Con el aumento de las inundaciones y sequías, las comunidades dan un nuevo vistazo al almacenamiento de agua subterránea

11 de junio de 2019 — Houston, Texas, se ha inundado cada año durante los últimos cinco años. Al mismo tiempo, Texas también es conocida por la grave escasez de agua. ¿Qué pasaría si la gente capturara el agua de la inundación y la almacenara para más adelante en acuíferos, capas subterráneas de roca permeable, grava y arena que permiten el paso del agua?

Un estudio reciente realizado por investigadores de la Universidad de Texas en Austin encontró que los acuíferos costeros de los que se ha bombeado agua para su uso en granjas y ciudades, tienen suficiente espacio para almacenar dos tercios del agua de eventos de alto flujo de 10 ríos de Texas, reduciendo los impactos de inundaciones y sequías, si descubrimos una manera de introducir el exceso de agua en ellos.

Mover agua de forma activa bajo tierra, una práctica conocida como recarga de acuíferos gestionados (MAR), es cada vez más popular en la actualidad. Hay alrededor de 1.200 proyectos de recarga de acuíferos gestionados en 62 países, según el Centro Internacional de Evaluación de Recursos de Aguas Subterráneas (IGRAC) con sede en Delft, Países Bajos. Además de ayudar a gestionar el exceso y el subabastecimiento de agua, el MAR se puede utilizar para restaurar acuíferos agotados, rehabilitar ecosistemas y limpiar el agua contaminada. Pero también hay desafíos.

Agua en el banco

El almacenamiento subterráneo de agua para uso futuro es cada vez más popular debido a la creciente volatilidad del suministro debido al cambio climático, así como a las desventajas de la alternativa: represa de ríos para crear embalses superficiales.

Por un lado, en los países desarrollados, muchos ríos ya están represados. Por otra parte, las represas causan innumerables problemas ambientales, como evitar que los sedimentos repongan las costas, bloquear las migraciones de peces y destruir el hábitat de los ríos al ralentizar el agua y permitir que se caliente. Los embalses pierden hasta una cuarta parte del agua almacenada por evaporación, y a veces tienen que liberar agua para hacer espacio para grandes tormentas. Y el almacenamiento en superficie puede llevar al uso excesivo de agua porque la vista de ella le da a la gente una falsa sensación de seguridad del agua. También cuesta alrededor del doble del precio de la recarga de aguas subterráneas.

Ahorrar flujos pesados bajo tierra para tiempos de mayor demanda ha sido la práctica para la isla barrera de Wildwood, Nueva Jersey, desde la década de 1960, dice Steven Phillips, hidrólogo y especialista en aguas subterráneas del Servicio Geológico de los Estados Unidos en Sacramento. Wildwood, una zona turística popular, acoge a numerosos visitantes en verano. Los administradores de agua almacenan el exceso de agua de invierno bajo tierra y luego la bombean para usarla durante la temporada alta.

California está buscando ampliar esta estrategia. Se prevé que la capa de nieve que históricamente ha suministrado agua a la primavera seca y el verano desaparezca en gran medida con la crisis climática. Y se prevé que sus tormentas de invierno se vuelvan más intensas. Los administradores y científicos del agua, liderados por el Departamento de Recursos Hídricos de California, están buscando los mejores lugares para mover el agua de las tormentas de invierno bajo tierra para usarla durante los veranos secos.

Otros beneficios

La tendencia natural del agua, en muchos lugares en muchas estaciones, es permanecer en la tierra. Cuando las aguas superficiales se ralentizan, algunas pueden filtrarse bajo tierra y recargar acuíferos.

Pero en muchos lugares hemos bloqueado la oportunidad de reabastecimiento de acuíferos naturales. Hemos cortado los ríos de las llanuras aluviales con canales y diques de concreto; hemos drenado los humedales y los hemos pavimentado con ciudades extensas e impermeables; y hemos eliminado castores. Como resultado, las aguas pluviales terminan escurriéndose hacia las aguas superficiales y alejándose de la región en lugar de sumergirse en acuíferos.

De hecho, un estudio de 2015 de datos satelitales de la NASA encontró que más de la mitad de los principales acuíferos del mundo estaban sobregirados o sobrecargados.Junto con el hecho de que en muchos lugares se extraen aguas subterráneas para usos superficiales, esta situación ha producido una pérdida neta de agua subterránea. De hecho, un estudio de 2015 de datos satelitales de la NASA encontró que más de la mitad de los acuíferos más importantes del mundo estaban sobregirados o sobrecargados.

Esto no solo amenaza la seguridad del agua, sino que también puede hacer que la tierra de arriba se hunda, como lo ha hecho en el Valle de San Joaquín de California, Beijing y la Ciudad de México. Y el bombeo desde un acuífero cerca de la costa puede disminuir la presión del agua hasta el punto en que el agua salada puede empujar hacia el subsuelo, contaminando el agua dulce.

MAR puede ayudar a reducir estos problemas. San José, California, comenzó a usar MAR hace muchas décadas después de que el centro de la ciudad se hundiera alrededor de 13 pies (4 metros). Y los condados de Los Ángeles y Orange fueron de los primeros lugares en usar el MAR para hacer retroceder la intrusión de agua salada. En el área de Hampton Roads en Virginia, los funcionarios están planeando una «recarga de aguas subterráneas a gran escala para hacer retroceder el agua salada que entra en sus aguas subterráneas», dice Bill Alley, director de ciencia y tecnología de la Asociación Nacional de Aguas Subterráneas. La intrusión de agua salada se debe en parte al rápido aumento del nivel del mar.

Debido a que las aguas superficiales y subterráneas a menudo están vinculadas por la gravedad y la presión hidráulica, la recarga también puede traer nueva vida a los humedales, manantiales, arroyos y otros ecosistemas de aguas superficiales que se secan, se calientan demasiado o se ahogan con algas después de que las personas agotan el agua superficial o subterránea que los alimenta. En el Valle de Sacramento, The Nature Conservancy cortó una brecha en un dique para que los caudales altos del río inundaran nuevamente la Reserva del Río Cosumnas y se filtraran hacia el acuífero, donde el agua podría proporcionar sustento continuo para el ecosistema.

Mover agua al suelo a menudo puede limpiarla, dependiendo de los contaminantes y la composición del sustrato.Pero a veces es demasiado tarde. En algunas partes del Valle de San Joaquín, las capas freáticas han caído más de 500 pies (150 metros) por debajo del suelo debido al bombeo excesivo, dice Phillips. «Los niveles de agua son lo suficientemente profundos como para no ver que los ríos se beneficien de la entrada de agua subterránea para siempre.»Estos acuíferos aún podrían utilizarse para el almacenamiento de agua, aunque eso no siempre es posible porque a veces el hundimiento causa una pérdida permanente de capacidad en un acuífero.

Mover agua al suelo a menudo puede limpiarla, dependiendo de los contaminantes y la composición del sustrato. Gilbert, Arizona, descarga aguas residuales en estanques de recarga, incluida una reserva ribereña que ofrece espacio de recreación para las personas y hábitat para la vida silvestre, donde se filtra hacia el acuífero para su uso futuro. El agua del estanque también se utiliza directamente para el riego y otros usos no explotables, lo que reduce la demanda de agua potable.

Cómo se hace

Un enfoque utilizado durante mucho tiempo para mover el agua bajo tierra, que todavía se practica en lugares rurales de todo el mundo, es cosechar o canalizar la lluvia en una cuenca o zanja poco profunda y permitir que se empape en el suelo.

En 2011, en un proyecto en Tigray, Etiopía, una zona montañosa y rural, el hidrogeólogo de IGRAC Arnaud Sterckx vio a personas construir presas de contención en barrancos, reforestar flancos de valles empinados, construir terrazas para la agricultura y excavar estanques para capturar el agua de lluvia. Por lo general, estos proyectos no aparecen en el inventario global del MAR, dice, porque estos métodos tradicionales no requieren permisos, estudios de viabilidad o evaluaciones de impacto ambiental.

Sterckx dice que el agua acorralada ni siquiera tiene que filtrarse a un acuífero para que sea una práctica útil. Al permanecer en el suelo, puede ayudar a que los cultivos crezcan con una menor necesidad de riego.

Una versión urbana de este enfoque es el creciente uso de la infraestructura verde en las ciudades. Adiciones como techos verdes, bioventiladores, pavimento permeable y parques a lo largo de las orillas de los ríos absorben las aguas pluviales, lo que reduce las inundaciones y retiene el agua localmente para el suministro futuro.

Los administradores de agua también están construyendo grandes cuencas de infiltración, como la instalación de Recarga de Montañas Jeroglíficas de 38 acres (15 hectáreas) de Arizona, que almacena agua del río Colorado para uso posterior. Estas cuencas se construyen sobre una geología adecuada para la infiltración, típicamente una mezcla de arena, grava y arcilla. Pero las cuencas de recarga pueden obstruirse si el agua tiene mucho sedimento y, por lo tanto, deben limpiarse periódicamente, advierte Sterckx.

Una forma más natural de almacenar agua bajo tierra es ayudar a los arroyos y ríos que han sido diseñados para permanecer dentro de sus orillas a extenderse de nuevo a sus llanuras inundables históricas.

En un ejemplo temprano, los líderes locales en Los Gatos, California, construyeron presas parciales a través de un arroyo en la década de 1920 utilizando sacos de arpillera llenos de tierra para hacer que el agua se ralentizara y se extendiera a través de áreas planas adyacentes al arroyo. Hoy en día, se implementan presas inflables en varios condados del norte y sur de California para ralentizar los ríos y arroyos durante los flujos altos para permitir una mayor infiltración en el canal natural, dice Phillips.

El enfoque más industrial es inyectar el exceso de agua en el suelo a través de un pozo o pozo. Es más costoso que los métodos pasivos debido a la energía requerida. Sin embargo, puede ser útil para mover agua a través de una capa de arcilla no absorbente hacia un acuífero inferior, o en lugares donde no hay espacio para una cuenca de expansión. Este enfoque se ha utilizado en Río Rancho, un suburbio de Albuquerque, Nuevo México, dice Alley.

Otro método MAR se llama filtración inducida de bancos. La gente cava un pozo a varias decenas de metros del río para que la presión hidráulica atraiga el agua del río, moviéndola a través de arena y limo, que tienen buenas propiedades de filtración, dice Sterckx. Alemania y los Países Bajos tienen muchos de estos proyectos y, por lo general, lo utilizan como tratamiento previo para el agua potable. Hungría obtiene aproximadamente la mitad de su suministro público de esta manera, dice Alley.

Desafíos

A pesar de los muchos beneficios del MAR, también puede haber desventajas. La principal preocupación es la contaminación. Aunque enterrar el agua puede limpiarla, en algunos casos, el MAR puede contaminar el agua subterránea debido a contaminantes en el agua o el suelo. «Es por eso que se necesitan conocimientos sobre acuíferos, hidrogeología, la dirección del flujo de agua subterránea, la calidad del agua que se está infiltrando», dice Sterckx. «De lo contrario, puede que tengas problemas serios.»

Los contaminantes pueden provenir de la escorrentía urbana o del uso de fertilizantes y pesticidas en la agricultura. Cerca de Wichita, Kansas, dice Alley, la gente ha estado extrayendo flujos altos del río Little Arkansas para reponer los acuíferos de los lechos Equus de los que extraen su agua. «Han tenido que lidiar con la eliminación de atrazina del agua antes de inyectarla.»

Otros contaminantes de origen natural, tales como el arsénico, que se encuentra en la Florida geología. Al recargar agua allí, es posible evitar la contaminación del agua subterránea, pero es complicado, dice Alley. «En los Everglades tenían esta idea masiva de recarga de acuíferos administrada, y no han seguido adelante en gran parte debido a los problemas químicos con el arsénico.»

En algunos casos, el agua subterránea contaminada se puede diluir con agua dulce recargada, limpiándola hasta un nivel donde sea adecuada para ciertas aplicaciones. En el Valle de San Joaquín, donde parte del agua subterránea está contaminada con nitratos de fertilizantes, los agricultores miden los niveles en el agua subterránea que bombean para regar sus cultivos y reducir sus aplicaciones de fertilizantes en consecuencia, una práctica que podría mejorar la calidad del agua subterránea con el tiempo. El agua también se puede limpiar para beber después de ser bombeada desde un pozo, aunque «tiende a ser cara», dice Phillips.

Recargar agua para su uso posterior también puede causar consternación sobre la propiedad. Obtener acceso al suministro de agua para la recarga puede ser otro problema. Aunque gran parte del agua utilizada para rellenar acuíferos proviene de los excesos de la temporada de lluvias, en algunas jurisdicciones, puede ser complicado debido a consideraciones legales o políticas obtener derechos sobre esa agua o garantizar que sea de calidad adecuada, dice Jim LaMoreaux, presidente de la rama estadounidense de la Asociación Internacional de Hidrogeólogos.

Recargar agua para su uso posterior también puede causar consternación sobre la propiedad. Otras personas pueden bombear el agua que usted inyecta, como en El Paso y San Antonio, Texas, donde, dice Alley, es la «ley de la bomba más grande», lo que esencialmente significa que cualquiera puede bombear agua subterránea si se encuentra debajo de su propiedad. Ese era el caso hasta hace poco en California también. Pero la Ley de Manejo Sostenible de Aguas Subterráneas de 2014 del estado ahora requiere que los usuarios de agua en una cuenca hidrográfica trabajen juntos para usar sus aguas subterráneas de manera sostenible, un desafío que está motivando a algunos distritos a usar el MAR. Comparten el recurso y, por lo tanto, son responsables unos de otros.

También, dependiendo de la geología, parte del agua que se mueve bajo tierra puede «perderse» en el entorno más amplio. Aceptar alguna pérdida requiere un cambio similar en el pensamiento de una mentalidad de propiedad a una sostenibilidad enfocada, en la que la recarga de agua apoya la salud del ecosistema, posiblemente requiriendo menos intervenciones humanas para evitar el colapso. Y vale la pena repetir que los embalses sobre el suelo pierden hasta una cuarta parte del agua almacenada por evaporación, y a veces tienen que liberar agua para hacer espacio para grandes tormentas, por lo que la «pérdida» ya es parte del status quo.

La creciente población humana del mundo y nuestros entornos construidos están alterando cada vez más el ciclo natural del agua. Los efectos de esos cambios se agravan a medida que el caos climático trae consigo mayores inundaciones y sequías más prolongadas. Como un método para reparar el ciclo del agua, es probable que el SAM se extienda, especialmente a medida que las personas aprenden de la experiencia cómo mitigar los problemas potenciales con los procesos.