Evaluacin del instrumento caudal ecolgico, panorama legal e institucional en Chile y Brasil

Gabriela Jamett Domnguez Egresada del Magster Gestin y Planificacin Ambiental Universidad de Chile. Diego de Almagro 4491. uoa. Santiago R.M Chile. gabriela.jamett@gmail.com Dr Alexandra Rodrigues Finotti Professora da Universidade de Caxias do Sul Departamento de Engenharia Qumica Av. Francisco GetlioVargas, 1130. Caixa Postal 1352. Caxias do Sul RS Brasil CEP 95001-970 arfinotti@ucs.br

RESUMEN La modificacin del flujo hdrico por la extraccin de agua o por el funcionamiento de hidroelctricas y grandes embalses ha causado cambios en la estructura y funcionalidad de los ecosistemas acuticos. Por esta razn surge el instrumento caudal ecolgico con el cual se pretende proteger mediante la mantencin de un cierto volumen de agua dentro del cauce los valores ecolgicos de los ros. Sin embargo, las aproximaciones metodolgicas utilizadas para determinar esa cantidad de agua necesaria han sido ampliamente criticadas por estimar caudales mnimos constantes sin criterios ecolgicos y desconsiderado la importancia de la variabilidad natural del rgimen hidrolgico. En este trabajo, por tanto, se presentan y analizan los distintos tipos de mtodos utilizados a nivel mundial para la estimacin de un caudal ecolgico y se evala la perspectiva de aplicacin de este concepto en la gestin de los recursos hdricos en Chile y Brasil. Una evaluacin de las posibilidades de aplicacin del caudal ecolgico en estos dos pases es realizada en base a la organizacin de los sistemas de gestin y a la legislacin que rige a los mismos. Palabras clave: caudal ecolgicos, ecosistemas acuticos, gestin de aguas RESUMO A alterao dos cursos de gua devido s grandes extraes de gua ou construo de barragens modifica tambm a estrutura e funcionalidade dos ecossistemas aquticos. Por esta razo a vazo ecolgica um instrumento criado que visa proteger os ecossistemas atravs da manuteno de certo volume de gua no rio. Por outro lado as metodologias utilizadas para determinar esta vazo tem sido criticadas por estimar uma vazo mnima sem critrios ecolgicos e desconsiderando a variabilidade natural do regime hdrico. Neste artigo so analisados os mtodos de clculo da vazo ecolgica em nvel mundial e se avalia a aplicao deste conceito na gesto dos recursos hdricos no Brasil e no Chile, com base na organizao dos sistemas de gesto dos recursos hdricos e na legislao destes pases. palavras-chave: "vazo ecolgica, ecossistemas aquticos, gesto das guas" ABSTRACT Changes in hydrological regime due to water extraction or large dam operations have modified the structure and functionality of aquatic ecosystems. The ecological instream flow is a tool that has been proposed to ensure that ecological conservation goals are attained. Nevertheless, the methodologies used to determine this volume of water have been criticized because they do not consider ecological criteria and they ignore the importance of

the hydrological natural variability. In this paper, different methods used to determine the instream flow requirements are presented. Moreover, the application of ecological instream flow concept to Brazilian and Chilean water resource management is evaluated. Key words: ecological flow,aquatic ecosystems, water management. INTRODUCCIN La gestin ambiental de los recursos hdricos afronta un gran desafo puesto a que se maneja un recurso imprescindible para la vida que ha sido reconocido como escaso y que seguir siendo demandado a altas tasas (Jackson et al., 2001). Por otra parte, se intenta asegurar la disponibilidad del agua para mltiples usos dentro de los cuales se reconocen aquellos de tipo ambiental, como lo son la navegacin, la recreacin y la conservacin de los ecosistemas acuticos, entre otros. En pases como Estados Unidos, Canad y la Unin Europea hace tres dcadas atrs se ha aplicado un instrumento denominado "instream flow" para intentar garantizar esos usos ambientales manteniendo una cierta cantidad de agua (caudal) dentro de un cauce (Lamb, 1995). En pases como Chile y Brasil, este instrumento se adopta a finales de los aos 90 bajo el nombre de caudal ecolgico con el objetivo final de conservar los ecosistemas de agua dulce. (CONAMA-Chile, 1998; Benetti, et al., 2003). Sin embargo, ha existido una amplia discusin acerca de la efectividad de este instrumento y de los mtodos hasta el momento utilizados a nivel mundial. En general, en el mbito cientfico han sido fuertemente criticadas las aproximaciones para calcular el caudal ecolgico y cmo ha sido conceptualizado este instrumento (Richter et al., 1996; Poff y Allan, 1997; Arthington et al., 1998; Bragg et al., 1999; Verweij, 2000; Alves y Bernardo, 2000 y Tharme, 2002). En muchos casos lo que se denomina caudal ecolgico corresponde en la realidad a un caudal mnimo. El caudal ecolgico tendra como propsito la conservacin de ecosistemas especficos y el caudal mnimo es apenas el lmite inferior de un caudal que puede ser mantenido dentro del cauce de un ro para que se alcancen otros tipos de intereses de proteccin.

Frente a esta realidad, surgen las siguientes preguntas: puede este instrumento servir para cumplir con los objetivos de conservacin deseados?, es posible que con las metodologas existentes para el clculo de un instream flow se pueda asegurar la mantencin de los ecosistemas ribereos?, que debemos tomar en cuenta para que esto suceda? y finalmente, a grandes rasgos, cuales son las limitaciones para que este instrumento se introduzca en la gestin ambiental de las aguas en Chile y Brasil? El objetivo de este trabajo es evaluar, a nivel terico, si al aplicar el instrumento caudal ecolgico se puede alcanzar la conservacin de los ecosistemas acuticos como se ha planteado en la gestin ambiental de Chile y Brasil. De esta manera, se pretende identificar las limitaciones de los mtodos empleados y analizar la gestin en estos dos pases para que este instrumento pueda ser aplicado con xito. METODOLOGA La investigacin es de tipo documental y evaluativa. Como primera etapa se procedi a una revisin bibliogrfica para identificar los objetivos de conservacin que se pretendan alcanzar con la aplicacin del instrumento caudal ecolgico y cules seran los criterios ecolgicos que deben tomarse en cuenta para alcanzar esos objetivos. Posteriormente, la revisin documental se extendi para identificar los mtodos de clculo comnmente utilizados. Finalmente se realiz una evaluacin de la insercin de los conceptos y mtodos relacionados con el instrumento caudal ecolgico en el sistema legal de Chile y Brasil para verificar si, como se presentan hoy en da, pueden cumplir con los objetivos de conservacin que un caudal ecolgico se propone conceptualmente. La evaluacin se realiz bsicamente comparando los criterios ecolgicos identificados con las bases de las metodologas utilizadas e identificando cuales de estos criterios han sido tomados en cuenta en la gestin de ambos pases.

CRITERIOS ECOLGICOS Los ros como ecosistemas Bajo una aproximacin proceso- funcional, el ecosistema es una unidad ecolgica formada por componentes biticos y abiticos, siendo estos ltimos parte del sistema (Margalef, 1991). Entre estos componentes existen interacciones que permiten modificarse mutuamente. Por lo tanto, los organismos tambin pueden modificar los componentes abiticos. Dado a que el significado de ecosistema no tiene lmites espaciales ni temporales se idean modelos para realizar estudios ecosistmicos, as como para introducir stos en herramientas de gestin. Por esta misma razn la definicin de ecosistema es conceptualmente aplicable a los ros, denominando ecosistemas lticos aquellos que dentro de su delimitacin comprenden cuerpos de agua con corrientes rpidas como ros y arroyos. Cuando se desea conservar estos ecosistemas, una nueva medida de gestin como el caudal ecolgico debe pensarse o definirse con el propsito de mantener los atributos caractersticos de un ecosistema. Segn Odum (1969) existen al menos cuatro atributos caractersticos del ecosistema que guardan relacin con: i) la estructura de la comunidad, ii) el flujo de energa, iii) los ciclos biogeoqumicos y iv) la seleccin natural y la regulacin u homeostasis. Los mismos cambian de una manera razonablemente predecible en el tiempo a medida que el ecosistema se desarrolla (teora de sucesin). Sin embargo, perturbaciones externas, ya sea por accin humana u otro, pueden provocar un retroceso en el desarrollo hacia la estabilidad de un ecosistema. Se destaca en este punto que la diversidad de especies es una de las muchas variables que describen las caractersticas de los ecosistemas. Rol del rgimen hdrico en el funcionamiento de los ecosistemas lticos Segn Poff y Allan (1997) existen cinco componentes crticos del rgimen hdrico que regulan los procesos ecolgicos en un ecosistema acutico, estos son: la magnitud, frecuencia, duracin, predictibilidad y tasa de cambio. Un nuevo paradigma del flujo natural postula

que las variaciones hidrolgicas (con valores caractersticos y variables de estos cinco componentes) afectan fuertemente la estructura de los ecosistemas acuticos, como lo confirman Richter et al. (1996) y Poff y Allan (1997). El modelo desarrollado (figura 1) seala que estos cinco componentes pueden modificar la condicin fsica y qumica del agua, los recursos alimenticios, las interacciones biticas y la heterogeneidad del hbitat, lo que finalmente produce cambios en los patrones y procesos ecolgicos.

Rgimen hdrico
Magnitud Frecuencia Duracin Predectibilidad Tasa de cambio

Condicin fsica y qumica del agua

Recursos alimenticios

Interacciones biticas

Heterogeneidad de hbitat

Patrones y procesos ecolgicos Fuente: Adaptado de Poff y Allan (1997)

Figura1. Modelo terico de la influencia del rgimen hdrico sobre los patrones y procesos ecolgicos

Esta variabilidad del flujo hdrico debe ser pensada para mantener en ciertas condiciones las caractersticas geomorfolgicas del cauce ya que las mismas son consideradas per se como variables externas que afectan directamente el funcionamiento del ecosistemas (Maddock, 1999). Por otra parte, la variabilidad del flujo genera un patrn de relaciones con sistemas externos al acutico que mantiene la estructura de los ecosistemas lticos. Segn Maddock (1999) y Ward y Tockner (2001) existen cambios en los flujos de manera lateral, de la orilla de una

zona inundable hasta la otra, y en direccin vertical de la zona hiporreica1 hasta el agua superficial que influyen directamente en los sistemas de arroyos. Por lo tanto, cuando se determina una variabilidad del flujo hdrico es importante que se consideren las interacciones intersistmicas existentes. Idealmente, un caudal ecolgico debe ser un caudal variable expresado en magnitud, frecuencia, duracin, predectibilidad y tasa de cambio para permitir el desarrollo de los ecosistemas lticos (delimitados de acuerdo a criterios explcitos). METODOS PARA LA ESTIMACIN DE UN CAUDAL ECOLGICO En este estudio las metodologas se agrupan de acuerdo a bases tericas similares y acorde con lo descrito por la Comisin Mundial de Embalses (King et al., 1999) en los siguientes tipos: Mtodos hidrolgicos Base terica: se considera que los organismos de las comunidades ribereas estn adaptados a las variaciones estacionales propias de un rgimen hdrico. Estas variaciones naturales afectan el comportamiento, ciclo biolgico y produccin de las poblaciones. Entre los mtodos hidrolgicos ms utilizados, se encuentran: Mtodo de Curva de Permanencia: Consiste en la construccin de una curva a partir de datos de caudales diarios, mensuales o anuales donde se presenta la relacin entre ciertos rangos de caudales y el porcentaje de tiempo en que cada uno de esos rangos es igualado o excedido. El caudal ecolgico es expresado como un valor fijo que corresponde a un rango de caudal que se mantiene igualado o excedido un cierto porcentaje de tiempo (Silveira y Silveira, 2003). Por ejemplo, en el Estado Pernambuco Brasil se calcul indirectamente un caudal ecolgico como el 5% de Q90. Es decir, un porcentaje de 5% del caudal que es excedido o igualado en 90% del tiempo de observacin (Benetti et al., 2003).

1 La Zona hiporreica es el volumen de sedimentos saturados de agua debajo y a los lados de los arroyos y ros donde el agua subterrnea y el agua superficial se mezclan (Boulton, 2000).

Mtodo de caudal mnimo de 7 das con perodo de ocurrencia de 10 aos (7Q10): Este mtodo entrega el valor de un caudal mnimo estadstico 7Q10 que corresponde al valor que en media, cada diez aos, ser igual o menor que el caudal medio en cualquier evento de 7 das de sequa consecutivos (Silveira y Silveira, 2003). El mtodo supone que a valores menores que ste puede generarse un stress ecolgico, por lo cual, es considerado en algunos pases como Brasil aplicable para calcular un caudal ecolgico (Benetti et al., 2003). Tambin existen otras aproximaciones similares utilizando la estadstica hidrolgica que describe las condiciones de sequa como el 7Q2 y el 10Q5. Mtodo de Tennant: Est basado en un estudio realizado por la US Fish and Wildlife Service en 11 arroyos ubicados en Montana, Nebraska y Wyoming. El objetivo del mismo era encontrar una relacin entre el caudal y la disponibilidad de hbitat para la biota acutica. Tennant (el investigador lder), dividi el ao en un periodo seco y otro lluvioso, para los cuales propuso caudales expresados como porcentajes del caudal medio anual (CAM) relacionndolos con grados de conservacin. A partir del mismo se determin que el hbitat comenzaba a degradarse cuando el flujo era inferior al 10% del flujo medio anual, esto asociado a una velocidad media de 0,25 m/s y una profundidad media de 0,3m (Tennant, 1976 citado en Bragg et.al, 1999). Mtodo de Aproximacin por Rangos de Variabilidad (Range of Variability Approach RVA): Segn sus propios autores, este mtodo ha sido ideado para casos en que se tenga como primer objetivo de manejo la conservacin de los ecosistemas. Se basa en datos de largos periodos de tiempo donde se describe la variabilidad hidrolgica antes y despus de instalada una represa. Consiste en tener una descripcin del flujo natural a travs de 32 parmetros definidos por Ritcher (1996) como claves en el funcionamiento del ecosistema para luego estimar un rango de variacin mximo de estos parmetros. Con este mtodo se recomienda un sistema de manejo con objetivos anuales intentando emular o imitar las

caractersticas del flujo natural despus del funcionamiento de la represa o hidroelctrica. Esta metodologa depende el monitoreo continuo para la redefinicin de sus objetivos. Mtodos hidrulicos Base terica: se considera que variables hidrulicas simples como el permetro mojado o la profundidad mxima juegan factores limitantes en la biota. Estos mtodos generalmente se basan en estudios de una seccin transversal para as relacionar la magnitud de la descarga con la profundidad de los cauces, velocidad y permetro mojado. Mtodo del Permetro Mojado: Este es uno de los ms conocido y comnmente utilizado en Estados Unidos (Bragg et al., 1999 y Benetti et al., 2003). En el mismo se asume que la integridad del hbitat est directamente relacionada con el rea hmeda. Consiste bsicamente en la construccin de curvas que muestran la relacin entre el caudal y el permetro mojado. A partir de ellas puede observarse que hasta un cierto volumen de agua el permetro crece rpidamente a medida que aumenta la descarga pero sobrepasado este volumen el permetro se mantiene casi constante. Generalmente el flujo recomendado es aquel cerca de este punto de inflexin pues se presume es el nivel ptimo para el desove de peces o para la produccin de invertebrados bentnicos (Stalnaker et al., 1995). Mtodos de simulacin de hbitat Base terica: Las especies de peces estn mejor adaptadas a ciertas caractersticas hidrulicas, estructurales y geomorfolgicas. Al conocer cmo afecta el caudal a estas caractersticas se puede predecir el caudal ptimo para mantener las poblaciones de estos peces. Entre los mtodos ms utilizados se encuentra: Instream Flow Incremental Methodology: Desarrollado tambin por la US Fish and Wildlife Service, este integra modelos analticos hidrulicos junto con el estudio de la calidad del agua, sedimentos, estabilidad de los cauces, temperatura y otras variables que afectan la produccin de peces. Contiene un modelo computarizado (Phisical Habitat Simulation System) que

relaciona el caudal con datos obtenidos del hbitat fsico (Washington Department of Fish and Wildlife, 2003). El mtodo consiste en la construccin de ndices que muestran el grado de adaptacin de especies objetivos a diferentes valores de velocidad, profundidad y caractersticas geomorfolgicas especficas. El valor del caudal ecolgico se determina segn diferentes criterios o mtodos, en el caso de un estudio realizado en el Ro Santa Mara da Victoria (Brasil) se defini el caudal como aquel que optimiz la relacin volumen de agua/rea de micro hbitat (Pelissari y Sarmento, 2003). Mtodos holsticos Base terica: Se asume que si son identificadas las caractersticas esenciales del flujo hdrico que pueden generar un impacto ecolgico y estas son incorporadas dentro de un rgimen de flujo modificado, entonces la biota y la integridad funcional del ecosistema ser mantenida. Los mtodos holsticos generalmente tienen dos aproximaciones distintas o combinan estas dos (Arthington et al., 1998) entre las que se encuentran Mtodo de Building Block~ Aproximacin Bottom-up: Se realiza en base de grupos de trabajos multidisciplinarios, tomando en cuenta trabajos de investigacin ya realizados, modelos para entender la respuesta caudal - caractersticas hidrulicas y juicios de expertos. Uno de los pasos crticos es la estimacin de la importancia econmica y social del rea de estudio, realizndose una evaluacin de la dependencia social y econmica de los ecosistemas ribereos en conjunto con la comunidad. Se determinan y describen en trminos de duracin y magnitud los flujos que se recomendarn. La descripcin de cada uno de los componentes del flujo son considerados como los building block, conformando los Requerimientos de Flujo para una cuenca o ro (IFR, Intream Flow Requiremnts).

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Se denomina de tipo Bottom -Up ya que el caudal recomendado es estimado a partir de un flujo mnimo hacia valores ms altos Benchmarking~ Aproximacin Top-down: Se basa en principios similares al mtodo Building Block. A diferencia del mismo, el caudal es determinado a partir de un flujo mximo aceptable hasta valores menores (aproximacin Top-Down). Con informacin disponible, modelos conceptuales y juicio de experto se identifican indicadores hidrolgicos que son considerados ecolgicamente relevantes. Con estos indicadores son caracterizados cauces escogidos dentro de un ro como bench mark o de referencia. En estos cauces de referencia no existe necesariamente un flujo natural pero cubren variados tipos y niveles de flujo que se registran en la cuenca. Posteriormente en estos sitios se relacionan impactos ecolgicos en funcin de cambios en el flujo hdrico, de esta manera se investiga cunto puede cambiar el flujo del agua antes de que el ecosistema sea degradado (Brizga et al., 2002). EVALUACIN DE METODOS PARA LA ESTIMACIN DE UN CAUDAL ECOLGICO Segn la base terica, los distintos tipos de mtodos (a excepcin de los mtodos holsticos y RVA) expresan un deseo de mantener un cierto caudal para conservar a poblaciones de organismos y generalmente tipos de peces. No pretenden conservar a un nivel ecosistmico. Los mtodos de Curva de Permanencia, 7Q10, el Mtodo de Tennant, el mtodo de Permetro Mojado e IFIM solo toman en cuenta la magnitud mnima del caudal como factor limitante en los requerimientos biticos, siendo que est ampliamente estudiada la importancia de los otros componentes del flujo en las interacciones e historias de vida de la biota acutica. Al estimar un flujo mnimo no toman en cuenta los requerimientos de flujo para mantener la vegetacin terrestre adyacente, la zona hiporreica y las zonas de inundacin. Desde un punto de vista ecosistmico se dejan de considerar intercambios de materiales y nutrientes que pueden ser importantes afectando la funcionalidad del ecosistema.

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Los mtodos de tipo hidrolgico, excepto RVA, tienen una base estadstica simple; se calculan caudales segn las probabilidades de ocurrencia de ciertos eventos de sequa o frecuencia de caudales bajos. Luego, estos caudales son relacionados con tasas de produccin o sobrevivencia de alguna poblacin objetivo. Lo anterior puede generar dos crticas importantes. Al basarse un instrumento en resultados estadsticos simples se desconoce el carcter complejo de los sistemas ambientales y la gran incertidumbre que los caracteriza. Por otra parte, los flujos mnimos que ocurren infrecuentemente generan efectos de corto plazo muy diferentes a los efectos de largo plazo que se producen por mantener estos flujos mnimos como constantes en el tiempo. En tanto, el mtodo de RVA puede ser til si se estudian las caractersticas de los ecosistemas y los efectos compuestos entre el cambio del flujo natural y los impactos generados por las diversas actividades humanas en el ecosistema, por ejemplo la agricultura. Una de las crticas a este mtodo es que no se ha considerado estudiar si las variables del flujo seleccionadas son independientes una de otras (Puckridge et al., 1998). En trminos de gestin, en el mtodo RVA se han descrito muy bien los indicadores y la necesidad de un sistema de gestin continuo ya que este mtodo se basa en una gestin adaptativa. Especficamente, el Mtodo de Permetro Mojado tiene una suposicin muy simplista, solo una o pocas variables hidrulicas pueden representar adecuadamente el requerimiento de caudal para especies objetivos. Por otra parte, se sabe que la relacin entre el caudal y el permetro mojado depende de la forma de los cauces, por lo tanto, si se realiza una curva con una sola seccin transversal no se representan las caractersticas de todo un ro (Stalnaker et al., 1995). Adems con este mtodo se presupone que la morfologa del cauce se mantiene estable a lo largo del tiempo lo que hace difcil su aplicacin en cursos de agua con elevada variabilidad morfolgica como es el caso de los cursos de agua de las regiones semiridas

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(Alves y Bernardo, 2000). En trminos de gestin, el mtodo de Permetro Mojado ha sido aplicado principalmente en ros que presentan secciones transversales relativamente largas, rectangulares y poco profundas, lo cual no es representativo de todos los ros (Stalnaker et al., 1995). En lo que respecta a los mtodos de simulacin de hbitat, estos contienen una serie de suposiciones que han sido criticadas por no ser validadas o por no corresponder a la realidad (Hudson y Chadderton, 2003). Por otra parte, con este mtodo se han calculado caudales de una magnitud similar a los calculados por mtodos mas simples, como ha sido demostrado por estudios efectuado por Orth y Leonard (citado en Benetti et al., 2003). Por ltimo, la aplicabilidad de este mtodo en cursos de agua de regiones semiridas es restringido por el hecho de que existen caudales muy bajos y con una alta diversidad morfolgica lo que impide o dificulta caracterizar un trozo de curso de agua en base a algunos transectos (Alves y Bernardo, 2000). Los mtodos holsticos, en tanto, a pesar de no solo basarse en algunas poblaciones objetivos, an no incorporan estudios ecosistmicos. Uno de los grandes beneficios de este mtodo es la inclusin de la participacin ciudadana y la realizacin de un estudio social y econmico de la dependencia humana de los ecosistemas. En trminos de gestin, debe tenerse cuidado en que valores arrojados por estudios en otros pases o que las recomendaciones en los pasos a seguir se tornen muy rigurosas (tomando en cuenta que la base de este mtodo es el juicio de expertos). En la Tabla 1 se comparan los mtodos en base a aspectos ecolgicos y de gestin. En relacin a estos ltimos, se detalla si los mtodos contienen indicadores para su revisin, as como su grado de aplicabilidad en distintos tipos de ecosistemas. Se consideran de baja aplicabilidad mtodos que no pueden ser utilizados en la mayora de los ecosistemas acuticos, como por ejemplo, los mtodos hidrulicos que consideran ros con cauces estables

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y secciones rectangulares. En cuanto a mtodos de aplicabilidad alta con precaucin, se refiere a que pueden ser aplicados en una alta variedad de ecosistemas acuticos pero con el cuidado de no adoptar los valores que se determinan con los mtodos en diferentes ecosistemas; solo seran generalizables sus procedimientos. Los costos que en ella se presentan acuerdo a lo expuesto por King, et al. (1999) son relativos a los costos de los mtodos con que se comparan, as mismo la complejidad fue estimada por estos investigadores tomando en cuenta el tiempo requerido para llevar a cabo la determinacin, el grado de conocimientos y la necesidad de personal calificado o nmero de especialistas. Tabla. 1 Comparacin de mtodos para la determinacin de un caudal ecolgico
Aspectos Ecolgicos Objetivos de Componentes del Indicador conservacin flujo hdrico En general, poblaciones de peces (depredadores tope) Aspectos de Gestin Aplicabilidad Complejidad Costos relativos

Tipo Hidrolgico a)cuyos resultados arrojan un flujo mnimo

Magnitud

NO

Baja

Baja

Bajos

b) RVA

Ecosistemas

Magnitud, predectibilidad, duracin, frecuencia y tasa de cambio

SI

Alta con precaucin

Baja a media

Medios

En general, Magnitud poblaciones de peces En general, De poblaciones de Magnitud simulacin peces de hbitat Ecosistemas, Magnitud, valores duracin y Holsticos econmicos y predictibilidad culturales Fuente: Adaptada de King et al. (1999) Hidrulicos

NO

Baja

Baja a media

Bajos a medio Altos Medios a altos

NO

Baja

Media a alta

SI

Alta con precaucin

Media a alta

EVALUACIN DE LOS METODOS UTILIZADOS EN CHILE Y BRASIL En general los mtodos aplicados para determinar un caudal ecolgico han dependido de la instancia donde se adopta este concepto. Dentro de estas instancias, se encuentran:

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Otorga de derechos de agua: En este caso, el caudal ecolgico generalmente se establece como una norma mnima a ser respetada en nuevas otorgas de derecho de agua. Un cauce no puede tener menos que esa cantidad de agua establecida por regla. Sistema de Evaluacin de Impacto (SEIA): En el caso de construccin de embalse o proyectos hidroelctricos que modifican significativamente el flujo hdrico, el caudal ecolgico se adopta como una medida de mitigacin, donde los titulares de estos proyectos deben garantizar un flujo ya sea variable o constante aguas abajo de sus construcciones. En este caso se establecen las condiciones del ejercicio de los derechos asociados al proyecto en particular. Proceso de planificacin: En esta instancia se determinan los requerimientos de flujo de un ro o cuenca para alcanzar un cierto objetivo de gestin anterior a la otorga y a la ejecucin de nuevos proyectos. Concepto de caudal ecolgico en Chile y mtodos para su clculo En Chile, segn los lineamientos de la Poltica Nacional de los Recursos Hdricos se tiene como objetivo ecolgico final la proteccin de los cursos de agua a un nivel ecosistmico. Dentro de este contexto, la Direccin General de Aguas en Chile - DGA, a partir de 1998, al momento de otorgar nuevos derechos de agua comienza a considerar un caudal mnimo con el propsito de preservar los ecosistemas y los valores paisajsticos (DGA, 1999). Mientras, en las modificaciones recientemente aprobadas del Cdigo de Agua (1981) se estipula la mantencin de un caudal ecolgico mnimo para velar por la preservacin de la naturaleza y la proteccin del medio ambiente (Oficio nro 5524, 2005). Por otra parte, CONAMA, encargada del Sistema de Evaluacin de Impacto Ambiental, en 1998 define al caudal ecolgico como el caudal mnimo que da cuenta de la conservacin de la biodiversidad propia del curso en cuestin, adecuado para asegurar el cumplimiento de las funciones y servicios ecolgicos del medio acutico (como lo son la mineralizacin, asimilacin, entre otros) (CONAMA-Chile, 1998).

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Como se observa, en estas dos instancias se define un caudal ecolgico como un volumen mnimo, desconociendo la importancia de los distintos componentes del rgimen hdrico y de cmo stos influyen en la estructura del ecosistema. Adems, los dos organismos parecieran perseguir niveles de conservacin distintos (ecosistemas y paisajes servicios ecolgicos). En cuanto a los mtodos que son empleados para determinar un caudal ecolgico en Chile, la DGA recomienda fijarlo a travs de mtodos de tipo hidrolgicos. Explcitamente declara que el caudal ecolgico puede estimarse como el 10 % del caudal medio anual, siendo este el criterio que ha sido comnmente utilizado en Chile (DGA, 1999 y Tharme, 2002). Por otra parte, para las nuevas otorgas (respetando las modificaciones del Cdigo de Aguas) se establece una cota mxima al caudal ecolgico (no as una cota mnima como en la mayora de los casos en otros pases), donde el caudal ecolgico mnimo no puede ser superior al veinte por ciento del caudal medio anual (CAM) de la fuente superficial y solo en casos especiales, se puede autorizar a conservar caudales ecolgicos hasta volmenes no superiores al cuarenta por ciento del CAM. Pareciera entonces que la DGA en la instancia de otorgar nuevos derechos de agua toma en cuenta las recomendaciones dadas por Tennant para establecer los caudales ecolgicos. Sin embargo, las mismas fueron pensadas para mantener el hbitat de peces (no la mantencin del ecosistema) y bajo condiciones hidrolgicas y geogrficas particulares del norte y centro de Estados Unidos. Mientras, al menos un estudio muestra que existen diferencias importantes entre los ecosistemas lticos de cabecera de bosques templados del hemisferio Norte con los ecosistemas lticos centrales de Chile, debido principalmente a las altas pendientes de los ros que estos ltimos presentan (Contreras,1998). En tanto, de los 6 proyectos ingresados al SEIA en Chile despus de 1998 (tabla 2), en solo un caso se utiliz el mtodo IFIM, mientras que para los dems proyectos se calcularon caudales vs. biodiversidad y

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bajo mtodos hidrolgicos simples sin explicitar criterios ecolgicos y en general determinando un volumen mnimo de agua invariable. Por ejemplo, para el Embalse Illapel se determin un caudal ecolgico como el promedio de los caudales mensuales observados multiplicados por el factor 0.7, sin mencionar los criterios utilizados. Solo en dos proyectos se proponen caudales variables; en uno se determinan caudales diferentes para dos estaciones del ao acorde al mtodo de Tennant (Proyecto Hidroelctrico La Higuera) y en otro se estiman caudales con variabilidad mensual. Sin embargo, en este ltimo caso el caudal ecolgico es simplemente definido como el 20% del caudal mnimo diario por periodo mensual registrado (Jamett, 2005).

Tabla. 2 Mtodos utilizados para determinar un caudal ecolgico por proyectos ingresados al SEIA en Chile
Nombre del Proyecto Embalse Illapel Embalse Corrales Convento Viejo Etapa II Proyecto Hidroelctrico La Higuera Central Hidroelctrica Quilleco Central Hidroelctrica Lago Atravesado Regin de Chile IV IV VI VI Ao de ingreso al SEIA 1999 1998 2004 2004 Tipo de mtodo Hidrolgico simple Hidrolgico simple Hidrolgico simple (Tennat) Hidrolgico simple Simulacin de hbitat Hidrolgico simple Forma de determinacin de un caudal ecolgico (Qe )

Qe = X (Qmensual * 0,7 )
Qemensual = 0.2 * Qmni mod iariomensual
Qe = 10%CAM
Qeestacional = 10%CAM corregido
por resultados aplicando Ley francesa y Norma suiza

VIII

1998

Qe segn mtodo IFIM Qe segn anlisis estadsticos simples sobre caudales observados de 1979 a 1997

XI

1998

Concepto de caudal ecolgico en Brasil y mtodos para su clculo An en Brasil los organismos gubernamentales no han definido explcitamente el concepto de caudal ecolgico, sin embargo, de forma similar a Chile, el Conselho Nacional de Recursos Hdricos - CNRH, que determina la forma de otorga de los derechos de agua, decreta que se debe mantener un caudal mnimo para la conservacin de los ecosistemas acuticos (CNRH, 2001).

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As tambin los mtodos que han sido ampliamente usados (en la instancia de otorga) en casi todos los Estados de Brasil han sido de tipo hidrolgico simples, arrojando valores constantes de caudales mnimos. Los mtodos ms usados son los de 7Q10 y Mtodo de Curvas de Permanencia, estimando los caudales ecolgicos generalmente como caudales que son superados en magnitud entre un 85 y 95 % de las veces observadas (Benetti et al., 2003 y Tharme, 2002). En el caso de los proyectos hidroelctricos y embalses que entran al SEIA en este pas, al igual que en Chile la determinacin de un caudal ecolgico es negociado con los organismos ambientales caso a caso, siempre basados en un criterio estadstico como el 7Q10, el cual es el ms comnmente utilizado. Sin embargo, estos mtodos arrojan resultados de caudales sumamente bajos y sin tomar en cuenta criterios ecolgicos locales. Basados en estudios comparativos Belzile et al. (1997) han mostrado que con el mtodo 7Q10 se determinan caudales inferiores a los calculados por otras tcnicas. As mismo, segn estos mismos autores, caudales que son superados ms de un 90% de las veces de observacin han sido considerados como caudales que generan estrs a las poblaciones de peces y no permiten la mantencin de sus hbitats. Si bien esto se ha registrado para ecosistemas diferentes a los que pueden ser definidos en Brasil, al considerar caudales mnimos sin criterios ecolgicos y adoptando valores de otros pases se puede correr un riesgo ambiental (King et al., 1999). Existe tambin un antecedente del clculo de un caudal ecolgico para determinar los requerimientos de flujo en el ro Santa Maria del Estado Esprito Santo a travs del mtodo de IFIM (Pelissari y Sarmento, 2003), lo cual demuestra una preocupacin por el tema ya que se emplearon grandes recursos y tecnologa de avanzada. Sin embargo, no se escapa a las desventajas ampliamente descritas para este tipo de metodologas.

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EVALUACIN DEL CAUDAL ECOLGICO EN EL CONTEXTO DE LA GESTIN DE LAS AGUAS EN CHILE y BRASIL Uno de los puntos mas importantes y criticados en el sistema de gestin chileno es la inexistencia de un manejo integrado de los recursos hdricos a nivel de cuencas (Orrego, 2002). Por una parte se administran los ros por secciones lo cual hace muy difcil conservar con un enfoque ecosistmico y por otra, existe una gestin sectorizada de las aguas con respecto a otros factores que pueden afectar los ecosistemas acuticos, como la gestin del uso de suelo, los cambios en las caractersticas geomorfolgicas por canalizaciones, el aprovechamiento de napas subterrneas y la conservacin de vegetacin ripariana, entre otros, por lo cual difcilmente se lograr la conservacin de los ecosistemas a pesar de mantener un caudal ecolgico. En el caso de Brasil desde 1997 se constituye un sistema de manejo por cuencas que dispone un conjunto de mecanismos jurdico-administrativos con la finalidad de poner en prctica la Poltica Nacional de los Recursos Hdricos enunciada en la Ley 9433/97. Uno de los puntos ms destacados de este sistema de gestin es la formacin de Comits de Cuencas Hidrogrficas compuestos por organismos pblicos, entidades civiles de los recursos hdricos y de diversos sectores de usuarios de la cuenca hidrogrfica. Dentro de sus funciones se encuentran promover el debate sobre los recursos hdricos y articular la actuacin de las entidades participantes, arbitrar los conflictos relacionados a los recursos hdricos, aprobar los Planes de Recursos Hdricos (donde se definen los objetivos de conservacin, recuperacin y utilizacin), entre otros. De esta manera se pretende con la gestin que exista coordinacin y participacin. Sin embargo, an no se han concretado enteramente las prcticas para esta integracin de los servicios pblicos (VI Encuentro Nacional de Comits de Cuencas, 2004). Por otra parte, un punto importante a resaltar en la legislacin de Brasil es el Cdigo Forestal (Ley 4471, 1965). En esta Ley se prev la proteccin de la vegetacin de los mrgenes de los

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ros denominada como mata ciliar. Esta podra pensarse como una manera para conservar los sistemas de vegetacin de los mrgenes de cauces, sin embargo, tambin han sido criticadas las formas para determinar el rea que cubren estos sistemas (solo se toma en cuenta el ancho de los ros). En cuanto a la legislacin de cada pas se distinguen tres puntos claves relacionados con la forma de otorgar los derechos de uso de agua que afectan el cumplimiento de los objetivos de conservacin a travs de la mantencin de un caudal ecolgico: Cobranza por el uso: La importancia del cobro del agua respecto al caudal ecolgico es que esta medida pretende incentivar la racionalizacin del uso del agua obteniendo recursos para el financiamiento de programas de recuperacin de ecosistemas o para realizar los estudios necesarios que ayuden a la comprensin de los ecosistemas acuticos e incluso para financiar el clculo del caudal ecolgico. Sin embargo, en Chile el Cdigo de Aguas de 1981 y sus modificaciones estipulan conceder a los particulares el derecho al uso de agua de forma gratuita exigiendo un pago de patente a los titulares solamente cuando no utilicen a plenitud sus aguas concedidas. En el caso contrario, en la Ley 9.433/97 (Brasil) se crea un instrumento que determina la cobranza por el uso de las aguas. A pesar de esto, despus de seis aos aprobada la ley, slo en una cuenca empieza a aplicarse el instrumento (Cuenca de Paraba do Sul). El dinero recaudado en este pas se destinara a asegurar los usos dentro de la cuenca y a financiar los Planes de los Recursos Hdricos y obras necesarias para la recuperacin de la calidad o mantencin de los caudales necesarios. Tiempo de duracin de las otorgas: Considerando que al otorgar las aguas se modifica el rgimen hdrico y las otorgas en ambos pases se han dado con pocos estudios y se han calculado los caudales ecolgicos bajo mtodos con falencias es de vital importancia que estos derechos sean otorgados por un tiempo definido de manera de ir controlando resultados y poder generar cambios. Este es el caso de Brasil donde se otorgaran los derechos por un

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mximo plazo de tres aos. Al contrario, en Chile el derecho de agua consta de alta proteccin legal y es concedido a privados a perpetuidad. Priorizacin de usos: La posibilidad de poder jerarquizar lo usos del agua da la oportunidad a los organismos encargados para planificar un estado deseado de conservacin. Lamentablemente en Chile hasta el presente ao, cuando exista disponibilidad de agua y esta era demandada, se tena que conceder ese caudal requerido an sin conocer el uso que tendra el mismo. Esto caus que aproximadamente el 90% de los derechos de agua del pas ahora pertenezcan al sector energtico privado y en el 70% de las cuencas hidrogrficas no exista ningn sistema de regulacin de flujos establecido (DGA, 1999). Por otra parte, casi todos los derechos han sido otorgados, todos en la zona norte de pas (Informe Pas, 1999) y a perpetuidad, lo que conlleva a que el caudal ecolgico pueda tan solo ser implementado en las pocas secciones que an no tienen sus derechos otorgados. Positivamente, el Cdigo de Aguas en Chile se ha modificado recientemente (Oficio nro 5524, 2005), exigiendo la especificacin del uso del agua y existiendo una instancia en que la DGA puede priorizar los usos y rechazar la concesin a privados de derechos demandados cuando lo considere necesario. En tanto, en Brasil se prioriza ante todo el agua para el consumo humano. Los dems usos se suponen son jerarquizados en los Planes de Recursos Hdricos de las cuencas respectivas. En cuanto a problemas comunes que confrontan los dos pases en trminos de gestin para alcanzar la conservacin de ecosistemas a travs de un caudal ecolgico se encuentran el bajo poder de fiscalizacin y la falta de financiamiento para conocer adecuadamente los ecosistemas (Dourojeanni y Jouravlev, 1999 y Conclusiones IV Encuentro Nacional de Comits de Cuencas, 2004). Finalmente, en ambos pases no ha sido reglamentado el trmino de caudal ecolgico lo cual dificulta su aplicacin.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Es importante observar que dentro de una amplia variedad de mtodos utilizados para la determinacin de un caudal ecolgico, ninguno considera un estudio ecosistmico como tal, donde se defina un ecosistema de acuerdo a una pregunta de investigacin, se delimiten los componentes segn las magnitudes de la relaciones entre ellos y se identifique cmo la alteracin del rgimen hdrico altera el flujo natural de materia y energa. En el caso de Chile y Brasil se expresa el deseo conservar los ecosistemas a travs de la mantencin de un caudal ecolgico, sin embargo, muchas de las definiciones y acciones atribuidas al establecimiento y gestin de estos caudales se refieren realmente al establecimiento de caudales mnimos ya que no se toma en cuenta ningn tipo de criterio ecolgico para su determinacin. Se puede afirmar que tericamente las metodologas hasta ahora utilizadas en Chile y Brasil, sin consideracin de los componentes del rgimen hidrolgico y adoptando valores de caudales mnimos estadsticos no permiten la conservacin a un nivel ecosistmico. Se considera, entonces, de gran relevancia una revisin de los resultados que hasta ahora se han alcanzado con la implementacin de esta medida en estos dos pases. Una manera de hacerlo es consultando datos en Estudios de Impacto Ambiental realizados por nuevas represas o embalses y comparndolos con datos del seguimiento a travs de indicadores de desarrollo de un ecosistema, segn lo descrito por Odum (1969). A pesar de que las metodologas hidrulicas y de simulacin de hbitat han sido ampliamente utilizadas en pases desarrollados, se considera que no ayudaran a alcanzar los objetivos propuestos por la gestin del recurso hdrico en Chile y en Brasil ya que no han sido diseadas para conservar los ecosistemas lticos. La razn bsica de esta afirmacin es que no consideran la variabilidad de los cinco componentes del rgimen hidrolgico y se basan en el

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estudio de unas pocas especies. El mtodo de simulacin de hbitat tiene como otra desventaja el ser una tcnica costosa. En el caso de Brasil se piensa que en las cuencas donde los Comits se encuentren consolidados, es decir, donde se cuente con capacidad consultiva y tcnica, es factible explorar mtodos como RVA y holsticos. Lo ideal sera combinar estos mtodos con estudios ecosistmicos sobre la variacin del flujo de materia y energa. Ya que estos mtodos precisan de largas datas hidrolgicas que a menudo no se tienen en muchos ros de Brasil, estos pueden ser simulados a travs de modelaciones hidrolgicas. En el caso de Chile es de urgencia una gestin por cuencas (no por tramos, como hasta ahora) para utilizar nuevas tcnicas y lograr el objetivo final de conservar los ecosistemas cuando as se decida. En trminos de gestin, Chile y Brasil presentan algunas caractersticas que dificultan la aplicacin de un caudal ecolgico, entre ellas: El marco legal en que se inserta este concepto es dbil para su implementacin efectiva. Se presenta una ausencia de una gestin integrada de los recursos hdricos que considere las interacciones de las aguas superficiales y subterrneas, los aspectos de cantidad y calidad, as como la gestin coordinada del territorio, la vegetacin y los recursos hdricos. No se han definido parmetros u objetivos especficos y cuantificables de conservacin

cuando se calcula un caudal ecolgico.

La vigilancia es limitada, lo cual tambin se dificulta si no est acompaada de indicadores de xito u objetivos cuantificables. Si no se definen los objetivos de conservacin e incluso siguen existiendo conceptos de caudales ecolgicos diferentes entre los organismos difcilmente se podr controlar en qu grado se estn cumpliendo las metas.

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En Brasil la legislacin ha dado grandes avances con la declaracin de la Ley 9.433, el punto crtico en el momento es encontrar la mejor manera de aplicar todos los instrumentos dispuestos en la misma. Se piensa que si se toman medidas con objetivos cuantificables y verificables a travs de mecanismos establecidos stas podrn ir adaptndose de acuerdo a los resultados. En cuanto a la cobranza del uso del agua se han generado grandes discusiones de distintas ndoles pero en lo que concierne al tema aqu discutido, se piensa debe tenerse cuidado en conservar todas las condicionales de tiempo, priorizacin de usos y uso efectivo a pesar de que se pague por el agua. En el caso particular de Chile, si bien las modificaciones aprobadas al Cdigo de Aguas ayudarn a disminuir la especulacin y le darn una cierta libertad de accin a la DGA para priorizar entre usos, los pasivos ambientales (dada las prcticas anteriores) no sern reparados (como se ha expresado) y no cambian a profundidad la manera sectorizada del manejo del agua. Finalmente, es importante aclarar que el instrumento de ordenamiento territorial debera anteponerse a la determinacin de un caudal ecolgico. Primero es necesario determinar con la comunidad, organismos y sociedad acadmica los usos del suelo y agua que se desean en el territorio para luego calcular un caudal correspondiente a satisfacer tales demandas. Ya que resulta inevitable que al modificar el flujo hdrico por la extraccin de agua para mltiples usos o por el funcionamiento de hidroelctricas y construccin de embalses se alteren los ecosistemas acuticos, lo que debe tenerse claro es el impacto que esta alteracin produce y hasta qu grado se est dispuesto a exponer los ecosistemas. Solo luego de establecer objetivos claros de conservacin, se podra comenzar a discutir sobre el mtodo ms idneo para lo mismo. BIBLIOGRAFIA CITADA ALVES, M y Bernardo, J. 2000. Contribuo para uma metodologia de determinao do caudal ecolgico em cursos de gua temporarios. 5 Congreso da gua. Lisboa-Portugal.

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