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Introducción
El desarrollo económico y social de cualquier territorio, impone como necesidad objetiva para su desarrollo el uso sostenible de sus recursos naturales. En este proceso de evolución y crecimiento acelerado que se ha experimentado a nivel mundial, el medio ambiente se ha ido alterando en correspondencia con los niveles de desarrollo alcanzado en el transcurso del tiempo. De manera tal que se ha convertido en una preocupación mundial desde que la humanidad se ha percatado y ganado en conciencia de las graves consecuencias de sus propias acciones.
La gestión ambiental, actualmente constituye una temática abordada por numerosos autores con diferente formación profesional y objetivos investigativos, que han hecho su contribución a la definición conceptual de la misma, según refiere Fernández (2014) estos autores reseñan puntos comunes al tratar el tema, haciendo énfasis en “prevenir o minimizar los efectos no deseados de las actividades del hombre sobre el medio ambiente”.
En este sentido destaca la ley 81 del medio ambiente, en la cual se define a la gestión ambiental como “un conjunto de actividades, mecanismos, acciones e instrumentos, dirigidos a garantizar la administración y uso racional de los recursos naturales mediante la conservación, mejoramiento, rehabilitación y monitoreo del medio ambiente y el control de la actividad del hombre en esta esfera” (GORC 1997).
Cabe señalar, que los Estudios de Impactos Ambientales (EIA) constituyen un importante instrumento para la prevención de efectos ambientales adversos, pues se aplica a proyectos de obras, previo a su aprobación y ejecución. En tanto en la etapa de explotación de las obras se realiza un seguimiento y control a los impactos resultantes de los EIA, mediante un sistema de vigilancia que comprende la medición sistemática de indicadores ambientales seleccionados.
Sin lugar a dudas, estos indicadores ambientales juegan un papel importante, pues a través de ellos se puede determinar la precisión alcanzada por los estudios ambientales precedentes, también se puede verificar si las predicciones de impactos realizadas fueron acertadas y además, si las medidas propuestas son pertinentes o no. De hecho, el hacer la selección correcta de los indicadores constituye la garantía de los EIA y la mitigación de los impactos ambientales.
Según el Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medioambiente de Cuba (CITMA) en la Resolución Nº.111, del año 2002, referida al Sistema Nacional de Monitoreo Ambiental (SNMA), define al monitoreo ambiental como: “la recolección sistemática de datos mediante mediciones u observaciones en series de espacio y tiempo de variables previamente identificadas o indicadores”. Y señala además, que los resultados de éstas mediciones proporcionan un cuadro sinóptico representativo del medio ambiente nacional o territorial, facilitando no solo evaluar el estado actual del medio ambiente, sino predecir sus tendencias futuras.
Es importante resaltar que, a pesar de la importancia y el significado de la temática, aún persisten insuficiencias en la gestión de los impactos ambientales, motivadas fundamentalmente por las limitaciones existentes a la hora de llevar a cabo la vigilancia ambiental, específicamente en lo concerniente a la selección de los indicadores ambientales a observar en las áreas situadas aguas abajo de las presas en explotación.
Esta situación es referenciada por Fernández (2014), donde evidencia que la vigilancia ambiental que se realiza actualmente aguas abajo del dique de las presas en explotación del territorio holguinero, se limita solamente al muestreo de la calidad del agua de forma esporádica, sin considerar otras variables ambientales que son de gran importancia y que también son impactadas, como son la biodiversidad, la vegetación, la morfología del cauce u otras. Lo cual conlleva a una insuficiente gestión de los impactos ambientales y consecuentemente esta situación podría desencadenar un conjunto de problemas directos o indirectos de índole ambiental, social o económico.
Sobre la base de los argumentos anteriormente planteados y dada la necesidad de contar con indicadores para la vigilancia ambiental aguas abajo en las presas en explotación, que cuente con un reconocimiento mayoritario y que marque las pautas para la instrumentación práctica de dicha vigilancia, se procedió a llevar a cabo una investigación, cuyos resultados se muestran a continuación.
Secuencia de la investigación
La investigación contó con tres etapas para su ejecución, como se muestra en la figura 1.
Etapa I: exploratoria
En la primera etapa considerada la etapa exploratoria, se realizó una investigación bibliográfica en la que se consultaron diversas fuentes y bases de datos procedentes del Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos (INRH) y del Ministerio de Ciencia Tecnología y Medio Ambiente de Cuba (CITMA), así como diferentes casos de otros contextos geográficos como son España, México, Brasil, Argentina y Colombia. Esta información sirvió para identificar los impactos ambientales asociados a las presas en la etapa de explotación que mayor transformación ocasionan al medio en zonas aguas abajo del dique, facilitó además seleccionar los más representativos y posteriormente poder conformar una base de datos, que abarcó como campos principales las alteraciones: en el régimen hidrológico, la geomorfología, la biota y aspectos socioeconómicos.
Es de destacar, que en la literatura consultada sobre la temática referente a “indicadores para la vigilancia ambiental en áreas aguas abajo de las presas en la etapa de explotación”, se pudo apreciar que son insuficientes las especificidades universalmente aceptadas que tratan sobre los indicadores a observar en esta etapa. Solo se referencian criterios consensuados para explicar el fenómeno o situación existente y cuya acepción, está en correspondencia con la complejidad, tipología y condiciones del contexto físico-geográfico y social imperante en dichas áreas sometidas a presiones ambientales.
Evidentemente, la construcción de presas aporta diversos y grandes beneficios económicos y sociales a la humanidad, los cuales se vinculan a la producción de energía hidroeléctrica, a la prevención de inundaciones, al riego de cultivos en la agricultura, entre otros beneficios, sin embargo las presas son reconocidas como una de las obras hidráulicas que más impactos producen al medio, lo cual hace que este tipo de obras sean obligatoriamente sometidas al proceso de evaluación de impacto ambiental, según referencia el Centro de Inspección y Control Ambiental acotado en la Resolución 33 del 2015 (CITMA 2015).
Es notable que muchos de estos impactos se manifiestan a largo plazo provocando grandes desequilibrios en los ecosistemas aguas abajo del cierre, de ahí la importancia de evaluar los efectos en forma oportuna no sólo para no causar impactos no deseados (negativos) sino también para al menos mitigar o atenuar aquellos que sean inevitables (De la Maza 2007).
Lo cierto es que, la construcción de una presa en el cauce de una corriente fluvial constituye una barrera física para el agua, los arrastres y sedimentos, así como la biocenosis fluvial (Hernández, 2002). Es decir, que modifica el régimen natural de escorrentía del río, lo que trae consigo un cambio sustancial en el ecosistema aguas abajo del dique y consecuentemente efectos negativos al medio ambiente.
En este sentido, como resultado de la investigación bibliográfica llevada a cabo en la etapa exploratoria, se identificaron como más representativos 32 impactos ambientales producidos aguas abajo de las presas, los cuales a priori se relacionan con las variables ambientales afectadas: agua, suelo, biodiversidad y la actividad socioeconómica (antrópica).
Entre los impactos ambientales de mayor relevancia referidos a la variable biodiversidad, están los relacionados con las alteraciones del hábitat natural de especies de flora y fauna asociada, como son: fragmentación del hábitat, poca conectividad ecológica en la zona y la pérdida de biodiversidad acuática.
En cuanto a la variable ambiental suelo, los impactos se asocian al proceso de retención de sedimentos y acarreo de materiales terrígenos que impone el dique, lo cual produce aguas abajo un desequilibrio en la morfología del lecho, en la composición granulométrica de los sedimentos, así como en la erosión del cauce y formación de depósitos aluviales.
Las alteraciones que se producen en el régimen natural del río por la construcción de una presa, así como las formas en que se realizan las descargas de caudales del embalse, las características del agua y los niveles de eutrofización y estratificación de los mismos, son condicionantes de impactos que recibe el agua en el tramo aguas abajo del dique, los cuales se manifiestan en cambios en la cantidad y calidad de la misma.
Los efectos de un embalse en los tramos aguas abajo dependerán por un lado de las características de fragilidad, estabilidad y nivel de complejidad del ecosistema fluvial afectado, y por otro de la intensidad del impacto a que esté afectado, que a su vez será función del tipo de presa, de las características del embalse y del tipo de aprovechamiento a que se ve sometido. (García de Jalón 2008).
Etapa II: valorativa
La etapa valorativa centró como objetivo principal evaluar la representatividad de las variables ambientales afectadas y la propuesta de indicadores para la vigilancia de dichas variables. Para dar respuesta a este objetivo, fue necesario primeramente hacer un análisis estadístico cualitativo a partir del análisis de clúster o conglomerados dirigido a identificar la relación o aspectos comunes (similitud) existentes entre los impactos identificados aguas abajo de las presas en la etapa de explotación y las variables ambientales afectadas.
Para ello se procedió a construir una matriz binaria considerando la presencia-ausencia de las variables ambientales afectadas en los impactos identificados, luego se realizó un análisis de conglomerados o clúster, a través de la aplicación del programa PAST versión 3.25 (Hammer, 2019), del cual se obtuvieron las matrices de similitud directa y la clasificación numérica (dendograma de convergencia), y como opción del propio programa, se tomó como método de agregación el método de Ward (método jerárquico o aglomerativo) usando el promedio simple entre los grupos y como medida de la proximidad entre las variables una escala combinada de distancias (ligamiento completo).
El resultado de este análisis mostró la existencia de convergencias entre los impactos identificados con respecto a las variables ambientales afectadas, al formarse cuatro grupos (distance 1.2) en correspondencia al grado de similitud, según se muestra en el dendograma de convergencia en la figura 2.
La diferencia numérica observada entre los grupos de impactos, señala que algunas de las cuatro variables ambientales afectadas están más representadas en un grupo de impactos que en otro. Según se muestra en la tabla 1:
Tabla 1 Composición de los grupos según el planteamiento abordado.
| Grupos | Nº del impacto identificado | Variables ambientales |
| G- 1 | 29, 7, 16, 25, 26, 27, 30, 31 y 32 | 3 |
| G- 2 | 9, 3, 2, 1, 5, 8, 18 y 28 | 1, 2, 3 |
| G- 3 | 10, 11, 15, 17, 19, 20, 23, 12, 14, 21, 13, 4 y 6. | 1, 2, 3 |
| G- 4 | 22 y 24 | 4 |
Como se observa en la tabla anterior, la variable ambiental 3 correspondiente a la biodiversidad está representada en tres grupos impactos, en tanto la variable 1 correspondiente al agua y la 2 correspondiente al suelo están presentes en dos grupos, mientras que la 4 que representa a las actividades socioeconómicas sólo se visualiza en un solo grupo. Los grupos 2 y 3 son los que aglutinan el mayor número de variables ambientales, con 3 cada uno.
Luego se procedió a evaluar el peso (nivel de representatividad y énfasis) de las variables ambientales afectadas dentro de los grupos impactos a partir de un análisis cuantitativo consistente en un procesamiento estadístico simple, según se muestra en la tabla 2 y la figura 3.
Tabla 2 Representación de las variables en los grupos
| Variables ambientales | V-1 | V-2 | V-3 | V-4 |
|---|---|---|---|---|
| Veces que la variable ambiental se representa | 11 | 12 | 17 | 2 |
| Cantidad de impactos | 32 | 32 | 32 | 32 |
| Porciento de representatividad | 34,4 | 37,5 | 53,1 | 6,3 |
En este caso se observa que la variable ambiental con mayor representatividad en los impactos es la variable 3 correspondiente a la biodiversidad con un valor de 53,1 %; seguida en orden descendente por las variables 2 y 1 correspondientes a suelo y agua con un 37,5% y 34,4% de representatividad respectivamente y por último la menos representada es la variable 4 correspondiente a la actividad socioeconómica (antrópica) con 6,3 %.
En sentido general, los resultados aportados por ambos análisis indican que:
Los impactos ambientales que afectan al medio aguas abajo de las presas se concentran fundamentalmente en cuatro grupos, que en orden de importancia están relacionados con:
Alteraciones a la biota
Alteraciones en el régimen hidrológico
Alteraciones en la geomorfología
Alteraciones socioeconómicas
La biodiversidad es la variable ambiental más representada en los impactos.
El suelo y el agua son variables ambientales de gran importancia y representatividad en los impactos ambientales, en tanto las variables ambientales relacionadas con la actividad antrópica es la menos influyente en los impactos.
Como puede apreciarse en los resultados anteriores, existe compatibilidad a la hora de considerar las variables ambientales a vigilar. Este es un aspecto de gran importancia, en el que claramente se manifiestan las particularidades de los impactos ambientales producidos aguas abajo de las presas en explotación y las variables ambientales asociadas a los mismos. Por tanto, permiten definir los indicadores ambientales a aplicar en estos casos para dar el seguimiento a los impactos y gestionarlos.
Los indicadores ambientales son reconocidos como instrumentos indispensables a la hora de conocer con mayor profundidad el comportamiento y la dinámica de un fenómeno, a la vez que facilitan la gestión de las soluciones a los problemas que puedan existir. En los últimos años el estudio de los indicadores ambientales ha adquirido relevancia; en gran medida se debe al importante papel que juegan en la toma de decisiones y la mitigación de impactos ambientales. Según refieren Miranda et al. (2019, p.73) los indicadores ambientales como medida cuantitativa o cualitativa que expresa el cumplimiento de requisitos legales, objetivos ambientales y compromisos internacionales orientan la toma de decisiones.
En este sentido los indicadores juegan un papel fundamental para dar seguimiento a estos impactos y en ello radica la necesidad de elaborar un sistema común de indicadores medioambientales, que caractericen y evalúen la respuesta ambiental del entorno observado. Es de significar que los indicadores son instrumentos que continuamente se calibran y optimizan en correspondencia a la situación y contexto a observar.
Dada la complejidad que implica un escenario a vigilar ambientalmente como es el de las áreas aguas abajo de una presa en explotación, se hace muy difícil identificar cada uno de los indicadores representativos a considerar en la vigilancia ambiental, así como los atributos que los caracterizan. Por lo que ha sido necesario identificar y valorar aquellos que por su influencia resultan ser esenciales para llevar a cabo dicha vigilancia ambiental y además cumplir con funciones elementales tales como:
Evaluar el estado ambiental inicial en áreas de influencia aguas abajo de las presas en explotación y la evolución en el tiempo de este estado.
Predecir el comportamiento o tendencias futuras de las variables ambientales afectadas en dichas áreas.
Servir de patrón de comparación de los resultados a corto, mediano y largo plazos.
Precisar la influencia o impactos de las actividades antrópicas en áreas aguas abajo de las presas en explotación.
Facilitar la adopción de medidas y planes de acciones dirigidos a minimizar los efectos negativos y potenciar aquellos que resulten positivos.
Rectificar o rediseñar planes de acción que resulten ineficientes.
Por último en esta etapa para la identificación de los indicadores, se contó con la valoración del criterio de 15 expertos previamente seleccionados. Para ello, se le aplicó una encuesta inicial con el objetivo de determinar su coeficiente de competencia (K) en esta temática, a los efectos de reforzar la validez del resultado de la consulta. El cálculo se determinó como:
donde:
Kc: coeficiente del conocimiento sobre el tema. Este coeficiente se auto valora acorde al valor de una escala de 0 a 10.
Ka: Coeficiente de argumentación. Este coeficiente se autoevalúa en alto, medio o bajo con el grado de influencia de las siguientes fuentes: análisis teóricos realizados por el posible experto, su experiencia obtenida, trabajo de autores nacionales, trabajo de autores extranjero, su propio conocimiento sobre el problema en el extranjero y su intención.
Los expertos seleccionados resultaron tener un coeficiente de competencia alto comprendido entre (0.8 ≤ K ≤ 1.0), todos proceden de diferentes instituciones y son especialistas relacionados con la temática en cuestión, cuentan con un promedio de 31 años de experiencia y alta calificación: 8 Doctores en Ciencias, 5 Másteres en Ciencia y 2 Ingenieros.
Luego en un segundo momento, los expertos seleccionados identificaron y propusieron inicialmente 13 indicadores a observar asociados a cada variable ambiental, teniendo en consideración para su propuesta la:
Aplicabilidad, en el sentido que se manifiestan los efectos ambientales en las condiciones físico-naturales para que se puedan aplicar.
Eficiencia, en el sentido que se reconozca que con su utilización se logra una significativa gestión de los impactos ambientales.
Pertinencia, en el sentido que se reconozcan como buenos instrumentos teórico-prácticos para lograr las metas deseadas.
Los indicadores identificados que responden a las diferentes variables ambientales se muestran a continuación, en la tabla 3.
Tabla 3 Variables e indicadores identificados
| Variables ambientales | Indicadores identificados |
|---|---|
| Agua | Composición química del agua |
| Características físicas del agua | |
| Servicios ambientales y funciones ecológicas del agua | |
| Caudal del río | |
| Suelo | Formación de depósitos aluviales |
| Modificaciones en sección natural del río | |
| Composición granulométrica de los sedimentos | |
| Biodiversidad | Presencia ausencia de especies de peces |
| Presencia y tipo de vegetación en el valle | |
| Presencia ausencia de especies de aves acuáticas | |
| Presencia ausencia de especies de moluscos | |
| Actividad socioeconómica | Usos del terreno del valle |
| Viabilidad y tránsito |
Etapa III: confirmativa
En tanto la etapa confirmativa, se llevó a cabo con el objetivo de jerarquizar y discriminar los indicadores resultantes del criterio de expertos, mediante el Proceso de Análisis Jerárquico (AHP, por sus siglas en inglés Analytic Hierarchy Process), (Saaty 1980), el cual está diseñado para resolver situaciones complejas donde intervienen criterios múltiples.
El AHP se estructura en cuatro pasos fundamentalmente, (Balaji and Senthil Kumar 2014), que consisten en la desintegración jerárquica del problema, la comparación de criterios y alternativas en pares con respecto a la importancia del objetivo de partida señalado, cálculo del peso de la prioridad de la matriz de comparación, y evaluación de la consistencia de la matriz a partir del cálculo del radio de consistencia RC, cuyo resultado debe ser menor que el 10%.
El procedimiento del AHP se aplicó para definir los indicadores ambientales a observar en correspondencia con cada una de las variables ambientales, los resultados obtenidos se muestran en la tabla 4.
Tabla 4 Resultados del proceso de análisis jerárquico
| Variable ambiental agua | |||
|---|---|---|---|
| Criterio | Indicador | Peso | RC (%) |
| Crit-1 | Composición química del agua | 30,0% | 0,0 |
| Crit-2 | Características físicas del agua | 30,0% | |
| Crit-3 | Servicios ambientales y funciones ecológicas del agua | 30,0% | |
| Crit-4 | Caudal del río | 10,0% | |
| Variable ambiental suelo | |||
| Criterio | Indicador | Peso | RC (%) |
| Crit-1 | Formación de depósitos aluviales | 40,5% | 3,0 |
| Crit-2 | Modificaciones en sección natural del río | 48,1% | |
| Crit-3 | Composición granulométrica de los sedimentos | 11,4% | |
| Variable ambiental biodiversidad | |||
| Criterio | Indicador | Peso | RC (%) |
| Crit-1 | Presencia-ausencia de especies de peces | 20,8% | 5,7 |
| Crit-2 | Presencia y tipo de vegetación en el valle | 48,7% | |
| Crit-3 | Presencia-ausencia de especies de aves acuáticas | 9,6% | |
| Crit-4 | Presencia-ausencia de especies de moluscos | 20,8% | |
| Variable ambiental actividad socioeconómica | |||
| Criterio | Indicador | Peso | RC (%) |
| Crit-1 | Usos del terreno del valle | 87,5% | 0,0 |
| Crit-2 | Viabilidad y tránsito | 12,5% | |
Los resultados anteriores muestran una alta consistencia, ya que todos los CR están por debajo del 10%.
Se consideró como criterio para la selección de los indicadores, el peso de la prioridad de la matriz de comparación mayor del 15%.
En correspondencia con los resultados obtenidos, se tomaron como definitivos nueve indicadores:
Composición química del agua
Características físicas del agua
Servicios ambientales y funciones ecológicas del agua
Formación de depósitos aluviales
Modificaciones en sección natural del río
Presencia-ausencia de especies de peces
Presencia y tipo de vegetación en el valle
Presencia-ausencia de especies de moluscos
Usos del terreno del valle
Los parámetros básicos y criterios de evaluación recomendados (CITMA 2002) a considerar son:
Composición química del agua: sales solubles totales, sólidos en suspensión, pH, DQO (demanda química de oxígeno), DBO (demanda bioquímica de oxígeno)
Características físicas del agua: turbiedad, color, temperatura
Servicios ambientales y funciones ecológicas del agua: caudal ecológico e índice de biodiversidad y endemismos (bioindicadores acuáticos)
Formación de depósitos aluviales: cantidad de material depositado
Modificaciones en sección natural del río: cambios en perfiles topográficos
Presencia-ausencia de especies peces: número de especies de peces endémicas
Presencia y tipo de vegetación en el valle: número de especies de flora y vegetación endémicas
Presencia-ausencia de moluscos: número de especies de moluscos endémicos
Usos del terreno del valle: cantidad de áreas destinadas a la agricultura u otros fines.
Para la caracterización de los indicadores es recomendable considerar los criterios emitidos por Pérez (2005), donde se tratan los siguientes aspectos: nombre del indicador, unidad de medida, objetivo, expresión (glosario), frecuencia (periodicidad), estado deseado, sistema de recolección (punto de lectura e instrumentos), procesamiento (forma de cálculo) y responsable de la ejecución. En este caso se abarcan los aspectos esenciales para su caracterización, y su adaptación depende en gran medida a las condiciones y contexto a observar. El indicador debe ser documentado mediante la construcción de meta datos donde se especifiquen las características de la variable, su disponibilidad, las fuentes responsables de calcularla, el tipo de variable, las unidades de medida con que es expresada, según refieren Schuschny y Soto (2009).
Conclusiones
Se evidenció la existencia de impactos y variables ambientales afectadas aguas abajo de las presas en explotación que no son vigilados ambientalmente; y la necesidad de contar con indicadores capaces de suplir las insuficiencias existentes en la gestión ambiental.
El proceso de selección de los indicadores propuestos fue validado estadísticamente, lo cual constituye la validación de los mismos y la garantía de contar con herramientas eficientes y apropiadas, con un reconocimiento mayoritario marcando las pautas para la instrumentación práctica de dicho monitoreo, conducente a una buena gestión de los impactos ambientales manifestados aguas abajo de las presas en explotación.
