Dolor en los meandros

2004/02/01 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia | Izagirre Igartua, Oihana Iturria: Elhuyar aldizkaria

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A. Elosegi

Los productores (algas y plantas), mediante la fotosíntesis, producen oxígeno y materia orgánica a partir de nutrientes inorgánicos en el agua (nitratos, nitritos, fosfatos…). De este modo, los ríos son depurados, principalmente porque retienen nutrientes que llegan al agua por la acción humana. Además de la producción propia en el agua, los ríos reciben materia orgánica del exterior, sobre todo en los arroyos rodeados de bosques de ribera, en otoño, con la caída de la hojarasca. La orbela es la principal fuente de alimento de muchos consumidores, entre ellos invertebrados, hongos y bacterias. Todos ellos procesan la materia orgánica que llega al río y son, además, el alimento principal de los peces. Además de los peces, en los ríos hay mamíferos, anfibios y aves que forman una compleja red de pastos.

Estos ecosistemas tienen una gran importancia para las personas, ya que, además de sus valores estéticos y románticos, ofrecen diferentes recursos: agua, energía, transporte, peces, paisaje, áreas de ocio, capacidad de autodepuración... Sin embargo, el auge de la población humana y el avance de la tecnología han afectado seriamente a los ríos. Todas las aguas residuales, desde las aguas residuales domésticas hasta los vertidos de cianuros industriales, han sido vertidas directamente al río, eliminando los bosques de ribera y afectando a la morfología de los cauces. Todo ello influye en la estructura y funciones del ecosistema, por lo que los ríos no se encuentran en las mejores condiciones, aunque en muchos casos han mejorado en los últimos años.

Recientemente nos hemos dado cuenta de la necesidad de hacer frente a esta situación, ya que en su día no se prestaba ninguna atención a los problemas medioambientales. Se han ido desarrollando investigaciones de los ecosistemas fluviales, seguimientos de la calidad y planes de saneamiento, entre otros, con el objetivo de recuperar ecosistemas sanos.

Los vertidos fluviales sólo pueden medirse en un corto periodo de tiempo, ya que son arrastrados rápidamente hacia abajo.

Inicialmente, para el estudio de la calidad de las aguas se realizaban exclusivamente análisis de aguas. Sin embargo, estos análisis muchas veces no son capaces de detectar cientos de contaminantes a la vez en el agua, y mucho menos en los ríos. De hecho, los vertidos en los ríos sólo pueden medirse en un corto periodo de tiempo, ya que los arrastra rápidamente hacia abajo. Poco después del vertido el agua puede quedar limpia, pero el río ya está dañado. Los índices bióticos se desarrollaron para detectar los daños producidos por este tipo de vertidos. A través de ellos se analizan las comunidades biológicas para conocer la historia de la calidad de las aguas. Si se produce algún vertido periódico, los seres más sensibles desaparecen, detectándolo podemos sospechar que se ha producido algún problema en el agua. Con el tiempo se han desarrollado diferentes índices bióticos, siendo los más comunes los basados en invertebrados y algas.

Pero, ¿qué es un río sano?

La salud es la situación en la que el ser orgánico cumple adecuadamente todas sus funciones. Por tanto, podemos decir que un ecosistema está sano si cumple adecuadamente todas sus funciones. Por supuesto, se necesitan estructuras adecuadas para su correcto funcionamiento. Por ejemplo, la fotosíntesis no puede producirse si no hay vegetación. Por tanto, la integridad ecológica requiere un todo estructural y un todo funcional, ya que son las dos caras de una misma moneda. La estructura física del ecosistema está constituida por las comunidades biológicas y sus recursos, analizando su cantidad y calidad. A la hora de definir la funcionalidad se analizan diferentes procesos a nivel de ecosistema. Cuando la calidad de estos dos componentes es buena, podemos decir que el río está sano.

Sin embargo, cualquier cambio en los ríos no afecta necesariamente a la estructura ni a las funciones. Por ejemplo, en un experimento realizado en el río Mary australiano se observó que el aumento de la cantidad de nitrógeno y de la turbidez de las aguas no afectó a la comunidad de invertebrados (estructura), pero provocaba cambios en la respiración y en la producción primaria (funciones). Esto exige tener en cuenta ambos componentes, estructura y función a la hora de analizar la salud de los ríos.

Para poder medir la salud de un ecosistema es necesario compararla con una situación óptima. Para ello se pueden utilizar sistemas de referencia, es decir, ríos aún en estado ‘natural’. Siempre hay que tener en cuenta que los ríos son muy diferentes de un lugar a otro debido a variables como el clima, la geología, etc., por lo que un río y su referente deben tener condiciones similares. En los ríos de referencia se pueden estudiar las características físico-químicas, la estructura de las comunidades biológicas y diversas funciones del ecosistema, valores que se trataría de obtener al recuperar los ríos afectados.

¿Qué dice la ley al respecto?

Además del agua, los ríos son ecosistemas constituidos por otras sustancias y plagas.

Fotos: A. Elosegi e INRA

La política de calidad de las aguas está cambiando muy profundamente. Hasta la fecha, según la Ley Española de Aguas de 1999, la contaminación se definía como un deterioro de la composición química de las aguas y el grado de contaminación se determinaba mediante la medición de las concentraciones de diferentes sustancias químicas en el agua. Por otro lado, la calidad a conseguir era diferente en función del uso del agua (riego, bebida, conservación de peces, etc.). Ahora, sin embargo, la Directiva de Aguas de la Unión Europea establece que para medir la calidad de las masas de agua se debe medir su estado químico y ecológico. Este nuevo concepto define el estado ecológico como la expresión de la calidad de la estructura y funcionamiento de los ecosistemas acuáticos. La calidad de las aguas incluye la calidad físico-química, la calidad biológica y la calidad hidromorfológica (estructura del cauce). Además, no depende de su uso sino de su cumplimiento en todas las masas de agua.

Propone una serie de indicadores que permiten medir la calidad, según los cuales el estado ecológico de las aguas puede ser muy bueno, bueno, aceptable, deficiente o malo. Para ello, se deben seleccionar los puntos de referencia, es decir, los ríos o arroyos que han sufrido una escasa afección humana y analizar los valores de los indicadores. Se considerará que las masas de agua con valores similares presentan un estado ecológico muy bueno, y cuanto más alejadas de estos valores, peor será el estado ecológico.

Como se puede observar, la Directiva de Aguas deja bastante claro en qué medida el estado ecológico de los ecosistemas acuáticos debe medirse. Y si esto no fuera suficiente, establece también el siguiente objetivo: Para el año 2015 se debe conseguir que el estado ecológico de todas las masas de agua superficial de la Unión Europea sea bueno para todos los indicadores (excluyendo excepciones y moratorias). Todo ello va a requerir una inmensa investigación, un trabajo, una fortuna y una voluntad política que algunos consideran demasiado ambiciosa.

Sin embargo, y a pesar de que la Directiva empieza a buscar lagunas, deja claro en sus definiciones e intenciones lo importante que es el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos, a la hora de mencionar los métodos biológicos de medición de la calidad, propone únicamente los que definen la estructura (algas, invertebrados, peces), y no hace referencia a instrumentos de análisis de funciones. De hecho, todavía no se han desarrollado herramientas estándar para medir el funcionamiento de los ríos de todo el mundo, aunque ello es imprescindible para la calidad ecológica. Consciente de esta carencia, varios investigadores están trabajando seriamente en el desarrollo de estas nuevas herramientas.

Nuevos instrumentos para el estudio de la salud de los ríos: análisis de funciones

Para facilitar la migración de los salmones y, por tanto, su reproducción, se favorece la implantación de infraestructuras en los saltos de agua.

A. Elosegi

En los últimos tiempos se encuentran en plena actualidad los trabajos sobre herramientas para el estudio de las funciones de los ecosistemas fluviales, y los trabajos más destacados de los congresos se centran en este tema.

La depuración de nutrientes, la retención y utilización de la hojarasca, las migraciones de seres vivos, la producción de peces, el metabolismo, etc. Existen métodos para poder medir todas estas funciones, pero cada investigador las sigue utilizando de forma diferente, y las administraciones o entidades de gestión de aguas necesitan de herramientas estándar y, sobre todo, de valores de referencia para interpretar los resultados. En cada tipo de río deben definirse los valores que deberían tener estos procesos, así como las medidas que deben adoptarse en caso de estar afectados, siendo éste el objetivo en este momento de varios proyectos de investigación.

En la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea, el Laboratorio de Ecología de los Ríos tiene en marcha dos proyectos en este campo: uno en torno al uso de la hojarasca (RIVFUNCTION) y otro en torno al metabolismo (METATOOL).

En la RIVFUNCTION, 10 universidades de toda Europa están trabajando en el estudio de la influencia de la eutrofización (proliferación de nutrientes) y la degradación de los bosques de ribera en la descomposición de la hojarasca. La descomposición, denominada degradación de la materia orgánica, refleja la capacidad del río para utilizar el material que le llega. Cuando la orbela llega al río, los invertebrados y microorganismos (hongos y bacterias) la utilizan y descomponen.

La capacidad de descomposición de la hojarasca, además de ser una función importante en los arroyos, es muy sensible a diferentes estresos. Para medir esta capacidad se colocan bolsas de malla llenas de hojarasca en el río. Se utilizan dos tipos de bolsas: una de red gruesa que permite la entrada de todos los invertebrados y microbios, y otra de malla fina que impide la entrada de los invertebrados. De esta forma, se pueden recoger las bolsas de forma temporal, medir la cantidad de hojarasca restante y medir la influencia de los invertebrados y microbios en la descomposición de la hojarasca.

El estado ecológico de todas las masas de agua superficiales de la UE debe ser bueno para 2015.

A. Elosegi

En la Universidad del País Vasco se ha podido detectar la disfunción de ríos con un exceso de nutrientes inorgánicos en los que la influencia microbiana ha aumentado considerablemente. Por otro lado, se ha comprobado que la descomposición de la hojarasca en los ríos rodeados de eucaliptos es más lenta que en los rodeados de bosques naturales de ribera, en cuyo caso son responsables los invertebrados. Los resultados obtenidos en este proyecto nos permitirán disponer de una nueva herramienta de análisis de la salud de los ríos.

El proyecto METATOOL se centra en el metabolismo de todo el río. En los ríos el metabolismo se divide en dos partes: producción primaria y respiración. El consumo de oxígeno se produce durante todo el día, debido a la respiración de productores y consumidores, pero a la luz del día las algas producen materia orgánica y oxígeno. Así, según el balance de las tasas de producción y respiración, la concentración de oxígeno del agua va cambiando.

El exceso de nutrientes y luz sobre el cauce provoca un aumento de los productores primarios y una concentración de oxígeno durante el día muy elevada. Esta materia orgánica, sin embargo, se acumula y pudre, lo que consume mucho oxígeno, lo que reduce considerablemente la concentración de oxígeno durante la noche. Estas deficiencias son muy peligrosas para los seres vivos del río; por ejemplo, los salmones necesitan concentraciones de oxígeno superiores a 6 mg/l y los truchas superiores a 4 mg/l. Todo ello puede afectar al río.

Pero la investigación del metabolismo tiene dificultades. La metodología requiere medir en el tiempo la concentración y la temperatura de oxígeno, por lo que es necesaria su automatización. En la CAPV, en los ríos de Gipuzkoa y Bizkaia, las Diputaciones Forales disponen de 21 estaciones hidrometeorológicas que miden oxígeno y temperatura cada 10 minutos. El Laboratorio de Ecología de los Ríos de la UPV/EHU, ante la posibilidad de utilizar los datos obtenidos a través de esta infraestructura, abordó este proyecto de metabolismo. Además del cálculo de la producción primaria y de las tasas respiratorias mediante la elaboración de datos de oxígeno, se han realizado muestreos de algas con el fin de analizar su biomasa y la composición de la comunidad. De este modo, se pretende analizar la relación entre el metabolismo y los productores primarios con las características de los ríos y crear una nueva herramienta para analizar en tiempo real el funcionamiento de los ríos. Esto serviría, entre otras cosas, para medir la respuesta del ecosistema en el momento en que se produce un vertido.

Bolsas de hojarasca para medir la descomposición. Bolsas de malla que se colocan en los fondos de los ríos rellenadas con una masa de hojarasca determinada.

A. Elosegi

Por ejemplo, el verano de 2003 ha sido muy cálido y seco, por lo que la producción primaria ha sido muy alta y se han desarrollado ingentes cantidades de algas en las estaciones más eutróficas. Como consecuencia, las concentraciones de oxígeno han sufrido grandes fluctuaciones a lo largo del día. En el caso de las estaciones más limpias, las concentraciones de oxígeno se han mantenido elevadas, señal de la buena salud del río, así como estaciones con concentraciones de oxígeno muy bajas por contaminación elevada.

Además de la descomposición y el metabolismo, se espera que a través de las investigaciones que se están realizando en todo el mundo sobre otras muchas funciones, se desarrollen herramientas adecuadas para el análisis de las mismas. Estos instrumentos estarán en manos de las administraciones y de los gestores de aguas dentro de unos años y permitirán realizar estudios más profundos de la salud de los ríos. Si conseguimos los objetivos de la nueva Directiva de Aguas y con estas nuevas herramientas, nuestros descendientes tienen ríos más sanos.

En el río Urumea (Ereñozu, a la izquierda) la calidad de las aguas es muy buena; en verano de 2003 las algas eran escasas y el oxígeno se mantuvo en altas concentraciones. Por su parte, el río Oria (a la derecha de Alegia) recibe grandes cantidades de nutrientes. Aquel verano la producción de algas fue enorme y aunque el oxígeno tenía valores muy altos de día, por la noche bajaba hasta los mínimos. (Fotos: O. Izagirre y A. elosegi).

Indicadores de estado ecológico propuestos en la nueva Directiva Europea de Aguas

• Indicadores biológicos:
  
  • Composición y abundancia de la flora acuática
  • Composición y abundancia de invertebrados acuáticos
  • Composición, abundancia y distribución de edades de los peces
    
• Indicadores hidromorfológicos con incidencia en indicadores biológicos:
  
  • Régimen hidrológico
    
    • Hidrodinámica de caudales o flujo de agua
    • Enlaces con masas de agua subterránea
  • Continuidad del río
  • Características morfológicas
    
    • Profundidad y anchura del río
    • Estructura y composición del sustrato del fondo fluvial
    • Estructura de los valles
      
• Indicadores físico-químicos que afectan a indicadores biológicos:
  
  • Generales
    
    • Temperatura
    • Oxígeno
    • Salinidad
    • Acidificación
    • Nutrientes
  • Contaminantes específicos
    
    • Contaminación producida por todos los contaminantes prioritarios vertidos al agua.
    • Contaminación producida por todas las sustancias que se han vertido al agua en cantidades significativas.

BIBLIOGRAFÍA

• PARLAMENTO EUROPEO Directiva
  2000/60/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 3 de octubre de 2000 (fecha de consulta: 20 de octubre de 2003). 2000. http://europa.eu.int/eurlex/pri/es/oj/dat/2000/l_327/l_32720001 222es00010072.pdf .
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• Uehlinger, U., König, C. Reichert, P.
  Variability of photosynthesis-irradiance curves and ecosystem respiration in a small river. Freshwater Biology , 44:493-507. 2002.
• Rallo, A.
  - Gobierno Vasco, 1992.