Variables estructurantes del plancton de un embalse regulado por el funcionamiento de una central nuclear
Authors:   , Mac Donagh María Elicia 
Published: August 2019

Considerando que las variables estructurantes del plancton son tanto externas como internas, y que en los embalses existe una mayor preponderancia de las variables físicas respecto a los lagos, se propone que bajo una mayor estabilidad del sistema desde el punto de vista físico, podría maximizarse la importancia de las variables bióticas como estructurantes de la comunidad. Las principales funciones forzantes en los embalses son la entrada de materiales y de energía desde los tributarios y la operación de los diques, con consecuencias sobre el tiempo de residencia del agua, la manifestación de gradientes horizontales y la alteración de los gradientes verticales. Los cambios en la tasa de renovación y las fluctuaciones del nivel del agua son considerados usualmente como perturbaciones por lo tanto en la medida en que éstas sean menos frecuentes y de menor amplitud, las condiciones fisicoquímicas serán más estables, permitiendo una mayor regulación de la comunidad por las relaciones bióticas. Las investigaciones precedentes sobre los efectos de la fluctuación del nivel del agua son pocas y se refieren a embalses con alta carga de sólidos en suspensión como variable reguladora, permaneciendo aún sin resolver la interacción del resto de los factores. Por lo tanto, hasta la fecha no se conoce empíricamente si a partir de un cambio en el manejo, puede modificarse la importancia relativa de las variables estructurantes. Como caso de estudio se eligió al Embalse Río Tercero por ser un cuerpo de agua monitoreado desde 1977 y en el que se implementó en 1983 un cambio en las políticas de manejo a partir de la puesta en marcha de la Central Nuclear Embalse (CNE). El objetivo de estas normas fue operar en todo momento por encima de una cota mínima de seguridad del nivel del agua para asegurar el abastecimiento del sistema de enfriamiento. El agua se toma de la zona central del embalse y se devuelve en la zona de la cola por medio de un canal a cielo abierto de 5 Km de longitud. Las metas a cumplir fueron: comprobar los efectos del cambio en la política de manejo sobre las variables fisicoquímicas y la comunidad del plancton durante los períodos pre y posoperacional de la Central Nuclear; establecer cuáles fueron las variables estructurantes del plancton durante un período de mínimo nivel de disturbio (posoperacional), considerando su variación espacio-temporal dentro del cuerpo del embalse; y por último, discriminar la manifestación de las variables bióticas, identificando las posibles relaciones entre fito y zooplancton de acuerdo con sus roles ecológicos. En primera instancia se recopiló toda la información preexistente publicada en revistas periódicas e informes técnicos, y luego se sistematizó e interpretó estadísticamente en relación con los objetivos planteados. Posteriormente, y en particular, para interpretar el funcionamiento del plancton en un sistema más estable, se realizó un muestreo cada dos meses a lo largo de dos años bajo condiciones de mínimas fluctuaciones de nivel del agua (febrero 1999 - febrero 2001). Se mantuvo el diseño de muestreo del monitoreo del embalse que comprende cuatro sitios de muestreo: tres a lo largo del eje del embalse (Confluencia, Garganta y Dique) donde se obtuvieron muestras en la zona fótica y afótica y uno en la zona de influencia del canal de enfriamiento de la CNE, donde se tomaron cuatro muestras subsuperficiales (una aguas arriba de la salida del canal de enfriamiento y tres aguas abajo). Para evaluar con mayor precisión la distribución vertical del plancton, en la zona fótica del sitio central (Garganta) se realizó un perfil vertical tomando cinco muestras de acuerdo con los porcentajes de penetración de la luz. Los cambios en el manejo del embalse consistieron en la implementación de una cota mínima de seguridad y la construcción en 1986 de un sistema de embalses aguas arriba (Complejo Hidroeléctrico Cerro Pelado – Arroyo Corto) para subsidiar agua hacia el Embalse Río Tercero. Como consecuencia de la descarga del circuito de enfriamiento de la CNE se observó un efecto térmico restringido, notable sólo en invierno y primavera, cuando la temperatura de los tributarios es menor. La máxima amplitud de nivel del agua fue de 14 m durante el preoperacional y de 6,5 m en el posopracional. El principal efecto del mantenimiento del nivel más estable fue la anticipación del inicio del período de rebalse, mientras que la magnitud de la precipitación anual influyó en la duración del rebalse por vertedero. El tiempo de residencia del agua se incrementó de 156 a 172 días. El estado trófico del embalse cambió de meso-eutrófico a mesotrófico. Se encontraron diferencias altamente significativas entre los períodos pre y posoperacional en cuanto a la cota media, la amplitud de nivel y la tasa de renovación mensual y estado trófico. Mediante análisis multivariados se estableció que las diferencias se debieron principalmente a las variables clorofila a, nutrientes, y composición y abundancia del plancton. Se hallaron diferencias altamente significativas en la estructura del fito y del zooplancton, relacionadas principalmente con la abundancia de criptofitas en el primer caso y de ciliados y de cladóceros en el segundo. Con respecto a la composición específica los cambios más notorios fueron la aparición de Ceratium hirundinella, Asplanchna girodi y numerosas especies de criptofitas. Todos estos taxa llegaron a ser dominantes o codominante junto con otras especies en algún momento durante el período de estudio. La magnitud de las precipitaciones durante los dos años de muestreo (1.119 y 1.100 mm/año) fue mayor a la media histórica (758 mm) y generó un prolongado período de rebalse por vertedero que actuó como una perturbación en el sistema. Es así que al analizar en detalle los datos, se observó que las condiciones de estabilidad se alcanzaron recién durante el segundo año, una vez que cesó el rebalse por vertedero. Por lo tanto, se produjeron dos situaciones diferentes: una con altas tasas de renovación mensual (hasta 0,5) y otra etapa sin precipitación y consecuentemente con las menores tasas de renovación mensuales. La extensión de la zona fótica fue de (3,5)5 a 10(13) metros de profundidad y la razón zona fótica/zona de mezcla fue en general menor a uno. El seston se relacionó positivamente con la clorofila a, indicando un origen biológico del mismo. Se encontraron gradientes térmicos en la columna de agua en algunos meses de primavera o verano. El fósforo (SRP) fue limitante en la zona fótica durante todo el período y el nitrógeno inorgánico disuelto fue limitante sólo en algunos meses. Por el contrario, la sílice estuvo siempre por encima de las concentraciones consideradas como limitantes para el crecimiento de las diatomeas. Las mayores concentraciones de fósforo total se registraron durante el segundo semestre del año 2000, en la zona afótica. De acuerdo con los análisis estadísticos de correlación y los Análisis de los Componentes Principales realizados se pueden explicar dos situaciones diferentes en cuanto a la regulación por la tasa de renovación en un caso y a las relaciones dentro del plancton en el otro: 1) Durante los períodos con mayor tasa de renovación la concentración de fito y zooplancton se correlacionaron positivamente entre sí, siendo ambas reguladas por las condiciones hidráulicas. En el zooplancton predominaron los rotíferos y los copépodos y no se evidenció que controlaran la concentración de fitoplancton. 2) En los momentos de estabilidad de las condiciones hidráulicas, en que además se subsidió con agua proveniente de los embalses aguas arriba, se incrementó la biomasa de fitoplancton dominado por Actinocyclus normanii. Coincidentemente se desarrollaron poblaciones de cladóceros de distintas especies y siendo finalmente reemplazados por cladóceros de mayor tamaño que consumieron efectivamente la biomasa de fitoplancton. En cuanto a la variabilidad espacial se encontró una disminución en la concentración del fitoplancton desde la zona de la cola hacia el dique del embalse, en tanto que el zooplancton alcanzó mayores densidades en la zona central del embalse. En cuanto a la distribución vertical de los organismos se observó en algunas algas (Ceratium hirundinella y Anabaena spiroides) un ajuste a condiciones óptimas de irradiancia cuando pudieron aprovechar la existencia de gradientes térmicos en la columna de agua. La distribución vertical de los pastoreadores generalistas como rotíferos y ciliados, estuvo asociada positivamente a la mayor densidad de algas de pequeña talla. En cambio, los copépodos calanoideos, provocaron descensos locales en la densidad de las mismas, excepto cuando éstas fueron criptofitas quienes soportaron mejor los efectos del pastoreo. Del análisis de los grupos morfológico-funcionales surge que las características ecológicas que compartieron las algas más frecuentes fueron: la movilidad y la mixotrofía, ambos caracteres ventajosos en un medio con escasos nutrientes disponibles. En conclusión, en el embalse hubo un cambio en las condiciones fisicoquímicas y biológicas entre los períodos pre y posoperacional y en el nuevo escenario caracterizado por condiciones de mayor estabilidad del nivel del agua se encontraron desde un punto de vista ecológico tanto condiciones de estabilidad como de perturbación. En este estudio se demuestra que menores fluctuaciones del nivel del agua no siempre significan una mayor estabilidad del sistema. Dado que el rebalse por vertedero ejerce un disturbio sobre el plancton y la duración y la intensidad de éstas salidas está más controlada por las precipitaciones que por las políticas de manejo de la CNE, las perturbaciones en el plancton aún van a existir en los años excepcionalmente lluviosos. Cuando las perturbaciones fueron mínimas, sí se manifestaron variables estructurantes internas y se desarrollaron organismos de ciclo de vida largo y con gran capacidad de clareado del agua. La disminución del estado trófico se relacionó con la creación de embalses aguas arriba, que retendrían parte del fósforo naturalmente presente en los suelos de la región. Por lo tanto, cuando se toma la decisión de ingresar agua desde éstos embalses, se debe tener en cuenta que se aporta agua rica en nutrientes y con una flora y fauna propia que afectará la composición del plancton del Embalse Río Tercero. Si predominan las algas palatables, se favorecerá su incorporación en niveles tróficos superiores. Si en cambio prevalecen los dinoflagelados, pueden existir dos caminos principales para la biomasa: su único depredador (A. girodi) no sería seleccionado por peces con selección visual y por otro lado cuando el dinoflagelado se enquiste el fósforo quedará retenido en el fondo a medida que los quistes sedimenten, por lo tanto, en ambos casos el aporte energético del fitoplancton a las cadenas superiores será menor. De una manera general, si prevalecen algas no consumibles por el zooplancton, se vería favorecida una red trófica menos eficiente, basada en la producción bacteriana y con ciliados y turbelarios como depredadores. A partir de lo anteriormente expuesto, se puede establecer que la regulación de los embalse implica cambios en la importancia relativa de las variables estructurantes del plancton. Por lo tanto, el conocimiento de su comportamiento es aplicable a las decisiones de manejo y deben formar parte de la política de uso en los embalses.