Infraestructura hidráulica mayor de México

Historia, evolución y perspectiva

El agua de que podemos disponer para el consumo humano y para el desarrollo proviene básicamente de la precipitación pluvial, que varía a lo largo del tiempo y se distribuye de manera no uniforme en la superficie terrestre. Esto lleva a guardar agua cuando sobra para tenerla cuando escasea, y a llevarla de donde la hay hacia donde hace falta. Por otra parte, las grandes tormentas pueden provocar inundaciones, con daños y perjuicios de gran magnitud. Si hablamos de comunidades de población numerosa y de un desarrollo socioeconómico relativamente elevado, surge la necesidad de grandes obras hidráulicas de almacenamiento, control y conducción: presas y acueductos de magnitud considerable, que constituyen la infraestructura hidráulica mayor a la que se refiere este artículo, particularmente la de México.

Algo de historia

Una obra hidráulica magnífica fue el Albarradón de Nezahualcóyotl, presa diseñada por ese gran gobernante, filósofo, poeta e ingeniero aproximadamente en 1450, y construida en el gran Lago del Valle de México para proteger a Tenochtitlan de inundaciones. Tenía 14 m de altura máxima y 15 km de longitud desde Atzacoalco hasta Iztapalapa. Hubo otros albarradones, en Ecatepec y en Mexicaltzingo, obras portuarias en Texcoco e importantes acueductos, como los de Chapultepec y Coyoacán, que llevaban agua dulce a la capital azteca. En el valle hubo también obras de riego, como la presa de San Juan Teotihuacan y los canales que descubrió Ángel Palerm bajo la lava del Pedregal de San Ángel; en otros sitios, como en lo que hoy son los estados de Veracruz, Michoacán, Oaxaca y México, se realizaron asimismo importantes obras hidráulicas de almacenamiento y conducción.

Durante el Virreinato continuaron las obras para control de inundaciones de la capital, con la desviación del río Cuautitlán hacia el río Tula, por el túnel (después tajo) de Nochistongo (véase figura 1), en tanto que se ejecutaron numerosas obras de riego, como la que formó la Laguna de Yuriria en 1550 y las construidas en las grandes haciendas en los siglos XVII y XVIII. De estas, funcionan aún varias presas, como El Saucillo y Natillas en Aguascalientes, Huapango y San Antonio en el Estado de México, El Aguacate en Guanajuato, y Ñadó, de 26 m de altura, construida en 1800. Se construyeron también numerosos acueductos para trasvasar agua de otras cuencas a donde el crecimiento de la demanda la hacía indispensable. De ello son ejemplos el maravilloso Acueducto del Padre Tembleque, así como los de Los Arcos, Los Remedios, Morelia y Querétaro.

Ya en el México independiente, en el siglo XIX se construyeron decenas de presas, algunas de hasta 50 y más metros de altura, que siguen actualmente en operación. Las obras de protección de la Ciudad de México continuarían con el Gran Canal del Desagüe y el primer túnel de Tequixquiac, inaugurados por Porfirio Díaz en el año 1900. Durante el porfiriato se ejecutaron también más de un centenar de nuevas presas.

La producción de electricidad mediante la energía hidráulica se inició en México en 1889 en Batopilas, Chihuahua, con una planta de apenas 22 kW para explotación minera, y poco después se construyeron dos hidroeléctricas en el río Blanco, Veracruz, una de 3,730 kW para la fábrica de Santa Gertrudis y otra de 2,200 kW para la Compañía Industrial de Orizaba. Otras más se ejecutaron en los ríos Santiago, en Jalisco; Conchos, en Chihuahua, y Duero, en Michoacán, y a principios del siglo XX se desarrolló el gran Sistema Hidroeléctrico de Necaxa, con su presa de 58 m de altura.

Evolución de la infraestructura hidráulica de México Pasando al siglo XX, en 1926 se creó la Comisión Nacional de Irrigación, que con su lema “Por la grandeza de México” se abocó a la ingeniería y construcción de grandes presas para riego, como El Palmito, Durango, en el río Nazas, y El Azúcar, Tamaulipas, en el río San Juan. Con avances tecnológicos se hicieron la primera presa del mundo de machones de cabeza redonda (Don Martín, río Salado, Coahuila, 1926), la más alta presa del mundo de tipo Ambursen (río Tijuana, 1941) y la mayor de machones de cabeza redonda (Las Vírgenes, río San Pedro, Chihuahua, 1946).

Más adelante, en 1937, se constituyó la Comisión Federal de Electricidad (“Electricidad para el progreso de México”), que desarrolló el ejemplar Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán aprovechando corrientes de agua que bajan del Nevado de Toluca y de la zona de Mil Cumbres. Posteriormente, construyó grandes presas y sistemas hidroeléctricos en los ríos Balsas, Alto Grijalva, Santiago, Yaqui, Fuerte y Moctezuma-Pánuco, y otras menores en distintas corrientes de agua.

La Secretaría de Recursos Hidráulicos, establecida en 1946, diseñó y construyó centenares de presas para dar agua a grandes zonas de riego, y logró ampliar a 6.2 millones de hectáreas el área dotada con obras de infraestructura hidráulica, actualmente responsable del 50% de la producción agrícola del país.

La Comisión Nacional del Agua tiene actualmente registro de 4,155 presas, de las que 922 son de 15 m de altura o más, llamadas internacionalmente “grandes presas”, y hay 25 de más de 100 m de altura. Chicoasén, con sus 267 m de altura (véase figura 2), es la más alta de todo el continente americano. Muchas son de fines múltiples, incluyendo control de avenidas, pero la mayor parte tienen la función principal de dar agua para riego y 59 la de generación eléctrica. Otras presas sirven como depósito de jales mineros. Con las plantas de generación secundaria, a la fecha se han construido 101 hidroeléctricas en el país, que suman una capacidad de 12,670 MW y generan unos 35 TWh al año.

Hablando del control de inundaciones, para reducir el riesgo en la Ciudad de México se construyó un conjunto de presas reguladoras en las sierras que limitan el valle, cuya utilidad se ha reducido por el crecimiento de la mancha urbana. Por otra parte, debido al hundimiento de la ciudad, un buen tramo del Gran Canal del Desagüe ha quedado en contrapendiente, lo que requirió la instalación de plantas de bombeo para elevar el agua. En vista de ese problema, se decidió realizar un sistema de drenaje profundo y se construyó el Emisor Central, uno de los túneles más largos del mundo, para desalojar el agua de lluvias. Se construyó también un interceptor de las descargas de las presas reguladoras y su correspondiente Emisor del Poniente, también en túnel. Ambos túneles descargan fuera del valle. Recientemente fue necesaria la construcción de un nuevo conducto de salida, el Túnel Emisor Oriente, terminado hace algunos años, con lo que el valle cuenta con cuatro salidas de agua, todas hacia los afluentes del río Tula, que se convierte en el Moctezuma y finalmente descarga al Pánuco y el Golfo de México.

En lo referente a las grandes conducciones de agua, el primer acueducto desde cuencas lejanas fue para llevar las aguas subterráneas de los valles de Toluca e Ixtlahuaca hacia la Ciudad de México, pero el explosivo crecimiento poblacional de la zona metropolitana hizo crisis en la década de 1970 y dio lugar a la construcción del Sistema Cutzamala, que conduce 15 m3/s desde más de 100 km de distancia y con un desnivel de más de 1,100 m, aprovechando las presas de lo que fue el Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán. Para el abastecimiento a diversas ciudades, se ejecutaron acueductos como los de Río Colorado-Tijuana, Cerro Prieto-Monterrey y Chapala-Guadalajara.

Visión prospectiva

Agricultura de riego

El insumo más importante para la producción agrícola de alimentos es el agua, pero, además de las variaciones en su disponibilidad en el territorio nacional y en el tiempo, hay problemas como la carencia de políticas públicas adecuadas, por un lado, y los efectos del cambio climático, por el otro. Esto ha reducido la capacidad agropecuaria; se requiere nueva infraestructura de riego, el mantenimiento de la que existe y un manejo del agua, incluyendo la tecnificación del riego parcelario, que ga- u El primer acueducto desde cuencas lejanas fue para llevar las aguas subterráneas de los valles de Toluca e Ixtlahuaca hacia la CDMX, pero el explosivo crecimiento poblacional de la zona metropolitana hizo crisis en la década de 1970 y dio lugar a la construcción del Sistema Cutzamala, que conduce 15 m3/s desde más de 100 km de distancia y con un desnivel de más de 1,100 m, aprovechando las presas de lo que fue el Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán. Para el abastecimiento a diversas ciudades, se ejecutaron acueductos como los de Río Colorado-Tijuana, Cerro Prieto-Monterrey y Chapala-Guadalajara. rantice su sostenibilidad y la soberanía alimentaria en el mediano y largo plazos, que actualmente se estima solo del 50 al 55 por ciento.

Para atender la demanda de alimentos, el país debe avanzar en dos campos: aumentar la productividad por unidad de tierra y aumentar la superficie cultivada. Hay que pensar en incorporar un millón de hectáreas de riego y tres millones de hectáreas de agricultura de temporal tecnificado (véase figura 3). Lo anterior solo podrá lograrse con nuevas presas de almacenamiento y obras de conducción, distribución y aplicación del riego adecuadas, así como drenes, caminos y almacenes. En cuanto a las presas, algunas deberán ser de operación multianual, para disponer de reservas que ayuden a enfrentar los efectos de las grandes sequías.

No debe olvidarse la absoluta necesidad de dar conservación y mantenimiento a la infraestructura existente. La mayor parte de las grandes presas se construyeron hace más de 50 años y algunas de ellas tienen antigüedad sustancialmente mayor, por lo que el deterioro natural las hace proclives a fallas como agrietamientos, asentamientos y azolvamiento, en tanto que muchas de las otras obras de infraestructura hidráulica mayor han alcanzado también decenas de años de antigüedad y están sujetas a daños diversos y problemas de obsolescencia tecnológica que deben prevenirse y atenderse.

Protección contra inundaciones

Debe cuidarse también el control de las avenidas en las épocas de abundancia, que se lleva a cabo en gran parte por medio de las presas, auxiliadas por encauzamientos y otras obras. Un caso particular son las inundaciones del estado de Tabasco, que llevaron a formular un Plan Hídrico Integral que únicamente se ha ejecutado en parte y que debe cumplirse de manera completa y rigurosa, independientemente de que conviene actualizarlo con la información reciente.

Generación hidroeléctrica

En relación con la generación hidroeléctrica, entre 1970 y 1990 la CFE llevó a cabo un programa para determinar el potencial hidroeléctrico y planear su aprovechamiento, considerando desde las pequeñas hidroeléctricas hasta las de gran envergadura, llegando a identificar 583 sitios con potencial para generar hasta 165 TWh/año. Entre ellos, hay sitios para proyectos medianos en ríos como el Yaqui, el San Pedro, el Acaponeta y el río Verde de Oaxaca, así como en otros que desembocan en el Golfo de México. También existen sitios con caídas superiores a 800 metros, como el de El Salto, Durango, y el del río Bobo, Oaxaca-Veracruz, así como otros con desniveles importantes en ríos como el Valle Nacional y el Mascota. Además, está el posible aprovechamiento del río Usumacinta mediante pequeñas presas en escalera, y existe un gran número de proyectos hidroeléctricos al filo del agua en distintos ríos. Sin embargo, no olvidemos que proyectos como La Parota, Chicoasén II y Las Cruces no se pudieron ejecutar por problemas sociales y políticos mal atendidos. Es muy importante que se regulen, se estructuren y se cumplan las leyes para atender la prioridad de proyectos como estos, que aportan importantes beneficios a sus regiones y a la nación en su conjunto.

Otro tema: una modalidad de generación de energía hidroeléctrica en que México tiene un gran potencial son las plantas de rebombeo, de las que en el mundo existen más de 150, con una capacidad total instalada del orden de 250,000 MW, mientras que en nuestro país aún no hay ninguna, aunque se han estudiado diversos sitios en diferentes partes como Baja California, Nuevo León, Puebla,

Acueductos

Si atendemos ahora la necesidad de grandes conducciones de agua, no hay que olvidar que actualmente el 80% de la población vive en ciudades, lo que es preocupante desde el punto de vista de su abastecimiento, porque los acuíferos cercanos quedan sujetos a una intensa sobreexplotación y las aguas superficiales requieren grandes obras de trasvase. En pocos años se espera una población urbana adicional del orden de 20 millones de personas sobre todo en las zonas áridas del norte del país y en el altiplano mexicano, donde no existen fuentes de abastecimiento subterráneas sostenibles ni corrientes superficiales con caudales suficientes. Será indispensable acudir a estudios y proyectos de ingeniería, así como a estudios económicos, sociales y ambientales, para determinar fuentes de abastecimiento con aguas superficiales de cuencas aledañas. Una premisa fundamental es que se deben respetar y reservar los volúmenes para la satisfacción de las demandas futuras en las regiones de origen, con una visión de planeación de cuando menos 50 años. De no satisfacerse esta premisa, los trasvases no serían sostenibles ni social ni ambientalmente.

Se estima que las fugas de agua predominantes en las redes de distribución son del orden del 40% de los caudales introducidos en ellas; con gran esfuerzo técnico, económico y social, podrían reducirse a la mitad, por lo que hay que definir y programar acciones para alcanzar ese objetivo. Los caudales recuperados servirán principalmente para mejorar la calidad del servicio, evitar los tandeos y entregar el agua con la presión indispensable; esto reduciría en algo la necesidad de nuevos y grandes acueductos, aunque los resultados se irían obteniendo gradualmente, y quizá no serían suficientes para atender el crecimiento acelerado de las demandas.

Además de impulsar el reúso de las aguas residuales, a continuación se enumeran algunos trasvases que se consideran indispensables para abastecer a algunas de las principales ciudades de México, los cuales requerirán la construcción de importantes acueductos para asegurar su sostenibilidad hídrica:

Para la Zona Metropolitana del Valle de México se puede pensar en el río Temascaltepec (cuarta etapa del Sistema Cutzamala), las aguas subterráneas de la cuenca del río Tula, la parte alta del río Tecolutla (que también servirían para la ciudad de Puebla) y el río Amacuzac. Para la Zona Metropolitana de Guadalajara se consideran las aguas del río Verde (presas El Zapotillo u Entre 1970 y 1990 la CFE llevó a cabo un programa para determinar el potencial hidroeléctrico y planear su aprovechamiento, considerando desde las pequeñas hidroeléctricas hasta las de gran envergadura, llegando a identificar 583 sitios con potencial para generar hasta 165 TWh/año. Entre ellos, hay sitios para proyectos medianos en ríos como el Yaqui, el San Pedro, el Acaponeta y el río Verde de Oaxaca, así como en otros que desembocan en el Golfo de México. También existen sitios con caídas superiores a 800 metros, como el de El Salto, Durango, y el del río Bobo, Oaxaca-Veracruz. y El Salto) y las del río Santiago en las cercanías de la confluencia del río Bolaños. Para las ciudades de León y Guanajuato, aguas del río Lerma captadas en la presa Solís, y para la ciudad de Aguascalientes quizás aguas de la presa Plutarco Elías Calles. Por su parte, para la Zona Metropolitana de Monterrey podrían ser aguas de un afluente del río Soto la Marina y de un afluente del Pánuco; para la ciudad de Chihuahua, aguas del río Conchos. Para Hermosillo, hay que considerar una planta desaladora de agua salobre o de agua de mar, igual que para Tijuana, Los Cabos y La Paz, con sus acueductos respectivos.

Reúso del agua

De residuo a recurso, como dice el Banco Mundial. Entre las obras de infraestructura hidráulica mayor, se debe pensar en grandes plantas de tratamiento de aguas residuales, así como en las instalaciones de recuperación de recursos, para su reutilización. Si consideramos que alrededor del 70% del agua que se requiere para las comunidades y las industrias se retorna como agua residual, el agua tratada se convierte en una fuente sumamente importante, que sin duda conviene aprovechar. En México tenemos algunos ejemplos notables, como la planta de Atotonilco, que ayuda a mejorar la situación de más de 700,000 habitantes del Valle del Mezquital con agua tratada proveniente de la Zona Metropolitana del Valle de México, o la PTAR Tenorio, que trata agua residual de San Luis Potosí para utilizarla en agricultura de riego y en las torres de enfriamiento de la termoeléctrica de Villa de Reyes. Deben impulsarse proyectos semejantes en otras grandes aglomeraciones urbanas de nuestro país.

Comentarios finales

Además de las inversiones para incrementar, rehabilitar, modernizar y tecnificar la infraestructura, se requiere realizar y supervisar estudios y proyectos de ingeniería, capacitar al personal técnico de los sectores público y privado, coordinar la acción de las autoridades del agua, la agricultura, la energía y la protección civil, y abordar los problemas sociales y ambientales.

En todos los casos se requiere una acción coordinada e integral, con la participación de los tres órdenes de gobierno de México. El gobierno tiene que darse cuenta de los problemas del agua, comprenderlos y emprender las acciones necesarias para su solución, con el apoyo de la sociedad, que tiene que estar bien informada de la situación presente y futura y de las posibilidades de corrección y mejora. El Colegio de Ingenieros Civiles de México, como organización de la sociedad civil, representante formal de la profesión y además, por ley, consultor del poder público en los asuntos de su competencia, es un actor fundamental en el desarrollo futuro de la infraestructura hidráulica que el país requiere

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ANA BEATRIZ CARRERA AGUILAR

Profesora en la Facultad de Ingeniería, UNAM. Su línea de investigación son las propuestas sustentables a problemas de infraestructura y economía del bienestar. Dicta cursos en nivel licenciatura y posgrado sobre enfoque sistémico en la ingeniería.

RODRIGO TAKASHI SEPÚLVEDA HIROSE

Profesor en la Facultad de Ingeniería, UNAM, de temas relacionados con ingeniería ambiental, sostenibilidad, modelación del medio ambiente y percepción remota/ SIG. Consultor en temas ambientales.