Calidad de la Columna de Agua Hidrografía

Código: 17IIPBB-74680

Centro Regional de Estudios Ambientales Universidad Católica de la Santísima Concepción

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Calidad de la Columna de Agua

Hidrografía

introducción

Metodología

Para la caracterización de las condiciones hidrográficas de la columna de agua de Bahía

Concepción, se consideró un diseño de muestreo fijo compuesto por ocho (08) estaciones

de muestreo (Figura 3.2.1). En cada uno de estos puntos, se realizaron lances verticales con

una sonda oceanográfica CTDO Sea-Bird 19-Plus, con la finalidad de evaluar a través de

mediciones continuas los parámetros: temperatura (°C), salinidad (psu), densidad (t),

fluorescencia (u.r.) y oxígeno disuelto (ml*L-1). Complementariamente a estos lances

verticales, la transparencia de la columna de agua fue evaluada in situ a través de la

determinación de la profundidad del disco de Secchi.

Debido a la variabilidad ambiental propia del área de estudio, la temporalidad de las

campañas de muestreo desarrolladas en Bahía Concepción fue estacional (verano, otoño,

invierno y primavera), desarrollándose estas entre los meses de enero a noviembre del año

2018. En cada una de estas caracterizaciones hidrográficas (campañas estacionales), los

puntos de muestreo fueron geoposicionados con un GPS considerando para ello el sistema

de coordenadas geográficas UTM y Datum WGS 1984. La Tabla 3.3.1, entrega la información

espacial y temporal asociada a cada uno de los puntos y campañas de muestreo evaluados.

Tabla 0.1. Referencia espacial y temporal de las estaciones de muestreo realizadas en la caracterización hidrográfica de Bahía Concepción. Proyecto IP-BC.

Estaciones Latitud

(Sur) Longitud (Oeste)

Verano 2018

Otoño 2018

Invierno 2018

Primavera 2018

E1 36°36,68’ 73°0,89’ 03/01 - 09:56 30/05 - 12:05 29/08 - 10:21 29/11 - 11:00

E2 36°38,13’ 73°4,71’ 03/01 - 13:33 30/05 - 11:12 29/08 - 09:39 29/11 - 10:20

E3 36°38,69’ 73°1,22’ 03/01 - 12:09 30/05 - 13:48 29/08 - 11:25 29/11 - 12:25

E4 36°37,46’ 72°58,43’ 03/01 - 11:07 30/05 - 12:57 29/08 - 10:55 29/11 - 11:40

E5 36°41,52’ 73°4,65’ 04/01 - 11:44 30/05 - 10:40 29/08 - 08:50 29/11 - 09:24




Estaciones Latitud

(Sur) Longitud (Oeste)

Verano 2018

Otoño 2018

Invierno 2018

Primavera 2018

E6 36°41,03’ 73°2,03’ 03/01 - 14:49 30/05 - 25:38 29/08 - 11:55 29/11 - 13:10

E7 36°42,01’ 73°0,17’ 03/01 -15:38 30/05 - 15:22 29/08 - 12:25 29/11 - 13:43

E8 36°43,09’ 73°3,70’ 04/01 - 10:51 30/05 - 16:12 29/08 - 13:03 29/11 - 14:22 Fuente: elaboración propia.

Fuente: elaboración propia.

Figura 0.1. Grilla de muestreo para el levantamiento de Línea de base ambiental. Comunas de Talcahuano, Penco y Tomé. Proyecto IP-BC. Se indican los puntos de monitoreo de agua E-1 - E-8.




Complementariamente con los lances hidrográficos, se realizaron además en cada una

de las campañas, recolecciones de muestras de agua de mar a profundidades discretas

utilizando botellas oceanográficas Niskin General Oceanics de 5L de capacidad para la

posterior determinación química en el laboratorio de los parámetros oxígeno disuelto y la

clorofila-a (Parson et al., 1984), lo anterior permitió generar curvas de calibración para

validar la información proveniente desde los respectivos sensores del CTDO. La información

recolectada a través de la sonda hidrográfica fue posteriormente procesada de acuerdo al

protocolo estándar recomendado por el fabricante en el manual SBE Data Processing for

Windows (Data Processing Software1).

Una vez validada la información hidrográfica, se procedió a tabular la información por

crucero o campaña, indicando la estadística básica; es decir: promedio, desviación estándar

y rango asociado. Gráficamente se confeccionaron perfiles verticales promedios por

campaña para cada uno de los parámetros hidrográficos evaluados, así como una transecta

o sección hidrográfica para representar la posible variación espacial de los parámetros

monitoreados considerando el eje mayor de la bahía; esto es: desde el sector más costero

hacia la boca grande, estaciones E-08, E-06, E-03 y E-01.

Además, se confeccionaron diagramas o conjunto de curvas T-S con la finalidad de

identificar las posibles masas de agua que se encuentran presentes en el área de estudio.

El análisis de la información fue realizado utilizando el programa de libre distribución R (R

Core Team, 2017), en tanto que las secciones hidrográficas fueron confeccionadas con el

software Surfer versión 9.11.

1 http://www.seabird.com/products/ModelList.htm

http://www.seabird.com/products/ModelList.htm

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Resultados

Perfiles verticales promedios

Temperatura

Durante el período estival (enero 2018), térmicamente la columna de agua de Bahía

Concepción se caracterizó por la presencia de aguas >12°C en el estrato superficial (1

metro), una termoclina identificable se extendió hasta aproximadamente los 12 m de

profundidad, mientras bajo este estrato se observa el predominio de una tendencia

monotónicamente descendente de este parámetro hacia los estratos más profundos (e.g.

25 m), identificándose cercano al fondo aguas con temperaturas centradas en torno a los

10,192 °C (Figura 3.3.2a; Tabla 3.3.2). En tanto, durante el período de otoño (mayo 2018),

los primeros 5 m de la columna de agua exhibieron registros térmicos comparativamente

más bajos que los reportados durante el período estival, se destaca además la presencia de

una columna de agua altamente homogénea con la profundidad sin la estratificación propia

del período estival, así mientras a nivel superficial (1 metro) los registros térmicos descritos

en Bahía Concepción fluctuaron entre los 11,925°C y los 12,616°C; sin embargo hacia los

estratos más profundos, (e.g. 25m de profundidad), se describieron aguas

comparativamente más cálidas que las descritas previamente durante el verano, abarcando

entre los 12,352°C y los 12,553°C (Figura 3.3.2a; Tabla 3.3.2).

Durante el período invernal (agosto 2018), los registros térmicos obtenidos fueron

comparativamente más bajos que los descritos previamente en la campaña de otoño (mayo

2018), verticalmente se destaca la presencia de una tendencia levemente descendente con

la profundidad, con una escasa variabilidad entre los distintos puntos de muestreo. A nivel

superficial (1 metro), térmicamente las aguas fluctuaron entre los 11,469°C y los 11,674°C

mientras que, a los 25 metros de profundidad, los rangos térmicos descritos oscilaron entre

los 10,620 °C y un máximo de 11,090 °C (Figura 3.3.2a; Tabla 3.3.2).

Por su parte, durante el período de primavera (noviembre 2018), los registros térmicos

exhibieron un ascenso respecto de lo descrito previamente durante el período invernal (1

metro: 12,197°C - 12,602°C), especialmente en los primeros 15 m de la columna de agua

donde además se destaca en la distribución vertical de este parámetro un mayor grado de




estratificación; sin embargo, bajo este estrato, este parámetro presentó una tendencia

monotónicamente descendente con la profundidad, identificándose a los 25 m de

profundidad aguas centradas en torno a los 10,811°C (Figura 3.3.2a; Tabla 3.3.2).

Salinidad

En cuanto a los registros asociados a la salinidad, en Bahía Concepción durante la

campaña de verano (enero 2018) se observó el predominio de una distribución vertical

relativamente homogénea respecto de la profundidad, quedando toda la columna de agua

bien caracterizada por registros salinos en torno a los 34,5 psu (Figura 3.3.2b, Tabla 3.3.2).

Sin embargo, durante la campaña de otoño (mayo 2018), predominaron en toda el área de

estudio salinidades comparativamente más bajas que las descritas previamente durante el

verano, identificándose además en la distribución vertical de este parámetro la existencia

de una marcada haloclina que se situó aproximadamente en los primeros 6 m de la columna

de agua, mientras a nivel superficial (1 metro) los registros salinos exhibieron una notoria

variabilidad entre los diversos puntos de muestreo (32,223 psu - 33,516 psu), hacia los

estratos de fondo, toda el área de estudio quedó bien caracterizada por registros en torno

a los 33,9 psu (Figura 3.3.2b, Tabla 3.3.2).

Durante el período de invierno (agosto 2018), aunque los registros salinos reportados en

toda el área de estudio fueron comparativamente mayores que los descritos previamente

durante la campaña de otoño (mayo 2018), verticalmente también se detectó la existencia

de una columna estratificada aunque en menor medida, con una haloclina más débil se

extendió hasta aproximadamente los 12 m de profundidad, mientras que bajo este estrato,

predominó una tendencia monotónicamente ascendente de este parámetro con la

profundidad (1 metro: 33,780 psu - 34,056 psu ; 25 metros: 34,519 psu - 34,565 psu; Figura

3.3.2b, Tabla 3.3.2).

Durante el período de primavera (noviembre 2018), la salinidad de la columna de agua

de Bahía Concepción exhibió magnitudes y una distribución vertical similar a la descrita

previamente durante el período estival (enero 2018), esto es, un comportamiento

relativamente homogéneo tanto entre los puntos de muestreo como en la distribución




vertical, en este contexto mientras a nivel superficial (1 metro) se registraron magnitudes

en torno a los 34,377 psu, a los 25 m de profundidad, el área de estudio quedó bien

caracterizada por aguas centradas en torno a los 34,548 psu (Figura 3.3.2b, Tabla 3.3.2).

a)

b)


Figura 0.2. Perfiles verticales promedio de: a) temperatura (°C) y b) salinidad (psu) por campaña de monitoreo. Proyecto IP-BC.

Densidad

La densidad del agua de mar en Bahía Concepción, durante la campaña de verano (enero

2018), exhibió una distribución vertical ascendente, con una picnoclina que se situó entre

la superficie y aproximadamente los 10 m de profundidad mientras que, hacia los estratos




más profundos, este parámetro evidenció una tendencia monotónicamente ascendente

respecto de la profundidad, quedando los estratos más profundos (25m) bien

caracterizados por densidades en torno a los 26,559 t (Figura 3.3.3a, Tabla 3.3.2). En el

monitoreo de otoño (mayo 2018), en general se observó en toda el área de estudio la

presencia de registros comparativamente más bajos que los reportados previamente

durante el verano 2018; sin embargo, verticalmente este parámetro también presentó

picnoclinas que se situaron aproximadamente en los primeros 10 m de la columna de agua,

predominando hacia los niveles de fondo una tendencia relativamente homogénea

respecto de la profundidad, quedando los estratos más profundos del área de estudio (25

m) bien caracterizados por magnitudes en torno a los 25,708 t (3.3.3a, Tabla 3.3.2).

En la campaña de invierno (agosto 2018), la densidad del agua de mar del área de estudio

exhibió una columna de agua con magnitudes mayores que las reportadas durante la

campaña precedente (mayo 2018), verticalmente la densidad presentó una tendencia

ascendente con la profundidad, con una picnoclina identificable que se extendió hasta

aproximadamente los 12 m de profundidad, bajo este estrato, los registros de densidad

evidenciaron una escasa variabilidad con la profundidad, quedando los estratos más

profundos bien caracterizados por registros en torno los 26,4 t (Figura N°3.3.3a, Tabla

3.3.2).

Durante la campaña de primavera (noviembre 2018), los primeros 5 m de la columna de

agua presentaron registros comparativamente mayores que los que caracterizaron a la

campaña de invierno (agosto 2018), quedando estos estratos bien definidos por registros

>26 t. Verticalmente en esta última campaña (primavera), la densidad del agua de mar en

Bahía Concepción presentó una tendencia levemente ascendente con la profundidad, así

mientras a los 5 m las aguas se encontraron centradas en torno a los 26,190 t, los estratos

más profundos (25 m) quedaron bien definidos por registros en torno a los 26,458 t (Figura

3.3.3a, Tabla 3.3.2).




Oxígeno Disuelto

El análisis de la concentración de oxígeno disuelto en Bahía Concepción durante el

período de verano (enero 2018), reveló a nivel superficial (1 m) el predominio de aguas bien

oxigenadas con registros en torno a los 5,6 ml*L-1, verticalmente destacó el predominio de

una tendencia marcadamente descendente con la profundidad, con una oxiclina

identificable que se extendió desde el nivel superficial hasta aproximadamente los 12 m de

profundidad, identificándose bajo este estrato, la presencia de aguas pobres de oxígeno

disuelto < 1 ml*L-1 (Figura 3.3.3b, Tabla 3.3.2). Por su parte, durante el monitoreo de otoño

(mayo 2018), el área de estudio presentó aguas comparativamente más oxigenadas que las

descritas en la campaña precedente (verano), mientras a nivel superficial (1 m) el área de

estudio exhibió registros que fluctuaron entre los 5,08 ml*L-1 y los 5,83 ml*L-1, bajo este

estrato el oxígeno disuelto presentó una tendencia monotónicamente descendente con la

profundidad; sin embargo, no se identificó la presencia de las oxiclinas que caracterizaron

al período estival, quedando los niveles de fondo (25 m) del área de estudio bien

caracterizados por concentraciones en torno a los 4,84 ml*L-1 (Figura 3.3.3b, Tabla 3.3.2).

En la campaña de invierno (agosto 2018), los niveles de oxígeno disuelto en toda la

columna de agua fueron comparativamente más bajos que los descritos previamente

durante el período de otoño (mayo), verticalmente destacó el predominio de una tendencia

descendente con la profundidad, una oxiclina identificable se extendió hasta

aproximadamente los 15 m mientras que, bajo este estrato, se observó una tendencia

monotónicamente descendente con la profundidad. Así mientras a nivel superficial (1 m)

los registros de oxígeno disuelto fluctuaron entre los 4,84 ml*L-1 y los 5,53 ml*L-1, a 25 m

de profundidad, las concentraciones de oxígeno fueron más bajas, abarcando entre los 2,24

ml*L-1 y los 2,70 ml*L-1 (Figura 3.3.3b; Tabla 3.3.2).

Durante la campaña de primavera (noviembre 2018), nuevamente se observó un

descenso en los niveles de oxígeno disuelto en toda la columna de agua, y aunque en

términos generales este parámetro mantuvo un comportamiento verticalmente

descendente con la profundidad, la estratificación fue más marcada que la descrita

previamente para la campaña de invierno, así durante noviembre 2018 se observó la




existencia de una marcada oxiclina que se extendió desde el nivel superficial hasta

aproximadamente los 14 m y si bien a nivel superficial (1 m) dominaron aguas relativamente

bien oxigenadas (promedio: 4,18 ml*L-1), aguas con magnitudes de oxígeno disuelto < 1

ml*L-1 se encontraron bajo los 15 m de profundidad. (Figura 3.3.3b; Tabla 3.3.2)

a)

b)


Figura 0.3. Perfiles verticales promedios de: a) densidad (t) y b) oxígeno disuelto (ml * L-1) por campaña de monitoreo. Proyecto IP-BC.

clorofila-a

La concentración de clorofila-a en Bahía Concepción durante la campaña de verano

(enero 2018), presentó en los primeros 15 m de la columna de agua el amplio predominio

de registros > 5mg*m-3, con máximos subsuperficiales que se situaron preferentemente




entre los 3m y los 10m de profundidad y que alcanzaron concentraciones máximas

puntuales de 35,76mg*m-3 a los 5 m de profundidad. Bajo estos máximos subsuperficiales,

los niveles de clorofila-a descienden notoriamente con la profundidad, quedando los

estratos más profundos (25 m) bien caracterizados por magnitudes en torno a los

1,34mg*m-3 (Figura 3.3.4a; Tabla 3.3.2). En tanto, durante las campañas de otoño (mayo

2018), invierno (agosto 2018) y primavera (noviembre 2018), toda el área de estudio

presentó niveles de clorofila-a que fueron comparativamente más bajos que los reportados

previamente durante la campaña estival (verano 2018), además verticalmente este

parámetro exhibió el predominio de una tendencia altamente homogénea respecto de la

profundidad, no se identificó la existencia de máximos de clorofila-a subsuperficiales,

quedando toda la columna de agua para el período mayo-noviembre 2018 bien

caracterizada por registros < 4mg*m-3 (Figura 3.3.4a; Tabla 3.3.2).

pH

El pH registrado en la columna de agua de Bahía Concepción durante el año 2018 fluctuó

entre 7,04 - 7,98, agrupando los resultados por campaña de monitoreo, es posible indicar

que durante el verano (enero 2018) el pH exhibió el predominio de un patrón de

distribución descendente con la profundidad, mientras en superficie (1 m) los resultados

fluctuaron entre los 7,77 y los 7,98, hacia los 25 m de profundidad se verificó un rango de

variación menor, el que abarcó entre los 7,39 y los 7,43. Durante el período de otoño (mayo

2018), la columna de agua presentó registros comparativamente más bajos que los

descritos durante el verano, verticalmente se observó una distribución relativamente

homogénea con la profundidad, así a nivel superficial (1 m) se identificaron magnitudes que

fluctuaron entre los 7,10 a un máximo de 7,29, en tanto que hacia los niveles más profundos

(e.g. 25 m), se detectaron magnitudes entre 7,12 a 7,25 (Figura 3.3.4b; Tabla 3.3.2).

En las campañas de invierno (agosto 2018) y primavera (noviembre 2018), los registros

de pH obtenidos en la columna de agua de Bahía Concepción fueron comparativamente

más altos que los descritos durante el estudio de mayo 2018 (otoño), evidenciándose

además en estas últimas campañas una mayor variabilidad del pH respecto de la

profundidad. Mientras durante el período de invierno (agosto 2018) el pH se caracterizó




por una tendencia descendente con la profundidad (1 m: 7,75 ± 0,04; 25 m: 7,48 ± 0,02), en

la campaña de primavera (noviembre 2018), este parámetro exhibió el predominio de una

tendencia inversa a la descrita previamente, encontrándose los mayores registros de esta

campaña asociados a los niveles de fondo (1 m: 7,31 ± 0,08; 25 m: 7,58; Figura 3.3.4b; Tabla

3.3.2).

a)

b)


Figura 0.4. Perfiles verticales promedios de: a) clorofila-a (mg*m-3) y b) pH por campaña de monitoreo. Proyecto IP-BC.




Tabla 0.2. Estadística básica para los parámetros temperatura (°C), salinidad (psu),

densidad (t), oxígeno disuelto (ml*L-1), clorofila-a (mg*m-3) y pH, por estrato y campaña.

Se indica valor promedio desviación estándar y el rango asociado. Proyecto IP-BC.

Estrato Temperatura (°C)

Salinidad (psu)

Densidad

(t)

Oxígeno (ml*L-1)

Clorofila-a (mg*m-3)

pH

Verano (enero 2018)

1 13,006 0,712

(12,480 - 14,643) 34,443 0,054

(34,364 - 34,529) 25,957 0,146

(25,613 - 26,062) 5,61 0,52 (4,61 - 6,19)

8,90 3,19 (5,09 - 12,92)

7,89 0,07 (7,77 - 7,98)

5 11,577 0,826

(10,394 - 12,967) 34,482 0,039

(34,408 - 34,528) 26,272 0,170

(26,038 - 26,501) 3,59 1,69 (0,68 - 5,68)

16,31 9,33 (4,72 - 35,76)

7,76 0,11 (7,56 - 7,94)

10 10,567 0,392

(10,158 - 11,165)

34,506 + 0,008 (34,496 - 34,516)

26,467 0,073 (26,361 - 26,547)

1,44 0,75 (0,89 - 2,63)

11,44 5,94 (5,77 - 23,31)

7,56 0,10 (7,46 - 7,72)

20 10,220 0,061

(10,161 - 10,319) 34,526 0,010

(34,510 - 34,535) 26,544 0,011

(26,527 - 26,553) 0,87

4,33 3,21 (1,53 - 8,57)

7,42 0,04 (7,38 - 7,47)

25 10,192 0,009

(10,186 - 10,198) 34,538 0,003

(34,536 - 34,540) 26,559 0,004

(26,556 - 26,561) 0,87

1,34 0,43 (1,03-1,64)

7,41 0,03 (7,39 - 7,43)

Otoño (mayo 2018)

1 12,323 0,247

(11,925 - 12,616) 32,844 0,403

(32,223 - 33,516) 24,854 0,310

(24,317 - 25,339) 5,60 0,24 (5,08 - 5,83)

1,70 0,75 (0,82 - 3,15)

7,23 0,06 (7,10 - 7,29)

5 12,434 0,096

(12,274 - 12,511) 33,558 0,241

(33,148 - 33,809) 25,386 0,172

(25,098 - 25,576) 5,27 0,39 (4,61 - 5,57)

2,31 0,67 (1,16 - 3,43)

7,21 0,07 (7,06 - 7,26)

10 12,485 0,054

(12,389 - 12,566) 33,825 + 0,075

(33,733 - 33,930) 25,584 0,055

(25,511 - 25,671) 5,09 0,52 (4,32 - 5,52)

1,82 0,75 (0,57 - 2,64)

7,21 0,09 (7,05 - 7,27)

20 12,471 0,073

(12,378 - 12,553) 33,921 0,015

(33,912 - 33,943) 25,661 0,009

(25,653 - 25,673) 5,11 0,26 (4,75 - 5,32)

1,82 0,49 (1,55 - 2,56)

7,21 0,05 (7,15 - 7,26)

25 12,449 0,100

(12,352 - 12,553) 33,975 0,036

(33,937 - 34,008) 25,708 0,026

(25,680 - 25,731) 4,84 0,33 (4,47 - 5,11)

2,04 0,70 (1,48 - 2,82)

7,19 0,07 (7,12 - 7,25)

Invierno (agosto 2018)

1 11,578 0,073

(11,469 - 11,674) 33,868 0,086

(33,780 - 34,056) 25,789 0,065

(25,735 - 25,934) 5,25 0,28 (4,84 - 5,53)

1,49 0,29 (1,01 - 1,95)

7,75 0,04 (7,70 - 7,79)

5 11,411 0,132

(11,263 - 11,654) 34,036 0,152

(33,863 - 34,259) 25,951 0,134

(25,771 - 26,151) 4,76 0,43 (4,15 - 5,26)

2,02 0,43 (1,49 - 2,76)

7,70 0,05 (7,63 - 7,77)

10 11,168 0,067

(11,068 - 11,254)

34,313 + 0,071 (34,186 - 34,394)

26,211 0,056 (26,108 - 26,262)

3,54 0,37 (3,18 - 4,22)

1,69 0,58 (0,88 - 2,48)

7,59 0,04 (7,55 - 7,66)

20 11,005 0,136

(10,785 - 11,107) 34,548 0,037

(34,506 - 34,583) 26,423 0,048

(26,372 - 26,481) 2,39 0,25 (2,21 - 2,80)

0,45 0,34 (0,12 - 0,92)

7,48 0,02 (7,46 - 7,51)

25 10,886 0,241

(10,620 - 11,090) 34,547 0,024

(34,519 - 34,565) 26,443 0,060

(26,385 - 26,505) 2,45 0,23 (2,24 - 2,70)

0,33 0,21 (0,12 - 0,53)

7,48 0,02 (7,47 - 7,50)

Primavera (noviembre 2018)

1 12,384 0,159

(12,197 - 12,602) 34,377 0,094

(34,159 - 34,452) 26,031 0,090

(25,844 - 26,126) 4,18 0,82 (3,17 - 5,44)

0,41 0,10 (0,27 - 0,53)

7,31 0,08 (7,18 - 7,40)

5 11,802 0,270

(11,433 - 12,111) 34,438 0,022

(34,405 - 34,473) 26,190 0,066

(26,114 - 26,286) 3,43 1,05 (1,98 - 4,69)

0,74 0,40 (0,34 - 1,37)

7,35 0,08 (7,27 - 7,46)

10 11,425 0,362

(10,949 - 11,831)

34,469 + 0,034 (34,437 - 34,522)

26,284 0,093 (26,184 - 26,413)

2,18 0,85 (1,04 - 3,12)

0,84 0,62 (0,32 - 1,98)

7,45 0,06 (7,37 - 7,53)

20 10,879 0,059

(10,818 - 10,939) 34,532 0,014

(34,519 - 34,546) 26,433 0,021

(26,414 - 26,455) 0,92 0,12 (0,80 - 1,03)

0,32 0,04 (0,29 - 0,38)

7,55 0,02 (7,54 - 7,57)

25 10,811 34,548 26,458 0,80 0,30 7,58





Secciones hidrográficas

Las condiciones hidrográficas de la columna de agua considerando la variabilidad

espacial asociada al eje mayor de la bahía; esto es desde el sector costero hacia la boca

grande de la bahía (estaciones E-08, E-06, E-03 y E-01), son presentadas en las Figura 3.3.5

a la Figura 3.3.10.

La totalidad de los parámetros hidrográficos monitoreados presentaron notables

variaciones tanto temporales (entre las campañas de monitoreo: verano – otoño – invierno

- primavera) como espaciales (entre las estaciones de muestreo), situación que se explicaría

principalmente por las fluctuaciones estacionales propias de los ambientes de latitudes

medias y por los cambios batimétricos característicos de esta bahía.

Temperatura

En cuanto a la variabilidad temporal de la temperatura, durante la campaña de verano

(enero 2018) es posible identificar la existencia de una columna de agua térmicamente

estratificada con un amplio rango de variabilidad (<10,5 °C – >13 °C), mientras que durante

las campañas de otoño (mayo 2018: 12 °C – 12,5 °C) e invierno (agosto 2018: 10,6°C – 11,7

°C) este parámetro presentó una distribución verticalmente más homogénea, se observó

un incremento en la estratificación y en la magnitud de los registros térmicos durante la

campaña de primavera (noviembre 2018: 10,8 °C – 12,4 °C). Se destaca además durante las

campañas de verano (enero 2018) y primavera (noviembre 2018), bajo los 13 m de

profundidad la intrusión desde el sector de la boca grande (estación E-01) de aguas

comparativamente más frías (<11°C) que llegan hasta aproximadamente unos 6,2 km desde

la costa (estación E-06; Figura 3.3.5).




a) b)

c) d)


Figura 0.5. Secciones hidrográficas de temperatura (°C) por campaña de monitoreo. a) verano, b) otoño, c) invierno y d) primavera. Proyecto IP-BC.

Salinidad

La salinidad, durante las campañas de verano (enero 2018) y primavera (noviembre

2018) exhibió una columna de agua más bien homogénea, quedando toda el área de estudio

bien caracterizada por magnitudes centradas en torno a los 34,5 psu, mientras que durante

las campañas de otoño (mayo 2018) e invierno (agosto 2018), los primeros 10 m de la

columna de agua evidenciaron la existencia de haloclinas producto de la intrusión variable

de las aguas continentales que ingresan al área de estudio, situación que fue especialmente

destacable duranta la campaña de otoño, donde es posible identificar un marcado

gradiente latitudinal, registrándose a nivel superficial aguas de <32 psu en el sector de la

cabecera de la bahía (estación E-08), mientras que hacia la zona de la boca grande (estación

E-01), se reportaron aguas > 33 psu. Bajo los 15 m de profundidad durante la campaña de




otoño predominaron aguas centradas en torno a los 33,8 psu, mientras que hacia el período

de invierno se registraron aguas comparativamente más salinas >34,4 psu (Figura 3.3.6).

a) b)

c) d)


Figura 0.6. Secciones hidrográficas de salinidad (psu) por campaña de monitoreo. a) verano, b) otoño, c) invierno y d) primavera. Proyecto IP-BC.

Densidad

La densidad del agua de mar, expresada como t al ser una variable que depende de

la temperatura y la salinidad, presentó una variabilidad temporal y espacial que se explica

tanto por la estratificación térmica y/o salina estacional, situación que se registra

principalmente en los primeros 10 m de la columna de agua, mientras que bajo los 15 m de

profundidad durante las campañas de verano (enero 2018), invierno (agosto 2018) y

primavera (noviembre 2018) se registraron aguas con densidades >26,4 t las que se

proyectan desde el sector de la boca de la bahía (estación E-01) hacia su interior; en tanto

que durante la campaña de otoño (mayo 2018), no se observó este ingreso de aguas más




densas a través de los estratos más profundos del área de estudio, quedando bien definidos

por aguas en torno a los a 25,6 t (Figura 3.3.7).

a) b)

c) d)


Figura 0.7. Secciones hidrográficas de densidad (t) por campaña de monitoreo. a) verano, b) otoño, c) invierno y d) primavera. Proyecto IP-BC.

Oxígeno Disuelto

El oxígeno disuelto en tanto, aunque se caracterizó por tener en todas las campañas de

observación el predominio de una distribución vertical descendente con la profundidad,

temporalmente exhibió importantes fluctuaciones, mientras que marcadas oxiclinas

situadas especialmente en los primeros 10 m de la columna de agua y con el predominio de

bajos niveles hacia los estratos más profundos caracterizaron a las campañas de verano

(enero 2018: <1 ml*L-1), invierno (agosto 2018: <2,5 ml*L-1) y primavera (noviembre 2018:

<1 ml*L-1), durante el otoño (mayo 2018), la concentración de oxígeno disuelto en Bahía

Concepción presentó una tendencia vertical monotónicamente descendente, sin la

presencia de las marcada clinas anteriormente descritas, así mientras a nivel superficial se




registraron concentraciones >5,5 ml*L-1, bajo los 15 m de profundidad, predominaron

niveles de oxígeno disuelto situados torno a los 4,5 ml*L-1 (Figura 3.3.8).

a) b)

c) d)


Figura 0.8. Secciones hidrográficas de oxígeno disuelto (ml*L-1) por campaña de monitoreo. a) verano, b) otoño, c) invierno y d) primavera. Proyecto IP-BC.

Clorofila a

La sección hidrográfica asociada a la concentración de clorofila-a durante el verano

(enero 2018), se caracterizó por el predominio de registros >8mg*m-3 en los primeros 10 m

de la columna de agua de todo el transecto, con la existencia de máximos puntuales

subsuperficiales asociados a las estaciones E-06 (>18mg*m-3 en los 4,5m), E-03 (>24mg*m-

3 en los 8m) y E01 (>30 mg*m-3 en los 5 m); sin embargo, bajo los 15 m de profundidad, este

parámetro a lo largo de todo el transecto registró una tendencia monotónicamente

descendente con la profundidad, quedando los estratos cercanos al fondo bien

caracterizados por magnitudes <2 mg*m-3. Sin embargo, en el resto de las campañas

realizadas (mayo, agosto y noviembre 2018), los niveles de clorofila-a fueron notablemente

más bajos que los registrados previamente durante la campaña estival, exhibiendo además




este parámetro un patrón de distribución altamente homogéneo con la profundidad,

situación que fue especialmente válida durante la primavera (noviembre 2018), donde todo

el transecto presentó concentraciones de clorofila-a <1 mg*m-3 (Figura 3.3.9).

a) b)

c) d)


Figura 0.9. Secciones hidrográficas de clorofila-a (mg*m-3) por campaña de monitoreo. a) verano, b) otoño, c) invierno y d) primavera. Proyecto IP-BC.

pH

El pH del agua de mar en Bahía Concepción presentó variaciones temporales tanto

en las magnitudes detectadas como en el patrón de distribución respecto de la profundidad.

Mientras durante el período estival (enero 2018) se observó el predominio de una columna

de agua estratificada con un patrón de distribución vertical descendente con la

profundidad, durante la campaña de otoño (mayo 2018), se observó la existencia de una

columna de agua homogénea para este parámetro, con registros que fueron

comparativamente más bajos que los descritos previamente durante el verano; sin

embargo, tanto durante el período de invierno (agosto 2018) como durante la primavera

(noviembre 2018), se registró una mayor variabilidad en los registros del pH respecto de la




profundidad, con magnitudes que fueron mayores que las descritas durante el período de

otoño (mayo 2018), situación que fue especialmente válida durante la campaña de invierno

(agosto 2018). Cabe destacar además que mientras durante la campaña de invierno (agosto

2018) el pH exhibió una tendencia vertical descendente, durante la campaña de primavera

(noviembre 2018) este parámetro evidenció una tendencia levemente ascendente respecto

de la profundidad (Figura 3.3.10).

a) b)

c) d)


Figura 0.10. Secciones hidrográficas de pH por campaña de monitoreo. a) verano, b) otoño, c) invierno y d) primavera. Proyecto IP-BC.




Diagramas T-S

La representación gráfica del conjunto de curvas temperatura – salinidad o diagramas T-

S por periodo de monitoreo 2018 (Figura 3.3.11), reveló la identificación de dos masas de

aguas principales, estas son: Aguas Subantárticas (ASAA) y las Aguas Ecuatoriales

Subsuperficiales (AESS). A nivel superficial se observa que las ASAA durante el período

estival son modificadas principalmente por efecto del calentamiento superficial, mientras

que una notoria influencia de las aguas de origen continental que ingresan a la bahía se

registró durante la campaña de otoño. En tanto, especialmente bajo los 10 m de

profundidad, se registró una mezcla variable entre las ASAA y las AESS que ingresan

subsuperficialmente desde el sector oceánico proyectándose hasta la estación E-06, situada

aproximadamente a 6,2 km desde la costa, situación que se registró especialmente en las

campañas de verano, invierno y primavera. En términos de los índices termosalinos

registrados, durante el período estival (enero 2018) estos fluctuaron en los primeros 6 m

de profundidad entre los 11,4°C - 14,7°C para la temperatura y entre los 34,3 psu y 34,4 psu

para la salinidad, con niveles de oxígeno disuelto > 4,5 ml*L-1. Sin embargo, bajo este

estrato, se registraron índices termosalinos que son definidos como propios para las AESS,

fluctuando entre los 10,2°C - 13,0°C para la temperatura y entre los 34,4 psu y 34,5 psu para

la salinidad y con el amplio predominio de niveles de oxígeno disuelto < 1 ml*L-1 (Figura

3.3.11a).

En tanto durante el periodo el período de otoño (mayo 2018), el estrato superficial

presentó características hidrográficas que son consistentes con una marcada mezcla entre

las ASAA y las aguas de origen continental que ingresan a la bahía, identificándose índices

termosalinos que fluctuaron entre los 11,8°C - 12,6°C para la temperatura y entre los 30,8

psu - 32,8 psu para la salinidad, mientras que bajo los 5 m de profundidad, los índices

termosalinos obtenidos (11,6°C - 13,8°C para la temperatura y entre los 33,1 psu y 34,1 psu

para la salinidad) muestran una columna de agua dominada ampliamente por

características hidrográficas propias de las ASAA, identificándose además el predominio de

magnitudes de oxígeno disuelto > 4,5 ml*L-1. A diferencia de lo descrito previamente




durante el verano (enero 2018), no se detectaron en esta campaña índices termosalinos

asociables a la presencia de las AESS al interior del área de estudio (Figura 3.3.11b).

Durante el invierno (agosto 2018), los primeros 8 m de la columna de agua registraron

aguas bien oxigenadas (>4,5 ml*L-1), con índices termosalinos asociables a las características

de las ASAA (11,0°C - 11,7°C para la temperatura y entre los 33,7 psu y 34,2 psu para la

salinidad); sin embargo, bajo este estrato bien oxigenado, se registró la presencia de aguas

comparativamente más frías (<11°C), salinas (>34,4 psu) y con un bajo contenido de oxígeno

disuelto (<3 ml*L-1), correspondiendo estas características a la presencia de las AESS. Por su

parte, durante la campaña de primavera (noviembre 2018), de manera similar a lo descrito

previamente durante la campaña de verano (enero 2018), la columna de agua de Bahía

Concepción exhibió la clara intrusión de las AESS, las que modifican notoriamente las

características hidrográficas de las ASAA que predominaron en los períodos de otoño e

invierno, registrándose índices termosalinos que fluctuaron entre 10,8°C - 12,7°C para la

temperatura y entre los 34,1 psu y 34,5 psu para la salinidad, destacándose además durante

este período, el predominio de aguas con registros en torno a los 1 ml*L-1 bajo los 13 m de

profundidad (Figuras 3.3.11c y Figura 3.3.11d).




a) b)

c) d)


Figura 0.11. Diagramas T-S de Bahía Concepción por campaña de monitoreo: a) verano (enero 2018), b) otoño (mayo 2018), c) invierno (agosto 2018) y d) primavera (noviembre 2018). Proyecto IP-BC.

Profundidad disco Secchi

La transparencia de la columna de agua, evaluada in situ a través del registro de la

profundidad de visualización del disco Secchi para cada una de las estaciones y campañas

realizadas se presenta en la Figura 3.3.12. En términos generales, es posible indicar que




independiente del período de observación, la estación más profunda situada en el sector

de la boca grande de la bahía (estación E-01) permanentemente exhibió las mayores

profundidades del disco Secchi, mientras que los menores registros se encontraron

asociados preferentemente a las estaciones más someras y costeras (estaciones E-05 y E-

08). Durante la campaña de verano (enero 2018), la transparencia de la columna de agua

de Bahía Concepción alcanzó un promedio de 7,0 m ± 1,9, mientras que en la mayoría de

las estaciones de muestreo se registraron profundidades de visualización del disco que

alcanzaron los 8 m de profundidad, en los sectores más someros del área de estudio

(estaciones E-05 y E-08), se detectaron profundidades de visualización de solamente 4 m.

En tanto, durante el periodo de monitoreo de otoño (mayo 2018), el área de estudio exhibió

profundidades de visualización del disco Secchi comparativamente menores que las

descritas previamente (enero 2018), con registros que fluctuaron entre los 2 m (estación E-

05) a un máximo de 5 m (estaciones E-01 y E-03), estimándose una profundidad de

visualización promedio para la campaña de 3,4 m ± 1,1 (Figura 3.3.12).

La profundidad de visualización del disco Secchi en invierno (agosto 2018), presentó un

incremento respecto de lo reportado en la campaña precedente (otoño, mayo 2018), con

profundidades que fluctuaron entre los 4,5 m (estación E-07) a un máximo de 7 m (estación

E-01) y un registro promedio que alcanzó los 5,5 m ± 0,9, mientras que durante la campaña

de primavera (noviembre 2018), la profundidad del disco Secchi fueron numéricamente

similares a los descritos previamente durante el invierno, se destaca nuevamente en

relación a la distribución espacial que los mayores registros se encuentren asociados a las

estaciones que poseen una columna de agua más extensa (estación E-01: 7,5 m, estación E-

03: 7 m), mientras que los registros más bajos, se detectaron en las estaciones más costeras

(estaciones E-05 y E-08: 4 m); estimándose un registro promedio para esta campaña que

alcanzó los 5,6 m ± 1,3 (Figura 3.3.12).





Figura 0.12. Profundidad de visualización del disco Secchi por estación y campaña de muestreo. Proyecto IP-BC.




Discusión

El presente estudio, entrega información de las características hidrográficas de la

columna de agua de Bahía Concepción considerando distintos períodos estacionales

durante el año 2018 (verano – otoño – invierno - primavera). Los resultados obtenidos

evidencian que la totalidad de parámetros evaluados, exhibieron importantes variaciones

tanto entre las campañas o períodos de observación (fluctuaciones temporales) como entre

los puntos de muestreo (fluctuaciones espaciales). Lo anterior es consistente con lo

reportado por autores como Shaffer et al. (1999) o Sobarzo et al. (2001, 2007), quienes han

descrito que la zona costera de centro sur nuestro país (30°-42°S) posee una alta

estacionalidad debido a la influencia variable que tienen los vientos favorables a la

surgencia, los que son especialmente intensos durante el período de primavera-verano

austral, los eventos de precipitación, la escorrentía del agua continental y la presencia de

una amplia plataforma continental (40 km).

A nivel temporal (verano – otoño – invierno - primavera), las variaciones hidrográficas

descritas en este estudio se enmarcan dentro de las fluctuaciones que Ahumada & Chuecas

(1979) reportaron para Bahía Concepción, quienes identificaron la existencia de 4 períodos:

a) circulación del tipo estuarina: se extiende desde mayo a comienzos de agosto, se registra

el predominio de viento norte con una importante presencia de las Aguas Subantárticas

(ASAA) en toda la columna de agua, sin la presencia de una estratificación térmica y con

altos niveles de oxígeno disuelto, b) período de transición I: desde agosto a septiembre, se

comienza a registrar un incremento de los vientos sur-oeste con un proceso de mezcla y

reemplazo de las ASAA por las Aguas Ecuatoriales Subsuperficiales (AESS), c) período de

surgencia: desde mediados o fines de la primavera y se extiende hasta comienzos del otoño,

se observa un total reemplazo de las ASAA por parte de las AESS, con bajos niveles de

oxígeno disuelto especialmente bajo los 20 m y d) período de transición II: desde abril hasta

mayo, su inicio coincide con un cambio en el régimen de los vientos observándose además

un reemplazo de las AESS por parte de las ASAA.

En este contexto, nuestros resultados muestran claramente la ocurrencia de un evento

activo de surgencia durante el período de verano (enero 2018), donde especialmente en los




sectores de la bahía que poseen una columna de agua > 10 m, hacia los niveles de fondo se

observó el predominio de aguas frías (<10,5°C), salinas (>34,5 psu), densas (>26,4 t), con

un bajo contenido de oxígeno disuelto (<1 ml*L-1), con registros de pH < 7,6 y la presencia

de máximos de clorofila-a (> 18 mg*m-3) subsuperficiales que se situaron principalmente en

los primeros 10 m de la columna de agua, siendo esta alta productividad explicada por la

disponibilidad de nutrientes que aportan las AESS al sistema, la presencia de un estrato

superficial bien oxigenado y una mayor irradiancia propia del período estival (Ahumada et

al., 1983). Cabe señalar esta presencia de aguas frías (<10,5°C) y con un bajo contenido de

oxígeno disuelto (<1 ml*L-1) no fue registrada en las estaciones más someras y costeras del

área de estudio; esto es, estación E-02 emplazada en el sector de la boca chica y estación E-

08 situada en la zona cercana a la playa de la Isla de los Reyes (estación E-08), donde se

detectaron aguas con registros >12 °C y >5 ml*L-1 .

En tanto que características asociables al período de circulación tipo estuarina, fue

posible identificar durante la campaña de otoño (mayo 2018), donde se observó el

predominio de una columna de agua térmica homogénea, más oxigenada (> 3 ml*L-1), con

menores registros de salinidad (<34,2 psu), pH (<7,3) y con bajos niveles de clorofila-a (0,54

– 3,77 mg*m-3) en toda el área de estudio, con una clara influencia del agua continental que

ingresa a la bahía, situación que fue especialmente identificable en los primeros metros de

la columna de agua, lo anterior explica la presencia de un gradiente salino que se extendió

desde el sector más costero (< 31 psu) hacia el sector de la boca grande de la bahía (> 33

psu). Así mientras en el monitoreo estival la columna de agua presentó características

hidrográficas asociables a una notoria mezcla entre las Aguas Subantárticas (ASAA) y las

Aguas Ecuatoriales Subsuperficiales (AESS), durante el monitoreo de otoño la columna de

agua presentó el predominio de las ASAA, con una dilución superficial producto del ingreso

de las aguas continentales y la ausencia total de registros hidrográficos asociables a la

presencia de las AESS.

Las campañas de invierno (agosto 2018) y primavera (noviembre 2018) en cambio,

exhibieron características asociables al período de transición que describieran Ahumada &

Chuecas (1979), observándose una menor influencia de las aguas de origen continental al




interior de Bahía Concepción, con un incremento en la presencia de las AESS bajo los 15 m

y un descenso en los niveles de oxígeno respecto de lo descrito durante la campaña de

otoño (mayo 2018).

Cabe señalar que la notoria dilución registrada en la campaña de otoño (mayo 2018) al

interior de Bahía Concepción a través de los lances realizados con la sonda hidrográfica

CTDO, es consistente con los registros de precipitación de la Dirección Meteorológica de

Chile para la estación situada en Carriel Sur (código de la estación 360019;

https://climatologia.meteochile.gob.cl), en donde para el año 2018 la máxima precipitación

mensual acumulada se registró durante el mes de mayo, donde alcanzó los 146,8 mm

mientras que, durante los meses invernales de junio y julio, los registros de precipitación

acumulada mensual obtenidos fueron comparativamente más bajos, alcanzado solamente

los 87,1 mm y los 106,2 mm; respectivamente (Figura 3.3.13).


Figura 0.13. Precipitación mensual acumulada para el año 2018 (barras azules) y para un año normal (puntos y línea roja). Estación Meteorológica Carriel Sur, Concepción. Proyecto IP-BC.

Si bien el efecto de la precipitación y la escorrentía de los ríos sobre las características

hidrográficas de Chile centro-sur ha sido ampliamente descrito por autores como Ahumada

& Chuecas (1979), Strub et al. (1998); Faúndez-Baez et al. (2001), Sobarzo et al. (2007),

Letelier et al. (2009), Hidalgo et al. (2011) o Escribano & Morales (2012), nuestros resultados




muestran además el efecto que tiene sobre las características hidrográficas de Bahía

Concepción la incidencia de la surgencia costera, con el ingreso de las AESS (<11°C, >34,4

psu y <2 ml*L-1) las que reemplazan casi completamente a las ASAA (>11.5°C, <34,4 psu y

>3,5 ml*L-1) durante el período estival, incrementando con ello la posibilidad que se

produzcan eventos de hipoxia. Al respecto, autores como Díaz & Rosenberg (2008) y

Breitburg et al. (2009), han señalado que la frecuencia de ocurrencia de los eventos de

hipoxia en sectores costeros alrededor del mundo se ha incrementado en las últimas

décadas, siendo los principales factores que influyen en la presencia de aguas con bajos

niveles de oxígeno el efecto de la actividad antrópica y la ocurrencia de procesos naturales

como las surgencias costeras (Giesecke & González 2004, Pavez et al. 2006, Sobarzo et al.

2007). Si bien en el pasado, numerosos estudios desarrollados en Bahía Concepción han

descrito la ocurrencia de eventos de mortalidades masivas de animales marinos, Ahumada

& Arcos (1976) asociaron la incidencia de estos eventos con algunos procesos hidrográficos,

más recientemente se destaca la investigación realizada por Hernández-Miranda et al.

(2012) quienes analizaron el efecto de un evento de hipoxia natural ocurrida en Bahía

Coliumo, en donde se verificó una mortandad masiva de peces y otros componentes de las

comunidades bentónicas y pelágicas, específicamente sobre la especie Aphos porosus

(bagre de mar), indicando que esta especie presentó un alta vulnerabilidad frente a nuevas

perturbaciones debido a que posee una lenta recuperación, este alto grado de

vulnerabilidad se podría extrapolar a otras especies marina ya que se espera un incremento

en la ocurrencia de los eventos de surgencia costera y con ello de la presencia de aguas con

bajo contenido de oxígeno disuelto (hipoxia natural) por efecto del calentamiento global,

por lo que es necesario la realización de estudios de seguimiento continuo a escalas de

tiempo adecuadas que permitan evidenciar los posibles efectos derivados sobre el medio

marino (Escribano et al., 2016).

Finalmente, es posible indicar que la caracterización hidrográfica de Bahía

Concepción para los períodos verano – otoño – invierno y primavera del año 2018, reveló

la existencia de variaciones tanto espaciales como temporales, las que se explican

principalmente por los cambios estacionales típicos que han sido descritos para los




ambientes costeros de Chile centro-sur, así como por las características batimétricas

propias del área bajo estudio; sin embargo, se debe destacar la importancia y necesidad

que tiene la realización sistemática de este tipo de estudios frente a la variabilidad climática

que se está registrando, ya que permite levantar información de base que debe ser

considerada para generar tomas de decisiones que permitan una mejor gestión y

sustentabilidad de este importante ambiente costero.

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