La reciente escasez de agua experimentada en zonas como Bogotá demuestra la urgencia de proteger este recurso, en especial el agua subterránea, una importante fuente del recurso en temporadas de sequía, que por no tener un control técnico no solo puede impedir la recuperación de estas reservas sino también generar el hundimiento del suelo.
Fernando Helí Romero Ordóñez | Profesor, Departamento de Geociencias UNAL.
El agua subterránea alimenta afluentes superficiales como ríos y lagunas y es utilizada en agricultura a través de pozos. Foto: archivo Unimedios.
En Colombia no se han implementado estrategias para atender la sobreexplotación del agua subterránea que genera subsidencia o deformación generalizada de grandes extensiones del terreno, un tema del que se ha hablado en Bogotá desde inicio de siglo y que ha generado afectaciones recientes en municipios como Funza, Faca, Madrid y Mosquera, entre otros.
Este es un problema urgente. Según una investigación publicada en 2021 en la revista Science, se estima que en 2040 unos 12 millones de km2 de suelo terrestre (el 8% de la superficie de la Tierra) experimentarían subsidencia o hundimiento, afectando a más de 635 millones de personas en todo el mundo. Esta estimación se basó en un modelo que proyecta la futura subsidencia global, analizando las tendencias observadas en las últimas décadas, el crecimiento poblacional y el aumento continuo de la demanda de agua.
La subsidencia del suelo se refiere al hundimiento o agrietamiento repentino de la superficie debido a movimientos subterráneos; puede tener, entre otras causas, la extracción de agua en acuíferos porosos, que disminuye la presión. Las rocas se compactan porque el agua es parcialmente responsable de sostener el suelo, generando un equilibrio entre las presiones involucradas, que al desaparecer hace que se sumerja.
En el se estudio revisaron diversas investigaciones sobre el tema y se encontró que en más de 200 locales en 34 países la superexplotación de aguas subterráneas es la principal causa de la subsidencia. Se estima que 1.596 grandes ciudades tienen áreas con un riesgo significativo de este fenómeno, especialmente en centros urbanos densamente poblados y en regiones irrigadas con un alto uso de agua subterránea; el 57% de estas ciudades también son susceptibles a inundaciones.
Según el estudio, las regiones más propensas a ser afectadas incluyen el norte de China, la llanura costera del Golfo de México, los deltas de ríos en Vietnam, Egipto y los Países Bajos, así como las cuencas sedimentarias en México, Irán y el Mediterráneo. En Colombia la subsidencia del suelo se ha incrementado en las últimas décadas, especialmente en regiones agropecuarias como el altiplano cundiboyacense, el Valle del Cauca, la Orinoquia, Antioquia, el Caribe y los Santanderes.
Casi toda el agua dulce del mundo es agua subterránea. Foto: Hugo Borge / AFP.
Aguas subterráneas y subsidencia del suelo
El agua subterránea forma parte del ciclo hidrológico y es un recurso fundamental para el abastecimiento urbano y rural, y a su vez desempeña un papel estratégico en áreas donde no se encuentran aguas superficiales, para el desarrollo social, agrícola e industrial; por ejemplo en Estados Unidos la mitad de la población tiene agua potable gracias a este recurso.
Casi toda el agua dulce del mundo es subterránea, esta sale naturalmente a la superficie en manantiales o para mantener el nivel de lagos o ríos, por lo que es la que permite que estos fluyan en temporada seca, y a su vez en la temporada de lluvias se recargan. Para extraerla se hacen pozos y se aplican otros mecanismos.
La sobreexplotación de aguas subterráneas se puede definir como la situación en que durante años la tasa promedio de extracción de agua proveniente de un acuífero es igual o superior a su tasa promedio de recarga. Sin embargo, tanto la tasa como la superficie sobre la que se realiza esta recarga a menudo son muy inciertas y pueden cambiar por condiciones climáticas, actividades humanas y por la propia explotación del acuífero.
El desconocimiento sobre las acciones necesarias para proteger los acuíferos y aguas subterráneas los vuelve vulnerables al riesgo de contaminación o uso inadecuado, lo que puede llevar a su sobreexplotación y subsidencia del terreno. En regiones donde la actividad industrial es intensa es necesario fiscalizar y controlar el bombeamiento, identificar la posición estratigráfica que ocupa el agua subterránea en estado natural (nivel estático), y así evitar la instalación de varios pozos en el mismo nivel, lo que impediría la recarga natural del acuífero.
El bombeamiento intensivo reduce tanto la altura del agua dentro del acuífero como la presión en los poros de los materiales rocosos presentes abajo del subsuelo. En algunos sistemas, cuando se bombean grandes cantidades de agua, el subsuelo se compacta, reduciendo así el tamaño y el número de espacios porosos abiertos en el suelo que antes retenían agua. Esto además puede resultar en una reducción permanente de la capacidad total de almacenamiento del sistema acuífero.
En la práctica se suele considerar que hay sobreexplotación cuando se observan o se perciben ciertos resultados negativos de la explotación, entre ellos un descenso continuo del nivel del agua, deterioro de su calidad, encarecimiento del agua extraída o daños ecológicos. Pero estos efectos no están necesariamente relacionados con el hecho de que la extracción sea mayor que la recarga, puesto que pueden ser simplemente el resultado de interferencias o del dilatado periodo transitorio que sigue a los cambios en los términos del balance de agua, cuya duración depende tanto del tamaño del acuífero como de su permeabilidad y del coeficiente de almacenamiento.
A partir de la Segunda Guerra Mundial se incrementó la subsidencia del suelo por la extracción acelerada y descontrolada de agua, petróleo y gas. Actualmente la principal causa de subsidencia del suelo en el mundo se atribuye a la extracción de agua subterránea, especialmente por la sobreexplotación de este recurso.
Algunos pozos para ganadería se alimentan de aguas subterráneas. Si no se tiene en cuenta el nivel de recarga, se puede reducir la capacidad de almacenamiento. Foto: Nicol Torres, Unimedios.
El caso más preocupante es el hundimiento del Valle de San Joaquín (California, Estados Unidos), en donde los cultivadores se proveen de agua subterránea en temporadas secas, que en el último siglo ha descendido hasta 9m en algunas áreas. Esta es una de las principales zonas agrícolas del país, ya que provee un cuarto de los productos alimenticios al territorio.
La subsidencia puede variar, desde ser casi imperceptible en áreas extensas, hasta hundimientos de varios metros de largo y profundidad. Como consecuencia de la subsidencia, el patrón de drenaje se puede modificar y el área volverse propensa a inundaciones, en especial en las zonas costeras. También depende de las condiciones del suelo; en rocas solubles ricas en carbonatos o sales la disminución de la presión hidrostática –debido al descenso del nivel freático y las fluctuaciones– puede aumentar la tasa de colapsos locales repentinos.
Atención bajo la tierra
La industrialización es importante para un país, pues genera empleo y divisas para el Estado; sin embargo, en el caso de la subsidencia del suelo es necesario que los Gobiernos y las industrias se unan a través de programas de protección, estudios técnicos e identificación de áreas críticas. En el Departamento de Geociencias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), los investigadores de las áreas de Hidrogeología y Geoquímica de las Aguas han incrementado los estudios sobre prevención por contaminación del agua, y mapeado áreas con problemas de subsidencia.
Si se miden los niveles de agua subterránea y la compactación de los sedimentos, los datos se pueden analizar para determinar las propiedades que se podrían emplear para prever la subsidencia futura. Por eso es importante establecer sistemas de monitoreo robustos y continuos que detecten los problemas iniciales y permitan una respuesta rápida y efectiva. Para mejorar la precisión y eficiencia del monitoreo se pueden incorporar tecnologías avanzadas, como sensores remotos y modelos de predicción.
Para comprender cómo funcionan las aguas subterráneas en diferentes contextos geológicos y climáticos es importante adelantar estudios detallados, que ayudan no solo en la gestión efectiva sino también en la adaptación de políticas a las condiciones específicas de cada región. Un mapeo hidro-geológico de áreas vulnerables a la contaminación y sobreexplotación permite dirigir recursos y esfuerzos de manera más eficiente; este puede incluir áreas urbanas –en las que el uso de productos químicos es intenso–, regiones agrícolas con alta demanda de irrigación y áreas ambientalmente sensibles.
Gestionar los recursos
Es fundamental desarrollar e implementar programas que no solo prevengan la contaminación de las aguas subterráneas, sino que además fomenten prácticas sostenibles en las industrias y la agricultura. Para reducir los impactos negativos sobre estos recursos sería efectivo aplicar regulaciones más estrictas, combinadas con incentivos financieros y técnicos.
La subsidencia del suelo generada por la superexplotación de agua causa problemas funestos para un país; en la mayoría de los casos son pocas las soluciones y representan altos costos sociales y económicos. Por lo tanto, es fundamental implementar prácticas de gestión sostenible para asegurar la disponibilidad continua de agua subterránea, proteger contra los impactos negativos de la sobreexplotación y preservar estos recursos vitales para el futuro.
Para adoptar medidas de gestión y de protección se necesita la evaluación cuantitativa de la evolución del acuífero y sus efectos, que se derivan de estudios detallados dentro de un contexto multidisciplinar. La subsidencia del suelo y su relación con la intensiva extracción de agua subterránea es un problema de educación –que nos involucra a todos– y de gestión por parte del Estado.
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