Vital líquido... de vital importancia Es un asunto de VITAL importancia. El agua se consume y se contamina a un paso tan acelerado que se ha convertido en una asignatura prioritaria para los gobiernos del mundo. No es para menos, el consumo mundial de agua aumenta exponencialmente, sin tomar en cuenta que el desarrollo industrial vierte al subsuelo miles de millones de litros de contaminantes, lo que impacta de manera negativa los mantos freáticos y acuíferos. La industria, las grandes urbes y en general la actividad humana han generado cambios radicales en los ecosistemas como la pérdida de la cubierta vegetal que ocasiona erosión, producción de gases contaminantes y residuos sólidos, entre muchos otros. Parte de esas afectaciones tienen relación con la crisis del agua. El agua tiene un ciclo natural que ha sido desequilibrado por la actividad del hombre. Para contrarrestar este impacto, es necesario estudiarlo y aplicar métodos con el objetivo de recuperar el equilibrio. Si no se toman acciones, según datos de diferentes organizaciones internacionales, en las próximas décadas el problema será irremediable. En la Península de Yucatán, por ejemplo, al terminar el siglo pasado más del 60% de las muertes de niños menores a cinco años, era causada por patógenos transportados por el agua subterránea. De hecho, en la última década, el desarrollo industrial y el vertiginoso avance de la mancha urbana, principalmente al norte de Mérida, han favorecido que el manto freático tenga contaminación antropogénica y que el agua a 20 metros de profundidad no sea apta para el consumo humano. Las políticas públicas y los esfuerzos financieros ahora se encaminan a la investigación de la calidad del agua y su conservación como estrategias prioritarias en cada región del mundo. En Yucatán, por ejemplo, la Convocatoria FOMIX 2008-06 aceptó ocho proyectos de investigación encaminados al estudio de la calidad del agua (explotación, preservación y tratamiento) con un monto de $14,499,639, lo que significó el 12% del total de los proyectos aprobados. Este interés, además, se ve reflejado en las obras de infraestructura hidráulica que se realizan en las poblaciones yucatecas más apartadas. Para un manejo más eficiente del recurso hídrico los expertos proponen desarrollar una cultura social que comprenda el problema. Estudiar desde temprana edad el agua, favorecer la creación de segmentos sociales comprometidos con el uso de un recurso difícil de distribuir a toda la población y cuidar su consumo. Para comprender esta problemática, esta Gaceta está pensada para adentrarle, amigo lector, en el contexto que rodea la hidrología en el mundo, en México y, por supuesto, en Yucatán. Muchas gracias.
La crisis del agua, una
problemática mundial
Los tsunamis, huracanes e inundaciones, todos ellos son un recordatorio constante del poder destructivo del agua y de la miseria que supone su carencia en tantas regiones del mundo
La industria, las grandes urbes y en general
la actividad humana han generado cambios negativos radicales que han transformado a los ecosistemas y han mermado defensas naturales del planeta como la pérdida de la cubierta vegetal y la capa de ozono debido a la producción de gases contaminantes en gran escala. Una buena parte de esas agresiones tienen estrecha relación con la problemática del agua. El ciclo natural del agua ha sido violentamente desequilibrado por el hombre y para contrarrestar este impacto es necesario analizarlo y aplicar metodologías para recuperar el equilibrio. Organismos internacionales han señalado que de continuar el uso indiscriminado y la contaminación del agua, en sólo algunas décadas más el problema será irremediable. Naciones Unidas, a través del Programa Mundial de Evaluación de Recursos Hídricos señala que “en los 3 años transcurridos desde el lanzamiento del primer Informe sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos en el Mundo en 2003, el mundo ha sido testigo de considerables cambios. Se han observado numerosos e importantes desastres relacionados con el agua: el tsunami en el océano Índico, en 2004; los huracanes en el Caribe, el Pacífico Oeste y Estados Unidos, en 2004 y 2005; las inundaciones en Europa Central, en Europa del Este y en otras muchas regiones, en 2005; y grandes sequías en Niger, Mali, España y Portugal. Todos ellos son un recordatorio constante del poder destructivo del agua y de la miseria que supone su carencia en tantas regiones del mundo. (UNESCO, 2005). Los desastres tienen relación con el impacto del hombre sobre el ciclo hidrológico.
Un volumen importante de agua cubre el planeta. Según la revista Tecnología Ambiental, aproximadamente, entre un 70 y 75% del líquido sirve para regular la temperatura del planeta (2006, p 14). La naturaleza cuenta con un sistema que permite equilibrar la distribución del agua.
El resto lo toman los vegetales o se evapora, para reiniciar el proceso. El ciclo hidrológico debe entenderse como un fenómeno natural donde el agua permanece en constante movimiento, cambiando de un estado a otro; ya sea líquido (ríos, aguas subterráneas), gaseoso (nubes y vapor) o sólido (granizo, nieve, témpanos). -Evaporación: el agua puede encontrarse en tres estados, cuando el Sol calienta los mares u otros depósitos superficiales, ésta cambia de su forma líquida a la gaseosa subiendo a la atmósfera. La evaporación existe tanto en los mares como en los continentes. -Condensación: cuando el vapor de agua se concentra en la atmósfera se crean nubes que contienen grandes concentraciones de agua. Éstas, gracias a la acción del viento, tienen la capacidad de recorrer cientos de kilómetros hasta llegar a zonas más elevadas dentro de continentes.
El ciclo hidrológico es un conjunto de fenómenos físicos en los que concurre el agua. El ciclo se inicia con la evaporación que se produce en los depósitos acuíferos y en los campos. Los vapores resultantes se elevan y forman nubes, que los condensan y de nuevo la vuelven líquida, en diversas formas de precipitación. La lluvia es la más fuerte de éstas. Al caer escurre por la superficie de la tierra o se infiltra hacia el interior. Una parte circula después por los ríos o por el subsuelo, alimentando, lagos, mares, depósitos subterráneos.
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-Precipitación: cuando el agua contenida en las nubes se concentra en extremo, se convertirá nuevamente en líquido o, en algunos casos, en sólido (granizo por ejemplo). Las partículas, por el efecto de la gravedad, descenderán a la superficie distribuyéndose en diferentes lugares como, lagos, montañas o ríos subterráneos. En muchos casos el agua se almacena en acuíferos (capas de rocas con la capacidad de almacenar grandes cantidades de agua). -Escorrentía: es la capacidad del agua para escurrirse o circular por diferentes zonas. Durante el escurrimiento, el agua puede circular y acumularse sobre una zona de roca impermeable para formar un acuífero.
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En otras ocasiones, se acumula entre rocas porosas con diminutas cavidades donde comparte espacio con el aire. -Infiltración: además de la escorrentía, en el ciclo del agua existe otro proceso que tiende a omitirse. La infiltración se explica como “... la cantidad de agua precipitada que atraviesa la superficie del terreno y pasa a ocupar, total o parcialmente, los poros, fisuras y oquedades del suelo”. La infiltración, es de gran importancia pues el agua que logra acumularse forma los acuíferos, lugar donde se encuentra una importante cantidad del total del agua dulce. -Percolación: movimiento del agua u otro líquido a través de los intersticios del terreno. Se suele aplicar al flujo vertical a través del medio no saturado. -Recarga: parte del agua infiltrada que alcanza la zona saturada.
o infiltrarse, son denominados área de recarga. El lugar donde se evapora el agua de los acuíferos libres o del mar es denominada área de descarga. Para solventar un desarrollo sostenible en las ciudades, el equilibrio entre ambas áreas es indispensable. Si se extrae más agua de la que el acuífero puede recargar se provocará su sobre explotación. Las definiciones anteriores permiten comprender la complejidad del ciclo hidrológico. Sin embargo, la relación equilibrada del uso del agua también debe contemplar a los actores sociales (ya sean gobernantes, la población en general o la ciencia). De la interacción de todos depende el correcto aprovechamiento de los recursos hídricos. Aunque en la naturaleza existe el ciclo hidrológico por sí sólo, el agua siempre ha desempeñado una función importante para el hombre.
para la agricultura, la protección y el mantenimiento de los bosques y la flora, y han desarrollado complejas plantas de tratamiento y potabilización del agua. Todo inmerso en una ley básica ambiental que promueve la conciencia en toda la población. Como Japón, cada vez son más los países que están adoptando un enfoque de Gestión Integrada de los Recursos Hídricos (en inglés: Integrated Water Resources Management, IWRM). Registrar el impacto del hombre en el ciclo hidrológico es importante. Cada gota utilizada representa una modificación en el equilibrio natural. Numerosos escenarios sirven para ejemplificarlo. En el Distrito Federal, por ejemplo, casi el 70% del agua que llueve se evapotranspira y regresa a la atmósfera, el resto escurre por los ríos o arroyos o se infiltra al subsuelo y recarga los acuíferos”. Debido al crecimiento urbano, se ha creado un desequilibrio.
El ciclo hidrológico conlleva el movimiento constante del agua y cada una de las etapas definidas participa de forma dinámica. La percolación juega un papel fundamental pues coopera con el desplazamiento natural del agua para que ésta llegue al subsuelo y abastezca los acuíferos. La escorrentía superficial, se encarga de llevar a los acuíferos libres (acumulaciones de agua que tienen contacto con el aire), el líquido. El desplazamiento paulatino del agua permite que ésta llegue con cierta regularidad al mar donde, gracias a la acción del Sol, se pueda iniciar la evaporación. -Cuenca: cuando el agua de la lluvia se precipita, cae sobre las cuencas que son “concavidades creadas por la naturaleza en la superficie de la Tierra mediante las fuerzas tectónicas, la fuerza del agua y sus corrientes. -Nivel freático: “Conforma el límite superior de la zona saturada en un acuífero libre. Es el lugar geométrico de los puntos de un acuífero libre que se encuentra a la presión atmosférica. Su altura en un acuífero libre viene determinada por la cota que alcanza el agua en un pozo poco penetrante en reposo”. -Área de recarga y descarga: el ciclo hidrológico se puede llevar a cabo en cientos de miles de kilómetros. Los lugares donde desciende el agua de la precipitación, ya sea para escurrirse
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El ciclo hidrológico no sólo se debe considerar como el sistema que la naturaleza desarrolló hace millones de años. Es también la suma de factores sociales que permiten un balance entre la recarga y descarga de los acuíferos. Japón, por ejemplo, contempla la importancia de mantener un equilibrio en el uso del agua. Para que el sistema sea integral, han implementado medidas de control de inundaciones, procedimientos de protección y control del agua
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El consumo excesivo de agua, así como la extensión del pavimento hacia las zonas de recarga, han ocasionado la sobreexplotación del acuífero. Hoy, los niveles freáticos son bajos y la calidad del agua ha disminuido por la contaminación antropogénica. En el Valle de México, en poco menos de 500 años se han extinguido los cinco grandes lagos que se encontraban en la zona. El crecimiento desmedido de la población y el incremento en el uso del agua, han sido los factores más importantes esto ocurriera.
Al finalizar el año anterior (2010) la Asamblea General de la ONU adoptó una resolución presentada por Bolivia que reconoce el agua potable como “un derecho humano básico” e insta a que se garantice su disfrute a los 884 millones de personas que carecen de acceso a ese elemento esencial para la vida. La propuesta recibió el respaldo de 122 países, mientras que ninguno votó en contra, aunque se registraron 41 abstenciones. La resolución también declara que el acceso a servicios sanitarios básicos es un derecho, ya que la contaminación del agua con materia fecal es una de las principales causas de mortalidad en los países más pobres del planeta. Un derecho, una solución Más de 2.600 millones de personas carecen de instalaciones sanitarias adecuadas, como retretes, lo que contribuye a que 1,5 millones de niños mueran cada año a causa de enfermedades relacionadas con la falta de salubridad, según apunta la resolución. Además, resalta la responsabilidad de los Estados de promover y proteger todos los derechos humanos “de manera justa y equitativa”, para que todos reciban la misma atención. “El derecho al agua potable y el saneamiento son derechos humanos independientes y como tales debemos reconocerlos, así que instamos a los Estados a cumplir con sus obligaciones”, agregó el embajador. Delegaciones como la de Estados Unidos, que se abstuvo en la votación, señalaron que su posición se debe a que temen que la propuesta boliviana puede afectar a los trabajos que en esta misma materia se llevan a cabo en Ginebra, en el seno del Consejo de Derechos Humanos de la ONU. “Esta resolución intenta ser un atajo y por eso Estados Unidos se abstiene”, explicó la delegación de ese país. El esquema del ciclo hidrológico que considera el impacto del crecimiento urbano y el desarrollo industrial y agrícola, permite ejemplificar los aspectos que modifican el equilibrio natural.
-Los desarrollos turísticos deben cuidar el tratamiento de las aguas negras, si no se implementan sistemas de saneamiento la contaminación afectará todo el ecosistema. -La agricultura es una de las actividades humanas donde mayor consumo de agua se requiere. En ella se utilizan fertilizantes y químicos que, al aplicarse contaminan los acuíferos. Los costos de remediación son millonarios. -Aunado al crecimiento de la mancha urbana viene la deforestación. La evotraspiración ayuda a mantener la humedad y participa en la generación de nubes que mantienen el equilibrio del ciclo. Desaparecer la vegetación impacta en la perdida de agua y en el descenso del nivel de los acuíferos. En las grandes urbes se consumen más de 100 litros de agua per cápita al día. -La industria afecta de manera directa el ecosistema. Es necesario que los gobiernos exijan un mejor control de calidad para que los desechos sean tratados de manera eficiente.
El balance entre recarga y descarga de los acuíferos es uno de los principales puntos a considerar para el sustento de los ecosistemas. Sin embargo, el hombre debe analizar con detenimiento su papel en el desequilibrio del planeta: Un principio fundamental de la termodinámica enunciado por el científico francés Antoine-Laurent (1743-1794), afirma que “la materia no se crea ni se destruye, se transforma”. Aplicado al agua, podemos confirmar que hoy tenemos la misma cantidad que hace 3 mil millones de años, pero la diferencia radica en la calidad y distribución de este recurso. Si se cuenta con la misma cantidad de agua, entonces el problema no radica en el volumen, sino en la calidad y la forma de distribuir el líquido a toda la población. Según el informe del World Water Assesment Programe (2003) una de las metas es llevar, para el año 2015, agua potable a todos los hombres, promoviendo la reducción del índice de pobreza extrema en el mundo.
Texto tomado de www.aguaenmexico.org con información de: Legorreta, J. en: (2005) Agua. La Jornada, edición especial; López-Geta, J. A., Fornés, J. M., Ramos, G., Villarroya, F. (s. f.). Las aguas subterráneas. Un recurso natural del subsuelo. Madrid, España. Instituto Geológico y Minero de España; San Diego, Natural History Museum. Un Viaje Alrededor del Agua; Young, E. en: (2003) Water for people, water for life, The United Nations World Water; Development Report. World Water Assessment Programe. UNESCO; (2003) Agua para todos, agua para la vida, Informe de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos, resumen; (2005) Estadísticas del Agua en México; Comisión Nacional del Agua, Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales; (2006) El agua, una responsabilidad compartida; Programa Mundial de Evaluación de los Recursos Hídricos. UNESCO; Documento de la Región Asia-Pacífico “World Water Council 4th. World Water Forum”, Comisión Nacional del Agua. Revista Tecnología Ambiental, información especializada en ecología y medio ambiente, edición especial.
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Aspectos de la Hidrología y Geología de la Península de Yucatán Por Dr. Eugene Perry
El agua que se utiliza en la mayor parte de
la Península de Yucatán para distribución de agua potable, agrícola, e industrial es extraída de pozos que penetran un acuífero regional de calizas. El desarrollo económico de la región depende de un manejo inteligente de ese recurso de agua subterránea; y más importante, la salud y bienestar de los habitantes presentes y futuros depende de la disponibilidad de agua de buena calidad, libre de bacterias patógenas y químicos tóxicos. El agua subterránea en Yucatán se almacena naturalmente en las rocas de lo que se conoce como un sistema cárstico, el cual consiste de espacios interconectados que varían en tamaño desde espacios microscópicos hasta dimensiones de cavernas. El acuífero de Yucatán tiene una característica en común con acuíferos de otras partes del mundo, que son vulnerables a la contaminación debido a la facilidad de movimiento que tienen los contaminantes a través de los espacios ampliamente interconectados. Las rocas sedimentarias de la Península forman capas prácticamente planas que se apilan en una secuencia regular como capas de un pastel, y porque las capas más antiguas están cubiertas por capas mas jóvenes que se extienden por cientos de kilómetros es difícil o prácticamente imposible observar las capas mas profundas de manera directa. En muchas otras partes del mundo, los geólogos pueden examinar las rocas cubiertas con relativa facilidad porque están expuestas debido a los efectos de erosión de ríos, pero en la Península de Yucatán no hay ríos. Consecuentemente, algunas propiedades importantes permanecen desconocidas. Mi grupo de colaboradores ha tratado de resolver este problema utilizando la química del agua (particularmente los iones de cloro, sulfato y estroncio, al igual que los isótopos de estroncio). Los objetivos han sido 1) ayudar a identificar la extensión de la intrusión salina (penetración del agua de mar en el subsuelo),
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Hay una secuencia de capas de yeso, con un espesor de al menos 25 m, a lo largo de la carretera 186 en la parte sur de Campeche.
El desarrollo económico de la región depende de un manejo inteligente del agua subterránea; y más importante, la salud y bienestar de los habitantes 2) determinar la extensión subaerea de evaporitas, ricas en yeso, 3) demostrar la existencia de un flujo subterráneo interconectado entre la falla de Ticul y “el anillo de cenotes” en la parte central y noroeste de la Península, y 4) investigar la hidrogeología y geomorfología del terreno cárstico desarrollado en capas de yeso en el sur de Campeche y Quintana Roo. Aunque estos estudios se llevaron a cabo con fines científicos, la información obtenida puede ser útil para maximizar la calidad del agua suministrada a la red de agua potable, para evaluar opciones de disposición final de residuos sólidos, y para monitorear la contaminación, especialmente en zonas de descarga de agua subterránea. El ion de cloro es importante como trazador porque prácticamente no participa en las reacciones que ocurren cerca de la superficie de la tierra; y al menos que haya una evaporación extrema no formará precipitados. Es por esto que el ion cloro se puede utilizar como factor normalizante para indicar procesos de dilución. Por ejemplo, la relación (en equivalentes) SO4/Cl es 0.103 en agua de mar; por lo tanto, el agua subterránea que tenga esa relación es seguramente una mezcla que contiene agua de intrusión salina. A diferencia del ion cloro, sulfato puede interaccionar con el acuífero de dos maneras. Puede provenir de la disolución de yeso (CaSO4•2H2O) o, en condiciones deficientes de oxigeno, puede reaccionar con materia orgánica para producir compuestos de sulfuro. Por lo tanto, una relación de SO4/Cl significativamente mayor que 0.1 puede indicar la presencia de una capa de evaporitas en el acuífero, mientras que una relación menor puede indicar condiciones anaerobias. El estroncio está presente en agua de mar con una concentración de 8 ppm aproximadamente. Los isótopos de estroncio en el agua de mar han variado sistemáticamente a través del tiempo Enero de 2011
geológico, y la edad para una relación de 87 Sr/86Sr en particular, en el agua de mar, es heredada por los minerales que forman la roca, tal como calcita, aragonita, yeso, y celestita (SrSO4) que fueron precipitados en ese momento. Esto, permite el fechamiento de rocas sedimentarias químicas; ademas de ser un delimitante en las posibles fuentes de iones en agua subterránea. La relación de 87Sr/86Sr tiene un valor de aproximadamente 0.70765 para el periodo del Cretácico al Eoceno. Desde entonces, la relación se incrementó hasta tener un valor presente de 0.70915. El estroncio es extremadamente útil como trazador porque dependiendo de la fuente y del tiempo de deposición, varia en concentración y en composición isotópica. El impacto de Chicxulub, que se estima ocurrió hace más de 65 millones de años ha afectado la hidrogeología de la Península de dos formas significantivas. Un efecto directo e inmediato fue la formación de un cráter que ha actuado como una cuenca que permaneció sumergida en el océano durante la mayor parte del Periodo Paleógeno. Esta cuenca, centrada aproximadamente en el puerto de Chicxulub, Yucatán, y que notablemente incluye Mérida, esta rellena con rocas sedimentarías marinas que no han sido expuestas ni sujetas a un proceso de erosión intenso capaz de producir características cársticas tales como cavernas y cenotes existentes en otras partes de la Península. El impacto ha contribuido de manera adicional a la hidrogeología en la creación de un conjunto de fallas a la orilla de la cuenca. El agua que fluye hacia el oeste, a lo largo de la Falla de Ticul, converge en el brazo oeste de este “Anillo de Cenotes” y desemboca en el Estuario de Celestun y por lo tanto, al Golfo de México. En el Este de la cuenca estas fallas del anillo (observadas en los perfiles sísmicos fuera de la costa) son probablemente responsables de una zona de dolinas y cenotes conocidos como “zona de columpios”. Es posible que esta zona es una característica
de la Península de Yucatán reporta que no hay evidencia de intrusión salina entre Escárcega, en la costa oeste, y Cenote Azul en la parte este. Existen también otros aspectos en los que difiere la parte sur de la parte norte.
cárstica, en la cual, la subsidencia ocasionada por la disolución de calizas cerca de la superficie es amplificada por la disolución a lo largo de las fallas del anillo a profundidades mayores. Combinando información de la geoquímica del agua con datos limitados de núcleos de roca, perfiles geotérmicos, altura del agua sobre el nivel del mar, información sismológica y núcleos de sedimentos del lago Chichancanab, podemos llegar a las siguientes conclusiones: 1) La intrusión salina penetra hacia el continente por varios kilómetros. A lo largo del sistema de fracturas del “anillo de cenotes”, y se extiende desde el Estuario de Celestún sobre el oeste y norte hasta casi 200 km tierra adentro hacia el Lago Chichancanab. 2) Los datos de Sr, 87Sr/86Sr, y Sr/Cl confirman la presencia de una capa que contiene yesocelestita de edad Cretácica/Eoceno que se encuentra en el fondo del cenote Xkolac. No existe información suficiente para distinguir si es proveniente de material del impacto (de edad K/Pg), o es una evaporita más joven del Paleogeno, o las dos. 3) En contraste a la probable disolución de evaporitas que ocurre en el este y oeste de la cuenca de Chicxulub, en la cuenca misma, es muy poco probable que haya existido formación de evaporitas o erosión subaérea, por lo que la posibilidad de formación de cavernas e incremento de la permeabilidad dentro de la cuenca es muy baja. Nuestro estudio de exploración en la parte sur
1) Hay una secuencia de capas de yeso, con un espesor de al menos 25 m, a lo largo de la carretera 186 en la parte sur de Campeche. Estas evaporitas son la fuente de sulfato en el agua subterránea, en cantidades tales que exceden la concentración máxima permitida en la norma por un factor de hasta cuatro veces. 2) Los trabajos recientes de ampliación de la carretera 186 han puesto al descubierto capas de arcilla entre mezclada con aquellas de evaporitas. Estos afloramientos contribuyen al esclarecimiento de las características geomorfológicas de la región, sugiriendo que mucho del relieve local es el resultado de la disolución de yeso que libera arcilla de las capas de argilita para formar un acuitardo en la superficie. 3) La formación de poljes, tal como el Valle de Edzná (el cual, probablemente fue intruido por un brazo de mar durante el Oligoceno), y la formación de lagos someros, tales como el lago Silvituc, son una consecuencia de la erosión e intemperismo que han sufrido las evaporitas expuestas. 4) En contraste con el agua subterránea de la parte sur de Campeche, contaminada con altas concentraciones de sulfato, el agua superficial de lagos y lagunas de la zona está aislada de las capas de yeso por un acuitardo residual que esta relativamente libre de iones. Los arqueólogos han estimado que en el área de Calakmul, al sur de Campeche, hubo una población cerca de 1.5 millones de personas, esto durante la florescencia del periodo clásico Maya (el cual empezó alrededor del año 500 DC). Esta área justamente corresponde al área que actualmente tiene problemas de contaminación de sulfatos. Los mayas no construían pozos, pero en su lugar utilizaban el agua almacenada en aguadas. Enero de 2011
Las aguadas son depresiones naturales que fueron modificadas con el fin de hacerlas semiimpermeables y de canalizar el agua. Rosario Domínguez y William Folan estimaron que las aguadas en Calakmul tuvieron una capacidad combinada de almacenamiento de aproximadamente 230 millones de litros. Esto sugiere que los residentes modernos del área pueden experimentar con la tecnología hidrogeológica Maya para el aprovechamiento de fuentes de agua superficial de buena calidad química, con el fin de complementar o reemplazar agua subterránea contaminada con sulfatos. Sin embargo, como una nota precautoria, vale la pena mencionar que hay evidencia de que Calakmul fue posteriormente abandonado durante un periodo de severa sequía. Hay todavía muchos problemas de agua subterránea sin resolver. 1) Las Dras. M. Lenczewski de NIU, Rosa M. Leal Bautista de CEA/CICY y otros están llevando a cabo un estudio de los procesos de óxido-reducción promovidos por acción bacteriana en cenotes profundos. Este estudio es continuación de los trabajos previos realizados por Rick Socki y un servidor, quienes a su vez fueron introducidos a la zona de estudio por Salvador Gaona y Miguel Villasuso. Los resultados pueden tener implicaciones importantes con respecto al tratamiento y desecho de aguas residuales. 2) Por años, el grupo de NIU ha colectado muestras de agua subterránea y de precipitación de huracanes con la idea de utilizar la firma isotópica distintiva de oxígeno y deuterio como trazadores de agua. 3) Hay necesidad de más estudios geológicos y geoquímicos para un mejor entendimiento del área de Quintana Roo al sur de Felipe Carrillo Puerto y extendiendose al sur de Campeche. La composición química del agua subterránea puede estar influyendo en la geomorfología de las costas, ya que la mezcla de agua rica en sulfatos con agua de mar, no promueve la erosión de costas, a diferencia de la mezcla de agua subterránea-agua de mar que ocurre al norte de la Península. También, la red compleja de drenaje interno que existe al sur de la Península requiere de atención para un mejor manejo del recurso hídrico en la región de la reserva de la Biosfera de Calakmul. GACETA SIIDETEY
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El Agua en México Luis Ernesto Marín Stillman*
México tiene casi 2,000,000 de km
2 de superficie y una precipitación media anual de 772 mm. Sin embargo, su distribución espacial y temporal es irregular ya que en 42% del territorio, principalmente en el norte, la precipitación media anual es menor a 500mm, y en algunos casos como en las zonas próximas al río Colorado, son menores a 50 mm. En contraste, en 7% del territorio, existen zonas con precipitaciones medias anuales superiores a los 2000 mm, con zonas donde la precipitación es mayor a 5000 mm. Del 67%-80% de la precipitación ocurre en el verano (Arreguim y otros, 2004; Cantú y Garduño, 2004).
De la precipitación anual, el 23% se vuelve escurrimiento superficial; este se suma a 40 km3 provenientes de Guatemala, 1.8 km3 del río Colorado y restándole 0.44 km3 que en promedio se entregan a los Estados Unidos en el río Bravo (Arreguim y otros, 2004). El clima en la parte norte de México es árido a semiárido, y es en esta zona donde se encuentran las ciudades más grandes del país, así como las principales concentraciones de actividad industrial y agrícola. Sin embargo, esta región apenas cuenta con menos de la tercera parte de los recursos hidráulicos del país. La Comisión Nacional del Agua ha identificado 653 acuíferos en el Territorio Nacional. Aproximadamente 200 de estos acuíferos han sido sujeto de uno o más estudios, y los volúmenes disponibles para 188 acuíferos han sido publicados en el Diario Oficial de la Federación. Esto quiere decir que dos terceras partes de los acuíferos de México no han sido cartografiados, y en los cuales no se conoce su geometría, volumen de agua disponible, y otra información básica. El agua subterránea proporciona el 70% del agua potable, la tercera parte de la superficie bajo riego y el 50% de la industria (Marín, 2002). El balance nacional de agua subterránea resulta positivo en su conjunto, ya que la extracción estimada en 27.2 km3/año representa sólo el 41% de la recarga total estimada en 66.1 km3/año. Estos números, sin embargo, esconden algunas realidades de México.
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México cuenta con un escurrimiento superficial virgen medio de 394 km3.
La distribución espacio-temporal del agua es grande, y desafortunadamente para el país, la zona con la mayor abundancia, el sureste de México, no corresponde al área donde el agua es mayormente requerida (el norte de México). Esto ha resultado en problemas graves en cuanto al manejo del agua subterránea (CNA, 2001, 2002). En México, existen una serie de problemas en torno al agua subterránea, tres de ellos adquieren singular atención: La sobreexplotación de los acuíferos; contaminación de los mismos, y la intrusión salina. El mayor uso del agua subterránea ocurre en las zonas áridas y semiáridas del centro, norte y noroeste, donde el balance extracciónrecarga es negativo y refleja las condiciones de sobreexplotación en numerosos acuíferos. Este hecho amenaza la sustentabilidad de las actividades económicas apoyadas en estas fuentes de abastecimiento, ya que no sólo se agota el recurso sino que en algunas se ha afectado la calidad del agua y se encarece su aprovechamiento. De los 653 acuíferos identificados por la Gerencia de Aguas Subterráneas de la Comisión Nacional del Agua, según diversos autores (Marín, 2002; Arreguim y otros, 2004; Cantú y Garduño, 2004) de 98 a 102 acuíferos están siendo sobreexplotados.
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En estos acuíferos la recarga es de unos 9.0 km3/año y la extracción de 13.9 km3/año, representando la recarga el 65% de la extracción total. En estos acuíferos sobreexplotados se extrae el 51% del total a nivel nacional. El usuario más importante del agua subterránea es el sector agrícola, que utiliza un 70% de las extracciones, seguido a buena distancia por los usos público-urbano e industrial, que representan alrededor del 22% del bombeo total y poco más del 6%, respectivamente. En cuanto a los 100 acuíferos sobreexplotados, las cifras expuestas reproducen prácticamente el mismo patrón que a nivel nacional, pues un 71% de las extracciones corresponden al sector agrícola, alrededor del 22% se utiliza por el uso público-urbano y casi 6% por el sector industrial. La sobreexplotación conjunta resulta de 4.9 km3 anuales. Acuíferos sobreexplotados En 1975 (SRH, 1975) se identificaron 32 sitios donde los acuíferos estaban sobreexplotados; desde esa fecha ese número ha aumentado sustancialmente, a 36 en 1981, 80 en 1985 y 100 actualmente. Las consecuencias de esta situación son un acelerado descenso de los niveles estáticos, un incremento de los costos de energía en el bombeo, fincas con pozos operando con niveles dinámicos entre 70 y 140 m; intrusión de agua salada del mar en acuíferos costeros aparejada con la salinización de los suelos; hundimientos y grietas del suelo en áreas urbanas, con todos los daños y riesgos que ello implica, migración y contaminación de acuíferos continentales con agua de mala calidad, causada por rocas evaporitas o descargas de aguas contaminadas en zonas cercanas.
Contaminación Los problemas de contaminación en México son amplios y pueden ser vistos desde dos puntos de vista: contaminación antropogénica y contaminación natural. La contaminación antropogénica puede ser dividida en tres tipos: bacteriológica, inorgánica, y orgánica. La contaminación natural está relacionada principalmente con áreas donde se encuentran elementos o compuestos naturales que son tóxicos como el plomo o arsénico. Uno de los problemas más grandes que enfrenta México es la contaminación bacteriológica, asociada principalmente a la falta de tratamiento de las aguas residuales. La cobertura de alcantarillado en el medio urbano es del 90%, en el rural es del 37%, y a nivel nacional del 76%. La capacidad instalada para el tratamiento de las aguas residuales municipales es de 81 m3/s y se tratan 51 m3/s. En la Península de Yucatán, por ejemplo, hasta hace algunos años, más del 60% de las muertes de niños menores a cinco años, era causada por patógenos transportados por el agua subterránea. Pacheco y otros (2000) han realizado varios estudios microbiológicos en la Península de Yucatán. Existen varios ejemplos por contaminación de elementos inorgánicos ya sea provenientes de rellenos sanitarios (Marín y otros, 2001ª) como puede ser el arsénico. Este elemento ha sido reportado en varios sitios incluyendo: La Comarca Lagunera (localizada en la parte norte de México (Molina, 2004) y Tlamacazapa, Guerrero, localizado al suroeste de la Ciudad de México (Smith, 2003). Armienta y Quere (1995) ha reportado la presencia de
cromo en suelos y en el acuífero de León, Guanajuato, como producto de la intensa actividad de la producción de artículos de piel. Estudios de compuestos orgánicos empiezan a darse a conocer en la literatura. Por ejemplo, Mazari y otros (2000) reportan la presencia de componentes orgánicos y bacteriológicos en la Ciudad de México. Marín y otros (2001b) han reportado tanto la presencia de compuestos orgánicos como inorgánicos para la ciudad de Mérida. La contaminación difusa es importante en México y apenas empieza a ser estudiada desde un punto de vista académico. La presencia de nitratos en el agua subterránea ha sido descrita por Pacheco y Cabrera (1997), Steinich y otros (1998), Pacheco y otros (2000). González y otros (en arbitraje) reportan sobre estrategias para el control de la maleza acuática en los canales de irrigación en el Valle del Yaqui, Sonora (noroeste de México). Administración del agua La Constitución política de los Estados Unidos Mexicanos reconoce desde 1917 a la nación como propietaria del agua y autoriza al Ejecutivo Federal a administrar estos recursos y a otorgar concesiones para el uso del agua. Comisión Nacional del Agua La Comisión Nacional del Agua (CNA) es la entidad responsable por la administración del agua en México. La misión de la CNA es “Administrar y preservar las aguas nacionales, con la participación de la sociedad, para lograr el uso sustentable del agua”. Para una mejor administración, México ha sido
dividido en 13 regiones administrativas, las cuales no obedecen a ningún criterio técnico. La Ley de Aguas Nacionales ha venido a reconocer normativamente el principio técnico de la unidad de gestión y del ciclo hidrológico determinando un tratamiento jurídico basado en la unidad de cuenca hidrológica donde la coordinación y la concertación entre la autoridad y los usuarios a partir del programa nacional hidráulico es uno de los elementos más importantes. Según la Ley, la cuenca, conjuntamente con los acuíferos, constituye la unidad de gestión del recurso hidráulico. Por su parte, la LAN estipula las facultades del Ejecutivo Federal en materia de administración de aguas nacionales y precisa los instrumentos normativos de que dispone la Comisión Nacional del Agua para formular, implantar y evaluar la planeación hidráulica del país, administrar y custodiar las aguas nacionales, expedir títulos de concesión (los cuales son expedidos a personas y organismos particulares) y asignaciones (las cuales se otorgan a las entidades de la administración pública) y permisos de descarga de aguas residuales, así como sus prórrogas y transmisiones, y proyectos de reglamentos de cuencas. La LAN también define a la Comisión Nacional del Agua como la “autoridad federal única en materia de agua del país” (Cantú y Garduño, 2004).
*Investigador Titular “C”, Instituto de Geofísica, Universidad Nacional Autónoma de México, Cd. Universitaria, México, D.F., México CP 04510 email: lmarin@geofisica.igeofcu.unam.mx
Manto freático contaminado en el norte de Mérida pero hay que extraerla a mayor profundidad”, dijo ante autoridades relacionadas al tema del agua, empresarios y estudiantes, en el auditorio de la Coparmex-Mérida.
El sur produce aún agua limpia Redacción SIIDETEY
El aumento de las actividades industriales y residenciales en el norte de
Mérida trajo como consecuencia que los primeros 20 metros del acuífero se encuentre contaminado y el agua que se extrae no sea apta para el consumo humano, así lo expresó el doctor Luis Ernesto Marín Stillman, investigador del Instituto de Geofísica de la UNAM.
Señaló que el lente bueno del acuífero es de 60 metros, aunque los primeros 20, principalmente en la zona norte de la ciudad, están contaminados microbiológicamente. “El agua es más pura en el Sur porque no hay tanta actividad humana, hay poco desarrollo residencial, y son pocas las industrias; la parte superficial no es tan buena porque Mérida no tiene drenaje, los estudios que tengo son del 2002 y desconozco cómo está ahora”.
El también director general de la empresa Grupo Ha’, señaló categórico que la calidad del agua en el norte de la ciudad de Mérida: “Ya no es apta para beber; es agua contaminada”, y recordó que hace diez años se perforaron de 8 a 10 pozos en la zona de La Ceiba y el agua arrojó cientos de colonias fecales. La norma para que el agua sea apta para su potabilización es que el líquido esté libre de colonias fecales y bacterias.
En opinión de Dr. Marín, el acuífero de Yucatán es el más grande del país y en poco tiempo será una reserva estratégica muy codiciada por su abundancia, por lo que exhortó a las autoridades a que esta riqueza hidrológica se cuide y se estudie a fondo. Dijo que las nuevas reservas hidrológicas limitarían el uso del suelo, pues prohibirían la instalación de gasolineras o rellenos sanitarios.
Invitado en noviembre ppdo., por el SIIDETEY, para presentar el panorama del agua en la Península de Yucatán, el doctor Marín propuso poner atención en el Sur. “La reserva del sur de Mérida todavía produce agua limpia,
“En el trabajo de preservación del acuífero hay que hablar el mismo idioma Gobierno, las organizaciones no gubernamentales y los científicos y si logramos ese diálogo hallaremos el camino de la sustentabilidad”, dijo.
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Acuífero regional abastece de agua a toda la Península Por Mario Rebolledo-Vieyra
La única fuente de agua potable en la Península de Yucatán es un acuífero regional. Este acuífero es un lente delgado de agua dulce que flota sobre agua salada. El espesor del lente en Mérida, Yucatán (en el Observatorio Meteorológico) es de 61 metros. De acuerdo a Steinich y Marín (1996), el espesor varía de 16 metros en la costa (Chuburná) a más de 80 metros en Sotuta. El acuífero es libre excepto por una banda paralela a la costa (Perry et al., 1989; 1990). Por la naturaleza libre del acuífero, la zona de recarga es a lo largo de todo el acuífero. Esto hace que el acuífero sea sumamente vulnerable a la contaminación (Marín y Perry, 1994; Marín et al., 2000). De acuerdo a la Sinopsis Geohidrológica del Estado de Quintana Roo (CNA, 1990), más del 65% del agua subterránea es utilizada para uso agrícola. Aproximadamente 23% es destinado para el uso público-urbano. Marín (1990) estableció para el noroeste de Yucatán una red de monitoreo piezométrica durante casi dos años. Durante este tiempo, las variaciones normales entre la época de estiaje y lluvias fue del orden de 0.50 metros.
Los asentamientos humanos detrás de desarrollos turísticos son una grave amenaza para el acuífero. El Estado de Quintana Roo es bien conocido en la comunidad espeleológica por sus múltiples cavernas interconectadas que se encuentran por debajo del nivel freático. Algunos de estos sistemas han sido mapeados con distancias mayores a los 55 km de la costa. Los métodos tradicionales, como el análisis de fotografías aéreas, no han servido para mapear estas zonas de flujo preferencial. Para el caso particular del noroeste de Yucatán, la intrusión salina ha sido detectada a más de 100 km de la costa (Steinich y Marín, 1996). El acuífero en la costa este de la Península es libre, y el espesor del lente de agua dulce es de apenas unas decenas de metros.
La única fuente de agua potable en la Península de Yucatán es un acuífero regional.
Península de Yucatán (Imagen tomada de la NASA)
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Direcciones de flujo de agua subterránea de acuerdo a Perry y otros (2002).
Lente de agua dulce que flota sobre el agua salada.
Beddows (op. cit.) reporta el espesor del lente de agua dulce en el Caribe a 50 km de la costa, el lente tiene 50 metros; a 11.7 km de la costa, en el cenote Angelita el espesor del lente es de 30 metros y se reduce a entre 10-15 metros a cuatro y medio kilómetro de la costa. En uno de los puntos de descarga del Sistema de Ox Bel Ha, existe un manantial con un espesor de agua dulce de 11 metros. Marín y otros (2004) reportan que a lo largo de las costas de toda la Península de Yucatán se está dando un crecimiento explosivo. Por ejemplo, Playa del Carmen es la ciudad que más rápido está creciendo en toda Latinoamérica. Si bien, para los desarrollos turísticos nuevos se les pide la instalación de plantas de tratamiento de agua, eso no es el caso para los desarrollos urbanos que van creciendo atrás de los desarrollos turísticos los cuales no cuentan con sistemas de abastecimiento de agua potable, ni sistemas de recolección de aguas negras. Hay estimaciones de que van de 10 hasta 18 personas de apoyo (esto incluye empleos directos e indirectos) por cada cuarto de hotel en la Riviera Maya. Muchas de las colonias, también conocidas como ciudades perdidas descargan sus aguas negras directamente a los cenotes. Este crecimiento descontrolado, es quizás el mayor riesgo para el desarrollo sustentable (incluyendo el abastecimiento de agua potable) de la Riviera Maya.
Mapa de la Península de Yucatán con la localización inferida de los parte-aguas regionales (Imagen cortesía de la NASA).
Si bien el acuífero de la Península de Yucatán es uno de los más grandes del país, es importante reconocer que estudios recientes sugieren que el área que abastece de agua a la Riviera Maya es mucho menor a la que había sido considerada anteriormente. El óvalo blanco grande muestra el área que originalmente se consideraba que alimenta de agua a la Rivera Maya. La presencia de la Fractura de Holbox sugiere que hay un flujo de agua sur-norte y norte sur. Por lo tanto, el área que realmente abastece a la Rivera Maya es la que se muestra en el óvalo más pequeño.
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SIIDETEY, a la vanguardia Instituciones y centros de investigación pertenecientes al SIIDETEY participan en ocho proyectos encaminados al uso, tratamiento y mejoramiento de la calidad del agua en Yucatán, a través de investigaciones aprobadas en la Convocatoria Fomix 2008-06 con un monto total de 14,499,639. Tratamiento
Conservación
Explotación
Proyecto: Bases biotecnológicas para desarrollar un proceso para el tratamiento de aguas residuales de la industria textil. Programa: Fomix Institución: Instituto Tecnológico de Mérida Área de desarrollo: Tratamiento Monto asignado: 1´921,249.00
Proyecto: Variaciones espacio temporales de la comunidad de peces de la “Boca de la Carbonera” en la costa Norte de Yucatán. Programa: Fomix Institución: UNAM/UMDI Sisal Área de desarrollo: Explotación Monto asignado: 1´131,000.00
Proyecto: Propuesta de creación de una reserva hidrológica para el norte del estado de Yucatán. Programa: Fomix Institución: CICY Área de desarrollo: Conservación Monto asignado: 2´000,000.00
El objetivo es establecer bases biotecnológicas para el tratamiento de efluentes de la industria textil, mediante el uso de hongos nativos aislados de madera y desechos de henequén. El proyecto consta de dos etapas a realizarse en dos años.
Se plantea comprender la dinámica espacial y temporal de la comunidad de peces y su relación con las características hidrodinámicas y termodinámicas de esta zona de Yucatán. Se trabaja en la elaboración de una base de datos georeferenciada de las especies de peces que utilizan el sistema de humedales costeros de la zona norte de Yucatán.
Proponen construir un modelo hidrogeológico del acuífero en el anillo de cenotes de Yucatán, que incluya datos de la geología estructural que controla el flujo del líquido lo cual permitirá garantizar la calidad y cantidad de agua para el sostenimiento de grandes núcleos urbanos en la entidad. Un objetivo es identificar las principales zonas de recarga y caracterizar la calidad del agua subterránea en el anillo de cenotes.
Proyecto: Incorporación de Procesos biotecnológicos para el manejo sustentable de aguas residuales del sector porcícola. Programa: Fomix Institución: Universidad Autónoma de Yucatán Área de desarrollo: Tratamiento Monto asignado: 1´950,000.00 Este proyecto busca evaluar la incorporación de procesos biotecnológicos en el tratamiento de las aguas residuales, generados en la producción porcícola, con la finalidad de darles un manejo integral y sustentable. El proyecto propone la generación de nuevas configuraciones de unidades de tratamiento con procesos bioquímicos de elevada eficiencia en la remoción de contaminantes y aprovechamiento para la generación de bioenergías. Proyecto: Sistemas de membranas para el aprovechamiento y uso racional de agua en Yucatán. Programa: Fomix Institución: CICY Área de desarrollo: Tratamiento Monto asignado: 1´806,900.00 Proponen mejorar el nivel de vida de la población yucateca buscando poner a su disposición medios modulares y simples para obtener agua, a través del desarrollo de membranas aniónicas y catiónicas por métodos de síntesis, reacciones específicas de polimerización o modificados por medio de descarga de plasma.
Proyecto: Evaluación de la calidad ambiental del sistema lagunar Chelem-Progreso. Programa: Fomix Institución: UNAM/UMDI Sisal Área de desarrollo: Explotación Monto asignado: 2´318,490.00 Se busca caracterizar la circulación y las masas de agua presentes en esta área. Este proyecto, que se mantiene aún en proceso, permitirá la evaluación de la calidad del agua presente en este sistema lagunar para determinar la propagación de contaminantes. El objetivo es generar un banco de información histórica de las variables físicas e hidrodinámicas del sistema.
Proyecto: Diagnóstico Integral y Tecnología de riego en el distrito de riego 048 de Ticul y en el DDR de Tizimín, Yucatán. Programa: Fomix Institución: INIFAP Área de desarrollo: Conservación Monto asignado: 1´372,000.00 Este proyecto permitirá esquemas de patrones de cultivos que optimicen las disponibilidades de agua y maximicen el ingreso neto en las zonas de bajo riego en las áreas de estudio. Proponen desarrollar y validar un modelo computacional para calcular los requerimientos de riego de las principales especies cultivadas en el área de estudio. Con ello se podrá determinar el potencial productivo de las especies de interés y conocer la variabilidad de la calidad del agua para uso agropecuario en la zona en cuestión.
Proyecto: Reserva hidrogeológica para el abastecimiento de agua con calidad para la zona metropolitana de Mérida, Yucatán. Programa: Fomix Institución: Universidad Autónoma de Yucatán Área de desarrollo: Conservación Monto asignado: 2´000,000.00 Este proyecto determinará la calidad del agua subterránea en la región hidrogeológica denominada planicie interior, con base en la información generada en estudios anteriores. Prevén caracterizar de manera espacial la calidad de agua y comprobar que ésta (que subyace el área de reserva propuesta) cumple con los estándares para ser considerada apta para consumo humano.