influencia de las aportaciones de salmuera, en la costa

INFLUENCIA DE LAS APORTACIONES DE SALMUERA, EN LA COSTA
MEDITERRÁNEA ESPAÑOLA, EN RELACIÓN A LOS CAUDALES DE
INTERCAMBIO DE AGUAS, ATLÁNTICA Y MEDITERRÁNEA,
EN EL ESTRECHO DE GIBRALTAR
JOSÉ LUIS ALMAZÁN GÁRATE
M. CARMEN PALOMINO MONZÓN
JOSÉ RAÚL GARCÍA MONTES
RESUMEN
La morfología del Estrecho de Gibraltar, impone dos secciones de control hidráulico a los flujos de intercambio de
agua Atlántica superficial, y Mediterránea profunda, salina y fría, una ubicada en la zona de mínima distancia entre
los continentes Europeo y Africano, (frente a Tarifa) y la otra en la zona de mínima sección transversal
(combinación de separación entre continentes y profundidad), frente a Zahara de los Atunes.
El proceso es complejo dados los diferentes regímenes de oscilación de la onda de marea en el Océano Atlántico y
en el Mar Mediterráneo, que se encuentran en el Estrecho de Gibraltar.
El déficit de aportaciones de los ríos de la cuenca Mediterránea en relación a los procesos de evaporación por
insolación hacen que los caudales entrantes sean del orden de 4% superiores a los salientes.
Los caudales de agua intercambiados son los máximos posibles, estableciendo los limites de salinidad del conjunto
del Mediterráneo.
La inyección de salmuera proveniente de los procesos previstos de desalación en la Costa Mediterránea Española,
tendrá una influencia en el conjunto de la salinidad del Mar Mediterráneo con implicaciones en los ecosistemas
marinos y litorales, haciéndose necesaria una respuesta ingenieril que minimice los problemas ambientales.
1. EL MEDITERRÁNEO OCCIDENTAL
Es el mayor mar continental del planeta, con 2,510.000 km2 y una longitud de 3.860 km. de E a
O y 800 km. de N a S. Su anchura máxima es de 1.600 km. Forman parte de él los mares Ligur,
Tirreno, Adriático, Jónico y Egeo.
A pesar de que en el Mediterráneo desembocan importantes ríos como el Ebro, el Ródano, el Po
y el Nilo, las aguas aportadas por éstos y el resto de los ríos equivalen al tercio de la que se
pierde por evaporación.
Los otros dos tercios se cubren con las precipitaciones y los aportes de agua al Mediterráneo a
través de las corrientes superficiales desde el mar Negro y el océano Atlántico. La corriente
superficial más importante es la que fluye desde el Estrecho de Gibraltar, y recorre, de O a E, las
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costas del N de África, siendo especialmente notable en verano, cuando la evaporación es
máxima. Los aportes del Mar Rojo, a través del canal de Suez son insignificantes.
Figura 1. Corrientes dominantes en el Mediterráneo
La estructura hidrológica de las aguas mediterráneas en el lado oriental del Estrecho, hasta casi
el umbral, es muy similar a la encontrada en el Mar de Alborán: dos masas de agua claramente
definidas (Intermedia y Profunda). En unos pocos kilómetros, después de que cruzan el umbral,
estas masas de agua se convierten en una sola: agua mediterránea que se extiende por el
Atlántico. Las Hoyas de Poniente (también conocidas por Cuenca de Tánger), una extensa
depresión entre el umbral principal y el Banco Majuan, actúan como un reservorio para esta agua
mediterránea
Así las aguas superficiales que en Alborán tienen una salinidad del 3,63%, llegan a superar los
3,86%, en las costas orientales de la cuenca de levante. La evaporación intensa y la baja
lluviosidad producen un agua densa, salada pero relativamente caliente (3,91% de salinidad y 15,
5º C de temperatura, que ocupa las profundidades intermedias (entre los 100 y 500m
aproximadamente) y vuelve hacia el W.
2. BALANCE DE LAS AGUAS EN EL ESTRECHO
Las aguas profundas del Mediterráneo occidental se caracterizan por un temperatura inferior a
los 12,9º C y una salinidad por encima del 38.4 por mil. Esta temperatura corresponde a una
termoclina a la profundidad de 700m. que constituye una gruesa capa de entre 100 y 250 m. de
espesor. en el Mar de Alborán. Aguas de estas mismas características se encuentran en el
Estrecho a una profundidad de 300 metros. Este hecho y la alta tasa de renovación de las aguas
profundas del Mediterráneo conducen a la existencia de un flujo considerable de salida de las
aguas profundas a través del Estrecho, lo que por otra parte ya era conocido desde la antigüedad.
Este arrastre y elevación de aguas profundas sobre el umbral del Estrecho está muy influido por
las mareas semidiurnas. Existe un antiguo “milagro” de navegar sin vela (a la vista), sin remos ni
motor, y contra la corriente aparente.
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Figura 2. Milagro de navegación sin vela a contracorriente
De la parte del Mar de Alborán podemos distinguir claramente una capa intermedia de agua, la
Levantina y otra profunda del Mediterráneo occidental, que conservan sus características hasta el
umbral del Estrecho. Una vez superado este, a varios kilómetros de distancia, estas dos capas se
transforman en una única masa de agua que se extiende por el Atlántico, como resultado de un
proceso de mezcla muy activo.
Por otra parte, las aguas que penetran desde el Atlántico muestran dos picnoclinas claramente
diferenciadas, una sobre los 50 m de profundidad y otra más profunda que conforme avanzan
hacia el estrecho, van elevándose y aproximándose hasta formar una única y gruesa capa que es
la que entra superficialmente al Mediterráneo, en determinados estados de marea y afectada por
la aceleración de Coriolis.
A partir de los registros de los correntímetros fondeados durante el Experimento Gibraltar,
desarrollado a lo largo de los años 1984-1985, se estimó que 0.76 sv de agua Mediterránea de
una salinidad efectiva de 38.3 % fluyen hacia el Atlántico. Este transporte es inferior a
estimaciones previas, aunque su salinidad es superior. Un transporte salino de 1.6 sv sobre una
base de salinidad atlántica de 36.2 % da una estimación directa de 55 cm/año de evaporación en
la cuenca Mediterránea.
Se propone que la mejor definición de la interfase entre las aguas atlánticas y mediterránea es la
de la isohalina 37 %. Las corrientes promedio (en tiempo) son, sorprendentemente, pequeñas,
menos de 60 cm s-1 por debajo de los 100m. una contribución inferior a la mitad del flujo
saliente. La mayor parte de este ocurre a borbotones durante el ciclo semidiurna de la marea:
Cuando la marea saliente es más fuerte la interfase es relativamente más somera y existe una
gruesa capa de agua mediterránea fluyendo rápidamente sobre el umbral. Y al revés, durante la
marea entrante, es más gruesa la capa atlántica fluyendo en el Mediterráneo. Tales borbotones
contribuyen en más de la mitad al intercambio entre el Atlántico y el Mediterráneo. Ello prueba
que el intercambio de agua es el máximo posible con la configuración geomorfológica de la zona
de paso obligado al agua, tanto en uno como en otro sentido. Mientras que la limitación en un
sentido es clara, la otra requiere mayor reflexión como se verá.
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3. EL ESTRECHO DE GIBRALTAR COMO SECCIÓN DE CONTROL
La determinación teórica del régimen permanente del Estrecho plantea algunas dificultades
teóricas. Al atravesar el umbral, los flujos experimentan una aceleración, pasando de régimen
lento a régimen rápido. Disminuyen su sección en el sentido de avance, permitiendo que, al
cruzarse, se mantengan la sección conjunta y los caudales. La transición de flujo lento a rápido
se produce para cada corriente en una sección determinada, demostrándose matemáticamente
que la coincidencia de ambas es inestable. Como bien es sabido, esta sección de transición es en
realidad una sección crítica o de control hidráulico. Es al salir del estrechamiento donde F > 1 , y
por tanto se forma un resalto interno, al desembocar en el vasto mar donde la sección es ilimitada
y la velocidad se vuelve a reducir drásticamente. Es importante reseñar que los flujos no se
mezclan hasta haber superado claramente el Estrecho.
Figura 3. Configuración física del Estrecho de Gibraltar
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El control hidráulico se produce para números de Froude superiores a uno (F>1, el flujo es
más rápido que la velocidad de las ondas internas de gravedad). Sin embargo no existe
consenso en la cuantificación de las condiciones hidráulicas y las implicaciones dinámicas de
los controles. Existiendo dos flujos de agua bien diferenciados, resulta razonable suponer dos
secciones de control hidráulico a los flujos, lo que efectivamente el equipo de investigación
dirigido por los profesores Almazán, Kinder, Bryden y Parrilla con motivo del Gibraltar
Experiment pusieron de manifiesto.
Figura 4. Imagen de satélite de las ondas internas en el Estrecho
Entre ambas secciones, los flujos aún no han alcanzado el régimen rápido. Esta modelización
está apoyada por el análisis de la propagación de ondas en un flujo bifásico cruzado. Las únicas
combinaciones de regímenes posibles son las propuestas. Este análisis además revela que ciertas
perturbaciones producidas en la interfaz de los dos flujos apenas se reflejan en la superficie. Los
profesores Mateos y Cañizo han tratado ampliamente este tema.
El flujo superficial de aporte oceánico está condicionado por la distancia mínima entre las orillas
del Estrecho, frente a Tarifa, mientras que el flujo subyacente se rige por la sección mínima
frente a Zahara de los Atunes. Esto se comprende a la vista de la batimetría del Estrecho, en la
siguiente figura (figura 4). La sección 1 corresponde a la sección mínima para el flujo inferior y
la sección 2 a la distancia mínima, que regula los aportes superficiales Atlánticos.
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Figura 5. Secciones de control hidráulico en el Estrecho
Aunque el control hidráulico es crítico no se puede ignorar la fricción. A partir de medidas
directas de la disipación se han encontrado valores de hasta 10-3 W/kg, unos 6 órdenes de
magnitud superiores a las encontradas en el océano. También, los valores de la fricción en el
fondo, estimadas a partir de modelos Ekman, indican que ésta es muy alta. Los cálculos de
energía muestran que la fricción probablemente no afecta a la energía de los flujos de una
manera significativa, pero que si debe ser tenida en cuenta cuando tratamos del equilibrio
dinámico en regiones muy localizadas.
El efecto de la aceleración de Coriolis es muy apreciable y el ensayo diseñado por los profesores
Almazán y Bryden está aún pendiente de materializarse, y consiste en suponer dos secciones de
control hidráulico a los flujos, lo que efectivamente el equipo de investigación dirigido por los
profesores Almazán, Kinder, Bryden y Parrilla con motivo del Gibraltar Experiment pusieron de
manifiesto.
Figura 6. Transición de régimen lento a rápido sobre el umbral y a continuación de rápido a lento, con formación de resalto
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Por lo tanto, el Estrecho se aproxima a la condición de intercambio máximo, donde el transporte
de agua está limitado por la condición hidráulica, pero el intercambio puede que sea, con mayor
frecuencia, submáximo.
El Gibraltar Experiment dirigido y coordinado en España por el Prof. Almazán, nombrado al
efecto por el Estado Mayor de la Armada Española y aceptado por el Reino de Marruecos, es un
ejemplar ejercicio de coordinación técnica entre España, Marruecos, EEUU, Canadá, Francia,
Alemania y Reino Unido. Este experimento permitió la elaboración de la sorprendente imagen
que se incluye1, en la que se aprecia el resalto hidráulico del umbral del Estrecho que llega a
hacer “hervir” en superficie el agua.
Figura 7. Resalto hidráulico del umbral del Estrecho
4. EL EQUILIBRIO DE LA SALINIDAD
Junto a las condiciones meteorológicas, la presencia de ríos, con el consiguiente aporte de agua
dulce, incide de manera directa en la salinidad. Por otra parte, el aumento de temperatura
determina una intensa evaporación, proceso que elimina el agua y deja sales en solución. Como
resultado, la salinidad experimenta un incremento si no existe un régimen abundante de
precipitaciones para compensar.
El intercambio de aguas que se produce en el Estrecho actúa como regulador de este fenómeno,
pero estando prácticamente al límite de su capacidad, difícilmente compensa los incrementos de
salinidad.
Modificaciones de la forma del Estrecho afectan a la salinidad global del mediterráneo, de la
misma manera que una modificación de la salinidad, si no se modifica la morfología del
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La composición de la imagen es original del Prof. Almazán y debe citarse su procedencia si es utilizada, así como comunicar al
autor su uso
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Estrecho, afectaría probablemente al equilibrio de salinidad en el mismo, o bien generaría
procesos erosivos si el territorio lo admitiese.
Todo este sistema está alterado por corrientes, mareas, temperaturas, precipitaciones y más
factores que configuran un complejo equilibrio dinámico del que el Gibraltar Extperiment
obtuvo masiva información en parte pendiente de proceso en España y Marruecos.
Figura 8. Intercambio de corrientes y salinidad en el Estrecho de Gibraltar
5. EL ECOSISTEMA MARINO Y LA SALINIDAD
Bien es sabido la íntima relación que hay entre las comunidades las diferentes especies de peces
y la salinidad-temperatura del agua.
Así por ejemplo, la salinidad tiene una importancia capital en la composición de los fluidos
corporales y los diferentes organismos tienen estrategias diferentes: los peces teleósteos tienen
una concentración de sales inferior en un 30 o 50 % al agua marina debido a la osmorregulación,
los invertebrados y peces cartilaginosos tienen una composición igual al agua de mar. Así
distinguimos entre dos estrategias: Los eurihalinos, que viven en un amplio rango de salinidad y
los estenohalinos, que viven en estrecha salinidad.
Esto significa que estos peces tan dependientes de la salinidad migrarían o perecerían,
modificando así la estructura del ecosistema levantino si la salinidad de su hábitat natural se ve
perturbada.
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Figura 9. Detalle de la entrada de agua atlántica en el Mediterráneo
6. LA DESALACIÓN DE AGUAS PARA EL CONSUMO
Como consecuencia del evidente proceso de calentamiento global, de la progresiva desertización,
así como de los aumentos del consuno y de la consecuente carencia de agua dulce, se tiende a
soluciones de redistribución del agua mediante trasvases o mediante la desalación de aguas de
mar como alternativa política. Cada una de estas soluciones acarrea sus consecuencias puesto
que en su marco vivo y dinámico, como son todos los procesos de la naturaleza, toda actuación y
toda no actuación tienen algún tipo de impacto ambiental, de mayor o menor calado, que afecta o
beneficia los intereses de unos u otros intereses de personas, las cuales, en definitiva, son los
elementos preceptores de la calidad ambiental o de la falta de la misma generada por una
degradación del medio.
En el caso que nos ocupa, la salinidad, se vería afectada de forma directa por el vertido de los
deshechos de la desalación: la salmuera. Este subproducto de la desalación, que es devuelto al
mar tiene una concentración de sales próxima al 6,9% frente al 3,5% del agua de mar. En los
procesos de desalación un uso el 45% del agua tratada se incorpora a la red de abastecimiento
como agua potable y el otro 55% es devuelto al mar como salmuera, lo que supone una cantidad
considerable de sal.
No sabemos con exactitud el alcance de esta acción, pero dada la radical apuesta por la
desalación de aguas para el consumo en el Levante español, se impone un estudio a fondo de la
cuestión, y como se ha demostrado en esta ponencia, no solo a nivel local.
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7. IMPACTO AMBIENTAL DE LOS VERTIDOS DE SALMUERA
Conviene recalcar que se trata de un fenómeno de difusión no inmediata, con mayor influencia
sobre la zona sur de la Península Ibérica por la tendencia de giro dextrógiro de las corrientes del
hemisferio Norte, por efecto de la aceleración de Coriolis.
De las reflexiones anteriores se deduce que, en primer lugar, el frágil equilibrio salino del
levante, del Estrecho y a la postre, de todo el Mediterráneo, podría llegar a desestabilizarse con
el vertido de salmuera en grandes proporciones. En segundo lugar se deduce que no es inocuo
verter salmuera al mar ya que afecta de manera directa a un ecosistema marino cerrado.
Es por ello que creemos que el plan de desalación precisa de un estudio de los efectos que
tendría un aumento de la salinidad en el Mediterráneo y en especial en las Regiones de Murcia,
Almería, Granada y Málaga, en la orilla Norte, Argelia, Marruecos, Ceuta y Melilla en la orilla
sur, y los efectos en el propio Estrecho. A largo plazo estos efectos podrían llegar a hacerse notar
igualmente en la cuenca oriental del Mediterráneo afectando al Mar Negro, el Delta del Nilo,
todos ellos ecosistemas frágiles.
En definitiva se trata de resaltar la conveniencia de cuantificar y valorar de forma apropiada la
magnitud de esta acción con objeto de acertar en la elección de nuestras alternativas de futuro.
No debemos perder de vista que el mar es una del las mayores fuentes de riqueza de que
disponemos, y que su capacidad de respuesta a nuestras agresiones es limitada y lenta.
Figura 10. Vista de Gibraltar, el Estrecho y Ceuta
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BIBLIOGRAFÍA
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