Impactos ambientales desde la perspectiva de los ciclos biogeoquímicos

Tradicionalmente se vienen identificando los impactos ambientales producidos por la construcción, operación y abandono de represas, mediante el desarrollo de matricesde interacción, siendo una de las más empleadas la matriz que desarrollaron Leopold y colaboradores en (1971)(Alonso et al., 1996; Empresas Públicas de Medellín E.S.P., 2002; Conesa, 2010). Sin embargo, en el caso Colombiano, el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT) da la opción de implementar la metodología que el proponente crea más conveniente para su caso, PR-TER-1-01 (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial - MAVDT, 2011).

A continuación, se muestra una comparación entre la división del entorno en la matriz de interacción para la identificación de impactos ambientales convencional y aquella expuesta en la presente propuesta. Teniendo en cuenta que las dos hacen parte de la metodología cualitativa para la EIA, de dicha comparación se destacan algunas diferencias entre la metodología de desagregación del medio ambiente dentro de la matriz convencional (Esquema 9) y aquella descomposición que se desarrolla como propuesta (Esquema 11).

8.1.2.1. Matriz de interacción convencional

En la matriz de interacción convencional, el medio ambiente se subdivide en componentes y algunos procesos que tienen potencial de impacto por el desarrollo de las actividades en cada una de sus fases (Alonso et al., 1996; Conesa, 2010) (Esquema 9)

Esquema 9. Desagregación del medio ambiente en la matriz de interacción convencional para la identificación

de impactos ambientales, adaptado de (Conesa, 2010).

Vale la pena aclarar que aunque el componente socioeconómico dentro de la EIA es un elemento indispensable que contiene subdivisiones específicas muy importantes para la identificación de impactos ambientales dentro del contexto del ser humano, en este caso, ese componente socioeconómico no será analizado. Esta propuesta se centrará en el trabajo que involucra las variables físicas, químicas y biológicas del ambiente, debido a que éstas se acercan más al ejercicio directo de construcción de una represa + embalse (ejercicio ingenieril) y son dichas variables, el componente fundamental que define el concepto ecohidrológico en este caso. Por último, la decisión de no involucrar el componente socioeconómico en este trabajo, tuvo en cuenta la complejidad del componente social, el alcance de los objetivos planteados y el tiempo establecido para el desarrollo de los mismos.

En el enfoque convencional (Esquema 9), la división del medio ambiente se presenta en categorías cerradas, lo cual,conlleva a la subestimación y/u omisiónde las interacciones entre componentes. Dichas interacciones, podríanconvertirse en fuente de información para alcanzar el objetivo de identificación de impactos ambientales.

Un ejemplo aplicado de este tipo de desagregación se observa en el Estudio de Impacto Ambiental del proyecto hidroeléctrico Porce III (Empresas Públicas de Medellín E.S.P., 2002) cuya división del medio ambiente se expone a continuación:

Esquema 10. Desagregación del medio ambiente, EIA proyecto hidroeléctrico Porce III.

Del Esquema 10 cabe anotar que aunque no sigue fielmente la representación del

Esquema 9, conserva el patrón de subdivisión. Se observa que sigue el

planteamiento de la guía metodológica del Ministerio del Medio Ambiente de España (Alonso et al., 1996). Para llegar a esta desagregación los autores se apoyaron en la previa enumeración de actividades que serán desarrolladas durante el proyecto, posteriormente, enfrentaron dicha información con aquella proveniente del estado actual del área de influencia (caracterización del área de influencia del proyecto) y finalmente, ensamblaron la matriz mediante la

determinación de los componentes del ambiente que ellos consideraron se verán afectados por cada una de las actividades antes mencionadas.

De la idea anterior es importante resaltar el componente subjetivo de la metodología cualitativa para la EIA. Dicha subjetividad está presente debido a que la selección de los componentes ambientales que van a conformar la matriz, la interacción entre actividades del proyecto-factores del ambiente y la posterior calificación de tales interacciones (impactos) se determina mediante juicios de valor llevados a cabo únicamente con ayuda del criterio del evaluador o panel de expertos y en algunas ocasiones, influenciados por intereses políticos externos. Lo anterior, involucra un fuerte nivel de incertidumbre al proceso y limita la capacidad predictiva del método (Toro et al., 2012).

Al observar la calidad de los indicadores que Empresas Públicas de Medellín E.S.P.(2002) escogió para su estudio y los factores ambientales asociados a los mismos, se observa que en cierta forma siguen el patrón de subdivisión ambiental convencional. Por lo tanto, se hace necesario encontrar otra estrategia para representar el medio ambiente de tal manera que se tenga en cuenta con mayor acierto su complejidad e individualidad. Es así como se propone el desarrollo de una matriz de interacciones que lleva a cabo la desagregación del medio ambiente mediante procesos concernientes al ciclo de nutrientes; contribuyendo a la minimización de la incertidumbre dentro del proceso de EIA, dando cabida a la selección de indicadores más elaborados y abriendo espacio para el análisis de las interacciones presentes entre componentes y factores ambientales.

8.1.2.2. Matriz de interacción propuesta

Al tener en cuenta que los ciclos biogeoquímicos proporcionan información para la identificación de impactos ambientales(Friedl & Wüest, 2002; Lohse et al., 2009), se propone que la desagregación del medio ambiente dentro de la matriz de interacción para la identificación de impactos ambientales en las EIAsno se haga por componentes, sino por procesos que resalten las interacciones entre los mismos (Esquema 11).

El fraccionamiento del medio ambiente se hace mediante los factores suelo, agua (superficial y subterránea), bosque y atmósfera. Sin embargo, se reincorporan a través de procesos que abarcan los distintos componentes y que a la vez interactúan entre sí. Tales procesos corresponden a un grupo de ciclos biogeoquímicos: Los ciclos de Nutrientes (Lohse et al., 2009).

Esquema 11. Desagregación del medio ambiente en la matriz de interacción propuesta para la identificación de impactos ambientales.

Entre los procesos que se observan en el Esquema 11 se encuentran: Intercambio de materia y energía regulado biológicamente Precipitación directa y escurrimiento fustal

Deposición atmosférica

Descomposición y balance hidrológico Degradación, CO2 y lluvia ácida

Transformaciones de N y C, poros saturados y pérdidas gaseosas

Pérdidas de solución del suelo, propiedades hidráulicas y canales de flujo Profundidad y longitud de canales de flujo

Hidráulica y espiral de nutrientes

Procesos en la interfase corriente- paisaje Tasa de recarga de acuíferos

Suministro de reactivos (agua subterránea)

Intercambio de reactivos entre la superficie y la zona subsuperficial Intercambio gaseoso de la corriente

A través de los procesos listados arriba, queda implícito el objetivo de representar la dinámica entre procesos y su importancia para entender el funcionamiento de los sistemas naturales (UNESCO, 1997, 2011). Vale la pena mencionar que lo que se pretende es ver el funcionamiento del medio ambiente desde otro punto de

vista que permita comprender la complejidad del sistema sin hacerlo inmanejable e igualmente, contribuir al desarrollo sostenible de proyectos ingenieriles mediante el mejoramiento de las metodologías de EIA que conlleven al uso consciente de los recursos naturales por parte del sector de la ingeniería.

Lo que se resalta de la desagregación propuesta es lo siguiente:

Encierra en su estructura a la desagregación convencional. Es decir, los procesos del ciclo de nutrientes, al ser dinámicos, abarcan de forma global los factores del medio ambiente afectados (Es otra forma de ver la afectación de los elementos del ambiente).

Permite hacer visible, de forma más fácil, aquellos impactos inesperados gracias a que, además de abarcar cada uno de los elementos del medio, tiene en cuenta sus respectivas interacciones.

Está basado en el concepto ecohidrológico, según el cual, es en las interacciones donde se encuentran procesos un poco más complejos pero que definen de forma más acertada el comportamiento del sistema y por ende, proporcionan herramientas para predecir su funcionamiento respecto a un agente que lo esté afectando, en este caso, la construcción de una represa.

Empleando la descomposición del medio ambiente mostrada e información de distintos autores acerca de las actividades concernientes a la construcción, operación y abandono de un proyecto represa-embalse (Vallarino, 1994; E. D. G. del M. Ambiente et al., 1998; Pérez & Restrepo, 2008; Conesa, 2010), la matriz de identificación de impactos ambientales propuesta se presenta en la (Matriz 1.) Teniendo en cuenta que la finalidad de este documento es trabajar a escala de cuenca, se escogieron aquellas actividades del proyecto que afectarán directamente los procesos concernientes a dicha escala, obteniendo una matriz reducida para este caso en particular. Finalmente, al relacionar filas con columnas se obtienen las interacciones correspondientes entre actividades desarrolladas durante el proyecto vs. Procesos del ciclo de nutrientes (Matriz 2.)

Observando la Matriz 2. se subrayan los puntos señalados en cada interacción, los cuales, corresponden a los posibles impactos generados por actividades desarrolladas durante un proyecto de construcción de represa, sobre cada uno de los procesos del ciclo de nutrientes. Tales impactos ya han sido registrados por la literatura y algunos pueden observarse en la (Tabla 4).

Para finalizar la comparación, es importante resaltar que esta aproximación está destinada a que el ingeniero se acerque un poco más al entendimiento de los

sistemas naturales, ya que son éstos los que intenta manipular con cada uno de sus proyectos y los cuales, al mismo tiempo debe perpetuar.

Tabla 4. Impactos sobre los ciclos de nutrientes, a causa de la construcción de represas con embalse.

Aumento de SO2 y CO2 en el fondo del embalse estratificado

Libro fundamentos de limnología neotropical , 2da. Edición (Gabriel Roldán Pérez y Jhon Jairo Ramírez Restrepo, 2008) Afectación de la físico-química del agua

Aceleración o retardo de procesos de descomposición de la MO Emisión de gases de efecto invernadero

Pérdidas de Nitrógeno y Fósforo en el sistema ribereño Liberación de gases de efecto invernadero (Dióxido de Carbono y

Metano) desde el reservorio hacia la atmósfera

Good Dams and Bad Dams: Environmental Criteria for Site Selection of Hydroelectric Projects (George Ledec & Juan David

Quintero,2003) Aceleración de los procesos de erosión- sedimentación

Retención de cantidades significantivas de nutrientes,entre ellos el

Sílice, el cual, de otro modo fluiría hacia aguas costeras A preliminary review of the impact of dam reservoirs on Carbon cycling (Payal Parekh, 2004)

Funcionamiento como pozo temporal de CO2

Disrupting biogeochemicla cycles- Consequences of damming (Friedl & Wüest, 2001)

Alteración de los ciclos del carbon (C), fósforo (P), nitrógeno (N) and sílice (Si)

Alteración de condiciones redox; subsecuente afectación en los ciclos de nutrientes y liberación de metales potencialmente peligrosos de los

sedimentos

Alteración en el asentamiento de partículas

IMPACTO ARTÍCULO/AUTOR

Acumulación de nutrientes (N, Si, P) en los sedimentos retenidos por la represa y el embalse

Retention of sediments and nutrientsin the Iron Gate I reservoir in the Danube river (Critian Teodoru & Bernhard Wehrli, 2005) Favorecimiento de la eutroficación del agua mediante la afectación de los

ciclos biogeoquímicos y la producción primaria del sistema

Plankton richness in a eutrophic reservoir (Barra Bonita reservoir, SP, Brazil), (Takaku Matsumura-Tundisi & José Galizia Tundisi,

2005)

Retención de nutrientes (P, N Si, C) Biogeochemical mass-balances (C, N, P, Si) in three large reservoirs of the Seine basin (France), (Jossette et al., 1999) Interrupción del flujo de carbono orgánico

Dams and development- A new framework for decision making, the report of the world comission on dams (WCD, 2000) Emisión de gases de efecto invernadero como metano y CO2; aportando

al calentamiento global

CIMENTACIÓN

Matriz 1. Matriz expandida para la identificación de impactos ambientales relacionados con las actividades correspondientes a la construcción, operación, abandono e inducidas de represas con embalse, desde la perspectiva de los ciclos biogeoquímicos, particularmente desde los ciclos de nutrientes.

INTERFACE BOSQUE-ATMÓSFERA REGOLITO DEL SUELO AGUA SUBTERRÁNEA CAUCE PRINCIPAL

CUENCA - CICLO DE NUTRIENTES

PROCESOS EN LA INTERFACE CORRIENTE-PAISAJE INTERCAMBIO GASEOSO REPRESA C O N S T R U C C I Ó N

CAMINOS Y VÍAS DE ACCESO

Remoción de vegetación METEORIZACIÓN, CO2, Y LLUVIA ÁCIDA TASA DE RECARGA PROFUNDIDAD Y LONGITUD DE CANALES DE FLUJO SUMINISTRO DE REACTIVOS HIDRÁULICA Y ESPIRAL DE NUTRIENTES INTERCAMBIO DE REACTIVOS ENTRE LA SUPERFICIE Y LA ZONA SUBSUPERFICIAL DEPOSICIÓN ATMOSFÉRICA PRECIPITACIÓN DIRECTA Y ESCURRIMIENTO FUSTAL INTERCAMBIO DE MATERIA Y ENERGÍA REGULADO BIOLÓGICAMENTE DESCOMPOSICIÓN Y BALANCE HIDROLÓGICO TRANSFORMACIONES DE N Y C, AGUA DE LLENADO DE POROS Y PÉRDIDAS GASEOSAS PÉRDIDAS DE SOLUCIÓN DEL SUELO, PROPIEDADES

HIDRÁULICAS Y CANALES DE FLUJO

Remoción capa de suelo Descapote y apertura de vía Cortes y rellenos

Construcción de Preataguías y Ataguías

DESVÍO DEL RÍO Excavación del túnel ó conducto de desviación

Excavación de fundación de la presa Construcción del rebosadero (Vertedero) Construcción del cuerpo de la presa Excavaciones del rebosadero

COMPLEMENTARIAS

Construcción de canal(es) (e.j. canales de descarga, conducción)

PRESA

Construcción de desagüe(s)

Construcción de tanque(s) amortiguador(es) de energía

Apertura de pasaje de canoas Apertura de escalera de peces

Excavación túnel(es) de conducción (e.j. captación)

Construcción de desarenador(es)

Deforestación del vaso Construcción de la toma de fondo Construcción de dique (s)

Construcción de central eléctrica y/o centrales de operación Desarrollo de excavaciones para aumentar el Vol. Embalse

EMBALSE

INFRAESTRUCTURAS

Adecuación de edificaciones temporales (talleres, almacenes, oficinas,etc) Obras de embellecimiento (e.j. iluminación)

Disposición de tierras y otros materiales

Transporte de materiales (movimiento de maquinaria pesada)

Explotación de canteras Regulación del caudal

Instalación de plantas de trituración y concreto

OTRAS

OPERACIÓN

Llenado del embalse

Descarga de sedimentos a otras corrientes y/o a la misma más aguas abajo Desarrollo de actividades agrícolas

Presencia de líneas de tranporte eléctrico

Aparición de urbanizaciones

ABANDONO Ó DERRIBO

Demolición y/o abandono de elementos y estructuras Repoblaciones forestales

Desarrollo de actividades recreativas

ACTIVIDADES INDUCIDAS

Acumulación de material demolido o fuera de uso Vaciado del embalse

CIMENTACIÓN

Matriz 2. Matriz reducida a las actividdes correspondientes a la escala de cuenca hidrográfica. Las zonas verdes corresponden a los posibles impactos ambientales causados por la construcción, operación, abandono y actividades inducidas por las represas, sobre los procesos correspondientes a los ciclos de nutrientes.

INTERFACE BOSQUE-ATMÓSFERA REGOLITO DEL SUELO AGUA SUBTERRÁNEA CAUCE PRINCIPAL

PROCESOS EN LA INTERFACE CORRIENTE-PAISAJE INTERCAMBIO GASEOSO DESCOMPOSICIÓN Y BALANCE HIDROLÓGICO TRANSFORMACIONES DE N Y C, AGUA DE LLENADO DE POROS Y PÉRDIDAS GASEOSAS PÉRDIDAS DE SOLUCIÓN DEL SUELO, PROPIEDADES

HIDRÁULICAS Y CANALES DE FLUJO METEORIZACIÓN, CO2, Y LLUVIA ÁCIDA TASA DE RECARGA PROFUNDIDAD Y LONGITUD DE CANALES DE FLUJO HIDRÁULICA Y ESPIRAL DE NUTRIENTES INTERCAMBIO DE REACTIVOS ENTRE LA SUPERFICIE Y LA ZONA SUBSUPERFICIAL SUMINISTRO DE REACTIVOS DEPOSICIÓN ATMOSFÉRICA PRECIPITACIÓN DIRECTA Y ESCURRIMIENTO FUSTAL INTERCAMBIO DE MATERIA Y ENERGÍA REGULADO BIOLÓGICAMENTE Construcción de dique (s)

Excavación del túnel ó conducto de desviación

Desarrollo de excavaciones para aumentar el Vol. Embalse Construcción de Preataguías y Ataguías

Explotación de canteras Llenado del embalse Regulación del caudal Apertura de escalera de peces Deforestación del vaso

Construcción de central eléctrica y/o centrales de operación CAMINOS Y VÍAS DE ACCESO

Excavación de fundación de la presa Construcción del cuerpo de la presa

Construcción de canal(es) (e.j. canales de descarga, conducción) Descapote y apertura de vía

OPERACIÓN

ABANDONO Ó DERRIBO ACTIVIDADES INDUCIDAS

REPRESA

DESVÍO DEL RÍO

PRESA COMPLEMENTARIAS

EMBALSE INFRAESTRUCTURAS

OTRAS

Desarrollo de actividades agrícolas Aparición de urbanizaciones Repoblaciones forestales

Descarga de sedimentos a otras corrientes y/o a la misma más aguas ab

Vaciado del embalse

Restablecimiento del régimen natural del cauce del río

C O N S T R U C C I Ó N Remoción de vegetación

A partir de la matriz 2 se pueden realizar las siguientes observaciones:

El número de impactos que ejercen las fases de construcción de una represa sobre el ciclo de nutrientes de una cuenca es elevado.

Los impactos se encuentren interconectados entre sí a través de los diferentes procesos del ciclo de nutrientes (intersecciones horizontales). Los impactos ejercidos por distintas actividades constructivas también se

encuentran interconectados (intersecciones verticales).

A este nivel del análisis aquí planteado el concepto de matriz se desvanece para darle espacio al concepto de continuum de impactos.

De acuerdo a lo anterior, la tarea de predecir los impactos ambientales generados por la construcción de una represa sobre un sistema complejo como lo es una cuenca hidrográfica es una tarea difícil de cumplir y con elevados niveles de incertidumbre. Esto plantea el siguiente interrogante: ¿pueden las relaciones uno- uno (actividad-componente del ambiente) que siguen el esquema de las matrices convencionales, generar realmente información confiable para la identificación y posterior mitigación de impactos ambientales generados por la construcción de represas?

Ese cuestionamiento sugiere la necesidad de encontrar mecanismos menos reduccionistas que permitan al ingeniero reconocer los impactos ambientales de la construcción de represas. En ese camino se encuentran las aproximaciones que involucran indicadores ecohidrológicos que de alguna forma describen las interacciones complejas que hacen parte del funcionamiento de la cuenca.