Dinámica de embalses (I): hidrodinámica

Los embalses (o pantanos, según la época) son el resultado de la construcción de una presa. Los principales efectos de las presas ubicadas en el curso de un río son la modificación del régimen de avenidas y de la dinámica sedimentaria, a nivel superficial, y el incremento de la altura piezométrica, es decir, del nivel de agua en el acuífero, desde un punto de vista de las aguas subterráneas.

Embalse de Siurana

Más allá de los beneficios y perjuicios que las presas suponen, también provocan cambios en la hidrodinámica y en los procesos biológicos y químicos de las masas de agua, como la almacenada en embalses. Estos cambios, que se producen a lo largo del tiempo de forma casi cíclica, es lo que se conoce como dinámica de embalses. Se trata de un tema bastante complejo, pues existen multitud de interrelaciones entre todos los procesos involucrados, pero vamos a intentar abordarlo de forma amena y por partes.

La hidrodinámica

El efecto de un embalse en la hidrodinámica general de un río es la deceleración del flujo. Y digo "deceleración" como abuso del lenguaje, pues lo correcto sería decir que el agua no se detiene, simplemente se retiene temporalmente. Más allá de lo que se pueda pensar, el agua en un embalse se mueve, y mucho!

Imaginemos un perfil longitudinal de un río. Éste se puede representar como una línea y, por tanto, un embalse se puede representar por una superficie, ambos dos conectados como se muestra en la figura siguiente.

Bien, el agua entra en la cola del embalse preferentemente en la dirección X. Sin embargo, como el movimiento del agua en el embalse está "impedido", entonces la velocidad del fluido se reduce. Pero la entrada de esa masa de agua provoca que el resto del agua en el embalse se comience a mover de arriba a abajo, es decir, en dirección Z.

Como podéis apreciar, la entrada de agua en el embalse presenta un quiebro en la dirección preferente, y que es conocido como "punto de hundimiento". La razón de este cambio es sencilla, y es que el agua de los ríos normalmente tiene una densidad mayor que la de los embalses. ¿Y eso? Mera cuestión térmica, y es que el agua de los ríos es más fría que la de los embalses, y por eso tiende a hundirse cuando se unen.

Si hacemos un zoom a la cola del embalse, podemos apreciar que el agua fría viaja por debajo "empujando" el agua caliente que tiene por encima y "poniéndola en movimiento". Este fenómeno propicia los procesos de mezcla entre las diferentes aguas, algo fundamental para evitar procesos contraproducentes para la calidad de las aguas en los embalses.

Los embalses no son sistema cerrados, ni mucho menos. Además de las entradas y salidas de agua, como hemos visto el intercambio térmico de las masas de agua juega un papel muy importante en la hidrodinámica del embalse. Este intercambio también proviene del exterior, concretamente de una fuente extraterrestre, del Sol. Pero esto lo trataremos en los siguientes posts...

Embalse de Sau