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versão On-line ISSN 0718-0764

Inf. tecnol. vol.29 no.2 La Serena mar. 2018

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642018000200155 

Artículos Varios

Evaluación de la Calidad de un Tramo de Río Urbano Intervenido y Selección de un Paso para Peces, Región del Biobío, Chile

Quality Evaluation of a Disturbed Urban River and Fish Pass Selection, Biobío Region, Chile

Alejandro I. Morales1 

Catterina P. Sobenes1  2 

1Departamento de Medio Ambiente y Energía, Facultad de Ingeniería, Universidad Católica de la Santísima Concepción. Alonso de Ribera 2850, Concepción, Chile(e-mail: aimorales@ing.ucsc.cl)

2Centro de Investigación en Biodiversidad y Ambientes Sustentables, Universidad Católica de la Santísima Concepción. Alonso de Ribera 2850, Concepción, Chile(e-mail: csobenes@ucsc.cl)

Resumen:

En el presente estudio se evaluó la calidad de un tramo del sistema fluvial urbano Estero Nonguén en la región del Biobío de Chile. Este estero ha sido encauzado en su rivera, con el objetivo de evitar futuros desbordes y afectar a las poblaciones aledañas a éste. Sin embargo, no han sido evaluadas las intervenciones al sistema fluvial para verificar y evitar que se altere el desplazamiento natural de la ictiofauna presente. Para esto, se analizó la presencia de barreras en un tramo del estero mediante indicadores de calidad y conectividad. Para recomendar una alternativa de paso de peces en un sitio identificado con una barrera, se utilizó el método de ponderación lineal. El tramo del río analizado resultó ser de calidad moderada y la conectividad deficiente, lo que implicaría que existirían grupos de peces nativos que no se pueden desplazar aguas arriba ni aguas abajo de la barrera. Para restablecer la conectividad del sistema fluvial, se propone construir como paso un dispositivo de rampa de piedras, que es un sistema de bajo costo, de tránsito sencillo y acorde al ambiente ribereño.

Palabras clave: fragmentación de ríos; paso de peces; conservación; migración; ríos urbanos

Abstract:

In this study the quality of a section of the fluvial system known as Estero Nonguén located in the Biobío region in Chile was evaluated. This river was canalized for avoiding future floods and affecting surroundings towns. However, there have been no conducted evaluations on interventions to the river system to check and avoid damage to the natural movements of fish in the river. The presence of barriers in a section of the river was analyzed with quality and connectivity index. To propose a fish pass for a section of the river with an obstruction, the lineal ponderation method was used. The quality of the river was moderate with a deficient connectivity, blocking the movement of a group of fish over the obstruction. To reconnect the river, it is proposed the construction of a stone ramp, because of its low cost and simple flow, in compliance with the river environment.

Keywords: urban river fragmentation; fish pass; conservation; migration; urban rivers

INTRODUCCIÓN

La fragmentación de los distintos ecosistemas naturales provocada por las actividades humanas, es uno de los mayores factores que contribuyen a la reducción de la biodiversidad y abundancia de especies (Vince, 2010; Gardner, 2011). Este problema es particularmente importante en los ecosistemas ribereños, donde las represas, desviadores de agua, alcantarillas, tuberías y otras estructuras civiles crean barreras para el movimiento natural de los organismos acuáticos (Washington Department of Fish and Wildlife, 2009; Kemp, 2012). Este tipo de obras pueden provocar diferentes efectos como: reducción de hábitat, pérdida de vegetación acuática o despeje de vegetación ribereña (Martínez, 2001; Swales 1989). La fragmentación de los ríos provoca la pérdida de biodiversidad, y por lo tanto altera el funcionamiento natural de los ecosistemas (Morita y Yamamoto, 2002; Morita y Yokota, 2002; Williams et al., 2005; Goodwin et al. 2006; Mims y Olden, 2012). Por ello, la restauración del “river continuum” (Vannote et al., 1980), o continuidad del río, constituye uno de los mayores desafíos para la conservación biológica, gestión de los recursos naturales y de la ingeniería. Si es que existen obstáculos en un sistema ribereño y la fauna íctica no puede desplazarse aguas arriba o aguas abajo del obstáculo, es probable que se produzca una declinación en las poblaciones de peces (Brooker, 1985), alterando el estado ambiental del ecosistema ribereño (Jackson et al., 2000).

Para mitigar el impacto de las obras civiles sobre la migración natural en los peces, desplazamiento natural que puede ser hacia aguas arriba o aguas abajo del río, se utilizan en países desarrollados los dispositivos de paso para peces, los que consisten en infraestructuras hidráulicas cuya finalidad es permitir el paso de los peces sorteando el obstáculo del curso fluvial (Pena et al., 2006). Existen distintos diseños: pasos rústicos, pasos de estanques sucesivos, esclusas para peces, ascensores para peces, entre otros (Elvira et al., 1998). Los pasos naturalizados se adaptan mejor para obstáculos de pequeña y mediana altura (Sanz-Ronda et al. 2011) existiendo los pasos rústicos, rampa de piedra y el río artificial (Sanz-Ronda et al., 2011, 2013; Trapote, 2009). Sin embargo, la mayoría de los pasos han sido diseñados para salmónidos migratorios, lo que no ha favorecido en la abundancia de especies nativas de menores tallas (Mallen - Cooper y Brand, 2007).

En Chile la ictiofauna presenta un alto endemismo, relacionado directamente con el nivel de aislamiento que presentan las cuencas hidrográficas chilenas comparado con las demás cuencas de Sudamérica (Habit y Victoriano, 2012). Son de tamaño pequeño (Vila et al., 1999) con tallas < 15 cm de longitud total en su estado de adultos, y las más grandes sólo alcanzan tallas máximas de 40 cm (Vila y Habit, 2015), lo que implica que debido a su tamaño les resulta difícil sortear obstáculos. A pesar de la validez internacional de los pasos de peces (Kemp, 2012), en gran parte de los países latinoamericanos no han sido implementados (Pompeu et al., 2012). Los desplazamientos aguas arriba de las especies nativas continentales chilenas son fundamentales para los procesos reproductivos y mantención de las poblaciones naturales (Piedra et al., 2012). Considerando que en Chile no existen pasos de peces, el presente estudio buscó evaluar la calidad de un tramo de un sistema ribereño urbano que se encuentra encausado y proponer un paso de peces para el sistema ribereño, como una primera etapa necesaria para solucionar la interrupción de las migraciones aguas arriba y aguas debajo de la Ictiofauna nativa.

MATERIALES Y MÉTODOS

A continuación, se describe el área de estudio, y a continuación los indicadores utilizados. Por último, se indica la forma de selección de un paso de peces a proponer en cada caso. Esta metodología considera métodos implementados en Europa.

Área de Estudio

El estudio se realizó en la cuenca del río Andalién (36°45’S, 72°50’W) en el Estero Nonguén (36º 49' a 36º 54'S, 72º 57' a 73º 01'W) de la Región del Biobío, Chile (ver figura 1). Este es un sistema fluvial de orden 3 (Habit et al., 2003), de 15 km de longitud y 44 km2 de superficie de cuenca hidrográfica (Jaque 1995), con una baja profundidad media (<50 cm). Posee un alto valor de conservación de su biodiversidad (Ortiz-Sandoval et al., 2009) en el que habitan 12 especies de peces, de las cuales 9 son nativas y 3 introducidas (Habit et al., 2003; Ruiz y Marchant, 2004). Actualmente, se encuentra altamente afectado por el encauzamiento de su rivera. El tramo analizado correspondió a la zona baja potamal del estero, es decir, un área de baja velocidad de corriente (<0,5 ms-1), substrato de arena, de mayor conductividad, presencia de macrófitas (Habit et al., 2003) y de alta biodiversidad (Ortiz-Sandoval et al., 2009).

Evaluación de la Calidad del Sistema Ribereño

Se utilizó el nivel de encauzamiento (END) como indicador para evaluar la calidad del tramo intervenido (ver ec. 1) que corresponde a la proporción entre el tramo de río canalizado y la longitud total del tramo evaluado, denominado longitud de masa de agua (Agència Catalana de l’aigua, 2006):

Fig.1: Áreade estudio del Estero Nonguén, VIII Región del Biobío, Chile. 

Se debe identificar el tipo de encauzamiento el cual puede ser de tipo mota, escollera o gavión, muro o muro en U también denominado cauce hormigado, cuyo coeficiente de ponderación es igual a 0,2, 0,5, 0,8 y 1 respectivamente. En el caso que la obra afecte a una o ambas orillas se considera su efecto una o dos veces la longitud del encauzamiento, respectivamente (Agència Catalana de l’aigua, 2006). El nivel de calidad según el encauzamiento, será calificado según el valor del indicador END siendo de calidad muy bueno (END <0,1), bueno (0,1≤END<0,2), moderado (0,2≤END< 0,3) deficiente (0,3≤END<0,4) y malo (0,4≤END) (Agència Catalana de l’aigua, 2006).

Evaluación del Índice de Conectividad Fluvial (ICF)

De manera de identificar los puntos de conectividad crítica en el tramo del río, se evaluó el índice de conectividad fluvial (ICF) (Agència Catalana de l’aigua, 2006). Este índice considera las características de los peces que habitan en el sistema (Solá et al., 2011). Para ello se identificaron los sitios donde existían barreras para el movimiento de los peces, y se evaluaron sus dimensiones (Figura. 2).

Las especies nativas presentes en el Estero Nonguén fueron agrupadas según las características descritas en la metodología de la Agència Catalana de l’aigua (2006) constituido en seis tipos de grupos (Tabla 1) e información biológica conocida de las especies (Ortiz et al., 2009; Habit et al., 2003; Sobenes et al., 2012) clasificando a las especies nativas del Estero Nonguén según grupo (Tabla 2). Luego, con las características físicas de la barrera detectada, se identificaron los grupos de peces que sortearían el obstáculo (ver Tabla 3). Con ello, se consideró la valoración final de la barrera acorde a la Tabla 4.

Fig. 2: Mediciones de la barrera (ALC: altura lámina de coronación; AC: ancho de coronación; l: longitud; h: altura y z: profundidad). (Adaptado de Agència Catalana de l’aigua, 2006). 

Tabla 1: Características de los peces según grupo. (Adaptada de Agència Catalana de l’aigua, 2006) 

Tabla 2: Clasificación de especies de peces presentes en el Estero Nonguén 

Tabla 3: Grupos de peces que sortean la barrera según sus dimensiones. Adaptado Agència Catalana de l’aigua (2006) 

Tabla 4 : Valoración de la barrera para el movimiento de los peces. Fuente: Agència Catalana de l’aigua, 2006 

Condición de paso de los peces Valoración
Si pasan todos los grupos presentes Barrera franqueable para las especies de los grupos presentes
Si algún grupo presente no pasa la barrera Barrera infranqueable para alguno de los grupos presentes
Si ningún grupo no pasa la barrera o bien no circula agua de forma continua por encima del obstáculo (o por dentro en el caso de los vados agujereados) Barrera infranqueable para todos los grupos presentes

Según las características de los obstáculos, finalmente se evaluó el nivel de calidad de la conectividad del sistema ribereño en una escala cualitativa, siendo el nivel de calidad muy bueno (sin obstáculo), bueno (obstáculo franqueable), deficiente (obstáculo infranqueable para algunos grupos de peces) y malo (obstáculo infranqueable para todos los grupos de peces) (Agència Catalana de l’aigua, 2006).

Selección del Paso de Peces

Para proponer una alternativa de paso de peces, se utilizó el método de decisión multicriterio ponderación lineal o scoring (Berumen y Llamazares, 2007). El método construye una función de valor para cada alternativa permitiendo elegir dentro de varias alternativas, maximizando la preferencia según varios criterios (Anderson et al., 2011; Tavella et al., 2014). Para ello, se siguieron cinco pasos: i) Definición de meta u objetivo global que se desea alcanzar; ii) Identificación de criterios (puntos de vista importantes para resolver el problema o alcanzar el objetivo); iii) Identificación de alternativas mediante las cuales se podría alcanzar el objetivo global; iv) Construcción de un diagrama de jerarquías; v) Asignar una ponderación para cada uno de los criterios.

Hurtado y Bruno (2005) plantean que la asignación de pesos a los criterios por el decidor puede ser manipulable, lo cual quita validez al método. Es por esto que, para obtener los pesos preferenciales para cada uno de los criterios, sólo se consultó al decidor que ordenara los criterios por orden decreciente de importancia, para poder aplicar la siguiente expresión:

donde ri representa la posición que ocupa el i-ésimo criterio en la clasificación establecida i= 1,…,n (Martínez, 1983).

Posteriormente, se evaluó en cuánto satisface cada alternativa a nivel de cada uno de los criterios. Para ello, se calculó el peso global (S) de cada una de las alternativas (ver ec. 3).

donde wi: es la ponderación de cada criterio i; pij: ponderación de la alternativa j en función del criterio i y Sj: el peso global de la alternativa j.

Luego, las alternativas evaluadas se ordenaron de mayor a menor y aquella con el puntaje más alto correspondió a la alternativa a proponer. El rating de satisfacción para cada alternativa se clasificó acorde al puntaje obtenido, siendo clasificado como muy malo (puntaje ≤20), malo (20< puntaje ≤40), regular (40< puntaje ≤60), bueno (60 puntaje ≤80) y muy bueno (80< puntaje ≤100). Se definieron tres niveles, donde el nivel 1 corresponde al objetivo seleccionar un dispositivo de paso de peces; el nivel 2 son los criterios considerados que fueron: el costo del paso de peces, que fuera de tránsito simple y que no altere negativamente al ambiente; y el nivel 3 fueron las alternativas de paso de peces evaluadas: pasos rústicos, rampas de piedra y río artificial (Confederación Hidrográfica del Ebro, 2009).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En el tramo analizado de 2.275 m se identificaron nueve tipos de obras (ver Tabla 5). Según el nivel de encauzamiento (END), a este tramo del sistema ribereño se clasificó en calidad moderada (Tabla 5).

Tabla 5: Calificación del sistema fluvial Estero Nonguén 

Índice de Conectividad Fluvial

En el tramo estudiado, se identificó una barrera artificial correspondiente a una tubería transversal con una estructura tipo azud (dimensiones h= 29,8 cm, l=25 cm, z=40,5 cm, AC=30 cm y ALC=30,3 cm). La barrera es infranqueable por las especies del grupo 1 y 3b (Tabla 2 y 3), por lo que se clasifica al tramo estudiado con un ICF deficiente (Tabla 4).

Propuesta de la alternativa de paso para peces

Los criterios fueron ordenados de manera decreciente en importancia y pesos, siendo: primero que permitiera un tránsito sencillo (W1 = 0,54), segundo de bajo costo (W2 = 0,27) y por último que no afectara al ambiente (W3=0,18). La evaluación de las alternativas, según los criterios y pesos corres-pondientes, determinó que la alterantiva seleccionada es el paso de peces rampas de piedra (Tabla 6).

Tabla 6: Evaluación para la selección del paso de peces del tramo estudiado en el Estero Nonguén. 

De esta manera, en este estudio se encontró que la calidad evaluada del tramo del sistema ribereño Estero Nonguén, mediante el nivel de encauzamiento END y el índice de conectividad fluvial ICF, es de calidad moderada y de conectividad deficiente, producto de la intervención con obras civiles para la canalización de la ribera. Esto coincide con lo encontrado por Correa-Araneda y Salazar (2014) quienes describen que en la parte baja del Estero Nonguén baja su calidad debido a la intensidad de la actividad humana. Así mismo, Palma et al. (2009) describen que a medida que se alejan de la parte alta del cauce existe una tendencia a la degradación de la ribera, disminuyendo considerablemente la cubierta vegetal y la zona de inundación. Estos indicadores de evaluación aplicados muestran que son fiables, considerando además que han sido amplia y exitosamente aplicados en la evaluación de sistemas ribereños del mundo (Ramírez, 2015; Solà et al., 2011).

La barrera identificada en el tramo analizado del Estero Nonguén, correspondiente a una tubería transversal, determina la conectividad deficiente del sistema ribereño, lo que significa que sólo una o varias especies de los potenciales grupos de especies que existen en el lugar pueden pasar y en determinadas condiciones hidrológicas (Solà et al., 2011). Por lo tanto, es imperante una solución a este impedimento de desplazamiento de la fauna íctica siendo posible la eliminación del obstáculo o la incorporación de un dispositivo de paso (WWF, 2015). Aunque la solución más efectiva es la eliminación del obstáculo, se requiere mantener estructuras que permita el cumplimiento de dos objetivos, una obra civil que cumple una función de servicios a una población aledaña a la ribera, y de mantener la conectividad del cauce. A pesar de que no existen guías para proponer diseños de estructuras, considerando los múltiples factores a considerar, una de las alternativas de mayor preferencia son los pasos naturalizados como la rampa de piedras (Bunt et al., 2012). Los autores Sanz-Ronda et al. (2011) plantean que este tipo de paso se adapta mejor a obstáculos de pequeña y mediana altura. En este estudio al realizar la evaluación del dispositivo, se encuentra como alternativa la rampa de piedra, un paso de peces naturalizado, de bajo costo, transito sencillo y acorde al ambiente ribereño.

Aunque los estudios de dispositivos de pasos se encuentran en desarrollo a nivel mundial, diversos autores abordan su desarrollo destacando la necesidad del enfoque interdisciplinar (Beach, 1984; Sanz-Ronda et al., 2013; FAO-DVWK, 2002; Pena et al., 2006, Schilt, 2007; Katopodis, 2013). No obstante, este es un tema de bajo desarrollo en Chile, a pesar de la necesidad inminente de conservar la ictiofauna nativa chilena y del manejo integral de los ríos chilenos y la calidad físico química de ellos (Rivera et al., 2004). Lo anterior, exige realizar mayor investigación sobre velocidades de natación en peces, uso de hábitats y comportamiento de los peces frente a distintos tipos de condiciones de flujos y ambientales (Williams et al., 2012) así como frente a diferentes diseños de estructuras para el paso de peces (Doehring et al., 2011). Todo lo anterior, involucra un desafío político, económico y ecológico (Katopodis y Williams, 2012), que permita la conservación de la biodiversidad en aguas continentales.

CONCLUSIONES

Según el objetivo del presente estudio, la calidad de un tramo del estero Nonguén fue calificada de calidad moderada y de una conectividad deficiente. Esto implica que existirían grupos de peces nativos que no se pueden desplazar aguas arriba de la barrera ni aguas debajo de la barrera.

Para restablecer la conectividad se propone como solución la instalación de un dispositivo de rampa de piedras, correspondiente a un sistema de bajo costo, tránsito sencillo y acorde al ambiente ribereño.

La metodología propuesta, fue aplicable modificando algunos criterios acordes al conocimiento de expertos y literatura nacional. Este análisis puede ser replicado a ríos y esteros nacionales ubicados en zonas urbanas e intervenidas, de manera de implementar acciones de gestión para mitigar los impactos generados por las obras civiles sobre cursos de agua y mantener la biodiversidad de los ríos chilenos.

AGRADECIMIENTOS

Se agradece a la Dirección de Investigación de la Universidad Católica de La Santísima Concepción por su financiamiento (Proyecto DIN 10/2014).

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Recibido: 05 de Agosto de 2017; Aprobado: 10 de Octubre de 2017

Autor a quien debe ser dirigida la correspondencia: Catterina P. Sobenes, csobenes@ucsc.cl

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