} Un ejemplo es el efecto de la construcción de la presa alta de Asuán en Egipto, donde la caída en la concentración de nutrientes en el delta del Nilo impidió las floraciones de diatomeas causando una disminución sustancial de la población de peces de Sardinella aurita y Sardinella eba , mientras que la carga reducida de lodo y limo afectó a la microfauna bentónica llevando a la disminución de la población de camarones. ^{[ 24 ]} El cambio en la estequiometría de nutrientes y el agotamiento de silicio en un delta fluvial también pueden causar floraciones de algas y bacterias dañinas en detrimento del crecimiento de las diatomeas para las cuales la disponibilidad de silicio representa un hito para la formación de conchas.

Dado que los ríos represados ​​almacenan nutrientes durante su vida útil, cabe esperar que, al retirar una represa, estos nutrientes acumulados se removilicen, provocando la eutrofización de los ecosistemas aguas abajo y una probable pérdida de biodiversidad , logrando así el efecto contrario al deseado por la acción de restauración del río al desmantelar la represa.

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 represas en la cuenca Murray Darling (Australia) indicó diferencias entre las temperaturas del agua superficial y del agua del fondo de hasta 16,7 grados Celsius. ^{[ 25 ]} Si esta agua se libera para mantener el flujo del río, puede causar impactos adversos en el ecosistema aguas abajo, incluidas las poblaciones de peces. ^{[ 26 ]} 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 cauce del río aguas abajo a través de salidas de nivel inferior, se pueden detectar temperaturas bajas 250–350 kilómetros (160–220 mi) aguas abajo. ^{[ 25 ]} Los operadores de la represa Burrendong en el río Macquarie (este de Australia) están tratando de abordar la supresión térmica colgando una cortina de geotextil alrededor de la torre de salida existente para forzar la liberación selectiva de agua superficial. ^{[ 27 ]} 

Muchas represas se construyen para el riego y, aunque existe un ecosistema seco aguas abajo, este se destruye deliberadamente en favor de la agricultura de regadío. Tras la construcción de la represa de Asuán en Egipto, esta protegió al país de las sequías de 1972-1973 y 1983-1987 que devastaron África Oriental y Occidental. La represa permitió a Egipto recuperar unas 840.000 hectáreas en el delta del Nilo y a lo largo del valle del Nilo, aumentando la superficie de regadío del país en un tercio. Este aumento se logró tanto mediante el riego de lo que antes era desierto como mediante la puesta en cultivo de 385.000 hectáreas que eran cuencas naturales de retención de inundaciones. Alrededor de medio millón de familias se asentaron en estas nuevas tierras. En 1983, el proyecto de la represa Franklin en Tasmania, Australia, fue cancelado tras una campaña para proteger el bosque circundante de la deforestación y las inundaciones. ^{[ 28 ]}

En muchos países en desarrollo de baja altitud, la sabana y los bosques adyacentes a las llanuras aluviales y los deltas de los ríos se riegan con las crecidas anuales de la estación húmeda. Los agricultores siembran anualmente cultivos de secano, aprovechando la humedad del suelo tras la bajamar. Las represas generalmente desalientan este cultivo y evitan las inundaciones anuales, creando un ecosistema más seco aguas abajo, a la vez que proporcionan un suministro constante de agua para el riego.

Estudios de caso

• El embalse del lago Manantali, formado por la presa de Manantali en Malí , África Occidental, se cruza con las rutas migratorias de los pastores nómadas y retiene el agua de la sabana situada aguas abajo. La ausencia del ciclo de inundaciones estacionales provoca la disminución de las tierras de pastoreo y también está secando los bosques de la llanura aluvial aguas abajo de la presa. ^{[ 30 ]}
• Después de la construcción de la presa de Kainji en Nigeria , entre el 50 y el 70 por ciento del área aguas abajo de los cultivos de recesión de inundaciones cesó. ^{[ 31 ]}

Ocasionalmente, las presas se rompen, causando daños catastróficos a las comunidades río abajo. Estas roturas se deben a errores de ingeniería, ataques o desastres naturales. El mayor desastre por rotura de presa hasta la fecha ocurrió en China en 1975, cobrándose la vida de 200 000 ciudadanos chinos. Otros fallos importantes durante el siglo XX fueron en Morbi, India (5000 fallecidos), en Vajont, Italia (2000 muertos), mientras que otros tres fallos de presas causaron al menos 1000 víctimas mortales cada uno .

La controvertida presa de las Tres Gargantas en China tiene capacidad para almacenar 22 kilómetros cúbicos (5,3 millas cúbicas ) de agua de inundación en el río Yangtsé. Las inundaciones del río Yangtsé de 1954 causaron la muerte de 33 000 personas y el desplazamiento de 18 millones de sus hogares. En 1998, una inundación dejó 4000 muertos y afectó a 180 millones de personas. El desbordamiento del embalse obligó a más de un millón de personas a reubicarse, y posteriormente, en agosto de 2009, una inundación fue completamente contenida por el nuevo embalse, protegiendo a cientos de millones de personas río abajo.  

La creación de embalses puede alterar el ciclo biogeoquímico natural del mercurio . Estudios realizados sobre la formación de un embalse experimental mediante la inundación de un humedal boreal mostraron un aumento de 39 veces en la producción de metilmercurio (MeHg) tóxico tras la inundación. ^{[ 32 ]} El aumento en la producción de MeHg duró solo unos 2-3 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 es importante al considerar su potencial de bioacumulación en peces depredadores. ^{[ 33 ]}

Enfermedades Si bien los embalses son beneficiosos para los humanos, también pueden ser perjudiciales. Un efecto negativo es que pueden convertirse en criaderos de vectores de enfermedades. Esto es especialmente cierto en zonas tropicales, donde los mosquitos (vectores de la malaria ) y los caracoles (vectores de la esquistosomiasis ) pueden aprovechar estas aguas de flujo lento. ^{[ 34 ]}

Reasentamiento Las represas 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 represa 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 las represas 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 Tecnológico de California . ^{[ 2 ]} Además del reasentamiento de comunidades, también se debe tener cuidado de no dañar irreparablemente sitios de valor histórico o cultural. La represa de Asuán obligó al traslado del Templo de Asuán para evitar su destrucción por la inundación del embalse.

Los embalses pueden contribuir a los cambios en el clima de la Tierra. Los embalses en climas cálidos 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 lleva a la degradación de la biomasa a través de procesos anaeróbicos. ^{[ 35 ]} En una represa en Brasil, donde la cuenca inundada es amplia y el volumen de biomasa es alto, el metano producido resulta en un potencial de contaminación 3,5 veces mayor que el de una central eléctrica de petróleo. ^{[ 36 ]} Un estudio teórico ha indicado que los embalses hidroeléctricos a nivel mundial pueden emitir 104 millones de toneladas métricas de gas metano anualmente. ^{[ 37 ]} El gas metano es un contribuyente significativo al cambio climático global. Este no es un caso aislado, y parece que especialmente las represas hidroeléctricas construidas en áreas de selva tropical de tierras bajas (donde es necesaria la inundación de una parte del bosque) producen grandes cantidades de metano. Bruce Forsberg y Alexandre Kemenes han demostrado que la represa de Balbina, por ejemplo _, emite 39.000 toneladas de metano al año ^{[ 38 ]} y otras tres represas en el Amazonas producen al menos de 3 a 4 veces más CO₂ que una central eléctrica equivalente alimentada con carbón. Esto se debe a que las selvas tropicales de tierras bajas son extremadamente productivas y, por lo tanto, almacenan mucho más carbono que otros bosques. Además, los microbios que digieren materia en descomposición crecen mejor en climas cálidos, produciendo así más gases de efecto invernadero. A pesar de esto, en 2020 se planificó la construcción de otras 150 represas hidroeléctricas en la cuenca del Amazonas. ^{[ 39 ]} Hay indicios de que las emisiones de gases de efecto invernadero disminuyen a lo largo de la vida útil de la represa. "Pero incluso incluyendo las emisiones de metano , el total de GEI [Gases de Efecto Invernadero] por kWh generado por la energía hidroeléctrica sigue siendo al menos la mitad que el de 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". ^{[ 35 ]}

Las investigaciones realizadas en el Área de Lagos Experimentales indican que la creación de embalses mediante la inundación de humedales boreales, que son sumideros de CO₂ , convierte a estos humedales en fuentes de carbono atmosférico. ^{[ 32 ]} _{En estos ecosistemas, se ha observado que la variación en el contenido de carbono orgánico tiene poco efecto sobre las tasas de emisión de gases de} efecto invernadero. Esto significa que es importante considerar otros factores, como la labilidad de los compuestos de carbono y la temperatura del suelo inundado. ^{[ 40 ]}

La siguiente tabla indica las emisiones de los embalses en miligramos por metro cuadrado por día para diferentes masas de agua. ^{[ 41 ]}