Escalera para peces

Una escalera para peces , también conocida como paso para peces , escalera para peces o cañón para peces , es una estructura de vía fluvial sobre o alrededor de barreras artificiales y naturales (como presas , esclusas y cascadas ) que proporciona a los animales acuáticos (en particular a los peces ) un " desvío " para facilitar los movimientos y migraciones naturales de especies diadromas y potamódromos . ^{[ 1 ]}

Los pasos para peces permiten que los peces superen la diferencia de nivel del agua alrededor de las barreras nadando o saltando por una serie de aliviaderos escalonados relativamente bajos (de ahí el término escalera ), que se construyen en forma de un pequeño canal serpenteante de bajo caudal al lado de la barrera. Cada "escalón" se crea mediante un pequeño vertedero y cada sección entre los escalones funciona como una poza , lo que permite a los peces descansar temporalmente y ascender o descender gradualmente hasta que finalmente llegan al cuerpo principal de agua al otro lado de la barrera. La velocidad del agua que cae sobre el escalón debe ser lo suficientemente grande como para atraer a los peces a la escalera, pero no tan grande como para arrastrarlos río abajo o agotarlos hasta el punto de no poder continuar su viaje río arriba.

Los informes escritos sobre pasos para peces rudimentarios datan del siglo XVII en Francia, donde se utilizaban haces de ramas para hacer escalones en canales empinados y sortear obstáculos.

En el caso Tyler v. Wilkinson de 1823, ante el Tribunal de Circuito de los Estados Unidos, se menciona la construcción en 1714 de un antiguo canal que sorteaba una presa, «originalmente excavado para el paso de peces río arriba y río abajo». Este ejemplo es anterior a la escalera para peces de 1880 en Pawtuxet Falls. El canal de 1714 «fracasó por completo en su propósito» y, en 1730, se construyó un molino en su lugar. El uso del canal y su molino se convirtió en un caso legal importante en el derecho de aguas de los Estados Unidos. ^{[ 2 ]}

Alrededor de 1830, James Smith, un ingeniero escocés, construyó una escalera para salmones con un estanque y una presa en el río Teith, cerca de Deanston, en Perthshire, Escocia. Tanto la presa como la escalera para salmones se conservan hasta hoy, y muchas escaleras para salmones construidas posteriormente en Escocia se inspiraron en ella. ^{[ 3 ]}

Una versión fue patentada en 1837 por Richard McFarlan de Bathurst, Nuevo Brunswick , Canadá, quien diseñó un paso para peces para sortear una presa en su aserradero hidráulico. ^{[ 4 ]} Entre 1852 y 1854, se construyó el Paso para Peces de Ballisodare en el condado de Sligo , Irlanda, para atraer salmones a un río que no había albergado una pesquería. En 1880, se construyó la primera escalera para peces en Rhode Island , Estados Unidos, en la presa de Pawtuxet Falls . La escalera fue retirada en 1924, cuando la ciudad de Providence reemplazó la presa de madera por una de hormigón . Estados Unidos legisló sobre pasos para peces en 1888. ^{[ 5 ]}

Con el avance de la era industrial , las represas y otras obstrucciones fluviales se hicieron más grandes y comunes, lo que generó la necesidad de sistemas de derivación eficaces para los peces. ^{[ 6 ]}

Estanque y presa

Uno de los sistemas de escaleras para peces más antiguos. Consiste en una serie de pequeñas presas y estanques de longitud regular que forman un canal largo e inclinado por donde los peces pueden sortear la obstrucción. El canal actúa como una esclusa fija que reduce gradualmente el nivel del agua; para remontar la corriente, los peces deben saltar de un compartimento a otro en la escalera.

Paso de peces con deflectores

Utiliza una serie de deflectores simétricos y muy juntos en un canal para redirigir el flujo de agua, permitiendo que los peces naden alrededor de la barrera.

Los pasos para peces con deflectores no necesitan tener áreas de descanso, aunque se pueden incluir pozas para proporcionar un área de descanso o para reducir la velocidad del flujo. Estos pasos para peces se pueden construir con zigzags para minimizar el espacio necesario para su construcción. Los deflectores vienen en una variedad de diseños. El diseño más común es el paso Larinier, que lleva el nombre del ingeniero francés que los diseñó. Son adecuados para peces de agua dulce, así como para salmónidos, y se pueden construir lo suficientemente grandes como para ser utilizados por canoas. ^{[ 7 ]} El diseño original para un paso para peces Denil fue desarrollado en 1909 por un científico belga, G. Denil; desde entonces se ha ajustado y adaptado de muchas maneras. El Alaskan Steeppass , por ejemplo, es una variante modular prefabricada del paso para peces Denil diseñada originalmente para áreas remotas de Alaska. El Proyecto Maitai ha instalado deflectores en varios cursos de agua en Nelson , Nueva Zelanda, para mejorar el paso de peces como parte de la restauración ambiental general.

elevador de pescado (o elevador de pescado)

Rompe con el diseño de escalera al proporcionar una especie de ascensor para transportar los peces por encima de una barrera.

Es muy adecuado para barreras altas. Con un elevador de peces, estos nadan hacia un área de recolección en la base de la obstrucción. Cuando se acumulan suficientes peces en el área de recolección, se les empuja hacia una tolva que los transporta a un canal que desemboca en el río por encima de la barrera. En el río Connecticut , por ejemplo, dos elevadores de peces elevan hasta 500 peces a la vez, a 15,85 m (52 ​​pies), para despejar la presa de Holyoke . En 2013, el elevador transportó más de 400 000 peces. ^{[ 8 ]}

rampa de roca para peces

Utiliza grandes rocas y troncos para crear pozas y pequeñas cascadas que imitan estructuras naturales. Debido a la longitud del canal necesario para la escalera, estas estructuras son más apropiadas para barreras relativamente cortas. Tienen una ventaja significativa, ya que pueden proporcionar hábitat para el desove de los peces. ^{[ 9 ]}

Paso de peces con ranura vertical

Similar a un sistema de estanques y presas, excepto que cada "presa" tiene una ranura estrecha cerca de la pared del canal. Esto permite que los peces naden río arriba sin saltar un obstáculo. Los pasos para peces con ranura vertical también tienden a manejar razonablemente bien la fluctuación estacional en los niveles de agua a cada lado de la barrera. Estudios recientes sugieren que las esclusas de navegación tienen el potencial de funcionar como pasos para peces con ranura vertical para proporcionar un mayor acceso a una variedad de biota, incluyendo aquellos que no nadan bien. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

sifón de pescado

Permite instalar el paso en paralelo a un curso de agua y puede utilizarse para conectar dos cursos. El paso utiliza un efecto sifón para regular su caudal. Este diseño es especialmente recomendable para la protección contra inundaciones.

cañón de peces

Un tubo neumático flexible y húmedo utiliza la presión del aire para succionar los salmones uno a uno y expulsarlos suavemente al agua de destino. El sistema fue diseñado originalmente por la empresa Whooshh de Bellevue, Washington, para transportar manzanas de forma segura. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

Cerradura de pescado

Una esclusa para peces es una estructura diseñada para facilitar el paso de los peces por encima de barreras como presas o diques, permitiéndoles acceder a hábitats aguas arriba esenciales para el desove y el crecimiento. Funciona de manera similar a una esclusa de navegación, utilizando una cámara que se llena y se vacía para mover a los peces a través de la barrera ajustando los niveles de agua para que coincidan con las secciones aguas arriba y aguas abajo. Existen varios tipos de esclusas para peces, como la esclusa Borland, la esclusa Deelder, la esclusa Pavlov y, más recientemente, la esclusa Fishcon. ^{[ 15 ]}

cerradura Fishcon

La esclusa de Fishcon permite la migración de peces tanto río arriba como río abajo en un espacio reducido y fue desarrollada por la empresa Fishcon.

Entre 2019 y mediados de 2024, se instalaron siete esclusas Fishcon en Austria, Alemania y Suiza. Cinco de estas instalaciones ya han sido evaluadas de forma independiente con excelentes resultados y se consideran funcionales según las normas austriacas y alemanas. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

Esclusa de pesca de Borland

Esto es similar a una esclusa de canal. En el extremo aguas abajo de la obstrucción, los peces son atraídos a un estanque de recolección por una salida de agua a través de una compuerta. A intervalos fijos, la compuerta se cierra y el agua del nivel superior llena el estanque de recolección y un pozo inclinado, elevando a los peces hasta el nivel aguas arriba. Una vez que el pozo está lleno, se abre una compuerta en el nivel superior para permitir que los peces continúen su viaje aguas arriba. Luego, la compuerta superior se cierra y el pozo se vacía para que el proceso comience de nuevo. Se han construido varias esclusas de Borland en Escocia, asociadas a represas hidroeléctricas , incluida una en la represa de Aigas en el río Beauly . ^{[ 18 ]}

Cerradura de distribuidor

Desarrollado por el ingeniero holandés Klaas Deelder , este diseño presenta dos cámaras separadas por una compuerta interna . Los peces entran en la cámara inferior, que luego se llena de agua, lo que les permite nadar sobre la compuerta hacia la cámara superior y continuar río arriba. Este método ha sido eficaz para el paso de una amplia gama de especies y tamaños de peces. ^{[ 19 ]}

Cerradura de Pavlov

Este diseño, atribuido al ingeniero ruso Dmitry Sergeyevich Pavlov , incorpora elementos para guiar a los peces hacia la cámara de la esclusa, como flujos de atracción y estanques de retención. La esclusa funciona cíclicamente, llenándose y vaciándose para mover los peces río arriba, y se ha implementado en varias regiones para facilitar la migración de los peces . ^{[ 20 ]}

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  Escalera para peces de la presa John Day en el río Columbia , Estados Unidos
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  Detalle de una escalera para peces en el río Dart en Inglaterra.
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  Escalera bidireccional de temporada en Camp Pico Blanco, en el río Little Sur , en Big Sur , California, Estados Unidos.
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  Escalera para peces para salmones cerca de la central eléctrica en Gullspång , Suecia.
• Ejemplo en vídeo de un paso de peces en forma de meandro .

Las escaleras para peces tienen un historial de efectividad variable. Esto difiere según el tipo de especie; un estudio mostró que solo el tres por ciento de los sábalos americanos logran pasar por todas las escaleras para peces en su camino hacia sus zonas de desove. ^{[ 21 ]} La efectividad depende de la capacidad de natación de la especie de pez y de cómo se desplaza río arriba y río abajo. Por ejemplo, un paso para peces diseñado para permitir el paso río arriba puede no permitir el paso río abajo. ^{[ 22 ]}

Los pasos para peces no siempre funcionan. En la práctica, un desafío es relacionar los datos de rendimiento de natación con las mediciones hidrodinámicas. ^{[ 23 ] [ 24 ]} Las pruebas de natación rara vez utilizan el mismo protocolo y el resultado es una medición puntual o una velocidad global. En cambio, la modelización física y numérica del flujo de fluidos (es decir, la hidrodinámica) proporciona un mapa de flujo detallado, con una fina resolución espacial y temporal. Los organismos reguladores se enfrentan a la difícil tarea de relacionar las mediciones hidrodinámicas con los datos de rendimiento de natación.

En Carolina del Norte, en la cuenca del río Cape Fear, la eficacia del paso para peces mejora las condiciones habituales para obtener agua más limpia y aumentar la población de peces. El río Cape Fear utiliza estructuras de "esclusas y presas" que impiden que los peces migren río arriba. En 2012, en la esclusa y presa n.° 1, la cuenca permite que los peces migren río arriba mediante una estructura de paso para peces que se asemeja a los rápidos del río. La asociación Cape Fear River Partnership, de la Oficina de Conservación del Hábitat de la NOAA, está utilizando los pasos para peces para reintroducir peces en la cuenca, mejorar el hábitat con agua más limpia y beneficiar a las comunidades locales. ^{[ 25 ]}

Se ha reconocido el impacto ecológico de las alcantarillas en arroyos y ríos naturales. Si bien la capacidad de descarga de la alcantarilla se deriva de consideraciones hidrológicas e hidráulicas, ^{[ 26 ]} esto suele generar grandes velocidades en el conducto, lo que puede impedir el paso de los peces.

Se pueden instalar deflectores a lo largo del fondo del barril para proporcionar una alternativa amigable para los peces. ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]} Para caudales bajos, los deflectores disminuyen la velocidad del flujo y aumentan la profundidad del agua para facilitar el paso de los peces. Con caudales mayores, los deflectores inducen velocidades locales más bajas y generan regiones de recirculación. Puede ser posible acomodar el paso de los peces alternando las ranuras de los deflectores, imitando así la sinuosidad natural del flujo de la corriente. ^{[ 30 ]} Sin embargo, los deflectores pueden reducir drásticamente la capacidad de descarga de la alcantarilla para un flujo dado, ^{[ 31 ]} aumentando así sustancialmente el costo total de la estructura de la alcantarilla para lograr el mismo caudal y flujo de diseño. Se cree que la interacción pez-turbulencia puede facilitar la migración aguas arriba, aunque un diseño óptimo debe basarse en una caracterización cuidadosa tanto de la hidrodinámica como de la cinemática de los peces. ^{[ 24 ] [ 32 ] [ 33 ]} Finalmente, no se pueden ignorar las implicaciones prácticas del diseño de ingeniería, mientras que una sólida comprensión de la tipología de la turbulencia es un requisito básico para cualquier tratamiento de límites exitoso que propicie el paso de peces aguas arriba. ^{[ 34 ]}

Las centrales hidroeléctricas bloquean la migración de los peces, lo que puede afectar negativamente a la biodiversidad. Se utilizan pasos para peces para recuperar el hábitat afectado. Por ejemplo, un proyecto en el suroeste de Washington reabrió 117 millas de hábitat de salmón y trucha arcoíris en sus represas hidroeléctricas. Los peces que migran río abajo son capturados, transportados en camión alrededor de las tres represas y liberados río abajo. Una vez adultos, una escalera para peces y una instalación de clasificación les permiten migrar río arriba. ^{[ 35 ]}

Otro enfoque, los pasos de peces técnicos, se construyen con materiales naturales para imitar los cursos de agua naturales con pendientes y caudales suaves, y grandes espacios con poca altura para que las especies se muevan. Los pasos de peces técnicos se construyen para permitir que las especies de peces se muevan de forma segura en cualquier dirección a través de barreras. Las centrales hidroeléctricas y sus represas pueden utilizar este tipo de pasos de peces para adaptarse a los movimientos de las especies de peces y proporcionar un mantenimiento eficiente. ^{[ 36 ]}

• Paso de las anguilas – Modificación del canal para el paso de las anguilas 
• Presa Glen D. Palmer – Presa en Yorkville, Illinois 
• Timbre para peces : una escalera para peces construida mediante colaboración colectiva en los Países Bajos. 
• Migración de peces : Movimiento regular de peces de una parte de un cuerpo de agua a otra. 
• Pantalla de pez
• Escalera para peces de Pitlochry : estructura en Perth y Kinross, Escocia. 
• Migración del salmón : migración anual del salmón 

• Para salvar al salmón (1997) Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos.
• Vías fluviales y alcantarillas respetuosas con los peces: integración de la interacción entre la hidrodinámica y la turbulencia que generan los peces (2017). Universidad de Queensland.

• Un estudio de la hidráulica del flujo sobre pasos para peces. Archivado el 30/10/2004 en Wayback Machine.
• Construcción de un paso vertical para peces y una escalera para anguilas en la presa de St. Ours ( río Richelieu , Quebec ).
• Centro de paso de peces
• Pasa el pescado. Diseño, dimensiones y seguimiento , Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura /Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau (DVWK), Roma, 2002 ISBN 92-5-104894-0ISBN 3-89554-027-7( Descarga Zipdel área FTP de la Comisión Consultiva Europea de Pesca Continental (EIFAC) de la FAO )
• Estados Unidos ordena la modificación del río Klamath: la eliminación de las represas podría resultar más rentable para permitir el paso del salmón — The Washington Post , 31 de enero de 2007
• Las escaleras y los elevadores para peces no funcionan.
• Paso de peces aguas arriba en alcantarillas de cajón: ¿cómo interactúan los peces y la turbulencia? Por el Dr. Hang Wang y el Profesor Hubert Chanson , Escuela de Ingeniería Civil, Universidad de Queensland.