TEMA VIII RÉGIMEN DE ESTUARIOS

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

VIII.1 Origen, morfología y terminología estuarina.

Un estuario, del latín aestuarĭum, es la región donde desemboca  un curso de agua de gran caudal en el óceano. Suele estar compuesto por un único brazo de gran profundidad y tener forma similar a un embudo, con lados que se van alejando en la misma dirección que la corriente.

Es habitual que los estuarios presenten playas en sus costados y que, cuando se retiran las aguas, exhiban plantas que crecen en aguas saladas. Cabe destacar que, por lo general, el estuario se halla en zonas con mareas de gran amplitud.

El origen de un estuario está vinculado a la influencia que ejercen las mareas en la reunión de las aguas del río con las marítimas. Durante la pleamar, el agua marina ingresa al estuario y actúa como retención del agua que viene del río; en la bajamar, en cambio, la totalidad del agua entra con mucha fuerza en el océano, algo que deriva en una profundización del cauce.

Principales características

•    Áreas semicerradas donde el agua dulce y el agua de mar se juntan y se mezclan – zonas de intensos gradientes en las propiedades fisicoquímicas.

•    De las zonas más productivas de la Tierra.

•    A sus orillas se desarrollan marismas y manglares.

•    Algas y cianobacterias son abundantes.

•    Fondos en general fangosos favorecen altas densidades de gusanos, bivalvos y crustáceos.

•    Ambientes muy impactados por la actividad humana.

Clasificación morfológica de estuarios

Por oleaje

Dalrymple et. al. (1992) han considerado el desarrollo morfológico como parte de una secuencia evolutiva, que es determinada por la influencia de la intensidad del río, el oleaje y las mareas.

Estuarios dominados por oleaje: distribución de la energía.

En la boca de tales estuarios, las olas edifican barreras litorales emergidas o subacuáticas que impiden a las olas y a las corrientes de mareas entrar en el estuario (hipo sincrónico).

Por lo tanto, la energía detrás de dicha barrera es débil y, si la desembocadura está totalmente tapada, se forma una laguna.

Por disminución de la pendiente y aumento de la sección por la cual transita el agua (disminución del gradiente hidráulico), la energía del río decrece hacia el mar.

De modo que, los estuarios dominados por las olas están caracterizados por una alta energía en la boca, un mínimo muy pronunciado en la parte central, y nuevamente una buena energía fluvial en el fondo.

Morfología y repartición de las facies

 La distribución de la energía induce una repartición grueso-fino-grueso de las facies desde la boca hacia la desembocadura. En la boca, el cuerpo arenoso marino tiene las características de las arenas de playa o de barrera. En la parte tras-playa se observan abanicos de desborde (washover).
    En la parte central de baja energía se depositan lodos orgánicos finos y bioturbados de tipo prodelta o laguna. Si actúan las mareas, se presentan canales. En las orillas, se desarrollan llanuras costeras.
En el fondo, las arenas y/o conglomerados fluviales forman un delta que progresa dentro del estuario (bay-head delta). Ya que no entran las olas y las mareas, tendrá las características de un delta dominado por el río.
 

Por mareas

Se forman como resultado de corrientes de marea importantes respecto al efecto del oleaje. La boca generalmente tiene bancos de arena que son alineados con el flujo de la corriente y alrededor de los cuales circula el sedimento.

Distribución de energía

En la cabeza del estuario la influencia de la marea disminuye y el flujo de río se vuelve dominante. Estos estuarios suelen ocurrir en zonas de condiciones macromareales e hipersincrónicas.

Por otro lado, la forma de embudo provoca la aceleración de las corrientes de marea aguas arriba (estuario hipersincrónico), hasta el punto donde la fricción contra el fondo y los bordes compense dicha energía (límite de influencia de las mareas).

VIII.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.

Clasificación de estuarios por mareas

Davies (1964) realizó una clasificación de los estuarios basada en sus rangos de mareas:

           Tipo                                      Rango

 Micromareales                              < 2 m
        Mesomareales                          < 4 m, > 2 m
       Macromareales                        < 6 m, > 4 m

 Hipermareales                               > 6 m

    En estuarios con mareas de alto rango el volumen del agua entre pleamar y bajamar, prisma de mareas, es grande comparado con el volumen de marea baja.

    La interacción entre la propagación de la marea en el estuario y la morfología conllevan a variaciones en el rango de la marea y en la fuerza de las corrientes.

    La convergencia a los lados del estuario comprimen el oleaje lateralmente, y la marea incrementa si la fricción es baja, así como la fricción en aguas poco profundas disminuye la marea.

 

VIII.3 Corrientes de densidad y cuña salina.

Corriente de densidad

Se produce una variación de densidad entre las masas de agua situadas en distintas profundidades debido a diferencias de temperatura y salinidad entre ellas. La tendencia natural es a compensar esta diferencia de densidad, por lo que una de las masas se desplaza hacia la otra a una velocidad proporcional a la diferencia de densidad. Estas corrientes generalmente son suaves.  Las aguas más frías o con mayor salinidad son más densas y tienden a hundirse, mientras que las aguas más cálidas o menos salinas tienden a ascender. De esta forma se generan corrientes verticales unidas por desplazamientos horizontales para reemplazar el agua movida. Por ejemplo, el agua de la superficie puede sufrir un aumento de salinidad por evaporación y a partir de esto originarse una corriente en el sitio.

Estuario de cuña salina

En ellos, el volumen de río es mucho mayor que el volumen de marea, o allí no están presentes las mareas, o éstas son muy débiles.

Ejemplos de grandes estuarios de cuña salina son los ríos Mississippi y Congo. Otros ejemplos pueden ser de tan solo unos pocos kilómetros de longitud. El Río de la Plata se comporta en parte como un estuario de cuña salina, aunque su gran ancho hace que sea muy sensible a los vientos y sienta la fuerza de Coriolis, por lo cual también tiene características de mar mediterráneo.

En estos estuarios de cuña salina, el agua dulce (que es mucho menos densa) fluye sobre el agua marina (que es mucho más densa) en una capa delgada. Toda la mezcla se restringe a una delgada capa de transición entre el agua dulce en la parte superior y la cuña de agua salada en la parte inferior.

 La figura a continuación ilustra la situación.

Salinidad de un Estuario de Cuña Salina

En la parte superior de la figura se muestra como una función de la profundidad y distancia a lo largo del estuario, los números indican la ubicación de las estaciones.

En la parte inferior se observan perfiles verticales de salinidad para las estaciones 1 - 4.

La salinidad superficial es aproximadamente cero en todas las estaciones, la salinidad en el fondo se aproxima a la oceánica.

VIII.4 Estabilidad de accesos costeros.

Los ecosistemas procesan materiales y energía para crecer, desarrollarse, y responder a las fuerzas externas, así como también para mantenerse a ellos mismos. El procesamiento más importante que ha sido reconocido ocurre en tres formas:

El ciclaje de los varios elementos naturales a través de diferentes formas químicas, y entre los organismos y su medio ambiente físico. El ciclaje de carbón, nitrógeno, fósforo, oxígeno, y sulfuro, es particularmente importante dado que estos elementos se encuentran en altas concentraciones en todos los organismos vivientes. El carbón constituye la “espina dorsal” de la materia orgánica. A menudo, la disponibilidad tanto de nitrógeno como de fósforo controla la cantidad de producción de materia orgánica a través de la fotosíntesis. La disponibilidad de oxígeno puede determinar la viabilidad de un hábitat puesto que, todos los animales requieren oxígeno para vivir, y, por la preponderancia de sus reacciones químicas con de otros elementos. También, algunos compuestos del sulfuro pueden determinar otras reacciones, y el sulfuro de hidrógeno puede inducir tensión en los organismos y causarles daño.

Las interacciones dentro de las redes alimentarias a través de dinámicas tróficas. Todas las actividades mencionadas anteriormente están vinculadas al comportamiento de los organismos. En forma colectiva a estas actividades se les conoce como “funciones de los ecosistemas”. En la actualidad estamos conscientes de que los seres humanos se benefician de estas funciones de los ecosistemas. Los ecosistemas saludables prósperos generalmente proveen más beneficios que aquellos que se encuentran sometidos a presiones o que están deteriorados. Sabemos que los estuarios saludables son particularmente benéficos debido a las formas en que los usamos. Un artículo ampliamente citado y controvertido estima que las funciones de los estuarios tienen el valor financiero más alto por área de todos los ecosistemas de la tierra.4 Estas funciones y recursos proveen los “servicios” de los ecosistemas. La protección y el manejo de los estuarios dependen del reconocimiento del valor que le demos a estos servicios. 

Los estuarios y sus humedales le suministran los siguientes servicios a los seres humanos:

•    Comida. Muchas de las especies de comida de mar que nosotros consumimos son recolectadas en los estuarios, o dependen de ellos para alguna parte de su vida -estas especies incluyen tanto mariscos como pescados. Los estuarios mantienen la pesca tanto comercial como de recreo.

•    Estas plantas y algas proveen comida para otros organismos: en forma directa, cuando se las comen; en forma indirecta, después de que se mueren y el detrito restante es procesado; o, indirectamente cuando los depredadores se alimentan de presas que han obtenido alimento ya sea directa o indirectamente de las plantas o algas. La comida de mar que recolectamos de los estuarios proviene de estas redes alimentarias.

•    El movimiento del agua, su almacenamiento, y la energía asociada con el movimiento o depósito de materiales. Cada estuario tiene su propia morfología, su propio régimen de entradas de agua dulce y agua salada, y su propio patrón de marea. Todo esto controla cómo circulan los materiales en el estuario, cuánto tiempo les toma, y en última instancia, la configuración misma del estuario. Las actividades biológicas del ciclaje de los elementos y de las redes alimentarias, así como la forma en que se mantienen los ecosistemas a medida que cambia el nivel del mar, dependen de estas características. 

    •  Tratamiento de los desechos y la escorrentía. Los nutrientes y la materia orgánica que ingresan a los estuarios provienen de una variedad de fuentes. Las plantas de tratamiento de aguas servidas y los sistemas sépticos descomponen la mayoría de los desechos humanos, pero algunos nutrientes continúan escapándose hacia las vías acuáticas. La escorrentía proveniente del uso de las zonas urbanas y agrícolas usualmente no recibe tratamiento, lo cual le agrega mas nutrientes al estuario. En los estuarios, la producción primaria, la descomposición, y el ciclaje de los elementos sacan y secuestran estos nutrientes, y retiran materia orgánica.

  •  Recreación. La pesca y la navegación recreativas, la natación, y la observación de aves dependen de la integridad tanto física como biológica de los estuarios.

   •  Protección contra los riesgos provenientes de la naturaleza. Los sistemas costeros son altamente susceptibles a una variedad de tormentas capaces de transformar el entorno y de causar daño tanto a las personas como a las edificaciones. Los estuarios y sus humedales pueden mitigar los impactos de estas tormentas dispersando las descargas de los ríos, amortiguando la acción de las olas, y almacenando agua en forma temporal.

Transporte y operaciones marítimas. Una de las razones por las cuales nuestras ciudades más antiguas fueron construidas en estuarios fue para tener acceso al transporte marítimo inmediato vinculado a puertos seguros. Esto continúa siendo cierto, y este comercio depende de una conexión permanente con el mar. Para el comercio marítimo, tener refugio de las tormentas también es importante.