El Impacto de embalses y represas sobre el cambio climático, los suelos y el ciclo del carbono

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Embalses o reservorios y su ciclo de vida: Colaje Google Imágenes

 Esas malditas hidroeléctricas van a alterar el clima… ¿Y qué no?.

 Ya que el sistema climático no deja de ser, tal como lo entendemos y a menudo estudiamos, más que el propio sistema biogeosférico, cualquier actividad del hombre que altere la superficie terrestre y su biota, afecta como corolario al clima. Y así, ciertos investigadores a provechan el más mínimo resquicio y/o hueco entre los granos de arena, aun no visitado en su relación con el clima, para advertirnos que se ha soslayado, esto, aquello y lo de más allá, siendo ¡graviiiisimo!. ¡Es que no acertamos nunca!. ¡Siempre se nos olvida algo!. ¡Los científicos somos un desastre! Y este es el caso de la noticia que os ofrecemos hoy. De todos es conocido que las presas son trampas de suelos y sedimentos erosionados cabeceras arriba, al margen de las aguas que trascurren por sus cuencas de drenaje, a menudo contaminadas. Estos muros ecológicos alteran la dinámica fluvial de diversas maneras, como se muestra en una segunda noticia, expuesta tras la primera, y que os he traducido del suajili al español castellano, si bien ya la han traducido otros mejor que yo (ver al final del post). Y así se modifican todos los suelos y sistemas superficiales terrestres aguas abajo, y especialmente en la desembocadura de los ríos en los que el balance entre la erosión costera inducida por las aguas marinas y aporte de sedimentos se mantiene en un equilibrio metaestable. Por ejemplo, los deltas (tierras muy productivas) van perdiendo extensión y muchos humedales también. Pero todo esto es tan viejo como para ser conocido por Matusalén. El único dato digno de mención, que aun ¡debe ser corroborado!, deviene de que también secuestran casi el 20% del carbono que transportan estas redes de drenaje, y que de este modo, queda atrapado por esas malditas construcciones, tan artificiales como vitales para el hombre. Lo mismo lógicamente ocurre con parte de su carga de nutrientes. Eso sí, una porción  aún desconocida de carbono será emitida directamente desde el reservorio a la atmósfera, aunque se desconoce en que cuantía. Por otro lado, al ir colmatándose o rellenándose con los materiales atrapados, los sedimentos allí almacenados, ¡muy a su pesar!, deben ser extraídos con vistas a que el volumen de almacenaje de agua mengue en la menor medida posible. Es la operación a la que denominamos dragado. De este modo, los sedimentos son expuestos de nuevo a las inclemencias de ese clima que tanto nos inquieta y parte de su carbono irá también a la atmósfera, que no al mar. Y así el dato dice algo, aunque no mucho, a pesar de la relevancia que dan los autores a una cifra por corroborar. No olvidemos que la nota de prensa no informa de la proporción del carbono que es realmente edáfico, respecto al que procede de otras fuentes, como la hojarasca, el desprendido por aguas residuales y bla, bla, bla. Más grave aún, en mi opinión, como señala la segunda noticia, es la fragmentación draconiana de un sistema que conforma necesariamente un continuo, destrozando finalmente mucho más que la dinámica natural del propio curso fluvial: gran parte del paisaje. Hace ya una década que editamos en el blog el post titulado El Sistema Cardiovascular de Gaia: La Manifestación de un Planeta Enfermo.

 Por tanto, sí, efectivamente, casi todo afecta al clima, que resulta ser un niño muy sensible, frágil y rabioso, al que todo le daña. Y los científicos lo miran por todos los lados, empero como “expertos” que aun distan de reconocer plenamente su anatomía, fisiología y patología, como su propia ignorancia. Y ya sabéis, si tenéis una ocurrencia de este tipo relacionada con el clima, a poco que redactéis bien el texto, puede ser publicado en alguna de las revistas científicas de prestigio, que comienzan aparecerse a la prensa rosa, como mínimo en este tema.

 Os dejo pues con las dos notas de prensa que os hemos mencionado.

Juan José Ibáñez …..

……en fase de somnolencia. 

Dams are major driver of global environmental change
by Staff Writers; Waterloo, Canada (SPX) May 22, 2017

Water reservoirs created by damming rivers could have significant impacts on the world’s carbon cycle and climate system that aren’t being accounted for, a new study concludes.

The study, conducted by researchers at the University of Waterloo and the Universite libre de Bruxelles, appears in Nature Communications. It found that man-made dam reservoirs trap nearly one-fifth of the organic carbon moving from land to ocean via the world’s rivers.

While they can act as a significant source or sink for carbon dioxide, reservoirs are poorly represented in current climate change models.

Un nuevo estudio concluye que los embalses de agua creados por represar los ríos podrían tener impactos significativos en el ciclo del carbono y el sistema climático del mundo que no están siendo contabilizados.

El estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Waterloo y la Universidad Libre de Bruselas, aparece en Nature Communications. Se encontró que los depósitos de represión artificiales atrapan casi una quinta parte del carbono orgánico que se mueve de tierra a océano a través de los ríos del mundo.

Si bien pueden actuar como fuente o sumidero significativo de dióxido de carbono, los depósitos están mal representados en los actuales modelos de cambio climático.

“Dams don’t just have local environmental impacts. It’s clear they play a key role in the global carbon cycle and therefore the Earth’s climate,” said Philippe Van Cappellen, a Canada Excellence Research Chair in Ecohydrology at Waterloo and the study’s co-author. “For more accurate climate predictions, we need to better understand the impact of reservoirs.”

There are currently in excess of 70,000 large dams worldwide. With the continuing construction of new dams, more than 90 per cent of the world’s rivers will be fragmented by at least one dam within the next 15 years.

The study’s researchers used a novel method to determine what happens to organic carbon traveling down rivers and were able to capture the impact of more than 70 per cent of the world’s man-made reservoirs by volume. Their model links known physical parameters such as water flow and reservoir size with processes that determine the fate of organic carbon in impounded rivers.

Las represas no sólo tienen impactos ambientales locales. Es evidente que desempeñan un papel clave en el ciclo global del carbono y, por lo tanto, en el clima de la Tierra “, dijo Philippe Van Cappellen, Cátedra de Excelencia de Canadá en Ecohidrología en Waterloo y coautor del estudio. Debemos entender mejor el impacto de los embalses “.En la actualidad hay más de 70.000 grandes represas en todo el mundo. Con la construcción incesante de nuevas presas, más del 90 por ciento de los ríos del mundo serán fragmentados por al menos una presa en los próximos 15 años. Los investigadores del estudio utilizaron un método novedoso para determinar qué sucede con el carbono orgánico viajando por los ríos y fueron capaces de evaluar el impacto de más del 70 por ciento de los reservorios artificiales del mundo en volumen. Su modelo vincula parámetros físicos conocidos como el flujo de agua y el tamaño del yacimiento con procesos que determinan el destino del carbono orgánico en los ríos embalsados.

“With the model used in this study, we can better quantify and predict how dams affect carbon exchanges on a global scale,” said Van Cappellen, a professor in Waterloo’s Department of Earth and Environmental Sciences.

In similar recent studies, the group of researchers also found that ongoing dam construction impedes the transport of nutrients such as phosphorus, nitrogen and silicon through river networks. The changes in nutrient flow have global impacts on the quality of water delivered to wetlands, lakes, floodplains and coastal marine areas downstream.

“We’re essentially increasing the number of artificial lakes every time we build a dam,” said Taylor Maavara, lead author and a PhD student at Waterloo. “This changes the flow of water and the materials it carries, including nutrients and carbon.”

“Con el modelo utilizado en este estudio, podemos cuantificar y predecir mejor cómo las represas afectan los intercambios de carbono a escala global“, dijo Van Cappellen, profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra y Medio Ambiente de Waterloo.

En estudios recientes similares, el grupo de investigadores también encontró que la construcción de presas en curso impide el transporte de nutrientes como el fósforo, nitrógeno y silicio a través de las redes de los ríos. Los cambios en el flujo de nutrientes tienen impactos globales en la calidad del agua que debían ir a papar a los humedales, lagos, llanuras aluviales y áreas marinas costeras aguas abajo.

Estamos aumentando el número de lagos artificiales cada vez que construimos una presa“, dijo Taylor Maavara, autor principal y estudiante de doctorado en Waterloo. “Esto cambia el flujo de agua y los materiales que transporta, incluyendo nutrientes y carbono“.

Study: Climate scientists underestimating influence of dams
Washington (UPI) May 17, 2017
New research suggests dams and the reservoirs they create play a significant role in the global carbon cycle, yet are largely unaccounted for in climate models. “Dams don’t just have local environmental impacts. It’s clear they play a key role in the global carbon cycle and therefore Earth’s climate,” Philippe Van Cappellen, a researcher at the University of Waterloo, in Canada, said in … read more

Una reconexión racional de los ríos europeos

Los obstáculos en los ríos de Europa pueden mejorar la pesca, producir energía y obstaculizar el paso de las especies invasivas, pero también generan riesgos de inundaciones, interfieren en los patrones de migración y fragmentan los hábitats. Cabe por tanto plantearse cuál es el método ideal para reconectar los ríos. Un proyecto financiado con fondos de la Unión Europea ofrece algunas respuestas.

Los ecosistemas fluviales son de los más amenazados. De ellos se obtiene energía eléctrica, alimentos y agua potable. En 2015 solo la mitad de las aguas superficiales de Europa habían alcanzado el objetivo de “buen estado ecológico” tal y como se define en la Directiva Marco del Agua de la UE. El proyecto financiado con fondos europeos AMBER (Adaptive Management of Barriers in European Rivers) presentó los resultados de su estudio de casos sobre la gestión de las presas de la Cuenca del Nalón-Narcea en Asturias (España) y sus hallazgos ofrecen información interesante sobre los elementos naturales y sociales que influyen en una gestión fluvial sostenible.

UN MÉTODO BIMEMBRE

Los investigadores de AMBER, de la Universidad de Oviedo, trabajaron con grupos de interés locales y ayuntamientos para hacerlos partícipes del estudio. La participación pública y el conocimiento de las prioridades locales por parte de los investigadores y un conocimiento de los residentes sobre el objetivo de la investigación son factores clave para la gestión adecuada de los recursos. Para lograr estos objetivos, se formuló y validó un cuestionario que ya se está distribuyendo y que servirá para conocer la opinión de los residentes del Alto Nalón en relación a las reservas naturales.

Para analizar la biodiversidad del ecosistema de forma no invasiva, los investigadores utilizaron herramientas moleculares propias con las que crear una colección exhaustiva y así evitar molestar a la fauna mediante pesca eléctrica. Se extrajo además ADN medioambiental de muestras de agua para generar una idea más clara de la biodiversidad local y detectar macroinvertebrados, peces y aves. El equipo confía en detectar además trazas de mamíferos.

El proyecto publicó recientemente un artículo sobre la identificación de salmónidos en el ADN medioambiental a partir de muestras de agua obtenidas del río Nora y otros emplazamientos de Asturias. En sus propias palabras: “Nuestras herramientas nos permiten conocer rápidamente el estado de la comunidad de salmónidos sin emplear sistemas de PCR en tiempo real y, en el caso concreto de España, permitió detectar salmónidos exóticos y endémicos al mismo tiempo. En su estado actual, el método puede utilizarse en aguas de España, pero podría adaptarse fácilmente para su empleo en otras regiones comprobando la amplificación cruzada con la fauna acuática local”.

LOS EMBALSES, ECOSISTEMAS BAJO LUPA

La zona a estudio incluye los embalses de Tanes y Rioseco, los cuales se emplean en la producción de electricidad. El agua se bombea desde Rioseco a Tanes por la noche y a la inversa durante el día para producir energía. La zona más alta está ubicada en una Reserva de la Biosfera de la UNESCO y pertenece al Parque Natural de Redes. El ecosistema es principalmente boscoso y los dos embalses tienen una numerosa población de anfibios. El último eslabón de la cadena trófica del ecosistema reside en un grupo muy variado de invertebrados acuáticos, mientras que el primero son las nutrias y el segundo dos salmónidos autóctonos, la trucha (Salmo trutta) y el salmón del Atlántico (Salmo salar). No obstante, el salmón del Atlántico no llega a las zonas de cabecera debido a las presas insalvables, lo que implica que en las zonas a estudio solo se encuentra la trucha.

Las presas son por naturaleza ecosistemas artificiales, de modo que no suelen gozar de protección medioambiental y se pueden liberar especies exóticas. En los casos a estudio, el equipo descubrió que la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) y el piscardo (Phoxinus phoxinus) se introdujeron para la pesca recreativa y como cebo de pesca, respectivamente.

Este estudio contribuye al objetivo fundamental de AMBER, esto es, abordar el complejo reto de la fragmentación fluvial. Las herramientas desarrolladas por el proyecto pueden utilizarse también para evaluar la opinión pública sobre la gestión de las reservas de agua, las presas y los recursos y, cuando sea necesario, identificar especies de forma no invasiva. El procedimiento de ADN medioambiental podría resultar útil para detectar salmónidos en emplazamientos donde estos son exóticos y suponen un peligro para la fauna local o filtraciones de piscifactorías, un problema grave para las poblaciones en libertad.

Las presas afectan al ciclo del carbono y al sistema climático

Atrapan casi una quinta parte del carbono orgánico que se mueve desde la tierra al océano a través de los ríos, alterando el balance entre fijación, mineralización y captura de carbono. La entrega de carbono orgánico de los ríos al océano disminuyó un 13 por ciento en el año 2000 y se espera que esta reducción llegue al 19 por ciento en 2030 debido a las centrales hidroeléctricas.

Los embalses creados por las presas fabricadas en los ríos de todo el mundo podrían tener efectos significativos en el ciclo global del carbono y en el sistema climático, unos efectos que hasta ahora han sido ignorados, según un estudio llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Waterloo (Canadá) y la Universidad Libre de Bruselas, publicado en Nature Communications.

El estudio ha constatado que las presas atrapan casi una quinta parte del carbono orgánico que se mueve desde la tierra al océano a través de los ríos del mundo. Se calcula que los ríos llevan unos 200 millones de toneladas anuales de carbono hacia el mar, según Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), lo que equivale a aproximadamente el 0,02 por ciento de la masa total de carbono en la atmósfera.

Los ríos forman una parte esencial del ciclo del carbono, mediante el cual el carbono se intercambia entre la biosfera, pedosfera, geosfera, hidrosfera y la atmósfera de la Tierra. Actúan como conductos que conectan el ciclo del carbono entre las zonas continentales y oceánicas.

Anualmente los ríos entregan al océano este carbono, cerca de la mitad en forma de carbono orgánico. Sin embargo, los humanos hemos alterado profundamente el balance entre fijación, mineralización y captura de carbono a lo largo del río, no solo aumentando las cargas de carbono, sino construyendo hidroeléctricas“, explica el artículo de Nature Communications.

Esta investigación constató que la entrega de carbono orgánico de los ríos al océano, clave para el cambio climático y el equilibrio trófico del océano, disminuyó un 13 por ciento en el año 2000, y se espera que esta disminución llegue al 19 por ciento en 2030.

Las hidroeléctricas no tienen solo un impacto ambiental local. Es claro que juegan un papel clave en el ciclo global del carbono y, por ende, en todo el clima de la Tierra”, explica el coautor del estudio Philip-pe van Cappellen, en un comunicado.

Los autores de este trabajo estiman que en 2030 se habrán construido casi 3.700 nuevas centrales hidroeléctricas, con la capacidad de generar más de un megavatio. En España existen cerca de 800 centrales hidroeléctricas, con un rango de tamaño mucho más variado que las centrales térmicas.

MÉTODO ORIGINAL

Los investigadores utilizaron un método original para determinar qué sucede con el carbono orgánico que viaja por los ríos y fueron capaces de analizar lo que ocurre en más del 70 por ciento del volumen de agua acumulada en todas las presas del mundo.

Su método relaciona parámetros físicos conocidos como el flujo de agua y el tamaño de cada presa, con procesos que determinan el destino del carbono orgánico en los ríos analizados. Con el modelo utilizado en este estudio, se puede cuantificar y predecir mejor cómo las presas afectan a los intercambios de carbono a escala global, según Van Cappellen.

En la actualidad existen más de 70.000 presas en todo el mundo, de las que más de 1.200 están construidas en España. Esta cifra puede aumentar en un 20 por ciento en las próximas dos décadas. Desde 1980 hasta el 2000 se disparó la construcción de estos embalses en un 70 por ciento. En general, el total de almacenamiento de reservas de agua aumentó en cerca de 6.200 kilómetros cúbicos en todo el mundo en ese periodo, destaca el estudio.

Señala además que a nivel planetario más del 90% de los cursos de agua actuales estarán contenidos por una presa o represa en los próximos 15 años. Y en este estudio los investigadores han descubierto que estas reservas de agua atrapan más de una quinta parte del carbono orgánico transportado desde el continente a los océanos a través de los cursos de agua.

Los investigadores han cuantificado por último el impacto de cada presa del mundo en el ciclo global del carbono y han puesto de manifiesto las regiones del globo en las que el balance del carbono está más alterado por la construcción de las presas.

Por ejemplo, han  establecido que entre 1970 y el año 2000, los embalses de las cuencas de los ríos Mississippi, Níger y Ganges enterraron la mayoría del carbono orgánico, representando el 31% y el 25%, respectivamente,  del global enterrado por presas en ese período.

De esta forma, las presas pueden liberar o contener cantidades importantes de CO2, a pesar de lo cual los modelos climáticos actuales no han tenido en cuenta esta evidencia, concluyen los investigadores.

Hay que tener en cuenta además que los embalses contienen mucho más fitoplancton que los ríos y que este fitoplancton captura CO2 por fotosíntesis. Y cuando muere, este CO2 se va al fondo, secuestrando el carbono en los sedimentos.

Referencias bibliográficas:

Global perturbation of organic carbon cycling by river damming. Nature Communications, 2017; 8: 15347. DOI: 10.1038/ncomms15347

Global carbon export from the terrestrial biosphere controlled by erosion. Nature 521, 204–207 (14 May 2015) DOI: 10.1038/nature14400

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