TEMA VIII RÉGIMEN DE ESTUARIOS

OBJETIVO: Analizar el funcionamiento hidráulico de estuarios y la estabilidad de los accesos costeros.

1 Origen, morfología y terminología estuarina.

Por convención se acepta como mas adecuada la definición de Pritchard (1967): "Estuario es un cuerpo o masa de agua costera semi-encerrada, con conexión libre al mar abierto, y en el cual es medible la dilución del agua de mar por agua dulce proveniente de la tierra". Que sea semi-encerrado implica que su patrón de circulación es influido considerablemente por las fronteras laterales, y por lo tanto es un cuerpo costero, pero no forma parte de la línea de costa en si misma; permitiendo así distinguirlo de cuencas de mayor tamaño como una bahía o un golfo. Que la conexión al mar abierto sea libre significa que la comunicación entre el océano y el estuario debe permitir el intercambio de agua, sal, y la transmisión de la energía de la marea permanentemente, para todo estado de marea y durante todas las estaciones del año. Que la dilución de agua de mar sea medible significa que la salinidad en el interior del estuario debe ser menor que en el océano adyacente; es decir que el volumen de agua dulce que ingresa por afluentes y precipitación es mayor que el que se pierde por evaporación en el mismo lapso de tiempo.

Con anterioridad Pritchard usó la terminología, hoy desechada, de:
Estuario Positivo para aquel en que el volumen de agua dulce que ingresa es mayor que el que se pierde (salinidad interior menor que en el océano): y Estuario Negativo o Inverso para aquel en que ocurre lo contrario (salinidad en el interior mayor que en el océano).

Actualmente se denomina al primer caso como "cuenca estuarina" y al segundo como "cuenca no-estuarina"

2 Régimen de vasos a marea libre.

Se ha establecido el régimen de flujo en el estuario, a través del análisis de los campos de formas de fondo presentes en el lecho del cauce mediante la utilización de la Sonda Multihaz. El estudio ha permitido deducir el régimen de flujo dominante en diferentes tramos del río y establecer el grado de hidrodinamismo que soporta el medio. Los resultados indican un régimen moderado con tendencia al equilibrio, caracterizado por la alternancia de tramos de alta, media y baja energía, consecuencia de las variaciones de la corriente media en cada tramo. El proceso deposicional dominante es el transporte, aunque la erosión y sedimentación también están presentes localmente.

Aunque el régimen deposicional esté principalmente controlado por la acción fluvial, dominada ésta por las crecidas estacionales, la acción marina es también un factor esencial de la dinámica de la ría, dominada esencialmente por las mareas. Otro factor, como la acción antrópica, es actualmente determinante, debido a las grandes modificaciones realizadas en la cuenca y en cauce fluvial, tales como, presas y embalses, canales, diques, muelles, esclusas y dragados, que han alterado la fisiografía y el régimen hidráulico y deposicional natural del río.

3 Corrientes de densidad y cuña salina.

Procesos de Transporte Hidrológico y de Materia

Para esta clasificación es factor determinante la modalidad del transporte de sal.
En esta sección identificamos y definimos los procesos físicos de flujo en cuerpos de agua naturales que causan el transporte y la mezcla o intercambio de substancias naturales (Ej.: la sal) o contaminantes con otros medios. Estos procesos son los siguientes:

Advección (o convección forzada): Transporte impuesto por un sistema de corrientes (Ej.: corriente de un rio o de mareas, causadas por un gradiente de presión; corrientes horizontales causadas por un gradiente de densidad).
Convección (natural): Transporte vertical inducido por una inestabilidad hidrostática (Ej.: corriente residual causada por un gradiente vertical de densidad en una laguna costera, flujo bajo la superficie congelada o fría de un fiordo o un lago).
Difusión Molecular: El esparcimiento (“scattering” en inglés) de partículas por movimiento molecular aleatorio (ocurre aun en reposo, sin campo de velocidades presente, y depende sólo de las materias involucradas. Ej.: sal y agua, azúcar y alcohol, etc.).

Difusión Turbulenta: El esparcimiento (“scattering”) aleatorio de partículas por movimiento turbulento, que puede tratarse matemáticamente en forma análoga a la difusión molecular, pero con coeficientes de difusión turbulenta (“eddy” en inglés) varios órdenes de magnitud mayores que los coeficientes de difusión molecular. Requiere de la existencia de un campo de velocidades.

Efecto del esfuerzo tangencial de corte, deslizamiento, o cizalle (“shear” en inglés): No es un proceso de transporte en si, sino una configuración del campo de velocidad advectivo. Es la advección del fluido a diferentes velocidades para diferentes posiciones en el espacio. Ejemplos: el fluir con velocidad creciente a mayor elevación en la capa límite adyacente al fondo de un rio, como resultado de la fricción y la viscosidad; el cambio en magnitud y dirección del vector velocidad con la profundidad en un estuario estratificado o en un transporte espiral de Ekman en el océano.

Dispersión (longitudinal): El esparcimiento (“scattering”) de partículas o de una nube de contaminantes por efecto combinado del cizalle ("shear") y de la difusión transversal al campo de velocidad advectivo (la difusión longitudinal al campo de velocidad advectivo no se considera por ser generalmente despreciable con respecto al efecto dispersivo longitudinal). La dispersión puede ser laminar o turbulenta según que predomine la difusión molecular o la difusión turbulenta.

Mezcla: Resultado de las difusiones o la dispersión ya descritas, entre dos o más parcelas de agua con o sin materia en suspensión o dilución, que interactúan.

Evaporación.- El transporte de vapor de agua de la superficie del agua o del suelo a la atmósfera.
Abordamiento (“entrainment” en inglés): Transporte en la interfase entre 2 capas de una laguna costera, debido al efecto combinado de la convección (natural o forzada) y la difusión turbulenta. 

4 Estabilidad de accesos costeros.

Los estuarios constituyen los “criaderos” (lugares donde los juveniles crecen con rapidez) de la mayor parte de moluscos, crustáceos, peces costeros que se cosechan no sólo en el estuario sino también mar adentro. (Odum & Sarmiento 1997).

Esta propiedad natural de los estuarios  podría ser aprovechada por el hombre para el cultivo de estas especies, que de manera natural,  se desarrollan fácilmente en este tipo de ecosistemas.

Para el establecimiento de estas áreas de acuicultura es importante estudiar las características del medio. Éstas son básicamente 3: heterogeneidad, variabilidad y diversidad.

A la heterogeneidad del medio marino debida a su propia inmensidad (variación de temperatura en sus distintas latitudes, relieve submarino, diferencias de salinidad según la evaporación o aporte de aguas de lluvias...) hay que añadir la heterogeneidad en la zona litoral constituida por el flujo de aguas dulces procedentes de los ríos, aguas menos densas y generalmente más calidad. Por otra parte podríamos imaginar que donde se produjeran mareas se darían fenómenos de remoción de agua que homogeneizaran el medio, pero realmente no es así  ya que las masas de agua se deslizan unas sobre otras en un movimiento horizontal, mientras los movimientos verticales son muy limitados.

Estos medios son también muy variables ya que los aportes de aguas dulces son fluctuantes en el espacio y en el tiempo (varían tanto en estaciones como en la zona de vaciado, ya que son aguas muy ligeras que se ven desplazadas por acción de los vientos, desplazándose de la zona).

Son ecosistemas muy diversos poblacionalmente. La densidad de especies es máxima en la capa superficial (0-10m)  y decrece con la profundidad.

Sin embargo estos medios tan diversificados y productivos, en principio receptivos al cultivo, son muy frágiles, ya que están expuestos a múltiples perturbaciones, de modo que la producción de organismos cultivados puede estar limitada por las características naturales del medio en cuanto  a la utilización y ocupación del litoral. Por ello conviene administrar y estudiar estos espacios y más concretamente analizar los factores que inciden, no sólo en su calidad, sino también aquellos que van a ser decisivos para el éxito o fracaso de cualquier tipo de explotación acuícola, como son las propiedades del agua, la prevención sobre los fenómenos accidentales, tales como la proliferación de especies fitoplanctónicas, mareas rojas, fenómenos de anoxia, etc..., como también definir las tasas de contaminación ordinaria de los organismos representativos de las poblaciones locales.

Asimismo para la elección de la zona de cultivo se tendrá en cuenta las condiciones geomorfológicas y climáticas. Así para la acuicultura del molusco o de algas se utilizarán zonas cerradas protegidas de los temporales con moderada tasa de renovación del agua y nutricionalmente ricos. Y para  el cultivo de peces y crustáceos se favorecerá el sustrato arcilloso para el cultivo en tierra, así como los regímenes hidráulicos definidos por el ritmo de la marea.

Un buen conocimiento de la riqueza orgánica de los fondos (parques intermareales, marismas, etc...), es la base de una buena gestión del medio. (Corral et al 2000). Así vemos que existen varios tipos de agua a lo largo de un ciclo de marea; al inicio de la bajada de la marea son aguas mixtas, saladas y a veces dulces, provenientes de las marismas, recalentadas en verano y refrigeradas en invierno. En el medio de la bajada son aguas dulces cargadas de materia orgánica y enriquecida en oxígeno por el flujo turbulento en superficie. Al final de la bajada son aguas de chorreo sobre la superficie del depósito, son muy turbias, aveces muy ricas en amoníaco, en definitiva poco favorables para la acuicultura. 

Estas zonas bien gestionadas pueden constituir una fuente generadora de riqueza para los habitantes de las mismas. Las especies pesqueras, que ya se encuentran de forma natural, pueden verse incrementadas mediante el desarrollo de prácticas de cultivo contribuyendo al mantenimiento de unas poblaciones permanentes sobre los territorios.

Muchas veces también un estuario es una eficiente trampa de nutrientes, en parte física (las diferencias de salinidad retardan el mezclado vertical de masas de agua pero no el horizontal) y en parte biológica. Esta propiedad contribuye a la capacidad del estuario de absorber nutrientes de desecho, siempre que la materia orgánica haya sido reducida por tratamiento secundario. (Odum y Sarmiento 1997).

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