Análisis de los Estudios de Impacto Ambiental del Complejo Hidroeléctrico del Río Madera Hidrología y Sedimentos. Parte 2

2. Niveles de agua

Inevitablemente una represa elevará los niveles naturales del agua en el río que embalsa. Esa elevación de niveles está asociada a varios impactos ambientales y sociales de gran magnitud, pero también a otros aspectos importantes como la operación del embalse, los costos de la energía generada y en último término, con la viabilidad económica del proyecto.

Este tema es de especial relevancia en represas a ser construidas en la cuenca amazónica, donde predominan condiciones de llanura, con ríos de baja pendiente y poco desnivel topográfico, que obligan a inundar grandes áreas para producir la caída necesaria para generar energía en condiciones económicas. Por esa razón, algunas de las presas para generación de energía eléctrica construidas en la Amazonía brasileña figuran entre los proyectos de más alto impacto ambiental en el mundo. Por ejemplo la represa de Balbina cerca de Manaus es citada como uno de los cinco proyectos hidroeléctricos más negativos ambientalmente en relación a su potencia instalada. Un poco más atrás en la lista negativa de proyectos figuran la represa de Samuel en un afluente del río Madera y la presa de Tucuruí en el río Tocantins.

Esas experiencias fueron tomadas en cuenta por los impulsores y responsables de los estudios de factibilidad/viabilidad del “Complexo Hidroelétrico do Rio Madeira Aproveitamentos Hidroelétricos de Jirau y Santo Antonio”. Había una razón adicional para actuar así: la ubicación del embalse/reservorio de Jirau en la zona fronteriza con Bolivia, con la consiguiente posibilidad de inundar territorio de otro país. Evitar esto fue convertido incluso en una condicionante de los estudios.

El objeto principal del presente trabajo es usar los datos contenidos en los estudios de factibilidad y de impacto ambiental para analizar si se cumplirían esa y otras condicionantes del proyecto, identificar vacíos de información y prever las consecuencias y magnitud de algunos impactos relevantes.

2.1 Niveles actuales e inducidos por los embalses

La construcción de una represa provoca la elevación de los niveles de agua con respecto a los niveles naturales. Esa sobreelevación no se limita al área próxima a la represa. Además los esquemas y figuras que acompañan a muchos proyectos (ver figuras 2.1 y 2.2) inducen a creer que el nivel de agua en el embalse se mantiene horizontal, lo que no es real. Además de crear el embalse e inundar temporal o permanentemente áreas próximas al río, la elevación de niveles tiene múltiples efectos e impactos sobre el medio físico y biológico.

Justamente por eso, dos de los tres Criterios Básicos adoptados por los impulsores del proyecto (Furnas et al, 2004) están asociados a los niveles del agua:

• “Inicialmente buscando un mínimo de interferencia de los proyectos con áreas de preservación, se optó por limitar los niveles de agua máximos de los embalses a niveles poco superiores a los de las crecidas naturales. Esta opción creó la necesidad de desarrollar soluciones de ingeniería de construcción y de equipos que permitiesen la mayor generación de energía posible combinada con presas de baja altura”.
• “Ante la posibilidad de que no se construyan los proyectos binacionales, se optó por la no inundación de territorio boliviano”.

Uno de los resultados del primer criterio es la adopción de dos represas en vez de una en el tramo Abuná-Porto Velho, lo que al mismo tiempo disminuye la superficie a ser inundada. De hecho, la baja relación entre área inundada y potencia instalada (0.08 km2/MW para Jirau y 0.086 km2/MW para Santo Antonio) es presentada como una gran ventaja de los proyectos del Madera en relación a otras centrales hidroeléctricas construidas en la Amazonía, porque al disminuir el área inundada por los embalses disminuyen también los impactos ambientales. Otra ventaja desde el punto de vista ambiental, es el corto tiempo de residencia del agua en los embalses. Para Jirau varía de un mínimo de cerca de 18 horas en marzo, a un máximo de 40 horas en septiembre.

El segundo criterio obligó a considerar un régimen de operación con niveles variables a lo largo del año para el embalse de Jirau (tabla 2.1). Según los autores del estudio de factibilidad (Furnas et al, 2004), “los datos disponibles en la época de los Estudios de Inventario permitieron definir un nivel de agua normal constante de 90.0 m, para mantener inalterado el régimen fluvial del río Madeira, aguas arriba de la localidad de Abuná (límite Brasil – Bolívia), y de sus afluentes bolivianos. Pero los levantamientos topográficos ejecutados en la etapa de factibilidad muestran que un nivel constante de 90 m influencia el régimen fluvial del río Madera aguas arriba de Abuná, manteniendo inundadas todo el año áreas antes alcanzadas solamente durante el período de crecidas”. Para evitar esto, se definió una curva guía (tabla 2.1) para operar el embalse Jirau con nivel de agua variable a lo largo del año.

En la tabla 2.1 se observa que el nivel 90.0 sólo se mantendrá en los meses de enero a abril, para luego ir bajando hasta un mínimo en septiembre, que es el mes en que se produce el caudal y nivel mínimo en condiciones naturales (tabla 1.1). Se observa también que para no afectar el tramo aguas arriba de Abuná es necesario bajar el nivel del embalse en 7.5 m (de 90 a 82.5 m) en septiembre. Una reducción tan importante se explica por los niveles naturales que se dan arriba de Abuná. La tabla 2.2 muestra los niveles que se producen naturalmente para un caudal bajo y otro medio, en el tramo Jirau- Abuná-Ararás. Se observa que para un caudal de 4250 m3/s, el nivel en la confluencia con el río Abuná está a solamente 82.88 m. Se observa también que la caída del nivel del agua en la cachuela de Ararás (en cursiva, tabla 2.2), situada en el tramo binacional aguas arriba de Abuná, varía mucho según el caudal: para 4197 m3/s es de 1.59 m (84.5-82.91) y para 18605 m3/s es de solamente 0.37 m (91.11-90.74).

Este cambio en los niveles de operación del embalse Jirau tiene importantes consecuencias sobre la generación y costo de la energía. En concreto, operar con niveles variables reducirá en 12% la energía generada durante el periodo histórico (ver tabla 1.2) y bajará de 0.68 a 0.60 el factor de planta, con relación al aprovechamiento a nivel constante de 90.0 m. Como consecuencia, aumentará el costo unitario de la energía generada, de 22.76 (nivel constante) a 25.50 U$/MWh (nivel variable). Esta alta sensibilidad del precio de la energía respecto a los niveles del agua se debe en parte a la modesta caída hidráulica disponible en cada embalse.

Los responsables del estudio de factibilidad mantuvieron la alternativa denominada por ellos de “aprovechamiento óptimo a nivel constante de 90.0 m”, pensando en la posibilidad de llegar a un acuerdo binacional con Bolivia, que permitiese inundar el tramo del río Madera aguas arriba de Abuná.

Las figuras 2.3 y 2.4 muestran los perfiles hidráulicos (línea que une los niveles del agua) en los tramos de río afectados por las presas de Santo Antonio y Jirau, respectivamente. En cada caso se muestran perfiles para un caudal bajo, uno medio y uno alto, para las situaciones con y sin represa. Estos perfiles fueron simulados mediante el programa HEC-RAS, creado por el Cuerpo de Ingenieros de la Armada de Estados Unidos (USACE). Se usaron secciones transversales obtenidas de levantamientos topobatimétricos y restitución aerofotogramétrica realizados por los consultores. La simulación se realizó sin considerar el problema de sedimentación, sea natural o inducida por los embalses.

En el caso de Santo Antonio, el nivel del agua se aproxima a una línea horizontal solamente en los 20 kilómetros más próximos a la represa. En este primer subtramo, los niveles con represa son mucho más altos que los niveles sin represa para todos los caudales. Se observa también el control hidráulico que ejerce en condiciones naturales la cachuela de Teotonio, representado en la figura 2.3 por la caida brusca del perfil un poco antes del kilómetro 20. Más arriba el perfil de la línea de agua adquiere una pendiente que es más fuerte a medida que el caudal se hace más grande. Por otro lado, para caudales grandes, los perfiles de agua con y sin represa tienden a unirse en el extremo más alejado del embalse, en la cachuela de Jirau.

El comportamiento de los niveles del agua en el embalse de Jirau (tabla 2.3 y figura 2.4) es algo diferente al de Santo Antonio. En primer lugar, el nivel del agua junto a la represa (kilómetro 0) es variable según el caudal, lo que está de acuerdo a la tabla 2.1. En segundo lugar, los niveles del agua con represa son más altos que sin represa para todos los caudales, excepto los más grandes (48800 m3/s corresponde al caudal máximo histórico). Esto es particularmente cierto en la cola o extremo superior del embalse, donde empieza el tramo binacional. Como referencia, la boca del río Abuná se sitúa a 119 km de distancia de la represa Jirau. La figura 2.4 muestra que a esa distancia el nivel con represa es claramente más alto, tanto para caudales bajos (líneas verdes) como para caudales medios (líneas azules). Es decir que, aún con los niveles variables propuestos en la tabla 2.1, existirá inundación estacional en el tramo binacional arriba de la confluencia con el río Abuná.

Se debe tomar en cuenta también que disminuirá o incluso se eliminará la variación estacional (ver figuras 2.5 y 2.6) de los niveles del agua en los tramos afectados por los embalses, lo que está asociado a muchos impactos ambientales. Por ejemplo, los estudios de impacto ambiental (EIA, tomo C) indican que en el tramo de interés “existe una estrecha relación entre los estadios reproductivos de varias especies de peces y la variación del nivel hidrológico, demostrando la importancia de la amplitud de variación de niveles de crecida y estiaje. La formación de los embalses elevará el nivel de las aguas hasta cotas próximas a las verificadas durante grandes crecidas y las mantendrá la mayor parte del año. Se eliminarán así las variaciones estacionales responsables del estímulo de varios procesos biológicos, inviabilizando la colonización de los embalses por aquellas especies que dependen de esas variaciones para completar su ciclo de vida”. Se espera que varias especies de peces desaparezcan, al menos localmente.

2.2 VELOCIDADES DE FLUJO

La tabla 2.4 muestra un resumen de las velocidades de flujo aguas arriba de Santo Antonio y Jirau, con y sin represas, para varios caudales. Existirá una gran reducción de la velocidad de flujo en las proximidades de los embalses, lo que era de esperar considerando el gran aumento de nivel inducido por las represas en esos sectores (figuras 2.3 y 2.4). Ese cambio de velocidad es menor en el tramo restante de los embalses.

¿Qué consecuencias tiene la reducción de velocidades en los embalses y especialmente en las cachuelas? En primer lugar, se crean las condiciones para que parte del sedimento que transporta el río Madera se deposite, lo que a su vez provoca una elevación adicional de los niveles del agua. De acuerdo a la tabla 2.3, la reducción de velocidades en la mayor parte del embalse Santo Antonio es pequeña para caudales medios y grandes, pero no para caudales bajos. En cambio, la reducción de velocidades es significativa en todo el embalse de Jirau. La sedimentación no fue considerada en el estudio de niveles de agua realizado con el HEC-RAS, que es un modelo que no tiene la capacidad de simular procesos de deposición y erosión. Según los autores del estudio, “el análisis de las características hidráulicas del tramo del río Madera a ser afectado por las represas de Santo Antonio y Jirau tuvo por objetivo apenas intentar identificar segmentos más propicios a la sedimentación, sin permitir ninguna conclusión respecto a la cantidad de sedimento a ser depositado”. En segundo lugar, cambia el régimen hidráulico del río, al menos en algunos tramos. El caso de la cachuela de Jirau es ilustrativo. La tabla 2.3 muestra que la velocidad de flujo se reduce de 4.57 m/s sin represa a 1.19 m/s con represa, para un caudal de 16600 m3/s, que es algo inferior al caudal medio del río. Para caudales grandes, la velocidad se reduce de 6.92 m/s a 3.28 m/s. Se observa además que las velocidades naturales son altas para todos los caudales.

Un cambio grande en el régimen hidráulico tiene muchos efectos sobre el medio acuático. Los Estudios de Impacto Ambiental (EIA, 2005) proporcionan una idea de los impactos que pueden producirse sobre los peces, por ejemplo. Durante la realización del EIA se identificaron especies de peces especialmente adaptadas a las condiciones hidráulicas de grandes velocidades y tensiones de corte, fuerte turbulencia y gran oxigenación que se presentan en las cachuelas. Las áreas próximas a la cachuela de Jirau presentaron la mayor diversidad específica de la región de estudio. En la cachuela de Teotônio se registraron especies endémicas o raras. Según el EIA, “la alteración de la dinámica del flujo en los embalses afectará negativamente la ocurrencia de las especies de cachuela, ocasionando así una alteración sustancial en la composición de la ictiofauna que ocupa actualmente el tramo Abuná-Porto Velho. Eso probablemente ocasionará una pérdida local de biodiversidad, incluyendo posiblemente especies de peces aún no descritas por la Ciencia, y otras registradas recientemente para la Amazonía brasileña”.

La calidad del agua se verá también afectada. El equilibrio hoy existente, con niveles de saturación de oxígeno en el rango de 70% a 80%, quedará alterado ocurriendo una depleción de los niveles de oxígeno disuelto. La alteración será mayor en el embalse de Jirau, donde la reducción de la capacidad de aireación es más significativa, debido al gran número de cachuelas y rápidos que serán sumergidas. El efecto será aún mayor sobre los afluentes, debido a que el cambio de velocidad en esos ríos será mayor que en el río Madera. Por eso, la disminución de los niveles de oxígeno en los afluentes ha sido identificada como un impacto ambiental de muy alta magnitud, que está relacionado a su vezcon otros impactos sobre el medio biótico, debido a la transformación de sistemas lóticos a sistemas semi-lénticos a lénticos. Las figuras 2.7 y 2.8 muestran las velocidades con y sin represa a lo largo de los tramos de los futuros embalses de Santo Antonio y Jirau, obtenidas mediante simulación con HEC-RAS. Se observa que efectivamente los cambios son pequeños a distancias grandes de la represa de Santo Antonio, pero son grandes en la cercanía, con un máximo en la cachuela de Teotonio. Los cambios son consistentemente más grandes a lo largo del embalse de Jirau, alcanzando sus valores máximos cerca del embalse. Estos resultados corresponden a los cambios de nivel inducidos por la represa (figura 2.4) que muestran que se producirán cambios de nivel y velocidad incluso en Abuná, en la cola o extremo superior del embalse.

Hay que tomar en cuenta que el cambio de régimen en los ríos afluentes debería ser aún más drástico que en el río Madera. La razón es simple: el caudal de estos afluentes es mucho menor que el del río principal y su régimen hidráulico en condiciones naturales está fuertemente influenciado por los niveles que se presentan en el Madera. La elevación de niveles por el embalse disminuiría las velocidades de flujo en estos ríos en una magnitud aún mayor queen el río Madera. La mayoría de los afluentes en el tramo Abuná-Porto Velho son pequeños, con la excepción de los ríos Abuná, Mutum-Paraná, que aporta al tramo Abuná-Jirau (ver figura 2.2) y Jaci-Paraná, que aporta al tramo Jirau-Santo Antonio. En los estudios de factibilidad se menciona que “en la sección S33, localizada cerca a la boca del río Mutum-Paraná, a 46 km aguas arriba de la represa de Jirau, se observa que, en términos medios, el nivel de agua con embalse es aproximadamente 5.0 m superior al nivel de agua natural, con una sobreelevación de cerca de 3.0 m en marzo y cerca de 6.0 m en septiembre” (ver figura 2.6). Sin embargo, no se analiza el cambio en la velocidad y condiciones hidráulicas del afluente.

Por: Jorge Molina Carpio
Fuente: FOBOMADE – Foro Boliviano sobre Medio Ambiente y Desarrollo
Investigador del Instituto de Hidráulica e Hidrología. Universidad Mayor de San Andres. UMSA

El autor agradece a Glenn Switkes, de International Rivers Network, quien obtuvo y proporcionó la información sobre los estudios de factibilidad e impacto ambiental, que sirvió de base al presente análisis. Así como también el apoyo y el haberle brindado la oportunidad de conocer la hermosa región del Madera. Y a Patricia Molina, del Foro Boliviano sobre Medio Ambiente y Desarrollo, quien despertó el interés del invetigador por el proyecto.