Rápido

Un rápido es una formación terrestre poco profunda en un canal de corriente. ^{[ 1 ]} Coloquialmente, es un lugar poco profundo en un río donde el agua fluye rápidamente entre las rocas. ^{[ 2 ]} Sin embargo, en geología un rápido tiene características específicas.

Los rápidos casi siempre tienen un caudal muy bajo en comparación con el flujo que llena el canal ^{[ 3 ]} (aproximadamente 10-20%), y como resultado el agua que se mueve sobre un rápido parece poco profunda y rápida, con una superficie de agua ondulada y perturbada. La superficie del agua sobre un rápido con bajo caudal también tiene una pendiente mucho más pronunciada que la de otras formas del relieve dentro del canal. Las secciones del canal con una pendiente media de la superficie del agua de aproximadamente 0,1 a 0,5% presentan rápidos, aunque pueden aparecer en canales con pendientes más pronunciadas o más suaves con materiales de lecho más gruesos o más finos, respectivamente. Excepto en el período posterior a una crecida (cuando se deposita material fresco en un rápido), el sedimento en el lecho del río en un rápido suele ser mucho más grueso que el de cualquier otra forma del relieve dentro del canal.

Los valles terrestres normalmente consisten en canales —depresiones geométricas en el fondo del valle excavadas por el agua que fluye— y regiones de inundación que incluyen llanuras aluviales y terrazas. Algunos canales tienen formas y tamaños que apenas cambian a lo largo del río ; estos no tienen rápidos. Sin embargo, muchos canales exhiben cambios fácilmente perceptibles en el ancho, la elevación del lecho y la pendiente. En estos casos, los científicos se dieron cuenta de que el lecho del río a menudo tiende a subir y bajar con la distancia aguas abajo en relación con una elevación promedio de la pendiente del río. Esto llevó a los científicos a mapear la elevación del lecho a lo largo del camino más profundo en un canal, llamado thalweg , para obtener un perfil longitudinal. Luego, se calcula la pendiente lineal por tramos del río y se elimina para dejar solo el ascenso y descenso de la elevación alrededor de la línea de tendencia del canal. Según el método de cruce por cero, ^{[ 4 ] [ 5 ]} los rápidos son todos los lugares a lo largo del canal cuya elevación residual es mayor que cero. Debido a la prevalencia de este método para identificar y cartografiar rápidos, estos suelen considerarse parte de una secuencia emparejada, alternando con pozas (las zonas bajas entre los rápidos). Sin embargo, los mapas topográficos modernos de ríos con resolución métrica revelan que los ríos presentan una diversidad de formas del relieve en su cauce. ^{[ 6 ]}

Durante mucho tiempo, los científicos han observado que, en igualdad de condiciones, los rápidos tienden a ser sustancialmente más anchos que otras formas del relieve dentro del cauce, ^{[ 7 ]} pero solo recientemente se ha contado con mapas fluviales de suficiente calidad para confirmar que esto es cierto. ^{[ 8 ]} El mecanismo físico que explica por qué sucede esto se llama enrutamiento de convergencia de flujo. ^{[ 9 ] [ 10 ]} Este mecanismo puede utilizarse en ingeniería fluvial para diseñar rápidos autosostenibles, ^{[ 11 ] [ 12 ]} dado un suministro de sedimentos y un régimen de flujo adecuados. Cuando una forma del relieve dentro del cauce es poco profunda y estrecha, en lugar de poco profunda y ancha, se la denomina boquilla.

Los rápidos son muy importantes para la vida en un arroyo, y muchas especies acuáticas dependen de ellos de una u otra manera. Muchas especies de macroinvertebrados bentónicos dependen de las aguas altamente oxigenadas y relativamente no sedimentadas presentes en un rápido. Muchas especies de peces, incluidas especies raras y en peligro de extinción, utilizan los rápidos para desovar. Los peces no solo desovan en y alrededor de los rápidos, sino que también son zonas de alimentación productivas para los peces y, a su vez, para otros depredadores que se alimentan de peces. Los rápidos también sirven para airear el agua, aumentando la cantidad de oxígeno disuelto en el cuerpo de agua. ^{[ 13 ]} El agua con niveles altos y relativamente estables de oxígeno disuelto generalmente se considera un ecosistema saludable porque generalmente puede sustentar una mayor biodiversidad y biomasa total .

Macroinvertebrados en rápidos

Los parches de hojarasca son una colección de hojas, materia orgánica particulada gruesa y pequeños tallos leñosos que se pueden encontrar a lo largo de los rápidos. ^{[ 14 ]} En los rápidos, estos parches se forman a una velocidad entre 13 y 89  cm/seg, lo que permite que ciertos tipos de hojarasca sean más abundantes en los rápidos porque pueden resistir la corriente. ^{[ 14 ]} La hojarasca se encuentra más comúnmente en los rápidos y, por lo tanto, influye en el tipo de grupo funcional de macroinvertebrados que se encuentra en los rápidos, como las moscas de piedra que son la especie trituradora dominante que se encuentra en los rápidos. ^{[ 14 ]} Otros macroinvertebrados que se encuentran en los rápidos son las efímeras ( Ephemeroptera ). Si bien, en general, las densidades de población son más altas en los rápidos que en las pozas, algunos grupos como las moscas Diptera están algo menos presentes en los rápidos, con una densidad baja en los rápidos en comparación con las pozas. ^{[ 15 ]} En los rápidos también se encuentran mosquitos no picadores ( Diptera , Chironomidae ) y gusanos acuáticos (Clase Oligochaeta ). ^{[ 16 ]}

Los rápidos también crean un hábitat seguro para los macroinvertebrados debido a la variación de profundidad, velocidad y tipo de sustrato que se encuentra en ellos. ^{[ 17 ]} Las densidades de macroinvertebrados varían de un rápido a otro debido a la estacionalidad o al hábitat que los rodea, pero la composición de macroinvertebrados es bastante consistente. ^{[ 17 ]} Si bien solo se puede suponer que los rápidos pueden albergar un nivel más alto de densidades debido a niveles más altos de oxígeno disuelto, existe una asociación positiva comprobada entre los niveles de fosfato y los macroinvertebrados en los rápidos, lo que indica que el fosfato es un nutriente importante para ellos. ^{[ 17 ]} La estacionalidad es importante para las densidades de macroinvertebrados y se caracteriza por la temperatura, como el verano y el invierno, o puede caracterizarse por la humedad, como las estaciones húmedas y secas. Los macroinvertebrados se encuentran en menor abundancia durante la estación lluviosa o húmeda debido a la gran cantidad constante de agua que ingresa al rápido, lo que cambia la temperatura del sistema, la velocidad del agua y la estructura de la comunidad acuática. ^{[ 16 ]} Además, el alimento, el refugio y los bajos caudales durante la estación seca hacen que sea un momento más habitable para mayores densidades de macroinvertebrados. ^{[ 16 ]}

Los rápidos proporcionan un hábitat importante y producción de alimento para diversos organismos acuáticos , pero los humanos han alterado los ecosistemas acuáticos en todo el mundo a través de cambios en la infraestructura y el uso de la tierra . ^{[ 18 ]} La interferencia humana en el flujo de arroyos o ríos disminuye el tamaño de los sedimentos, lo que resulta en menos rápidos. ^{[ 19 ]}

Específicamente, los azudes y otras presas han reducido los rápidos existentes al aplanar el canal con un sustrato más pequeño, lo que resulta en la fragmentación del hábitat . ^{[ 19 ] [ 20 ]} La eliminación de presas ha aumentado en los últimos tiempos y sus efectos en los rápidos varían y son complejos, pero generalmente, los rápidos pueden regenerarse. ^{[ 18 ]} Sin embargo, a medida que estos rápidos se desarrollan, a menudo tienen una biodiversidad menor que el ecosistema anterior a la presa, pero benefician la biodiversidad acuática a largo plazo. ^{[ 18 ]} Después de la eliminación de azudes, las poblaciones de peces de rápidos han aumentado en diversidad y densidad, y estos peces se han desplazado río arriba para habitar nuevos rápidos que se regeneran después de la eliminación de la presa. ^{[ 18 ] [ 21 ]} La importancia de los rápidos para sustentar diversos conjuntos de biota acuática dentro de arroyos y ríos puede contribuir a la creciente tendencia de eliminación de presas.

El cambio en el uso del suelo por parte del ser humano , específicamente el desarrollo de tierras , puede afectar indirectamente los rápidos y su calidad. ^{[ 22 ]} La vegetación terrestre, como las ramas de los árboles y la hojarasca, contribuye a la formación de rápidos y a la estabilización del canal del ecosistema, y ​​a medida que el desarrollo reduce esta vegetación, los rápidos pueden disminuir. ^{[ 23 ]} La riqueza y diversidad de especies dentro de los rápidos son susceptibles a los cambios antropogénicos en el uso del suelo, y las opciones de manejo para restaurar estos rápidos y aumentar la biodiversidad acuática incluyen la eliminación de arena y sedimentación y la mejora del flujo de agua, para compensar los impactos del cambio en el uso del suelo. ^{[ 20 ]}