Los mal llamados caudales “ecológicos”. Bases para una propuesta de cálculo

Antoni Palau Ibars*

Departament de Medi Ambient i Ciències del Sòl. Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Agrària. Universitat de Lleida.

Descriptores: Caudal de mantenimiento, Aprovechamientos hidráulicos, Ríos, Gestión hidráulica racional

Caudal “ecológico”: la denominación de origen

A caballo entre la ecología como ciencia y el ecologismo como actitud, se han vivido y se viven unos tiempos en los que los productos “eco-algo” son como una especie de denominación de origen, sinónimo de calidad unas veces y de pretendido respeto a la naturaleza otras.

Probablemente esta creciente y ferviente devoción social por lo clorofílico es la causa de que al caudal que hay que dejar correr aguas abajo de aprovechamientos hidráulicos, se le llame caudal “ecológico” y que tal denominación se haya institucionalizado tanto en el ámbito de la investigación como en el de la gestión fluvial.

Lo cierto es que lo de caudal “ecológico” no deja de ser un inocente eufemismo, y como tal, susceptible de discusión sobre si es realmente correcto denominar caudal “ecológico” a cualquier otro caudal que no sea el natural.

Un repaso rápido a la bibliografía sobre el tema elaborada tan cerca como al otro lado de los Pirineos, muestra que lo de caudal “ecológico” es como confundir el cava con el vino espumoso. En Francia al cava le llaman “champán” y al caudal a establecer en ríos regulados, caudal “reservado” (débit réservé), es decir un caudal derivado del natural que hay que reservar para algún fin concreto. En el mundo anglosajón se utiliza indistintamente caudal “recomendado” (recommended flow) o caudal “regulado” (regulated flow), dos denominaciones que aluden respectivamente a caudales deducidos de algún tipo de estudio o establecidos como consecuencia de alguna regularización de las condiciones naturales de flujo. Se encuentra incluso el término caudal “mínimo” (minimum flow), que, por su proximidad al cero, tampoco es una denominación demasiado afortunada, y menos si se aplicara en un país de ríos temporales y torrenciales como España. Se conocen también citas de caudal “medioambiental” (environmental flow), que quizás resulte ser la acepción más próxima a la de aquí, pero aun así, la denominación foránea resulta ser bastante menos pretenciosa.

Con el término agricultura “ecológica” ocurre algo parecido, ¿cómo puede calificarse de ecológica una actividad cuya máxima es mantener un sistema biológico bajo unas condiciones de continua oposición al avance de la Sucesión Ecológica? No estaría de más llamar a las cosas por su nombre o, al menos, intentarlo. En este sentido, desde este artículo se propone sustituir el término de caudal “ecológico” por la denominación de “caudal de mantenimiento”.

El concepto

La definición de “caudal de mantenimiento” no presenta, en principio, demasiadas complicaciones: se trata del caudal que hay que dejar en un río aguas abajo de cada aprovechamiento de regulación o derivación (modificación del régimen natural) para que se mantenga un nivel admisible de desarrollo de la vida acuática.

El problema está en saber cuál es ese “nivel admisible de desarrollo”. Como primera aproximación, puede considerarse que este nivel de admisibilidad tendrá que estar dentro del rango de variabilidad natural del sistema considerado (río) y lo más alejado posible de las situaciones calificables de extraordinarias o, en definitiva, hidrológicamente poco probables. Puede establecerse sin riesgo de error que el nivel admisible para el desarrollo de la vida acuática podrá conseguirse con un “caudal de mantenimiento” situado entre los valores mínimo y medio de la serie hidrológica representativa estudiada.

Aun en el marco del concepto de “caudal de mantenimiento”, al margen de que esta denominación también sea discutible, con los actuales conocimientos sobre organización y dinámica de los sistemas fluviales, resulta imprescindible abandonar la idea de que el caudal de mantenimiento es un simple valor único de caudal y pasar a entenderlo como un concepto múltiple, compuesto por varios elementos que en conjunto forman una estrategia, un protocolo o, si se prefiere, un régimen de gestión racional de los sistemas fluviales.

Los requisitos

Como punto de partida se estableció que fuera cuál fuese el método de cálculo adoptado, éste debía procurar cumplir los siguientes requisitos:

1. La base de cálculo debía responder a una regularidad natural real que, como tal, formara parte de la coevolución entre el medio físico y las comunidades naturales, independientemente de que fuera una relación poco reconocible. Debía evitarse al máximo la incorporación de arbitrariedad, en la medida en que supone una intrusión de subjetividad y puede devaluar la solidez de los cálculos.

2. La aplicación del método y el resultado a obtener debían ser personalizable y personalizado, respectivamente, para cada río o tramo de río en concreto, evitando planteamientos basados en proporcionalidades fijas. Había que aprovechar al máximo la información que cada río aporta sobre las necesidades de sus comunidades naturales y concretar en qué parámetros o variables se podía obtener de forma sintética toda esa información o, al menos, la relación información obtenible/aplicabilidad práctica más óptima.

3. Derivado en parte del requisito anterior, el método adoptado debía cumplir un axioma tan simple y obvio como que el caudal de mantenimiento fuese comparativamente más conservativo en los ríos menores y menos en los de mayores caudales circulantes. Restar menos de “poco” puede conducir a nada, mientras que restar mucho de “más” puede permitir una situación sostenible.

4. Los resultados obtenidos debían estar en línea con experiencias empíricas, tanto bibliográficas como personales, y con los condicionantes propios de los aprovechamientos fluviales ordinarios sobre regulación y/o derivación de caudales. A pesar de la enorme variedad de métodos de cálculo existentes, los resultados obtenibles de todos ellos siguen una distribución más o menos normal que encierra el intervalo de máxima probabilidad entre el 10% y el 30% del caudal medio interanual. Se trataba de que el método adoptado mantuviera también como intervalo más probable el indicado, a fin y efecto de intentar representar un equilibrio racional entre la conservación de los ambientes fluviales y el aprovechamiento del agua como recurso.

Los métodos actuales

Básicamente hay tres tipos de planteamientos o metodologías a la hora de fijar los caudales de mantenimiento.

Un primer bloque de métodos son los de tipo hidrológico estricto, basados en el estudio de las regularidades de series temporales largas de registros de caudales. Con estos métodos, el caudal de mantenimiento se establece a partir del resultado de alguna operación aritmética más o menos compleja, o bien a partir de algún parámetro estadístico supuestamente representativo. Hoy por hoy son aún los métodos de cálculo más extendidos a nivel mundial y los únicos reconocidos en el Estado español. A este bloque pertenece la mítica regla del 10%, que establece como caudal de mantenimiento el resultado de aplicar tal tanto por ciento al caudal medio interanual. Se mire por donde se mire, la arbitrariedad de la regla del 10% sobrepasa con creces lo absurdo, siendo sólo explicable mediante técnicas propias de la sofrología, como la autohipnosis y la autosugestión. Curiosamente, parece ser que en el cálculo de la anchura de las aceras se utiliza el mismo porcentaje respecto a la anchura total de la calle, pero lo realmente más absurdo es que si en todos los ríos regulados españoles circulara como mínimo el 10% de su caudal natural, probablemente su estado de conservación sería significativamente mejor.

Otro bloque metodológico para el cálculo de caudales de mantenimiento es el basado en criterios hidráulicos o, si se prefiere, hidráulico-biológicos. Son métodos que se basan en el estudio de la evolución de una serie de parámetros morfohidráulicos definitorios del hábitat de una comunidad acuática determinada (habitualmente la piscícola). En cierto modo son como una “segunda generación” de métodos de cálculo de caudales de mantenimiento, con propuestas que probablemente no han tenido toda la atención que se merecen, al verse enmascaradas por la rutilante aparición de los métodos actualmente en boga (tercera generación), agrupables bajo la denominación de “métodos de simulación de hábitats”, en los que el estudio de una serie de parámetros morfohidráulicos, fisicoquímicos, tróficos, etc. se extrapola hasta su relación concreta con algunas variables biológicas poblacionales (biomasa, densidad, etc.) de especies piscícolas determinadas (habitualmente la trucha) para definir sus preferencias en cuanto a hábitat. La deducción de un caudal de mantenimiento a partir de estos planteamientos, no resulta tan sencilla y directa como en los casos anteriores, aunque supuestamente sus resultados ofrecen algunas garantías más de adecuación, que no son, sin embargo, demasiado útiles para ríos en los que la variabilidad temporal de las características del hábitat es inherente.

De estos tres métodos o planteamientos, los dos primeros están en la actualidad a la baja en beneficio del último. Pero a pesar de todo, tanto los métodos hidrológicos como los hidráulico-biológicos, conservan una serie de ventajas incuestionables sobre los métodos de simulación de hábitats:

1. Los métodos hidrológicos y los hidráulico-biológicos son, en esencia, de carácter integrador, es decir de síntesis, mientras que los basados en la simulación de hábitats son más bien analíticos. En los dos primeros se da por supuesto que la información teóricamente más importante para los organismos acuáticos está concentrada (integrada) en las series hidrológicas o bien en unas cuantas características hidráulicas de la sección, mientras que el tercer método pretende determinar y ponderar la importancia de todos estos aspectos hidrológicos e hidráulicos, además de otros (fisicoquímica del agua, características tróficas, ciclos de desarrollo, preferencias de hábitat, etc.), con el objetivo de definir cuál es la relación óptima entre disponibilidad de hábitat y unidad de caudal, lo cual, al margen de su extraordinario interés científico, puede quedar más cerca del deseo que de la realidad y, en cualquier caso, tampoco permite una extrapolación fácil hacia el concepto de caudal de mantenimiento, cuando menos en los ríos de tipología mediterránea.

2. Al menos a nivel teórico, puede concluirse que los métodos hidrológicos e hidráulico-biológicos permiten la obtención de caudales de mantenimiento válidos, puesto que en los parámetros que utilizan está toda la información necesaria para los cálculos. Otra cosa es que no se sepa cómo extraer toda esa información.

3. Derivado del primer apartado, se concluye también que los métodos hidrológicos y los hidráulico-biológicos son extremadamente más fáciles de aplicar, y esto, a pesar de que pueda parecer marginal, es de trascendental importancia a efectos de su difusión y puesta en práctica.

4. Finalmente, los métodos de simulación de hábitats parten de variables evaluadas de forma al menos igual de arbitraria que las de los métodos hidrológicos e hidráulico-biológicos, solo que bajo tratamientos de cálculo que requieren muchos más ajustes y por tanto mayor carga de subjetividad (decisión) y de potencial acumulación de sesgos.

El ámbito de aplicación

En la regulación de sistemas fluviales para el aprovechamiento del agua hay, en esencia, dos formas de intervención:

1. El almacenamiento o embalsado de agua. Consiste en interponer algún tipo de barrera que sirva para retener un volumen significativo de agua en relación al caudal ordinario circulante.

2. La derivación de caudal. Consiste en sustraer del cauce, mediante algún tipo de estructura de canalización lateral, un caudal determinado. La derivación puede acabar con la restitución o no de los caudales en el mismo cauce aguas abajo.

El ámbito de aplicación de la presente propuesta puede deducirse de la combinación de las dos formas de intervención en cauces indicadas, lo que da lugar a seis posibles tipologías de aprovechamientos hidráulicos:

a. Sistema con capacidad de embalse y sin derivación. Sería el caso de un gran embalse que module los caudales salientes en función de un uso determinado, bien sea simple o múltiple (producción hidroeléctrica, riegos, abastecimientos urbanos, etc.).

b. Sistema con capacidad de embalse, con derivación y con restitución de caudales. Sería el caso también de un gran embalse del que se derivan aguas para alguna finalidad concreta (por ejemplo, riegos), las cuales retornan al cauce principal aguas abajo, en parte o con caudales equivalentes, a una distancia significativa del punto de derivación.

c. Sistema con capacidad de embalse, con derivación y sin restitución. Sería, de nuevo, el caso de un gran embalse con una derivación de agua dedicada a un uso consuntivo del agua.

d. Sistema con poca capacidad de embalse y sin derivación. Sería el caso de un pequeño azud con un aprovechamiento hidroeléctrico fluyente en régimen de explotación punta-llano-valle.

e. Sistema con poca capacidad de embalse, con derivación y con restitución de caudales. Sería el caso también de un pequeño azud con un aprovechamiento hidroeléctrico de tipo semifluyente, susceptible de permitir un salto considerable hasta la ubicación de una central aguas abajo desde donde se retornan las aguas al cauce después de ser turbinadas.

f. Sistema con poca capacidad de embalse, con derivación y sin restitución. Sería, de nuevo, el caso de una derivación por toma directa de agua dedicada a un uso consuntivo del agua.

Las posibles alteraciones que pueden derivar de estas seis tipologías de aprovechamientos hidráulicos se indican a continuación, y su corrección se contempla en la aplicación parcial o total de la propuesta de régimen de mantenimiento:

— Modificación del caudal circulante ordinario en términos de magnitud.

— Cambio del régimen hidrológico natural del río (temporalidad).

— Alteración de la tasa de cambio de caudal por unidad de tiempo.

— Modificación de la calidad del agua.

El contenido de la propuesta

La elaboración de la propuesta para el establecimiento de caudales de mantenimiento, no arranca de ningún estudio concreto, pero sí de muchos a la vez. En origen se pensó teniendo en mente los ríos de Cataluña, tanto los interiores (cuenca del río Segre) como los de vertiente mediterránea directa.

La diversidad de regímenes hidrológicos en Cataluña es notable, desde los de tipo nivopluvial, con diferentes tipologías intermedias de transición hacia los pluvionivales, hasta los de régimen pluvial con máximos situados en diferentes épocas del año (primavera, otoño, o invierno) y diferentes grados de temporalidad. Todo ello conduce a pensar que si la propuesta es válida en el marco de esta variabilidad hidrológica, podrá ser extrapolable a prácticamente cualquier tipo de río.

En lo que se refiere a la elaboración del protocolo para el establecimiento de caudales de mantenimiento se ha basado fundamentalmente en la intuición, que no es más que una extrapolación aventurada de la experiencia. Como curiosidad se indica que se pensó y definió antes el método que el objetivo concreto a obtener, y, de hecho, no podía ser de otra forma, puesto que no servía de objetivo algo que, en principio era cuantitativamente indefinible.

La propuesta no pretende descubrir nada nuevo, tan sólo es una ordenación de ideas propias mediante planteamientos lógicos de base quizás algo más empírica que científica pero en cualquier caso fruto de conocimientos ampliamente recogidos y reconocidos en la bibliografía sobre el tema.

Los conceptos que forman la propuesta del protocolo o régimen de mantenimiento de un río aguas abajo de un aprovechamiento hidráulico, son los ocho siguientes:

1. Caudal base (Q_b). Se define como el caudal mínimo necesario para el mantenimiento de las características esenciales y la estructura de la comunidad natural acuática, basándose en criterios estrictamente hidrológicos, personalizados y propios de cada ambiente fluvial considerado. Es un concepto clave de la propuesta, porque encierra la mayor parte de su filosofía y supone una vía de cálculo de caudales de mantenimiento.

2. Caudal de acondicionamiento (Q_c). Como consecuencia de modificaciones significativas de las características del cauce, de la estructura trófica de las comunidades acuáticas, etc. podría ser que el caudal base resulte insuficiente para que, en el tramo de aplicación, el río conserve o permita prosperar un determinado nivel trófico, un valor específico, o, en general, un componente biótico o abiótico predefinible, de reconocido o reconocible interés. En tal caso puede ser necesario ampliar el caudal base hasta un valor que garantice (o intente garantizar) la preservación del objetivo considerado. Este caudal adicional sería el caudal de acondicionamiento; es decir el caudal que satisface un determinado nivel hidráulico-biológico, establecido bien sea por la legislación medioambiental competente o por un criterio profesional plenamente justificado.

La suma del caudal base y del caudal de acondicionamiento se denomina caudal estándar (Q_e).

3. Factor de variabilidad estacional (f_e). Los dos caudales anteriores darán, en suma, un valor constante en su aplicación a lo largo del tiempo. Como es bien sabido, la variabilidad natural ordinaria del caudal en el tiempo constituye un aspecto fundamental en la organización de las comunidades acuáticas. Se trata, por tanto, de una “información” que hay que mantener al alcance de estas comunidades, si se quiere conservar su organización y estructura lo más próximas posible a la referencia natural.

Debe existir, por tanto, un factor de variabilidad temporal que aplicado al caudal estándar permita seguir, aunque de forma atenuada, las tendencias de variación en el tiempo del hidrograma natural, incluidos los casos de ríos sujetos a caudales naturales intermitentes.

4. Caudal de mantenimiento (Q_m). Se define como el caudal que pretende garantizar la conservación de un nivel admisible de organización y estructura biológica de las comunidades naturales acuáticas, tanto a nivel espacial como temporal.

5. Caudal generador (Q_g). La modulación temporal del caudal de mantenimiento no es suficiente para mantener la identidad del cauce ordinario del río ni para la necesaria regeneración periódica del sustrato, la zona hiporreica y la ribera. Para tales objetivos es necesario aplicar lo que en términos anglosajones se denomina “bank-full discharge”, que podría traducirse como el caudal de plena ocupación de la sección ordinaria. Este caudal debe hacerse pasar por el río durante un corto espacio de tiempo.

6. Caudal máximo admisible (Q_a). Puede parecer paradójico plantear una limitación de caudales máximos, en una propuesta para el establecimiento de caudales mínimos. Ciertamente no lo es, en primer lugar porque la propuesta no es de caudales mínimos (y eso debe quedar muy claro) sino de caudales de mantenimiento. La paradoja también desaparece si se tiene en cuenta que un río sometido a caudales superiores a los propios por periodos de tiempo largos, modifica sus características de equilibrio hidrogeomorfológicas, con consecuencias negativas a varios niveles (sinuosidad, granulometría del lecho, pendiente, riberas, etc.) cuando posteriormente se revierte a caudales menores, bien sea de forma temporal (estacionalidad) o definitiva. Debe indicarse que no vale la comparación con las situaciones derivadas de las crecidas, aunque éstas tengan un carácter extraordinario, ya que la frecuencia temporal de su manifestación es muy inferior. Se hace necesario, por tanto, acotar por arriba los posibles regímenes artificiales de los aprovechamientos hidráulicos, en aquellos casos en que comporten un aumento importante y prolongado de los caudales circulantes ordinarios. Esta limitación se recoge con el concepto de caudal máximo.

7. Tasa de cambio de caudal por unidad de tiempo (K). Las fluctuaciones de caudal de alta frecuencia, como las que imprimen algunos regímenes de aprovechamiento hidroeléctrico, pueden ser factores más condicionantes para las comunidades acuáticas de aguas abajo, que incluso un caudal de mantenimiento inadecuado. Es necesario establecer una tasa de cambio de caudal por unidad de tiempo para todo el intervalo de caudales regulados, que sea compatible con la capacidad de respuesta y de habituación de las comunidades naturales acuáticas, diferenciando claramente entre la fase de ascenso y la de descenso de caudal.

8. Calidad del agua suministrada (I_q). Al igual que en el caso de las fluctuaciones de nivel, un caudal de mantenimiento bien dimensionado no sirve de gran cosa si la calidad del agua no es suficiente, bien sea por causas directas (por ejemplo, suministro de caudales regulados desde el hipolimnion de un embalse eutrófico) o indirectas (por ejemplo, derivación de caudales y pérdida de capacidad de dilución o renovación frente a posibles aportaciones laterales de aguas de diferente calidad). Es necesario contar con algún criterio de la calidad mínima admisible del agua suministrada desde el aprovechamiento hidráulico.

Los datos de partida

Cualquier metodología que pretenda ser de aplicación práctica debe empezar por acotar y concretar al máximo las fuentes de información que han de nutrirla. En este sentido, una vez definido el método de cálculo, se analizó dónde y bajo qué forma se conseguía la información necesaria para la aplicación de la metodología propuesta, llegando a los siguientes puntos:

1. A nivel hidrológico: Se requieren series continuas recientes de caudales medios diarios de los últimos 10 años hidrológicos correspondientes al punto de intervención, obtenidas por aforo directo, extrapolado o estimado a partir de la aplicación de modelos de simulación de tipo precipitación-escorrentía. En muchos casos estos datos están disponibles o pueden extrapolarse con suficiente fiabilidad de los registros de la red de estaciones de aforo de las Confederaciones Hidrográficas. En el resto de casos, la red de datos sobre precipitaciones es suficientemente amplia y los modelos de simulación indicados, seguidos del correspondiente análisis de validación, dan resultados aceptables.

2. A nivel hidráulico: Se requiere la aplicación de un modelo de simulación hidráulica de secciones transversales del cauce que permita evaluar las consecuencias de los cambios de caudal. Estos modelos son muy sencillos y existe una amplia gama de ellos.

3. A nivel fisicoquímico: Se requiere una caracterización de la calidad del agua antes de la implementación del aprovechamiento, una predicción de los cambios esperables y un seguimiento de la calidad tras la puesta en funcionamiento del aprovechamiento. Todo ello puede obtenerse a partir de la aplicación conjunta de índices de calidad estandarizados de tipo fisicoquímico y de tipo biótico.

4. A nivel hidrobiológico (limnológico): Se requiere la identificación del componente biótico o abiótico que definirá la necesidad de conservación y, por tanto, las condiciones del caudal de acondicionamiento. La propuesta recoge como tal, y de forma fija, a la comunidad piscícola de cada río o tramo considerado, entendiendo que por el nivel que ocupa, sus requerimeintos son los más restrictivos de toda la red trófica. En la propuesta la comunidad piscícola se tipifica en tres categorías, basadas en la proporción entre salmónidos y ciprínidos, y caracterizadas por los requerimientos a nivel de dos parámetros sencillos de medir, como son la profundidad mínima y la relación entre velocidad máxima y media del agua.

Evidentemente se trata de un apartado abierto, predefinible en función del objetivo de conservación, si bien en la práctica será la comunidad piscícola la que, efectivamente, actúe con más frecuencia como el componente a conservar. De ahí su tipificación e inclusión directa dentro de la propia metodología de la propuesta.

Las bases del cálculo

La figura 11 representa el planteamiento metodológico que se sigue en la propuesta. A partir de los datos hidrológicos se obtiene, por un lado, el caudal base y el factor de variabilidad temporal, y por otro, el caudal generador, el caudal máximo y la tasa de cambio de caudal en las condiciones naturales. Este segundo bloque de parámetros hidrológicos son ya de utilización directa en el marco del régimen de mantenimiento.

El caudal base se aplica mediante simulación a una serie de secciones transversales definidas, bajo unas condiciones concretas, a su vez determinadas por el componente a conservar. De esta aplicación se deduce la necesidad o no de establecer un caudal de acondicionamiento (adicional). El componente a conservar fija también las referencias en cuanto al nivel exigible de calidad del agua.

El caudal base más el caudal de acondicionamiento definen el caudal estándar, sobre el que se aplica el factor de variabilidad estacional, obteniéndose el caudal de mantenimiento, que completa ya el régimen de mantenimiento a establecer.

El caudal base

El cálculo del caudal base se deduce de la aplicación de medias móviles sobre intervalos de amplitud creciente obtenidos de las series de caudales medios diarios de los 10 años hidrológicos considerados. Con ello se obtienen unas series secundarias que tienden hacia el valor del caudal medio anual. De cada una de estas series secundarias se calcula el caudal mínimo, obteniéndose una serie terciaria única sobre la que se calcula la razón de incremento entre cada par de valores consecutivos. El caudal base corresponde al caudal superior del par de valores que recogen la mayor razón de incremento.

El caudal base es, por tanto, una regularidad hidrológica situada entre el caudal mínimo absoluto y el caudal medio, cuya localización exacta depende de la forma del hidrograma, concretamente de la duración del periodo de caudales mínimos y de la simetría (pendientes) de los dos segmentos de hidrograma que encierran el citado periodo de caudales mínimos. Todo ello permite que el valor del caudal base sea particular de cada río o tramo de río considerado.

La figura 12 sintetiza gran parte de los comentarios anteriores. Las series calculadas corresponden a las series secundarias. La figura muestra el carácter personalizable del caudal base para cada río, y su sensibilidad y coherencia en la interpretación biológica del periodo de mínimos. Así, el caudal base estará más o menos próximo al caudal medio anual (o lo que es lo mismo, más o menos alejado del caudal mínimo anual) en función de la trascendencia biológica del periodo de mínimos: si este periodo es breve representa una situación excepcional para las comunidades acuáticas naturales, de modo que el caudal base tiende a aproximarse hacia el valor medio; por el contrario, si se trata de un periodo natural de mínimos dilatado, significa que tal circunstancia forma parte de una situación ordinaria en el río a la que las comunidades naturales están habituadas (forma parte de su coevolución con el medio físico), con lo cual el caudal base puede aproximarse más hacia el caudal mínimo.

El caudal de acondicionamiento

Se obtiene a partir de de la simulación del caudal base sobre una serie de secciones transversales representativas del tramo afectable. En la metodología de cálculo se definen los condicionantes que debe garantizar el caudal base una vez aplicado a las secciones establecidas, en función del tipo de comunidad piscícola del río o tramo de río considerado (tramo salmonícola, salmonícola-ciprinícola y ciprinícola). También se define el significado de sección “representativa” y de tramo “afectable”, mediante parámetros y consideraciones de tipo hidráulico de fácil obtención y cuantificación.

Se indica que lo más habitual es que el caudal base supla con suficiencia los condicionantes que se establecen para la conservación de la comunidad piscícola, salvo en caso de cauces morfométricamente alterados por actuaciones relevantes.

Factor de variabilidad temporal

Una vez definido el caudal estándar como el sumatorio del caudal base y el caudal de acondicionamiento, se calcula el factor de variabilidad temporal a partir de la relación entre el caudal medio de cada mes y el caudal medio mensual más bajo. Esta relación se corrige mediante un ajuste de atenuación, como es el de Finnegan. El factor de variabilidad temporal vale cero en aquellos meses en los que el caudal medio es cero, tal y como ocurre en gran parte de los ríos mediterráneos durante el periodo estival.

El caudal de mantenimiento

El caudal de mantenimiento es el caudal mínimo que debe circular por el río salvo en condiciones excepcionales. Se trata de un caudal mensual, es decir compuesto de hasta 12 valores distintos a lo largo del año. Se calcula directamente a partir de la aplicación del factor de variabilidad temporal correspondiente a cada mes sobre el valor fijo del caudal estándar.

El caudal generador

Se define como el caudal equivalente a la avenida anual más probable. Su obtención se reduce al cálculo del periodo de retorno correspondiente, según una distribución como la de Gumbel EV1 y su posterior adecuación a las condiciones de regulación. Su aplicación debe llevarse a cabo por periodos de tiempo preestablecidos (normalmente uno o dos días de forma ininterrumpida), en la época o épocas del año señaladas por el propio hidrograma natural del río o tramo de río considerado (una o dos veces al año, en función del tipo de hidrograma).

El caudal máximo

El caudal máximo se define como el caudal equivalente a la media aritmética de las avenidas máximas anuales. Al igual que en el caso del caudal generador, puede obtenerse a partir de una distribución como la de Gumbel EV1 y su posterior adecuación a las condiciones de regulación.

Definido el caudal máximo, se lleva a cabo un análisis de frecuencias de un número fijo de intervalos de caudales establecidos entre el caudal mínimo natural y el máximo. Mediante una función exponencial sencilla se relacionan caudales (intervalos) y frecuencias (número de días/año en que se dan los caudales de cada intervalo), lo que sirve como referencia para acotar, bajo condiciones de regulación, la duración de los periodos de circulación de caudales de la gama alta.

Tasa de cambio de caudal por unidad de tiempo

La tasa de cambio por unidad de tiempo se deduce de otra función exponencial sencilla aplicada a las máximas diferencias de caudal entre dos valores sucesivos (dos caudales medios diarios) de las 10 series hidrológicas de partida (10 años). La tasa de cambio de caudal será, preferentemente, la media aritmética de las 10 obtenidas para cada año, o un valor próximo centrado siempre dentro del rango de variación de las 10 tasas de cambio calculadas.

Su aplicación (directa en fase de ascenso de caudales e inversa en fase de descenso), permite establecer unas curvas-guía para recorrer todo el rango de caudales, desde el caudal de mantenimiento hasta el caudal máximo (que representan los dos límites del intervalo, salvo condiciones extraordinarias), bajo un gradiente escalonado coherente con las características hidrobiológicas del tramo aguas abajo del aprovechamiento. El hecho de tomar caudales medios diarios como base para los cálculos supone una notable atenuación de la tasa de cambio de caudal, lo que constituye un margen de garantía adicional en su aplicación y significación hidrobiológica.

Calidad del agua suministrada

Para la obtención de un criterio objetivo de calidad del agua se propone la aplicación conjunta de un índice fisicoquímico y de otro de tipo biótico.

Como índices físico-químicos se proponen el isqa (Índex Simplificat de Qualitat de l’Aigua), presentado en 1985 por la Generalitat de Catalunya en el marco del «Plà de Sanejament de la Xarxa Hidrològica Catalana», o el icg (Índice de Calidad General), que es de aplicación ordinaria por el moptma a nivel de Comisarías de Aguas de todo el Estado español.

Como índices bióticos se propone la utilización del bmwp (Biological Monitoring Working Party), en su versión aparentemente adaptada a la Península Ibérica, o bien algún otro índice más local derivado del tbi (Trent Biotic Index) o de cualquier otra referencia reconocida.

La aplicación y los resultados

En la actualidad el método se encuentra aún bajo lo que podría denominarse una “cuarentena cautelar”. La formulación de cálculo del método ha finalizado y en una parte importante está ya informatizada, lo que simplifica enormemente su aplicación; pero la aún baja casuística disponible, junto con la inherente indefinición práctica que envuelve al concepto de caudal de mantenimiento, obliga a seguir profundizando en la mecánica de los cálculos, para intentar conocer cuáles son sus posibles capacidades y significados al completo, tanto a nivel biológico como matemático.

La figura 15 es un ejemplo irreal llevado al plano gráfico, en el que se muestran los parámetros del régimen de mantenimiento relacionados directamente con el hidrograma.

La aplicación del régimen de mantenimiento no finaliza con el cálculo y la implementación de los parámetros que lo componen. La propuesta recoge la necesidad de definir un programa de seguimiento para evaluar los resultados y, en definitiva, aprender de las experiencias. Este programa de seguimiento será el que deberá definir los aspectos a controlar, la frecuencia de los controles y la duración total del seguimiento, en función de las características del tipo de aprovechamiento y del sistema fluvial afectable.

Otro aspecto que se recoge en la propuesta es que el régimen de mantenimiento no tiene una validez de por vida. Se propone la revisión decenal periódica de todos los conceptos que lo integran y su actualización a las circunstancias del momento; no en vano, si los sistemas naturales son reconocidamente dinámicos, los ríos son su paradigma.

En la actualidad la propuesta se ha aplicado a datos reales de series hidrológicas correspondientes a una selección de tramos de ríos catalanes de diferente régimen hidrológico. Los resultados obtenidos están entre el 5% y el 55% del caudal medio anual, con un 50% de los casos entre el 10% y el 20% del caudal medio anual y un 80% entre el 10% y el 35%. Hay que tener en cuenta que en la muestra, por su buscada representatividad de la red hidrográfica catalana, existe una proporción muy alta de ríos que pueden calificarse de temporales, es decir, de hidrograma muy irregular, lo que sin duda repercute en la amplitud de los resultados muestrales.

Por otro lado, teniendo en mente la tan extendida referencia del 10%, el rango de resultados obtenidos por aplicación de la presente propuesta puede parecer excesivamente conservacionista para unos y quizás aún demasiado limitado para otros. Si tal hecho se diese sería un síntoma de que la propuesta puede estar en el camino del equilibrio entre el uso y la conservación del recurso agua. En cualquier caso, sea esta o no una buena propuesta, no es recomendable dejar aparcado el tema de la conservación de los ambientes fluviales, empezando por desmitificar la tan controvertida oposición entre el uso (supuestamente malo) y la conservación (supuestamente buena) de los recursos naturales (entre ellos el agua), continuando por el convencimiento de que nadie está libre de responsabilidad en el tema, ni siquiera los creen estarlo, y que su solución, aparte de la necesaria inquietud y presión social, requiere “ecodinero“, es decir dinero suficiente para suplir la repercusión económica de la demanda social de sistemas fluviales racionalmente gestionados.