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Caracterizacion hidrografica del estuario del rio Valdivia, centro-sur de Chile.

Hydrographic features of Valdivia river estuary south-central Chile

INTRODUCCION

La circulacion estuarina es compleja, caracterizada por corrientes mareales intensas, batimetria heterogenea, gran turbulencia energetica y gradientes de densidad abruptos debido a la confluencia del oceano y el agua proveniente de rios (MacCready & Geyer, 2010). El viento modifica la circulacion en zonas someras a traves de los procesos de mezcla y puede llegar a ser, en ocasiones, la fuerza dominante de la circulacion media sobre periodos extensos de tiempo (Tomczak, 1998).

Basados en la estratificacion de la columna de agua, los principales factores que afectan a los estuarios son la descarga de rio, mezcla y corrientes mareales, existiendo una competencia entre el forzamiento mareal y la boyantes (Valle-Levinson, 2010). La variabilidad de estos factores permite distinguir tres tipos de estuarios relativamente someros: cuna salina, parcialmente mezclado y bien mezclado. Los estuarios de cuna salina se caracterizan por una alta descarga del rio, escasa mezcla mareal, debiles corrientes mareales debido a su naturaleza micromareal (rango mareal < 2 m). En estas condiciones, una fuerte haloclina separa las capas superiores e inferiores, cada una de las cuales tiene una composicion homogenea, aunque la capa superior no necesariamente se encuentra sin salinidad (Kurup et al., 1998). Por el contrario, en estuarios bien mezclados la descarga del rio es baja, la mezcla mareal es maxima, las corrientes mareales son intensas debido a su naturaleza macromareal (rango mareal > 4 m). Bajo estas condiciones, la haloclina es muy debil o inexistente. Las condiciones intermedias se dan en estuarios parcialmente mezclados.

La clasificacion de un estuario basado en la estratificacion vertical no es permanente, ya que la relacion entre la descarga del rio y el volumen mareal puede cambiar en el tiempo como resultado de las variaciones en las precipitaciones sobre la cuenca hidrografica de los rios. El cambio depende en cierta medida del tamano de la zona de captacion de la cuenca y su capacidad de igualar las diferencias en la precipitacion antes que lleguen al estuario. Las variaciones en la intensidad de las corrientes las variaciones en las precipitaciones sobre la cuenca hidrografica de los rios. El cambio depende en cierta medida del tamano de la zona de captacion de la cuenca y su capacidad de igualar las diferencias en la precipitacion antes que lleguen al estuario. Las variaciones en la intensidad de las corrientes mareales entre las mareas de sicigia y cuadratura tambien pueden causar un cambio de clasificacion como sucede por ejemplo en el estuario del rio Hudson en el este de Estados Unidos (Valle-Levinson, 2010). Por lo tanto, se considera que la descripcion de un estuario requiere de un analisis integral tanto a escala espacial como temporal de los procesos estuarinos dominados por la salinidad, circulacion por mareas y forzantes climaticos.

Si bien ningun estuario es igual a otro, la definicion de patrones generales de su dinamica es util para comprender las diferencias y similitudes entre los cientos de estuarios, identificar y priorizar esfuerzos de conservacion de los servicios ecosistemicos, manejo de recursos y guia para futuras investigaciones (Engle et al., 2007). Ademas, la estratificacion estuarina es importante porque inhibe la mezcla vertical, que afecta la dinamica de la columna de agua y podria conducir a la hipoxia en las aguas debajo de la picnoclina (Geyer, 2010).

Si bien, a nivel mundial los estuarios relativamente someros son de gran importancia economica y biologica, en Chile se les ha dado escaso interes y el conocimiento de su geografia y dinamica es escaso (Valdovinos, 2004). La costa sureste del oceano Pacifico entre 37[grados] y 41[grados]S, se caracteriza por la presencia de un gran numero de estuarios micromareales (Pino et al., 1994). Uno de los estuarios mas importantes por la gran descarga de su rio entre estas latitudes es el estuario del rio Valdivia.

Considerando que el estuario del rio Valdivia es considerado uno de los mas importantes de Chile e incluso de Sudamerica (Perillo et al., 1999) y cumple roles ecosistemicos relevantes para especies comerciales (Vargas et al., 2003; Pardo et al., 2011, 2012a, 2012b). Este estudio dilucida la hidrografia del estuario, necesaria para la implemen-tacion de esfuerzos de conservacion de habitat vulnerables presentes en la zona (areas de crianza de juveniles de especies explotadas) y la utilizacion de este sistema para actividades de acuicultura y manejo de recursos marinos. Para ello se realiza una descripcion y analisis estacional de la temperatura y salinidad, y su relacion con las principales forzantes (mareas, caudal del rio, vientos y radiacion solar), para establecer sus variaciones en la estratificacion vertical.

MATERIALES Y METODOS

Descripcion del area

El area de estudio se ubica cerca de Valdivia (39[grados]49'22"S, 73[grados]15'0,0"W), en el centro-sur de Chile. La zona esta compuesta por la ensenada de San Juan, bahia de Corral y los rios Valdivia, Tornagaleones, Cutipay, Cruces y Calle-Calle (Fig. 1). Los rios Calle-Calle y Cruces dan origen al rio Valdivia que junto con el rio Tornagaleones fluyen hacia la bahia de Corral para desembocar finalmente en el oceano Pacifico.

La superficie total de la cuenca del rio Valdivia se estima en 11.280 [km.sup.2] (Munoz, 2003). La profundidad del estuario en su eje central varia entre 7 y 22 m aproximadamente, siendo mas profundo en su desembocadura. El ancho medio del canal principal del estuario del rio Valdivia es de aproximadamente 700 m y la boca (bahia de Corral) tiene un ancho aproximado de 5 km. El regimen mareal de esta bahia presenta un comportamiento semi-diurno, con un rango promedio de 0,8 m, variando entre 1,48 y 0,53 m (Pino et al., 1994), siendo por lo tanto micromareal.

La informacion del caudal proveniente del rio Calle-Calle, permitio determinar que tiene un regimen pluvial estacional con un promedio anual de descarga de agua dulce de 592 [m.sup.3] [s.sup.-1] siendo maximo en invierno (aproximadamente 1293 [m.sup.3] [s.sup.-1] en julio) y minimo en verano (aproximadamente 189 [m.sup.3] [s.sup.-1] en marzo) (Fig. 2). Este regimen pluvial es representativo de la cuenca y por tanto se espera que la suma de los afluentes incremente el caudal que llega a la bahia de Corral.

Datos hidrograficos

En el presente estudio se analizaron las campanas de muestreos hidrograficos realizados por el Instituto de Investigacion Pesquera de Chile (INPESCA) entre los anos 2000 y 2001. Estas campanas se efectuaron durante primavera (septiembre 2000), verano (enero 2001), otono (abril 2001) e invierno (junio 2001). En todas las estaciones los muestreos hidrograficos fueron realizados durante la marea llenante y vaciante, coincidiendo con la fase de sicigia.

En cada una de las estaciones hidrograficas se obtuvo registros verticales con intervalos de 0,5 a 1,0 m de temperatura y salinidad, abarcando desde la superficie hasta una profundidad de aproximadamente 0,5 m sobre el fondo. Los perfiles verticales fueron realizados por medio de una sonda oceanografica CTD-Memory Probe. Para el analisis solo se tomaron en consideracion las estaciones hidrograficas que pasaron por el eje central del canal y que presentaron mayor repetibilidad durante el periodo de muestreo (Fig. 1, Tabla 1). Estas estaciones correspondieron aproximadamente a los primeros 10 km desde la boca del estuario hacia el interior.

Para estudiar la variabilidad estacional de temperatura y salinidad en la columna de agua y cuantificar el grado de mezcla vertical se promediaron los perfiles verticales obtenidos durante la marea llenante y vaciante de cada muestreo. Para determinar la estratificacion tambien se calculo el parametro de mezcla ([n.sub.s]) (Haralambidou et al., 2010) en cada una de las estaciones para las diferentes estaciones del ano. [n.sub.s] se define como:

[n.sub.s] = [derivada parcial]S/[S.sub.m] (1)

donde [derivada parcial]S [S.sub.fond] [S.sub.sup], [S.sub.m] 0,5 ([S.sub.fond] + [S.sub.sup]), siendo [S.sub.fond] y [S.sub.sup] la salinidad del fondo y de la superficie de la columna de agua, respectivamente. Si [n.sub.s] < 0,1 la columna de agua es bien mezclada, cuando 0,1 < [n.sub.s] < 1,0 es parcialmente mezclado y finalmente si [n.sub.s] > 1,0 se evidencia una cuna de agua salina.

Con la informacion de temperatura y salinidad, se calculo la frecuencia Brunt-Vaisala o frecuencia de boyantes (unidades en ciclos [h.sup.-1]). Este parametro fue usado para determinar la estratificacion de la columna de agua, de acuerdo a Stewart (2008):

[N.sup.2] = -gE (2)

en donde N es la frecuencia de boyantes, g es la gravedad y E es la estabilidad de la columna de agua, que se calculo segun la expresion:

E = -[1/[rho]P] [[delta][rho]/[delta]z] (3)

donde, [rho] es la densidad del agua (1,025 kg [m.sup.-3]) y z la profundidad.

Cuando [N.sup.2] es positivo, la columna de agua es estable. Asi tambien cuando los valores son altos (bajos) la columna de agua es muy (poco) estratificada. Por el contario, cuando los valores son negativos la columna es inestable.

Caudal del rio

Se utilizaron promedios diarios del caudal del rio derivado de observaciones horarias de la estacion rio Calle Calle-Balsa San Javier (39[grados]46'00"S, 72[grados]58' 00"W) y rio Calle-Calle en Pupunahue (39[grados]48'00"S, 72[grados]54'00"W) proporcionadas por la Direccion General de Aguas (DgA).

Ambas estaciones se encuentran ubicadas a ~40 km hacia el este de la boca del estuario del rio Valdivia, con una distancia entre ellas de 6,8 km. Se utilizo la informacion de la estacion rio Calle-Calle Balsa San Javier entre el 1 de enero 2000 y 30 de mayo 2008 (tiempo en que dejo de operar) y de la estacion rio Calle-Calle en Pupunahue desde el 8 de marzo 2007 (tiempo en que comenzo a funcionar) hasta el 31 de diciembre 2008. La correlacion entre ambas estaciones en el periodo de superposicion fue de 0,99 (P < 0,05). La informacion presentada en la Figura 2 corresponde a la estacion rio Calle-Calle en Pupunahue derivada de un retro-analisis (hindcast), obtenida mediante regresion lineal entre las dos estaciones mencionadas, donde se establecio un promedio mensual a largo plazo con sus respectivas desviaciones estandar entre los anos 2000 y 2008.

[FIGURA 1 OMITIR]

Campos de variables

La informacion corresponde a campos diarios de temperatura superficial del mar (TSM), esfuerzo de los vientos superficiales y la radiacion de onda corta en el area comprendida entre 38[grados]30'S-41[grados]00'S y 75[grados]00'W-73[grados]00'W. Se promediaron los tres dias previos y el dia en que se realizaron los muestreos hidrograficos. Se determino este promedio debido a que existe un tiempo de respuesta del oceano a las variaciones del viento, implicitas en la interaccion oceano-atmosfera. De esta manera, al promediar sobre algunos dias se suaviza este efecto.

[FIGURA 2 OMITIR]

Temperatura superficial del mar (TSM)

La TSM correspondio a informacion combinada (i.e., satelital e in situ), procesada mediante interpolacion optima (IO) con una resolucion espacial de 0,25[grados] x 0,25[grados] obtenida de la NOAA/NESDIS/National Climatic Data Center. Esta informacion se deriva de datos del sensor "Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR)" e informacion in situ procedente de barcos y boyas con las cuales corrige sus sesgos. Este producto muestra los mejores resultados en su resolucion espacial y temporal que anteriores productos semanales que usaron IO (Reynolds et al., 2007).

Esfuerzo del viento y transporte de Ekman superficial

Los vientos superficiales corresponden al producto desarrollado por IFREMER, obtenido del escaterometro SeaWind a bordo del satelite QuickSCAT. Este producto tiene una resolucion temporal diaria y espacial de 0,5[grados] X 0,5[grados] y esta disponible en http://www.ifremer.fr. El error cuadratico medio de la velocidad del viento es menor a 1,9 m [s.sup.-1] y el de direccion es 17[grados] (Piolle & Bentamy, 2002). Se usaron las componentes zonal y meridional del esfuerzo del viento. Mas detalles acerca del sensor SeaWind y el procesamiento de la informacion se puede encontrar en Piolle & Bentamy (2002).

Se calculo el transporte superficial de Ekman, M ([m.sup.2] [s.sup.-1]) para cada punto de la grilla de las componentes del esfuerzo del viento usando la ecuacion (Talley et al., 2011):

[EXPRESION MATEMATICA IRREPRODUCIBLE EN ASCII] (4)

donde [??] es el vector del esfuerzo del viento, [[rho].sub.w] es la densidad del agua (1,025 kg [m.sup.-3]) y f = 2[OMEGA] sin[fi] es el parametro de Coriolis donde Q es la velocidad angular de la Tierra (7,27 x [10.sup.-5] rad [s.sup.-1]) y [fi]es la latitud de cada punto de grilla.

Radiacion de onda corta

Los datos de la radiacion de onda corta que llegan a la superficie, se basaron en un modelo de transferencia radiativa que incluyo datos radiativos medidos directamente y desarrollados por el proyecto International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP; Zhang et al., 2004). El modelo de transferencia radiativa consiste en tomar todas las mediciones globales disponibles del tiempo donde se especifiquen las propiedades de las nubes, la atmosfera y la superficie, y con ello generar el producto de la radiacion de onda corta. En este trabajo se uso el producto distribuido por el proyecto Objectively Analyzed Air-sea Fluxes (OAFlux) (Yu & Weller, 2007). Inicialmente los datos del ISCCP tienen una resolucion temporal de 3 h y una resolucion espacial de 2,5[grados]. Sin embargo, OAFlux le aplico un promedio diario e interpolo linealmente para obtener una resolucion de 1[grados] x 1[grados].

La informacion de los campos de TSM, esfuerzo del viento y radiacion de onda corta procede principalmente de sensores a bordo de satelites como se ha indicado precedentemente. Los mayores errores ocurren en zonas cercanas a la costa y por esta razon, existe un espacio entre los datos buenos y el continente.

RESULTADOS

Comportamiento regional del esfuerzo del viento, TSM y radiacion solar

Para entender la estructura halina y termal del estuario del rio Valdivia se investigo el comportamiento de la TSM, el esfuerzo del viento superficial y la radiacion de onda corta en la region de estudio (Fig. 3).

Durante septiembre los vientos soplaron desde el noroeste y oeste, con magnitudes homogeneas que promediaron 0,1 Pa, que produjeron un transporte de Ekman paralelo a la costa (Fig. 3a). En tanto que en enero los vientos vinieron del suroeste con magnitudes muy bajas (alrededor de 0,02 Pa), que generaron un transporte superficial de Ekman hacia afuera de la costa, aunque debil (menor a 0,5 [m.sup.2] [s.sup.-1]), y favorable a la surgencia (Fig. 3b). En abril los vientos soplaron del sur con magnitudes superiores fuera de la costa (0,11 Pa) que en el interior (0,05 Pa). Esto causo un transporte superficial de Ekman costa afuera de alrededor de 0,5 [m.sup.2] [s.sup.-1] cerca de Valdivia, propiciando condiciones de afloramiento (Fig. 3c). En contraste, en junio los vientos soplaron del noroeste (40[grados] S) y del suroeste, mas hacia el sur. La intensidad promedio fue de 0,20 Pa siendo sus magnitudes mayores a las registradas en las epocas anteriores (Fig. 3d).

La TSM en septiembre fue relativamente homogenea en toda la region con temperaturas entre 10,0[grados] y 11,5[grados]C que se incrementaron de sur a norte (Fig. 3a). En enero, la TSM incremento drasticamente debido a la intensa radiacion solar, cercana a 300 W [m.sup.-2] (Fig. 4b), con temperaturas mas bajas cerca de la costa a excepcion de una pequena region entre 39[grados]S-39[grados]40'S. Por su parte, en abril cuando la radiacion solar comenzo a declinar (Fig. 4c), un gradiente costaoceano de aproximadamente 3[grados]C fue muy evidente, propio de condiciones de afloramiento, con temperaturas menores cerca de la costa de alrededor de 12,0[grados]C (Fig. 3c). En junio, cuando la radiacion solar fue menor, alrededor de 55 W [m.sup.-2] (Fig. 4d), tambien se observo un gradiente costa-oceano pero mucho menos evidente con temperaturas que fluctuaron entre 12,0[grados]C (fuera de la costa) y 11,0[grados]C (cerca de la costa) (Fig. 3d).

Variabilidad estacional hidrografica y estratificacion de la columna de agua

La marea modifica las caracteristicas hidrograficas de la columna en todas las estaciones del ano. Asi, la cuna salina ingresa mas hacia el interior del estuario cuando la marea esta en llenante que durante la marea vaciante. A pesar que estas caracteristicas se evidenciaron en los muestreos analizados, el cambio mas evidente se produjo durante abril (Fig. 5). En este mes, en la llenante, la columna de agua fue relativamente estratificada con una haloclina muy superficial (alrededor de 1 m) y temperaturas homogeneas (Fig. 5, panel izquierdo). Sin embargo, en la vaciante se presento un frente termohalino que fue evidente desde la superficie hasta el fondo, i.e., verticalmente homogeneo, desde los 4 km hacia el interior del rio Valdivia mientras que hacia la boca se observo una debil estratificacion (Fig. 5, panel derecho).

Considerando el resultado anterior (Fig. 5), el estudio de la variabilidad estacional se realizo con el promedio de los perfiles muestreados en la llenante y la vaciante, con el fin de eliminar la influencia de la marea y cuyos valores estadisticos se muestran en la Tabla 2. Asi, durante septiembre, la temperatura presento un rango homogeneo en toda la columna, variando entre 10,5[grados] y 11,0[grados]C. Hacia la boca del estuario se observo una ligera inversion termica, senalando la entrada de aguas ligeramente mas calidas por la sub-superficie (Fig. 6a). Por otro lado, la salinidad presento un rango amplio que fue de 0 a 35, con una haloclina bien definida (representada por la isohalina de 15). Esta haloclina fue mas superficial en la zona de la boca entre 1 y 2 m, y se profundizo hacia el interior del estuario (5 m a 5 km de la boca) permitiendo observar una cuna salina (Fig. 6b). Hacia la boca y en la posicion de la haloclina (0-5 km), se observo una fuerte estratificacion de la columna de agua por salinidad (Fig. 6c).

En enero, la temperatura del agua mostro los valores mas altos con una termoclina bien marcada y temperaturas que fluctuaron entre 18[grados]C (superficie de la zona interior) y 12[grados]C (fondo en la zona de la boca) (Fig. 6d). Los valores de salinidad variaron entre 5 y 35 entre la superficie y el fondo, respectivamente. La haloclina (representada por la isohalina de 25) se encontro alrededor de los 3 m en la boca, profundizandose hacia la parte mas interna del estuario (7 m a 10 km de la boca) (Fig. 6e). A diferencia de la primavera, la fuerte estratificacion registrada tambien en el verano hacia la boca del estuario (Fig. 6f) fue esta vez producida por la temperatura y la salinidad.

[FIGURA 3 OMITIR]

[FIGURA 4 OMITIR]

En abril, nuevamente el patron de temperatura mostro una gran homogeneidad en cada uno de los perfiles, presentandose una termoclina debil. La temperatura vario entre 14,0[grados]C en la superficie hacia el interior del estuario y 10,7[grados] C en el fondo de la mayoria de las estaciones (Fig. 6g). El rango de salinidad fue mucho mas estrecho (salinidades de 1934), coincidiendo con el mes de menor caudal (Fig. 2). Esta situacion no permitio que se formara una haloclina bien marcada a lo largo de la seccion (Fig. 6h). La mayor estratificacion se localizo en los dos primeros metros de la columna de agua (Fig. 6i), relacionada tambien con los gradientes verticales de temperaturas y salinidad.

Una inversion termica mas pronunciada se observo en junio cuando las temperaturas superficiales descendieron hasta 10[grados]C. La termoclina se encontro mas superficial (2 a 2,5 m) en la zona de la boca y se profundizo (5 m) hacia el interior del estuario (Fig. 6j). El rango de salinidad fluctuo entre 0 y 35. En la boca del estuario la haloclina (isohalina de 15) fue superficial y comenzo a profundizarse desde la parte media hasta alcanzar el interior, permitiendo ver una marcada cuna salina que penetro hacia el interior del estuario (Fig. 6k). Al igual que en la primavera la entrada de la cuna salina produjo una fuerte estratificacion de la columna de agua (Fig. 6l) en la region donde se registro el fuerte gradiente de salinidad.

[FIGURA 5 OMITIR]

[FIGURA 6 OMITIR]

Los resultados del parametro de mezcla ([n.sub.s]) mostraron que en general a medida que uno se aleja de la boca del estuario, la mezcla vertical disminuye (Fig. 7). En abril el estuario fue parcialmente mezclado en toda su extension, a excepcion de la estacion 1, donde se comporto como bien mezclado. En enero, cambio de parcialmente mezclado en casi toda su extension a cuna salina hacia la parte mas interna del estuario. Durante junio y septiembre el ns fue en promedio aproximadamente 1,5 siendo por tanto de cuna salina, con la mayor estratificacion vertical de todas las estaciones del ano (Fig. 7).

DISCUSION

El presente trabajo muestra la estructura termal y halina del estuario del rio Valdivia en distintas epocas del ano, mostrando una gran variabilidad debido a la interaccion de los forzantes, marea, caudal del rio, viento y radiacion solar. Estos mismos forzantes han sido importantes en estuarios de parecidas caracteristicas como por ejemplo, el estuario de Pontevedra en el noroeste de Espana (Prego et al., 2001).

[FIGURA 7 OMITIR]

En junio cuando el estuario fue clasificado de cuna salina, el caudal del rio fue alto y los vientos se dirigieron hacia la boca del estuario forzando a que la cuna de agua salina (isohalina de 30) ingresara hacia el interior. Este viento tambien permitio que aguas mas calidas ingresaran al estuario por debajo y no se mezclaran con las aguas superficiales mas frias provenientes del rio debido a la intensa estratificacion producida por la salinidad. Hay que anadir que los dias en que se realizaron las mediciones casi no hubo radiacion solar y debio haber una gran perdida de calor a traves de evaporacion y conduccion (terminos proporcionales a la intensidad del viento llamados tambien flujos turbulentos) y la re-irradiacion de calor por medio de ondas largas que se mantuvieron relativamente constantes alrededor de todo del ano (Garces-Vargas & Abarca del Rio, 2012). Esto habria causado que la capa superficial se redujera drasticamente, a diferencia de la capa inferior (la que no ha sido afectada por la interaccion oceanoatmosfera), que se mantiene aproximadamente con la misma temperatura ya que no se mezcla con la superior debido a la intensa estratificacion senalada anteriormente. Ambos procesos ocasionarian la inversion termica.

En septiembre, la situacion tambien fue parecida; sin embargo, la cuna salina ingreso solo hasta la mitad del estuario (5 km desde la boca), debido a que el caudal era mas alto y los vientos mas debiles que en junio, provenientes principalmente del oeste. Esta situacion provoco una inversion termica menos evidente debido a que tambien hubo una mayor radiacion solar y una menor perdida de calor por flujos turbulentos (menor intensidad del viento). Estas inversiones termicas se han observado tanto en aguas costeras influenciadas por rios como en estuarios. Asi, por ejemplo se ha evidenciado en Chile central (bahia de Dichato, 30[grados]30'S), donde existe una fuerte estratificacion de la columna de agua debido al aporte de los rios Itata y Biobio en invierno (Sobarzo et al., 2007), y en el estuario de Pontevedra (clasificado como parcialmente mezclado) en la misma estacion del ano (Alvarez et al., 2003).

En enero el estuario se comporto como parcialmente mezclado. La influencia de agua salada llego hacia el interior debido a que el caudal del rio fue mucho menor que en septiembre y junio. Lo mas probable es que el viento, que favorecio el transporte de Ekman hacia fuera de la costa, impidio que esta influencia salina haya llegado mas hacia adentro. La intensa radiacion solar y una menor perdida de calor por flujos turbulentos permitieron que la temperatura superficial fuera mayor que la del fondo.

En abril, cuando el estuario se clasifico como parcialmente mezclado, la descarga del rio fue la menor, con la estratificacion vertical mas debil que en los otros meses analizados. Ademas, un mayor transporte de Ekman hacia afuera de la costa permitio que la influencia de agua salina (isohalina de 30) solo llegara hasta alrededor de los 6 km de la boca del estuario. Igualmente, debido a que la radiacion solar disminuyo drasticamente y hubo una mayor perdida de calor por flujos turbulentos, la temperatura superficial fue ligeramente superior a la del fondo.

Durante abril se produjeron los mayores cambios en la estructura termohalina entre la llenante y vaciante relacionadas con la drastica disminucion del caudal del rio. Durante la marea llenante el agua proveniente del mar invadio gran parte de la columna de agua, ingresando mas hacia el interior que en cualquier otra estacion del ano, llegando a ingresar mas alla del rio Cutipay (14 km de la boca), donde se registraron salinidades promedios en la columna de agua de 31,9 (figura mostrada). Por esta razon, el rango de salinidad fue estrecho y la columna de agua bastante homogenea, con una pequena estratificacion vertical superficial. Sin embargo, durante la vaciante, se observo un frente halino que abarco toda la columna de agua, desde la parte media hasta el interior del estuario (10 km de la boca). Este frente se formo debido al retroceso del agua de mar y al avance del rio hasta la parte media. En este sentido es importante destacar que si se caracteriza el estuario por la marea existente, durante la llenante seria parcialmente mezclada y en la vaciante desde el interior hasta 4 km de la boca seria totalmente mezclado y de ahi en adelante parcialmente mezclado.

Ibanez et al. (1997) postulo que existen dos tipos de estuarios de cuna salina y considera como factor determinante la descarga del rio. En el primer tipo, un regimen de cuna salina se establece cuando el caudal del rio es bajo, mientras que cuando el flujo es alto la cuna se elimina por el arrastre y el estuario se convierte en un rio. En el segundo tipo, una cuna de sal se establece cuando el caudal del rio es alto, mientras que un estuario parcialmente mezclado se desarrolla cuando el flujo es bajo. Desde este punto de vista, el estuario del rio Valdivia perteneceria al segundo tipo y se ajusta a su caracteristica micromareal, parecido al comportamiento del estuario del Rio de la Plata (Meccia, 2008). A diferencia de otros estuarios de cuna salina que, en su mayoria, son del primer tipo, como el estuario de Yura en Japon (Kasai et al., 2010), Ebro y Rhone en Espana y Francia, respectivamente (Ibanez et al., 1997), Strymon en el norte de Grecia (Haralambidou et al., 2010) y Douro en Portugal (Vieira & Bordalo, 2000).

El hecho que el estuario del rio Valdivia sea clasificado como de cuna salina, discrepa con el estudio realizado anteriormente por Pino et al. (1994), quienes mencionaron que el estuario es parcialmente mezclado, especificamente del "Tipo 2b" de acuerdo al diagrama de circulacion-estratificacion de Hansen & Rattray (1966). Esto se deberia a que los muestreos realizados por estos autores, correspondieron a un sector muy pequeno dentro del estuario y para una sola estacion del ano. Asi, ellos establecieron una seccion transversal con tres estaciones en la desembocadura del rio Valdivia (aproximadamente en la posicion de la estacion 5 de la Figura 1) durante 12,5 h de un dia de diciembre de 1990. Para establecer si la metodologia empleada para la clasificacion del estuario obtenida por Pino et al. (1994) difiere de la obtenida en la presente investigacion, se calculo el parametro de mezcla (Ecuacion 1) de acuerdo a los perfiles promedios durante el ciclo de la marea mostrados por ellos (su figura 6). El parametro de mezcla vario entre 0,75 y 0,91, lo que efectivamente concuerda con la clasificacion de parcialmente mezclado. Una explicacion posible de que en esa estacion del ano sea parcialmente mezclado es que durante diciembre de 1990 el caudal fue cercano a la mitad de su promedio mensual climatologico segun los registros de la DGA. Esto correspondio aproximadamente al promedio climatologico de otono, donde los resultados muestran que el estuario del rio Valdivia se comporta como un estuario parcialmente mezclado.

Cabe considerar que, si la descarga del rio fuese afectada por condiciones anomalas (sequia o inundaciones) o antropogenicas, el estuario podria tener variaciones en la estratificacion vertical. Sin embargo, en este estudio, las mediciones hidrograficas se realizaron cuando la descarga del rio presento valores cercanos a sus promedios a largo plazo dentro de las desviaciones estandar (Fig. 2), por lo tanto, corresponderia a la dinamica normal del estuario.

Como se desprende de este trabajo, existe amplia variabilidad de las condiciones hidrograficas y por tanto es necesario un estudio similar durante la fase de cuadratura para ver si las variaciones en las condiciones hidrograficas y estratificacion son tan marcadas como las que se evidenciaron durante la fase de sicigia. Ademas, es importante realizar otras investigaciones que consideren el rol de grandes eventos de surgencia inducidos por el viento, donde se espera cambios en la circulacion y las propiedades termohalinas como se ha visto en otros estuarios micromareales (e.g., estuario de Pontevedra, De Castro et al., 2000; Alvarez et al., 2003).

CONCLUSIONES

El estuario del rio Valdivia es un sistema dinamico, cuyas propiedades termohalinas variaron estacionalmente debido a las variabilidad del caudal del rio y los forzantes atmosfericos y oceanicos, que causaron que su estratificacion cambie como se observa tambien en estuarios de otras latitudes (e.g., estuarios del rio Rhone y Ebre, Ibanez et al., 1997). Si bien, la marea modifica la estructura de la columna de agua, los cambios mas radicales se relacionaron con la variabilidad estacional del caudal del rio, especificamente cuando fue menor. En primavera e invierno, el estuario se comporto como de cuna salina cuando la cuenca recibio los mayores caudales, mientras que en verano y otono se comporto como parcialmente mezclado cuando la cuenca recibio los menores caudales.

DOI: 103856/vol41-issue1-fulltext-9

AGRADECIMIENTOS

Esta investigacion fue financiada por el proyecto DID S-2009-41 de Jose Garces-Vargas. Se agradece al proyecto FIP No. 2000-29 a traves del INPESCA por haber proporcionado los datos hidrograficos y a la DGA por haber facilitado los datos de caudal.

REFERENCIAS

Alvarez, I., M. De Castro, R. Prego & M. Gomez-Gesteira. 2003. Hydrographic characterization of a winter-upwelling event in the Ria of Pontevedra (NW Spain). Estuar. Coast. Shelf Sci., 56(3-4): 869-876.

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Received: 18 April 2012; Accepted: 24 January 2013

Jose Garces-Vargas (1), Marcela Ruiz (1,2), Luis Miguel Pardo (1) Sergio Nunez (3) & Ivan Perez-Santos (4,5)

(1) Instituto de Ciencias Marinas y Limnologicas, Laboratorio Costero Calfuco Facultad de Ciencias, Universidad Austral de Chile, P.O. Box 5090000, Valdivia, Chile

(2) Servicio Nacional de Pesca, P.O. Box 5110562, Valdivia, Chile

(3) Instituto de Investigacion Pesquera, P.O. Box 4270789, Talcahuano, Chile

(4) Departamento de Oceanografia, Universidad de Concepcion, Campus Concepcion Victor Lamas 1290, P.O. Box 160-C, Concepcion, Chile

(5) Centro COPAS Sur-Austral, Universidad de Concepcion, Campus Concepcion Victor Lamas 1290, P.O. Box 160-C, Concepcion, Chile
Tabla 1. Detalle de los periodos y estaciones hidrograficas.

Estacion        Fecha de muestreo     Numero de estaciones

             Llenante     Vaciante    Llenante   Vaciante

Primavera   23-09-2000   23-09-2000      4          4
Verano      13-01-2001   12-01-2001      5          5
Otono       09-04-2001   08-04-2001      5          5
Invierno    28-06-2001   29-06-2001      6          4

Tabla 2. Estadistica de los muestreos hidrograficos estacionales
realizados en el estuario del rio Valdivia (2000-2001).

Campanas/parametros   Temperatura      Salinidad
                      ([grados]C)

Septiembre 2000
Promedio                  10,8           23,6
Maximo                    11,0           33,0
Desviacion estandar   [+ o -] 0,1   [+ o -] 12,0
Enero 2001
Promedio                  15,3           24,1
Maximo                    17,3           33,9
Desviacion estandar   [+ o -] 1,5   [+ o -] 11,0
Abril 2001
Promedio                  11,1           32,1
Maximo                    13,3           34,3
Desviacion estandar   [+ o -] 0,7   [+ o -] 3,3
Junio 2001
Promedio                  10,8           18,9
Maximo                    11,6           32,8
Desviacion estandar   [+ o -] 0,5   [+ o -] 13,7

Campanas/parametros   Densidad (kg    Frecuencia de
                       [m.sup.-3])      boyantes
                                         (ciclos
                                       [h.sup.-1])

Septiembre 2000
Promedio                  17,9            58,3
Maximo                    25,3            331,9
Desviacion estandar   [+ o -] 9,3    [+ o -] 63,6
Enero 2001
Promedio                  17,5            45,7
Maximo                    25,6            168,2
Desviacion estandar   [+ o -] 8,7    [+ o -] 41,4
Abril 2001
Promedio                  24,5            24,6
Maximo                    26,3            131,3
Desviacion estandar   [+ o -] 2,6    [+ o -] 26,5
Junio 2001
Promedio                  14,3            62,0
Maximo                    25,0            232.0
Desviacion estandar   [+ o -] 10,6   [+ o -] 58,2
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Author:Garces-Vargas, Jose; Ruiz, Marcela; Pardo, Luis Miguel; Nunez, Sergio; Perez-Santos, Ivan
Publication:Latin American Journal of Aquatic Research
Date:Mar 1, 2013
Words:6813
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