Indice

Prólogo Introducción  Sequía en un mundo de agua Capítulo 1. El agua y la vida Capítulo 2. Historia geológica del agua Capítulo 3. El ciclo del agua Capítulo 4. Las sequías y los nuevos desiertos Capítulo 5. Las aguas subterráneas Capítulo 6. Las aguas subterráneas en una cuenca de altura:  

el Valle de Toluca Capítulo 7. Agua y relieve Capitulo 8. El uso humano del agua y su impacto sobre los sistemas naturales Capítulo 9. Un ejemplo de contaminación de aguas superficiales:  

el curso alto del río Lerma, México Capítulo 10. La agricultura de riego Capítulo 11. Abastecimiento de agua potable  

para pequeñas comunidades rurales Capítulo 12. El agua y las ciudades Capítulo 13. Las aguas residuales: saneamiento y reuso Capítulo 14. Reutilización de aguas residuales en México Capítulo 15. El agua y la cultura Capítulo 16. Economía de los recursos naturales:  

la visión ortodoxa Capítulo 17. La economía ecológica: el enfoque entrópico Capítulo 18. Gestión hídrica y conflictos Conclusión. Somos agua Bibliografía Acerca de la portada. La Clanchana

  Prólogo

La disponibilidad de agua adecuada y suficiente es un problema que está afectando crecientemente las sociedades humanas contemporáneas.  Si bien son los países áridos o semiáridos quienes están sufriendo la carencia o mala calidad del agua en forma más aguda, igualmente las zonas más húmedas pueden experimentar problemas de insuficiencia o contaminación de sus caudales hídricos. 

Al aumentar la intensidad de las actividades sociales inapropiadas se acelera el deterioro del ambiente planetario y cada vez resulta más difícil obtener agua utilizable para el consumo humano. 

Existe un problema de carga demográfica, límites de población que no es posible exceder sin perjudicar en forma irreversible los recursos. Aún más grave que el exceso de seres humanos, son los modos de pensar y sentir que se han impuesto en las sociedades sobredimensionadas del presente. 

En ellas hay dos tipos de actitudes frente al agua, ambas inapropiadas. Por un lado se la despoja de valor. El agua es un bien desechable y contaminable, accesible con sólo abrir una llave o accionar una bomba, recipiente que se presume indestructible e inalterable, para deshacerse de todos los residuos sociales. Por otro lado, se trata de darle valor mercantil, transformarla en una mercadería sometida a las reglas irreales de un mundo financiero incoherente e injusto. 

En los hechos, el verdadero valor del agua está en su papel esencial para el desarrollo de la vida, en su insustituibilidad, en su carácter irreemplazable y único. Somos hijas e hijos del agua, de ella venimos y al fin, en ella se disolverán nuestras moléculas. 

Un nuevo enfoque de los problemas hídricos va a tener que empezar por allí, en el reconocimiento de este valor fundamental, apuntando a una revisión paradigmática de nuestra relación con todas las aguas del planeta.  A esta visión básica de respeto y consideración, hay que agregar la necesidad de desarrollar un profundo conocimiento de sus propiedades y dinámica. Ello también es importante. Se necesita saber cada vez más acerca del funcionamiento de cuerpos hídricos y sistemas. 

Fue con el fin de ayudar a descifrar y conocer este mundo de agua y las sequías y contaminaciones que lo afligen, que nos lanzamos a la tarea de preparar este trabajo. Estamos conscientes que es imposible abarcar una problemática tan vasta en los confines de las portadas de un libro.  De todos modos, hemos procurado combinar los diversos aspectos del tema hídrico para dar una idea de la complejidad de los problemas, y de la necesidad imperiosa de no continuar subestimándolos. 

Si bien esta obra fue escrita en México y utiliza con mayor frecuencia ejemplos mexicanos, está inspirado en situaciones que han tenido o tienen lugar en muchas partes del mundo y explora cuestiones genéricas diversas con posible aplicación histórica y global. Algunas de ellas fueron obtenidas a través de los proyectos de investigación apoyados por el Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (CIID) de Canadá durante el período 1985-1996. 

Además de los quince capítulos generales el libro incluye cuatro investigaciones multidisciplinarias específicas sobre temas que se consideraron representativos, que fueron realizados en el Centro Interamericano de Recursos del Agua de la Universidad Autónoma del Estado de México y versan sobre diversos problemas del agua en la República Mexicana. 

Esperamos que este esfuerzo, que en realidad es una búsqueda, pueda proporcionar algunos elementos útiles para encontrar las mejores formas de manejar el agua, que en realidad es una forma de manejarnos nosotros mismos. 

 Los editores

IntroducciónSequía en un mundo de agua

Vivimos en un mundo de agua

Es el único planeta conocido que está cubierto de una capa acuosa líquida. Océanos, ríos, lagos, humedales, nubes, la mayor parte de sus rasgos superficiales están constituidos por agua.

La vida misma, cuya presencia es intrínseca de La Tierra, se forma, desarrolla y existe merced a la presencia de este líquido imprescindible.

Desde el espacio o desde las profundidades de su envoltura gaseosa, éste es un mundo de agua.

Sin embargo, a pesar de la abundancia global, los seres humanos estamos teniendo problemas de escasez de agua, cada vez más frecuentes, cada vez más intensos, cada vez más devastadores.

Las sociedades contemporáneas están sufriendo una nueva sequía global, y ella no se debe ni a la falta de lluvias, ni al menor caudal anual de los ríos, ni a la ausencia de acuíferos.

Por el contrario, los estudios climáticos muestran una tendencia promedial al incremento de las lluvias. Los flujos fluviales se han vuelto más irregulares pero no han disminuido. Y el balance total del agua subterránea tampoco ha cambiado significativamente.

Muchos científicos piensan que el mundo se está haciendo más húmedo, y que debido al efecto invernadero, están aumentando la evaporación, la cobertura nubosa, y por ende, las precipitaciones.

Paradójicamente, en ese marco de creciente pluviosidad, las sociedades están teniendo problemas con el líquido vital: la sequía en el mundo del agua. Si bien el agua existe, no está donde se la necesita. Y cuando se la encuentra, su calidad degradada la hace inutilizable. 

Las regiones semiáridas están cada vez más secas. Todavía llegan las masas de aire de procedencia oceánica, cargadas de humedad, pero la ausencia de cobertura vegetal ha reducido la evapotranspiración, y por lo tanto, disminuyó la formación de las nubes potencialmente productoras de lluvia durante los períodos de sequedad. 

Al calentarse los mares se acelera el motor climático generando sistemas más numerosos e intensos, que intensifican los procesos erosivos y las inundaciones catastróficas. Al mismo tiempo se desecan los suelos y desaparece la húmeda película de vida que sirve de apoyo a las plantas y animales. 

Incesantemente se desarrollan nuevos eriales cada día. Los episodios de sequía se extienden más y más en el tiempo. Los agricultores y criadores de ganados, que desde tiempos antiguos produjeron los alimentos que nutrieron a pueblos y ciudades, están pasando a ser los habitantes empobrecidos de los nuevos desiertos, que sólo originan polvo y migrantes hambrientos.

Mientras los antiguos paisajes húmedos se secan en las zonas rurales, las grandes ciudades se dedican a vaciar o degradar los ríos, los lagos y los acuíferos. Las aguas son desviadas, acumuladas, desparejamente distribuidas y pesadamente contaminadas por los monstruos urbanos que no cesan de crecer. Se ha generado una concentración patológica de la demanda y por ende no hay suficientes recursos para satisfacerla. Precisamente, son esas mismas zonas urbanas las que más degradan el recurso. No sólo consumen mucha agua, sino que además la devuelven a los sistemas naturales en malas condiciones.

Las sociedades contemporáneas están alienadas. Los humanos ya no se sienten parte del ambiente. El agua, base de la vida, de los ecosistemas, de los ciclos naturales terrestres, ha pasado a ser, tan sólo un recurso. Y un recurso devaluado.

Al secar los lagos, ríos y acuíferos estamos secando nuestras propias vidas. Al degradar el agua, estamos contaminando el futuro. La sequía que estamos creando es voluntaria. El Mundo de Agua está aún aquí, con nosotros. Si aprendemos a comprenderlo y respetarlo, todavía podremos sumergirnos en él para vivir plenamente en el futuro.

 Capítulo 1El agua y la vida

"El Agua es el primer principio para lavar impurezas y hacer crecer la vida” 

Fundamento de la religión de los “Templos de Agua” o “Agama Thirta” de la isla de Bali1. 

    

El agua líquida en el universo 

El agua líquida no es una substancia común en el cosmos. Si bien sus elementos constituyentes, el hidrógeno y el oxígeno, son abundantes, y sus combinaciones bajo la forma de agua sólida, el hielo, o gaseosa, el vapor de agua, también lo son, el agua líquida sólo es estable en condiciones restringidas de temperatura y presión. 

El hidrógeno es el gas más abundante del universo, probablemente constituye 99% de toda su materia. El oxígeno, si bien es mucho menos común, representa gran parte de la corteza sólida de los planetas conocidos. Cuarenta y cinco por ciento de la masa y noventa por ciento del volumen de las rocas terrestres es oxígeno y se le encuentra en proporciones parecidas en las cortezas sólidas de La Luna, Marte, Venus y otros astros del sistema solar. Ello no quiere decir que las atmósferas planetarias sean ricas en oxígeno libre. Por el contrario, debido a su actividad química, este gas se combina con otros elementos formando múltiples compuestos (óxidos, sales oxigenadas y por supuesto agua). 

Los minerales más comunes de las rocas terrestres (feldespato y cuarzo) contienen una proporción elevada de átomos de oxígeno2. También presentan altos porcentajes de este elemento los carbonatos3 y sulfatos4: El dióxido de carbono (CO2) y el agua (H2O), los compuestos fundamentales de la vida, están igualmente basados en él. 

Con la única excepción de La Tierra, las atmósferas planetarias conocidas no contienen oxígeno libre. En nuestro caso, su presencia se debe a la actividad biológica. En ese sentido, La Tierra posee una doble anomalía, la importante proporción de oxígeno (bajo la forma molecular diatómica: O2) y el rol central de la vida como fenómeno determinante de su dinámica físico-química. 

Una tercera anomalía, que es en cierto modo la causa de las anteriores, es la abundancia del agua en estado líquido, generalmente localizada a lo largo del contacto entre la litosfera y la atmósfera. 

La Tierra es el único planeta conocido con una hidrosfera bien desarrollada en contacto con la envoltura gaseosa de su atmósfera.       

No hay vida sin agua 

La presencia generalizada de agua líquida en nuestro planeta ha permitido la implantación y desarrollo de los procesos vitales, cosa que no ha sido, hasta ahora, identificado en ningún otro astro. 

La vida está intrínsecamente relacionada con el agua. El ADN, gigantesca molécula que constituye la base de todos los organismos conocidos, requiere, para su metabolismo y reproducción, estar en contacto con una solución acuosa de características apropiadas. 

La mayoría de los organismos viven en el agua, y los que no lo hacen, llevan consigo su propio microambiente acuoso. 

En resumen, en este mundo, la vida no puede existir sin agua líquida. Recíprocamente, en los lugares en donde hay agua líquida, se dan las condiciones para el desarrollo de los procesos vitales. 

No sabemos si hay grandes volúmenes de agua en estado líquido en otros planetas. Tal vez haya agua subterránea (“acuíferos”) en Marte o La Luna y hay indicios de océanos de agua cubiertos por una espesa capa congelada en algunas de las lunas de Júpiter5. Dadas las temperaturas y condiciones de presión extremadamente bajas de estos astros, no es muy probable que se hayan desarrollado procesos vitales generalizados y mucho menos una situación “biosférica” como la que existe en La Tierra. 

En nuestro planeta, la vida “adeénica”6 ha colonizado prácticamente todos los ambientes acuáticos. Hay organismos vivos en las hirvientes emanaciones hidrotermales del fondo de los océanos, en las gotas de agua condensadas de las nubes troposféricas y en las aguas de fusión de los inlandsis antártico y groenlandés. 

Aún en las regiones más secas, donde la humedad atmosférica no excede nunca 20 o 30%, como ciertas zonas del Sahara en Africa o el Rub’ al Khali de Arabia, existen numerosas formas de vida adaptadas a esa situación (p. ej. plantas freatófitas, invertebrados, reptiles, mamíferos, microorganismos variados) que “transportan” sus soluciones acuosas protegidas de la sequedad exterior por membranas, cáscaras, pieles, costras u otros materiales aislantes. 

Esta colonización generalizada del medio acuoso líquido hace difícil diferenciar el agua de la vida. 

De allí que podamos afirmar que, en La Tierra, el agua líquida y la vida constituyen un complejo inseparable.       

La vida es información 

Como señalábamos antes, la vida se basa en la molécula del ADN, en donde están contenidas las “instrucciones” para el desarrollo de las actividades metabólicas vitales y la reproducción de los organismos. 

El ADN presenta una flexibilidad informacional que le permite reproducirse superando en cada nueva generación los inconvenientes funcionales de las generaciones pasadas: una propiedad que podemos llamar: adaptabilidad. 

El ADN es una molécula muy larga, que se enrolla en el interior de los microorganismos y núcleos celulares. Su dimensión longitudinal es cientos de miles de veces mayor que la transversal. La longitud del ADN de cada célula humana es de 2 metros. Si se sumara la longitud del ADN de todas las células de una sola persona (1013) se podría rodear la circunferencia terrestre 500,000 veces. 

El genoma humano contiene 3,400 millones de bytes de información, por lo que se puede estimar la información genética de todas las células de un solo individuo de la especie en más de 1024. 

Los demás organismos complejos poseen masas de información análogas. Incluso las especies más simples, como las bacterias, tienen varios millones de bytes en su código genético. Estas cifras permiten aquilatar el inconmensurable volumen de información contenido en los entes vivos. 

En un cm3 de agua suelen pulular de miles de organismos (por ejemplo protozoarios, bacterias, virus) con varios millones de bytes de información cada uno. En una sola gota de agua, por lo tanto, hay millones de unidades de información. Si pensamos en el volumen total de agua que existe en la superficie del planeta (superior a los 2,000 millones de quilómetros cúbicos) podremos vislumbrar la apabullante cantidad de información que está contenida en la hidrosfera terrestre. 

Por esa razón, a la afirmación anterior de que “el agua es vida”, podemos agregar que “la vida es información”, y que por lo tanto, “el agua es información”.       

La química del agua 

El agua está constituida por moléculas simples formadas por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno. 

El oxígeno es un átomo relativamente grande (radio iónico: 1.40 Å7) con ocho protones en su núcleo (número atómico: 8) y ocho electrones en dos niveles orbitales. En el primer nivel orbital hay dos electrones que es su máxima capacidad y por tanto está colmatado. El segundo nivel contiene seis electrones cuando el átomo se encuentra en estado neutro. Como la capacidad del nivel es de ocho, pueden alojarse dos electrones más, en cuyo caso el átomo se carga negativamente en dos unidades (-2). 

Por su parte, el hidrógeno es un átomo muy pequeño que en estado neutro está formado por un protón y un electrón. En estado iónico (o sea, al perder el electrón y cargarse positivamente), su radio disminuye considerablemente hasta alcanzar la dimensión de un protón. En ese estado el catión H es miles de veces menor que el anión O. Cuando se combina con el oxígeno, su “radio iónico” puede ser considerado negativo (-0.38 Å). 

Debido al enorme tamaño relativo del oxígeno y a la pequeñísima dimensión del núcleo de hidrógeno, la molécula de agua es, aproximadamente, del mismo tamaño que el átomo de oxígeno (radio iónico: 1.55 Å). 

Los dos iones H quedan sumergidos en la nube electrónica (principalmente controlada por el núcleo del oxígeno) dando lugar a una configuración tetraédrica. En dicha estructura, el núcleo del oxígeno ocupa el centro del tetraedro, los dos núcleos (protones) de hidrógeno ocupan dos vértices y las nubes de carga negativa, los vértices restantes (Gerstein y Levitt, 1998). 

El ángulo entre los dos enlaces O-H es de 105º, ligeramente menores que los 109.5º de un tetraedro perfecto. 

Debido a la ubicación del átomo de oxígeno y la nube electrónica que lo rodea (con carga débil negativa) en una dirección, y los dos átomos de hidrógeno (con carga débil positiva), en dirección opuesta, la molécula de agua asume características polares. 

Dos moléculas de agua contiguas tienden a atraerse enlazando el extremo positivo de una molécula con el negativo de la otra. Este enlace es habitualmente denominado “enlace hidrógeno”. 

Cada molécula de agua puede formar (y normalmente lo hace) cuatro enlaces-hidrógeno con otras tantas moléculas de agua vecinas. Dos de esos enlaces son entre sus hidrógenos y los átomos de oxígeno de otras dos moléculas de agua, y los otros dos entre su átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno de otras moléculas cercanas8. 

A diferencia de los cristales de hielo, que tienen una perfecta geometría tetraédrica, el agua líquida tiene una geometría bastante irregular. 

Las moléculas de agua forman “enlaces-hidrógeno” entre sí, pero también pueden formarlos con otras moléculas polares, como ácidos, sales, azúcares y varias regiones moleculares de las proteínas y en el propio ADN. 

Estas sustancias que se combinan polarmente con el agua y/o disuelven en ella son denominadas hidrófilas. 

En cambio, las moléculas no-polares (como las grasas), que no forman enlaces hidrógeno con el agua, ni se disuelven en ella, son denominadas hidrófobas. 

Las proteínas y el ADN son moléculas que contienen a la vez componentes hidrófobos e hidrófilos enlazados en largas cadenas tridimensionales. En éstas, los elementos hidrófilos se localizan en la superficie, donde pueden interactuar con el agua, mientras que los hidrófobos permanecen en las zonas más profundas de la estructura, lejos del agua. 

De esa forma estos componentes parecen actuar como factores de estabilidad estructural, frente al rol más dinámico de la porción superficial hidrófila. 

Cualquier célula contiene por lo menos varios miles de millones de moléculas de agua. Es en esa enorme cantidad de unidades moleculares que tienen lugar los procesos biológicos. 

El agua es un componente integral del ADN. Los primeros modelos que se intentaron de la molécula del ADN en el vacío fracasaron debido a que las fuerzas repulsivas existentes entre los grupos fosfatados, cargados negativamente, daban lugar a la fractura casi inmediata de la molécula (en esas condiciones, su estabilidad no supera los 50 picosegundos). 

Modelos ulteriores9, en los que se incluyeron moléculas de agua alrededor y dentro de las anfractuosidades del ADN, permitieron una mayor estabilización de la estructura en doble hélice (hasta 500 picosegundos). 

En investigaciones más recientes se pudo comprobar que las moléculas de agua puedan interactuar con todos los elementos superficiales de la doble hélice, incluyendo los pares de bases que constituyen el código genético. 

Se ha comprobado además que las moléculas de agua no pueden penetrar en profundidad, y por tanto no llegan hasta la estructura central constituida por elementos hidrófobos. 

En la superficie de las proteínas existen entrantes estrechas en donde las moléculas de agua enlazadas tienen dificultad para introducirse. Es en estos surcos que se produce la interacción entre las enzimas y las moléculas ligantes. Otros estudios recientes han permitido constatar que la configuración de las moléculas de agua en un sitio activo imita la geometría y estructura de la molécula ligante propiamente dicha. 

Esta capacidad de imitación de otras moléculas que tiene el agua es probablemente la base física de la homeopatía, disciplina medicinal alternativa que se basa en el tratamiento de enfermedades mediante el uso de sustancias extremadamente diluidas en agua. En las preparaciones homeopáticas se hace desaparecer el soluto casi completamente, quedando solamente el agua. A pesar de ello, en algunas de ellas parece conservarse, de algún modo, la memoria de la sustancia que ha estado disuelta. 

Estos procesos son poco conocidos a nivel analítico e impugnados en el mundo académico. Sin embargo existe una prolongada utilización empírica en muchas partes del mundo que es indicativa de la existencia de estas propiedades.     

El agua genera información 

El agua no sólo contiene información, sino que, al fluir por encima y a través de la corteza, va generando sus propias huellas en los materiales sólidos con los que entra en contacto. En su movimiento produce micro-relieves negativos que luego pueden ser utilizados por el agua misma en circunstancias ulteriores. 

Cuando llueve sobre un suelo desprotegido, las primeras gotas producen un barnizado que impermeabiliza la superficie del terreno. Debido a ello las gotas subsiguientes no pueden infiltrarse y comienzan a escurrir ladera abajo. En las cimas el volumen de agua es pequeño, pero a medida que corre hacia las zonas más bajas, el caudal aumenta, debido a la tendencia del agua a concentrarse en las zonas más deprimidas. 

Esta concentración facilita su efecto erosivo, creándose surcos de profundidad variable, que son los rastros del recorrido del agua en su camino hacia los valles. 

Cuando cesa la lluvia, el paisaje conserva las marcas del flujo hídrico a modo de registro de los episodios pluviales ocurridos. 

Si las nuevas lluvias demoran mucho, o son muy esporádicas, estos registros pueden ser borrados por la vegetación, las pisadas de los animales o capas de depósitos eólicos, como las dunas o el loess. 

En muchos casos, los surcos producidos por el agua sobreviven, y al llover nuevamente, el agua profundiza aún más los antiguos canales, asegurando que las próximas precipitaciones continuarán fluyendo a través de dichos cauces. 

La información contenida en el drenaje es utilizada y acentuada por el agua que corre en su camino a los valles y mares. En ese sentido, éste constituye una compleja memoria morfológica de la historia hídrica de los paisajes. 

Del mismo modo que el agua genera rasgos geomorfológicos superficiales “legibles” por los sucesivos eventos hídricos, también introduce modificaciones en las formaciones geológicas a través de las cuales circula en forma subterránea. 

Así, ciertas zonas de mayor permeabilidad pueden verla aumentada aún más, debido a la disolución y arrastre de sales u otras sustancias que oficiaban de obstáculo al flujo subterráneo. 

En zonas de fisuras, el paso continuo de agua puede producir un ensanchamiento de las mismas, aumentando aún más su permeabilidad, el caudal y la capacidad de disolución. 

A partir de un cierto ancho de los sistemas de oquedades y fracturas, la velocidad del flujo empieza a tener efectos mecánicos sobre las paredes, techo y piso de los conductos, acelerando el proceso. 

Las huellas geológicas del flujo subterráneo anterior condicionan el flujo futuro. 

Para el conocimiento de las historias hídricas locales, es importante saber “leer” e interpretar estos códigos, tanto superficiales como subterráneos. 

Estos no son registros separados, sino complementarios, reflejando no sólo los fenómenos del sitio, sino también las interrelaciones entre los dos dominios (superficial y subterráneo). Ejemplos de ello son los manantiales (zonas de descarga de los acuíferos) y las dolinas y cenotes (zonas de recarga) (ver capítulos 5 y 7).       

Somos dependientes del agua 

Los seres humanos, como todos los demás organismos vivos, somos absolutamente dependientes del agua. Nuestros sistemas fisiológicos necesitan un medio acuoso, tanto para las actividades metabólicas como las reproductoras celulares y específicas. 

El cuerpo humano es en sí una compleja solución acuosa protegida en forma parcial por la piel y otros elementos protectores. 

El agua es el medio necesario para la ingestión, digestión y absorción de los alimentos, para la circulación del oxígeno de la respiración dirigido a las células y para la evacuación de los productos residuales de la actividad celular, tanto los gaseosos (por ejemplo el CO2), como los líquidos y sólidos. 

Pero el agua no sólo se requiere para el desarrollo de los procesos metabólicos internos y de reproducción celular. Su presencia es también indispensable para que sobrevivan las plantas y otros animales que sirven de alimentación y sustento a las sociedades humanas. 

Por esa razón, a medida que se formaron las culturas humanas, el agua fue un elemento central de las mismas. 

Así, los seres humanos desarrollaron comportamientos que tenían en cuenta en forma principal, la presencia del agua y sus ciclos: la evaporación, las nubes, las lluvias, el consumo vegetal y animal de agua, los manantiales, los humedales, los ríos, los lagos y finalmente los océanos. 

En cierto modo, se pueden caracterizar las culturas humanas de acuerdo a la forma como conciben y tratan los diferentes componentes y fases del ciclo hídrico (ver capítulo 15). 

Estas creencias y comportamientos han sido y son elementos esenciales definitorios de las culturas humanas a lo largo de la historia.  

Referencias 

1. Lansing, J. Stephen, 1987, Religion and irrigation in Bali; American Anthropology, p. 89, 1987.

2. La proporción de átomos de oxígeno en los feldespatos (Si (2,3) Al (1,2) K, Na, O8) es 8/13 y en el cuarzo (SiO2) es 2/3.

3. Sobre todo carbonatos de calcio, magnesio y potasio (Ca, Mg, K1-2, C03).

4. Sulfatos de calcio, sodio, potasio y magnesio (SO3 Ca, Na, K, Mg (1,2)).

5. Sobre todo en el satélite joviano llamado Europa (no confundir con el continente), y tal vez en algunas otras lunas de Júpiter como Ganímedes y

Calisto.

6. Neologismo a partir del ADN

7. 1 Å (angstrom) =10-10

8. Para redactar esta sección nos hemos basado sobre todo en el trabajo de Mark Gerstein y Michael Levitt titulado “Simulating water and the

molecules of life” en Scientific American, Noviembre de 1998, pág. 100-105.

9. Por ejemplo, el modelo realizado por Levitt y Miriam Hirshberg del National Institute for Medical Research en Londres a fines de la década de

1980.

 Capítulo 2Historia geológica del agua

Que inapropiado es llamar a este planeta Tierra, cuando es obvio que es Océano.  Arthur C. Clarke

   

El origen del agua terrestre es un tema sujeto a especulaciones. No se ha encontrado aún agua líquida en ningún otro astro conocido. Sólo se han observado indicios muy antiguos (varios miles de millones de años) de que alguna vez existió en Marte y, tal vez, en el interior de los satélites mayores de los grandes planetas1. Todos estos cuerpos celestes son hoy muy fríos, con atmósferas de baja densidad2, y no existen las condiciones físicas, en sus superficies, para que el agua líquida pueda subsistir3. 

En varios astros del sistema solar, existe el agua bajo la forma de hielo y de vapor (aunque esto último en mucho menor grado y solamente cuando las temperaturas son relativamente elevadas, generalmente en las cercanías del sol). 

Pero en las condiciones gélidas del espacio interplanetario exterior, la mayor parte del agua sólo se da en estado sólido. 

Se sabe que hay hielo de agua en los cuerpos planetarios más alejados del sistema, por ejemplo, en Plutón, en Tritón (un satélite de Neptuno), y en la mayoría de los cometas. 

Los cometas son pequeños cuerpos celestes (con dimensiones que rara vez superan unos pocos quilómetros o decenas de quilómetros) constituidos por una mezcla de hielo y rocas. Los “hielos” cometarios están formados de elementos y compuestos livianos, como el nitrógeno, el CO2 y agua. A medida que se acercan al sol, estos “hielos” se subliman en gases despidiendo chorros de partículas que, empujados por el “viento solar” dan lugar a la “coma” y la “cauda” del cometa4. 

La importancia de los cometas radica en su número. Aparentemente hay millones, tal vez billones, en las postrimerías más alejadas del sistema. Serían en cierto modo los remanentes de muchos billones más que existieron en los primeros tiempos de la formación del sistema solar. La mayoría de los antiguos cometas fueron “atrapados” por los planetas, cayeron en sus superficies, y contribuyeron a formar sus masas actuales. 

No sabemos cuantos cometas u otros cuerpos análogos (por ejemplo asteroides y meteoritos) fueron necesarios para formar la Tierra, o si había un núcleo inicial preexistente que creó las condiciones gravitacionales para que cayeran los microastros. Sí sabemos que hubo un bombardeo prolongado e intenso durante largo tiempo que se expresa claramente en los cráteres visibles sobre las superficies de la Luna, Mercurio y otros astros del sistema.

Los astrónomos llaman “gardening” a ese proceso. En la Tierra, las cicatrices de ese bombardeo desaparecieron debido a la acción de los agentes atmosféricos. 

De todas maneras, los aportes traidos por los billones de cometas, asteroides y meteoritos se fueron incorporando a la masa terrestre. 

Ellos incluían considerables volúmenes de nitrógeno, CO2 y H2O. El CO2 se liberó bajo forma gaseosa y constituyó por mucho tiempo la base principal de la atmósfera. Más tarde fue removido por los organismos vivos y sepultado en los sedimentos bajo la forma de carbonatos, carbones e hidrocarburos. 

El nitrógeno también se incorporó a la atmósfera, representando el segundo gas en volumen de la misma. Al fijarse el CO2 su proporción relativa aumentó y hoy constituye el 78% de la composición media del aire. 

El agua, en cambio, en las condiciones de presión de la superficie terrestre, tiene un punto de ebullición relativamente elevado (alrededor de los 100°C) y por ende permaneció en estado líquido constituyendo la hidrosfera. La mayor parte del agua líquida se acumuló en las depresiones de la corteza, generando los océanos, y el resto se infiltró dentro de las formaciones rocosas o se congeló en las zonas más frías cercanas a los polos o montañas elevadas. 

Las aguas oceánicas quedaron expuestas a la radiación solar dando lugar a procesos de evaporación generalizados a lo largo de su superficie de contacto con la atmósfera. El calentamiento del agua y de las superficies continentales provocó fenómenos de convección de las capas troposféricas inferiores, elevando el vapor de agua hasta los niveles de condensación, formando nubes. La circulación atmosférica producida por las diferencias de temperatura empuja las nubes hacia los continentes, donde una parte del agua cae bajo la forma de lluvia. 

Este proceso, que nos resulta tan familiar, es el producto de las condiciones térmicas y de presión atmosférica particulares de La Tierra, que permiten que la mayor parte del agua se encuentre en estado líquido y que se desarrollen fenómenos de evaporación y condensación, con formación de nubes y su posterior precipitación. 

En los hechos, esta dinámica se estableció simultáneamente con el desarrollo de la vida. Al principio, los mares fueron “colonizados” por innumerables organismos, que más tarde se extendieron a los cuerpos de agua continentales y, finalmente, al resto de los ambientes subaéreos. 

El ciclo hídrico fue profundamente influenciado por la vida. Los organismos modificaron las propiedades físico-químicas de las aguas en donde vivían. No hay parámetro hidrológico que no se haya visto modificado por la presencia de seres vivos en el agua: el albedo (reflectividad), la tensión superficial, la viscosidad, la turbidez, los tenores en sales y en gases disueltos y la composición química, entre otros. 

Debido a la complejidad del proceso, es muy difícil reconstruir las secuencias de eventos que dieron lugar a la evolución planetaria, y en particular a los cambios en el ámbito hidrosférico. 

El registro geológico nos presenta una información fragmentaria. Las dimensiones y forma de los océanos cambiaron. Hubo épocas en que parte del agua permaneció congelada en las zonas más frías (épocas glaciares) descendiendo el nivel y extensión de los océanos, y otras en que todo el hielo se fundió subiendo el mar a sus niveles máximos5. 

Las formas de los continentes, y por ende de las cubetas oceánicas también variaron. Algunos continentes se dividieron, los fragmentos, así formados, migraron lentamente y, en

ciertos casos, se fusionaron con otros fragmentos dando lugar a nuevas masas continentales de contornos diferentes. Concomitantemente, cambiaron de forma los océanos. Algunas depresiones oceánicas, como el océano Atlántico, se establecieron en tiempos geológicos relativamente recientes (hace unos 100 millones de años). Otros son mucho más antiguos, como por ejemplo, el océano Pacífico, cuya génesis es incierta. 

Durante los miles de millones de años transcurridos, las aguas oceánicas recibieron enormes volúmenes de sales, hasta estabilizarse en forma relativa en la composición actual. Parte de estas sales fueron inmovilizadas y sepultadas en el fondo del mar por mucho tiempo. Algunas reaparecieron en las nuevas montañas formadas en las márgenes orogenéticas de los continentes. 

También desde el principio, las aguas subterráneas estuvieron expuestas a las fuentes de calor interiores del planeta. Estas últimas, de origen predominantemente radiactivo6, fueron un factor principal en la dinámica terrestre. Gran parte de los procesos geológicos de la corteza se dieron en presencia de agua7. El agua líquida o gaseosa se introduce por las fisuras arrastrando solutos variados que finalmente van a cristalizar bajo la forma de minerales. Una gran parte de los minerales de las rocas se originan de esa forma (por ejemplo, los feldespatos y el cuarzo). Estos procesos de mineralización son llamados hidrotermales (cuando se dan en presencia de agua líquida) o neumatolíticos (cuando ocurren debido a la acción del vapor). Muchas rocas se originan en estos ambientes: la mayor parte de las rocas metamórficas, las migmatitas, casi todas las rocas filonianas y otras.  De igual modo, el registro mineralógico incluye numerosos minerales hidratados originados en ambientes acuosos subterráneos, como las micas, los anfíboles, las arcillas y los yesos. 

Los fenómenos volcánicos también se deben a la presencia de agua. Una de las principales causas de las erupciones es la vaporización del agua caliente al descender la presión que la mantenía en estado líquido. Las “burbujas” de vapor liberadas del agua en ebullición son el “pistón” que empuja las lavas y clastos volcánicos a lo largo de fracturas y chimeneas, y termina derramándolas en el exterior. A la vez, la mezcla de agua líquida y gaseosa, tiene un efecto lubricante que facilita el flujo de las lavas. De no ser así, éstas, cuya viscosidad es muy elevada, no podrían escurrirse por los estrechos conductos de efusión. Las grandes columnas de “humo” que salen de los cráteres volcánicos, están sobre todo formadas por vapor de agua emitido durante los procesos efusivos. Del mismo modo, los géyseres y fumarolas, tan frecuentes en las zonas volcánicas, incluyen principalmente eyecciones acuosas calientes. 

El agua es también el factor principal en la génesis de las rocas sedimentarias. Con muy pocas excepciones, los sedimentos se forman debido al arrastre de las partículas y materiales por las corrientes de agua líquida (ríos, corrientes marinas y lacustres, etc.) o sólida (glaciares). 

Cuando los sedimentos son sepultados, sufren procesos de compactación y deshidratación. Parte del agua, sometida a condiciones de elevadas presiones y temperaturas, migra fuera de los sedimentos, reduciendo el contenido hídrico de los mismos. 

A pesar de ello, el material sedimentario retiene un contenido importante de agua, parte del cual puede incorporarse a los nuevos minerales que se forman durante los procesos diagenéticos. 

Como se ve, el agua juega un rol fundamental en la dinámica de la corteza terrestre y en la formación de las rocas. No sólo es el agua el factor central en el ciclo hidrológico, sino también lo es en el ciclo petrogenético.       

La formación de las arcillas y de las sales

La composición geoquímica de las aguas de la superficie de la tierra (tanto las llamadas “superficiales” como las subterráneas) se relaciona con los procesos de formación de suelos, que a su vez están estrechamente vinculados con la descomposición (generalmente biológica) de las rocas. Los fragmentos de éstas se desagregan en sus componentes minerales individuales (bajo la forma de agregados pequeños, invididuos cristalinos o vítreos o trozos de estos últimos). A medida que tiene lugar este proceso de desagregación, los minerales sufren procesos varios de modificación química, el más importante de los cuales es la hidratación. Los minerales aluminosos, como las micas blancas y los feldespatos, y los minerales ferromagnesianos, como los anfíboles, micas negras y piroxenos, se transforman en minerales hidratados de tipo arcilloso (filosilicatos) e hidróxidos de hierro y/o aluminio (Millot, 1979)8. 

En los climas tropicales húmedos, la “agresividad” bioquímica del ambiente da lugar a la meteorización intensa de los minerales del sustrato, que son rápidamente alterados en arcillas e hidróxidos, o fragmentados en arenas (generalmente cuarzosas). 

Los minerales originales ricos en sílice, y relativamente más pobres en aluminio, como el feldespato sódico (albita: Si3 Al Na O8) o potásico (ortosa: Si3Al K O8) pierden su sodio y su potasio (debido a la elevada solubilidad en el agua de estos cationes) que se incorporan a las aguas de escurrimiento o de infiltración. En condiciones de tropicalidad húmeda pierden además parte de su sílice. Los feldelspatos con proporciones equivalentes de Si y Al (anortita: Si2 Al2 Ca O8), ceden su calcio y, en climas tropicales húmedos, también parte de su Si. 

Los minerales arcillosos resultantes de la alteración química de los feldespatos, cuando hay déficit de sílice, son las caolinitas (arcillas con espaciado intercapa de 7 Å) y, cuando hay déficit de aluminio, las esmectitas (espaciado intercapa de 14 Å). 

La mica blanca (muscovita) se altera con dificultad y más bien sufre un proceso de desagregación en laminillas cada vez más finas. El resultado final de su argilización es un mineral arcilloso denominado illita (cuyo espaciado intercapa de 11 Å) (Ford, 1998). 

Los minerales ferromagnesianos de las familias de los anfíboles y piroxenos (inosilicatos), pierden su magnesio y parte de la sílice (en ambientes cálidos y húmedos), dando lugar a arcillas de tipo esmectítico o caolinítico (dependiendo de la abundancia de Si), liberando además hidróxidos de aluminio (gibbsita: Al (OH3)) y hierro (goethita: FeO.OH). 

El cuarzo (SiO2) es un mineral que se altera con dificultad, permaneciendo casi intacto. En algunos casos puede sufrir procesos de alteración a nivel de la superficie de los granos. En los suelos de meteorización profunda tiende a constituir la mayor parte de la fracción arena. 

Los suelos tropicales, ricos en caolinita, gibbsita y goethita, son denominados “ferralíticos” o “latosoles”. Las rocas originadas a partir de la oxidación y endurecimiento de estos suelos son las lateritas. Las formaciones lateríticas ricas en aluminio se denominan bauxitas9. 

Las aguas que escurren de los suelos tropicales transportan los principales cationes que han sido liberados por el proceso de meteorización. Ellos son el K, el Na, el Ca, el Mg, y en menor grado el Si. El aluminio y el hierro tienden a permanecer in situ o experimentan tan sólo migraciones locales. 

A medida que el agua se desplaza hacia zonas climáticas más áridas, los cationes disueltos tienden a ser incorporados en nuevos minerales secundarios formados al interior de los suelos y formaciones geológicas. 

En los climas subhúmedos y semiáridos, la mayor parte o todo el silicio disuelto se integra a las arcillas neoformadas. Éstas, son normalmente de tipo esmectítico (por ejemplo, montmorillonitas) constituidas por una estructura cristalina en donde las proporciones de aluminio y silicio son equivalentes. Las esmectitas de los suelos subhúmedos y semiáridos incorporan con frecuencia, además, el catión Ca. 

Cuando hay exceso de silicio, éste puede cristalizar en las formaciones en contacto con el agua, dando lugar a acumulaciones silíceas denominadas “silicificaciones”. Éstas están formadas por microcristales de cuarzo (calcedonia) o formas amorfas hidratadas de tipo opalino (Si2O). H2O. 

Cuando hay exceso de calcio, éste se integra a los minerales carbonatados (de tipo calcítico) que cristalizan en el interior o zona de oscilación de las napas dando lugar a concreciones y caliches. 

A medida que el agua se acerca a los ambientes más áridos, el calcio precipita en forma de sulfatos, dando lugar a acumulaciones de yeso (SO4 Ca.2H2O) y, en algunos casos, anhidritas (SO4Ca). 

 En los climas de aridez elevada, la precipitación de los cationes más móviles, como el Mg, el K y el Na se produce generalmente bajo la forma de cloruros. Los principales cloruros de este origen son el cloruro de sodio, ClNa (halita o sal común), el cloruro de potasio, ClK (silvita) y el cloruro de magnesio y potasio o carnalita. 

En algunos casos, esta precipitación se da bajo la forma de nitratos (por ejemplo nitratos de sodio) y en otras de carbonato, como es el caso de la sosa: CO3Na.10H2O.       

La biostasia y la rhexistasia

Hace un tiempo atrás, H. Erhart, autor del libro titulado “La génesis de los suelos en tanto que fenómeno geológico”, viajó por barco cruzando los ríos Congo y Amazonas10. Erhart estaba intrigado por la escasa turbidez de las aguas. No habían sedimentos, ni arcillas, nada del color marrón que uno puede esperar de ríos caudalosos drenando cuencas tan extensas. Fue en ese momento que se dio cuenta de que las características de estas aguas no representaban más que la expresión sintética de lo que pasaba en las cuencas de los ríos. Los grandes cursos fluviales provenían de cuencas de selvas húmedas donde no había erosión. Son ambientes en que predominan los procesos químicos de origen orgánico. Las aguas fluviales estaban exportando sales, en forma invisible, lenta pero seguramente. Los suelos estaban perdiendo sus iones disueltos en el agua en dirección al mar. Sin embargo, casi no había transporte de sedimentos. Los cationes de calcio, sodio, potasio, magnesio, silicio, los aniones de carbonatos, fosfatos y cloruros eran transportados disueltos en el agua en pequeñas proporciones, pero al cabo de cada año se evacuaba un volumen impresionante de sales hacia el mar contribuyendo a aumentar gradualmente la salinidad de los mares o proveyendo materia prima para los caparazones u otros componentes de los organismos marinos11. 

También se dio cuenta Erhart de que éste era el origen de las calizas geológicas. Estas rocas eran el resultado de viejos procesos de pedogénesis (meteorización) en ambientes de selvas húmedas. Los actuales barros calcáreos del fondo del océano son los equivalentes de aquellas antiguas calizas que se habían formado hace 100 ó 200 millones de años en la Era Mesozoica cuando los dinosaurios recorrían la tierra. 

Sin embargo, estos barros calcáreos del pasado no continuaron formándose eternamente. Sabemos que un día los sedimentos calcáreos dejaron de depositarse y encima de ellos se acumularon sedimentos diferentes. 

En primer lugar aparecieron formaciones arcillosas, margosas (arcilloso- calcáreas) y limosas y más tarde, materiales arenosos (areniscas). El conjunto de estos depósitos detríticos recibe el nombre de flysch. En posiciones superiores se encuentran unidades conglomerádicas que se conocen geológicamente como molasas. 

Erhart leyó el libro geológico constituido por las capas antes mencionadas, y llegó a la conclusión de que éste era un indicio de que la selva había desaparecido y que los suelos comenzaban a ser erosionados. 

A ello hay que agregar la ocurrencia de ascensos orogénicos en los geosinclinales que dieron lugar a la “continentalización” de las zonas de acumulación marinas. 

La presencia de materiales detríticos es resultado de la erosión de los suelos, y el aumento del tamaño de grano de los mismos se relaciona sobre todo con la disminución de la profundidad del fondo marino. Las arcillas, margas y limos se depositaron en aguas someras y de profundidad media, las arenas en aguas litorales, y los conglomerados en los valles fluviales que se formaron luego de la emergencia de los sedimentos sinclinales. 

Al período de estabilidad geológica, en que predominó la alteración química en los continentes, correspondiente con las acumulaciones calcáreas, lo llamó biostásico. A las épocas de inestabilidad, en donde dominaron los procesos erosivos y los sedimentos detríticos, lo denominó rhexistásico. 

Hoy, al igual que en otras épocas, muchas grandes selvas están desapareciendo. Esta vez no se trata de una evolución natural, del tipo de las que ocurrieron periódicamente en la historia geológica, sino de un proceso debido a la acción humana. Los procesos de deforestación se han generalizado. Los bosques se talan y queman, los suelos se erosionan, las aguas limpias de los ríos se transforman en flujos barrosos. Sobrevolando el río Amazonas, cada año tenemos nuevas sorpresas. Los afluentes se vuelven amarillos y marrones. El río Amazonas ya no es verde oscuro. En términos geológicos, las selvas se mueren. 

En otros tiempos las cosas eran distintas, algunos bosques desaparecían, pero otros nacían, y por lo tanto había siempre selvas que contribuían a mantener estables los niveles de CO2. Hoy, todos los bosques están desapareciendo al mismo tiempo. Sin lugar a dudas, los efectos serán múltiples. A pesar de que no podemos pronosticar los detalles de la evolución futura del planeta, sabemos que esta rhexistasia es distinta a las anteriores. A diferencia de aquellas que tuvieron naturaleza cíclica, ésta puede ser de carácter irreversible. 

El restablecimiento del equilibrio del planeta, tanto en el ámbito de los continentes como de los océanos, implicará la preservación de los bosques tropicales que todavía subsisten, proporcionando la cubierta protectora para la erosión de los suelos y para la estabilización biostásica de los fondos oceánicos. Ello sólo será posible si se reformulan las voluntades políticas globales, sobre todo en los países centrales y en las organizaciones internacionales que de ellos dependen (Clark, 1989). 12   

Referencias

1. Por ejemplo, en Europa, luna de Júpiter cuya superficie es lisa y fracturada localmente, aparentemente compuesta de “hielos” que funden con

cierta regularidad, en los otros satélites de Júpiter (por ejemplo Calisto, Ganímedes e Ío), en Titán (el mayor satélite de Saturno), etc. 

2. Tal vez, con la única excepción de Titán. 

3. Aunque probablemente exista en el interior. 

4. Cabellera (coma) y cola (cauda). 

5. Los niveles elevados del mar se denominan transgresiones y los niveles más bajos se llaman regresiones. Ambos fenómenos son de carácter relativo, las transgresiones recientes serían consideradas regresiones al comparárselas con los niveles muy elevados de los mares miocenos

(cuando no existían inlandsis o estos eran muy pequeños). 

6. Energía producida por la desintegración de numerosos isótopos radiactivos que existen en la corteza, como el potasio40, varios isótopos del

uranio y del torio, etc. 

7. Los procesos profundos de cristalización mineral se denominan neumatolíticos cuando se dan en presencia de vapor de agua e hidrotermales,

cuando tienen lugar en un ambiente acuoso líquido con altas temperaturas y presión. 

8. Corresponde distinguir entre las arcillas propiamente dichas (partículas cuyo tamaño de grano es menor a 2 micras) y los minerales arcillosos.

Estos últimos son silicatos de aluminio hidratados con estructura cristalina en forma de hoja, de allí que reciben el nombre de filosilicatos.  

9. Las bauxitas son utilizadas para la extracción de aluminio. La mayor parte de los yacimientos de bauxita se encuentran en regiones tropicales húmedas (por ejemplo Jamaica y Guyana). El procesamiento de la gibbsita, que requiere un gran consumo de energía se realiza en países que

disponen de energía barata (por ejemplo Noruega y Canadá). 

10. Erhart, H., 1968, La génèse des sols en tant que phénomène géologique, Masson, París, Francia. 

11. Si Erhart navegara en la actualidad los mismos ríos que recorrió en tiempos pasados, se encontraría con una situación muy diferente. Hoy, los ríos Amazonas y Congo ya no fluyen límpidos, sino cargados de sedimentos erosionados en las vertientes de su cuenca. Sin lugar a dudas, el

planeta está entrando en una rhexistasia de origen humano. 

12. Clark, William C., 1989; “Managing Planet Earth”; en Scientific American, Septiembre de 1989, Vol. 261, N° 3, p.46-57. 

Capítulo 4Las sequías y los nuevos desiertos

El agua maltratada

Si uno recorre los ardientes pedregales o arenales del Sahara, del Rub’al Khali en Arabia o del Gobi en Asia, puede olvidarse del planeta en que vive. Con una humedad del 10%, una pluviosidad inexistente y temperaturas de más de 50 C°, los desiertos continentales de La Tierra, carentes de agua, son sitios aparentemente inhóspitos para la vida. Pero aún en estos lugares, en donde parece que ningún organismo pudiera vivir o reproducirse, las marcas de la vida se hallan por doquier. Apenas caen unos pocos milímetros de agua crecen millones de pequeñas plantas, que maduran, florecen y mueren, lanzando sus semillas al aire o la tierra, en espera de una nueva lluvia, tal vez dentro de 20 o 30 años. 

Además de estos añosos desiertos, hay otros de reciente creación y factura humana. Ellos se han desarrollado en los viejos campos de pastoreo y sembradíos, y en los bosques. La tierra maltratada no es capaz de proveer nutrientes y sustento para hierbas o arbustos. Calcinada y reseca, espera que lleguen los primeros chubascos. 

Cuando por fin caen las lluvias intensas, el agua escurre y se arremolina llevándose consigo semillas y partículas hacia las depresiones y los valles donde siembra destrucción e incertidumbre. Las aguas fluviales, que acostumbraban saciar la sed y alimentar a los pueblos de sus riberas, ahora sólo producen devastación. Se derrumban los diques, se inundan los campos, se tapan los canales, se pierden los cultivos, se ahogan ganados y personas. 

El agua que da la vida, también es capaz de traer la muerte.       

El concepto de sequía

El concepto de sequía es de índole netamente cultural. Se refiere a la percepción que una sociedad puede tener acerca de la ausencia o escasez de precipitaciones en un momento determinado. En los desiertos de Botswana, los pueblos “¡kung”1, (también llamados bosquimanos) piensan que hay sequía cuando deja de llover cinco o seis años; en algunos países europeos, como Francia o Alemania, para que ello ocurra basta con un mes sin lluvias. 

Del mismo modo, las formas de afrontar la falta de lluvia varían de acuerdo a las características climáticas y culturales de cada zona o país. Las sociedades que están acostumbradas a largos períodos sin lluvias, tienen sistemas de reservas hídricas, de consumo y producción adaptados a esta modalidad climática. En cambio, cuando las precipitaciones son regulares y están distribuidas durante todo el año, la ocurrencia de períodos de sequía de escasa duración puede ocasionar perjuicios catastróficos, debido a la falta de instrumentos sociales y productivos para enfrentarlos. 

Del mismo modo, son culturales, y por lo tanto relativos, los conceptos de desierto y desertificación.       

Los desiertos antiguos

La mayor parte de los ecosistemas característicos de las zonas áridas resultan de una historia natural prolongada, y consecuentemente han desarrollado su propia gama de diversidades. Estos territorios poseen comunidades vegetales y animales únicas que evolucionaron bajo condiciones variadas, a menudo extremas, generando capitales genéticos adaptados a dichas circunstancias. Al mismo tiempo, debido a esa especificidad natural, estos desiertos son el hogar de sociedades y culturas profundamente adaptadas a su medio. Por esa razón, las regiones áridas son ambientes de una gran riqueza, tanto por el carácter único de su diversidad natural, y como por la originalidad de sus culturas locales. 

Sin embargo, no todos los desiertos son el producto de la naturaleza. En muchos casos, a menudo debido a prácticas de uso del suelo inapropiadas, ciertas sociedades, que vivían en áreas no desérticas, han transformado sus territorios en desiertos artificiales. Estos desiertos no son ricos, no tienen un capital genético aborigen (el que existía fue destruido), y las condiciones actuales emergieron demasiado rápidamente como para que se desarrollara uno nuevo. Los ecosistemas emergentes de estos desiertos artificiales son frecuentemente una mezcla pobre de unas pocas plantas y animales locales oportunistas y algunas especies exóticas que lograron establecerse en el nuevo ambiente desertificado. 

Por razones similares, estas áreas son también pobres desde el punto de vista de su herencia cultural. Las poblaciones tradicionales locales no están familiarizadas con el nuevo ambiente, a menudo suelen utilizar experiencias antiguas que se han vuelto inapropiadas en un paisaje totalmente modificado. En algunos casos puede haber una adaptación cultural limitada, pero ella, rara vez se puede comparar con el carácter apropiado de los sistemas tradicionales en sus ecosistemas nativos originales. 

En muchos lugares y tiempos históricos, los procesos de desertificación artificial ocurrieron debido a la aplicación de prácticas de cultivo o pastoreo insostenibles. Tal vez el ejemplo histórico más dramático fue la estrepitosa caída del Imperio Romano luego de siglos de explotaciones agrícolas inadecuadas en suelos frágiles y fácilmente erosionables. 

En el caso de la cultura maya es probable que el abandono de ciertas áreas de Yucatán también se deba al desgaste rápido de los suelos calcáreos (generalmente de fertilidad

limitada), cuyo comportamiento era completamente diferente a los suelos volcánicos de las comarcas mayas originales. Las prácticas tradicionales apropiadas en la montaña se hicieron inapropiadas en las tierras bajas. 

La salinización de suelos fue también responsable por la desaparición de muchas culturas agrarias que utilizaron métodos de irrigación inapropiados. Hay varios sitios arqueológicos en el Medio Oriente que son ejemplos de este tipo de fenómenos (por ejemplo: la ciudad helenística de Thajj cerca del Golfo Pérsico). 

Sin embargo, los procesos de desertificación en gran escala son más recientes y sólo se han extendido globalmente luego de la revolución industrial. En algunos piases, la desertificación fue el resultado del crecimiento demográfico que dio lugar al cultivo demasiado intenso o en áreas inadecuadas (por ejemplo en pendientes demasiado empinadas). 

En otros casos, la causa de la desertificación fue el sistema de tenencia de la tierra, que acumuló las mejores tierras en manos de unos pocos latifundistas, forzando a los pequeños propietarios o arrendatarios a utilizar zonas inapropiadas o demasiado pequeñas. 

En ciertas situaciones, la desertificación ocurrió a resultas de la pérdida de enfoques culturales apropiados, que desembocó en la utilización de prácticas degradatorias, antes inexistentes. Frecuentemente, la tendencia fue alimentada por la agricultura industrial que introdujo cultivos industriales a gran escala en antiguas áreas boscosas disminuyendo su fertilidad y dando lugar a su abandono. 

La llamada “Revolución Verde” fue probablemente responsable por algunos de estos efectos en el ámbito local. Su promoción e implementación a nivel mundial aumentó la producción agrícola (cuantitativamente) en muchos lugares, pero sus efectos sobre el ambiente fueron a menudo perjudiciales y en algunos casos extremos, desastrosos. 

En América del Sur, la deforestación de amplias zonas entrañó una disminución de la evaporación, e indirectamente de la pluviosidad, en ciertas áreas ubicadas “viento abajo” de las zonas degradadas. Este fenómeno se pudo apreciar especialmente en Bolivia, que experimentó sequías prolongadas en varios años durante las últimas décadas2. Se señalan efectos similares de sequías en muchas zonas del centro y norte de México, que han sufrido los efectos de la disminución de la cobertura vegetal, y por ende de su contribución evaporativa al volumen habitual de lluvias provenientes de los océanos y mares adyacentes. 

Los desiertos artificiales son zonas de escasa diversidad con ecosistemas y culturas intensamente degradados. A diferencia de los desiertos naturales, que son relativamente ricos, con especies únicas, los desiertos artificiales son pobres. Si las tendencias hacia la reducción de la diversidad no se controlan, los desiertos artificiales pueden extenderse mucho más allá de las zonas áridas. El estado final de un mundo degradado y uniforme, puede ser un planeta desierto.       

Acerca de los planetas desiertos

De acuerdo a lo que sabemos (y en esta materia sabemos muy poco), todos los ambientes atmosféricos planetarios fuera de La Tierra están desprovistos de vida. 

Las superficies de esos planetas constituyen lo que podríamos llamar “verdaderos desiertos”. Es el caso de Venus donde las temperaturas superficiales exceden los 500 grados Celsius, demasiado elevadas para que sobreviva cualquier forma concebible de vida,

o de Marte, donde las temperaturas permanecen la mayor parte del tiempo debajo de cero grado Celsius. En otras superficies planetarias como Titán y Tritón, el clima reinante es incluso peor que en Marte, están sujetas a condiciones de congelación profunda tan sólo unos pocos grados por encima del cero absoluto (180 a 200 grados bajo cero Celsius) con muy escasa posibilidad de que haya vida de algún tipo (ver también Capítulos 1 y 2). 

Además de estas condiciones térmicas inapropiadas para la vida, tal como la conocemos, hay muchos otros problemas que hacen difícil, no sólo el desarrollo, sino también la sobrevivencia de organismos vivos, tales como la presencia de nubes de ácido sulfúrico en Venus, presión atmosférica muy baja (como en Marte, 7 milibares) o muy elevada (como en Júpiter y Saturno), falta de oxígeno libre y agua líquida, radiación insuficiente o excesiva, etc. 

Desde nuestro punto de vista, por lo tanto, parecería que la vida podría florecer solamente bajo condiciones del tipo de las terrestres . 

Las imágenes de paisajes muertos en Marte, Venus y la Luna son ejemplos representativos de lo que es un desierto verdadero, un lugar muy frío o muy caliente, absolutamente árido, sin agua líquida y oxígeno libre, a menudo sin atmósfera, claramente muy hostil para el desarrollo o la implantación de la vida tal como la conocemos. 

Por supuesto, podemos imaginar otros tipos de organismos vivientes basados en fisiologías diferentes, que podrían sobrevivir en esas condiciones tan poco hospitalarias. Sin embargo, por ahora, esto permanece en el ámbito de la ciencia-ficción. 

Resumiendo, los “verdaderos” desiertos, carentes de toda vida, vacíos de organismos, están localizados fuera de La Tierra, en los astros con los que compartimos el espacio cósmico cercano.       

Los desiertos vivientes

En este capítulo, en realidad, estamos hablando de otro tipo de desiertos (que nunca son desiertos totales), un tipo de desiertos más hospitalarios a los seres vivos situados en el templado, acuático y oxigenado Tercer Planeta del sistema solar: los desiertos terrestres. 

A diferencia de los desiertos extraterrestres, los desiertos de La Tierra no están desprovistos de vida. Incluso en las condiciones climáticas más extremas, se puede encontrar una gama relativamente amplia de organismos vivos. De cierta forma, podríamos llamarlos: los desiertos vivientes. 

Tal vez, los desiertos terrestres que son más similares a los ambientes de otros planetas pueden observarse en el corazón del continente Antártico o en el inlandsis de Groenlandia, donde espesos mantos de hielo cubren la tierra y las cuencas oceánicas y las temperaturas atmosféricas permanecen siempre por debajo de 0 grado Celsius. 

Sin embargo, incluso en el corazón de la Antártida, es posible encontrar algunos organismos en las finísimas superficies de cristales fundentes durante el largo día veraniego, suspendidos en el aire, traidos por los vientos que vienen de fuera del continente, o aprovechando las temperaturas elevadas de los nunataks3 durante el día. 

Estos casos son extremos. Otros desiertos terrestres no son tan hostiles a la vida. Los desiertos fríos no-glaciados poseen siempre una estación de crecimiento, durante la cual ocurren los procesos biológicos activos. 

Éstos dependen en gran medida de la existencia de una temperatura adecuada del aire y del suelo, y de la presencia de agua líquida. 

La vida en los desiertos secos tropicales o subtropicales se relaciona casi exclusivamente con la disponibilidad de agua. En algunos casos, las plantas y animales sobreviven en los episodios lluviosos poco frecuentes, en otros casos permanecen cerca de las corrientes de agua que se originan fuera de las zonas áridas, y en otros dependen de manantiales o acuíferos, a menudo aprovechando la habilidad particular que tienen ciertas plantas para bombear agua a través de sus sistemas radiculares profundos.       

Acerca de los desiertos naturales

Los desiertos naturales, particularmente aquellos situados en ambientes tropicales o subtropicales, poseen ecosistemas altamente especializados, incluyendo cientos de especies de plantas y animales bien adaptadas. Su desarrollo biológico tuvo lugar a través de procesos lentos de evolución por medio de los cuales, casi todos los nichos productivos posibles fueron ocupados hasta que llegaron a un estado climáxico. Como resultado, los desiertos naturales incluyen ecosistemas muy sofisticados y efectivos de productividad relativamente elevada concentrada en períodos cortos o en áreas específicas. 

Es importante recordar que en la mayoría de los desiertos tropicales hay mucha más vida de lo que parece. Algunas plantas desarrollan gigantescos sistemas radiculares con componentes aéreos pequeños, otras transforman sus tallos o raíces en reservóreos de agua, muchas permanecen latentes bajo tierra por largos períodos esperando la lluvia, y la mayoría de los animales adquieren hábitos nocturnos debido a las altas temperaturas diurnas. 

En resumen, la productividad natural en algunos desiertos puede ser casi tan alta como la de las áreas no desérticas, porque han evolucionado ecosistemas complejos y sostenibles que logran el aprovechamiento más eficiente de los recursos locales, particularmente, del agua.       

Las causas de los desiertos artificiales

Como señalábamos anteriormente, los desiertos naturales no son los únicos desiertos. Además de los desiertos naturales, sobretodo durante las últimas décadas, se han extendido a lo largo del planeta los desiertos artificiales o antrópicos. Estos desiertos que se están volviendo más comunes cada día, son el resultado de actividades humanas insostenibles desde el punto de vista ambiental. 

La principal causa de la desertificación antrópica es la eliminación de los ecosistemas naturales en ambientes inestables. 

Señala Kundzewicz, 1997,4 que “Una combinación de sequía, o una secuencia de sequías, y actividades humanas puede conducir a la desertificación de áreas vulnerables, semiáridas y secas, donde la estructura del suelo y la fertilidad del suelo son degradadas y los recursos bioproductivos pueden disminuir o desaparecer.” 

En algunos casos la causa para la desestabilización es el sobre-cultivo de la tierra. En otros es la irrigación inapropiada, y en algunos, el desequilibrio resulta del drenaje inadecuado de antiguos humedales. 

   

La agricultura inapropiada puede producir desiertos

Los cultivos son ecosistemas artificiales. En tanto que tales, requieren la eliminación de la vegetación natural produciendo una ruptura en la estabilidad de los sistemas naturales. 

Todas las actividades agrícolas, tarde o temprano, tienden a provocar algún grado de degradación del ambiente: por la modificación de las condiciones pedológicas, la eliminación de la flora y fauna locales, el empobrecimiento de la biodiversidad local, los cambios en el ciclo hídrico, o el agotamiento de nutrientes. 

Sin embargo, no siempre este proceso de degradación llega al punto de producir desertificación generalizada. Cuando la desertificación ocurre, la principal razón puede ser una de las siguientes: 

1) Las laderas son demasiado inclinadas para el tipo de prácticas agrícolas utilizadas, y consecuentemente, la erosión acuática remueve las partículas del suelo, el humus y los nutrientes. Los suelos erosionados de esa forma son inadecuados para el establecimiento de una cobertura vegetal. 

2) Los suelos son friables y/o de grano muy fino, y por tanto vulnerables a la deflación (del viento) durante los períodos más secos. 

3) Hay uso excesivo o inadecuado del agua produciendo salinización o anegamiento. 

4) Prácticas agrícolas inapropiadas.     

En todos esos casos, el resultado final es el abandono del campo, con crecimiento de ecosistemas secundarios y empobrecidos de tipo desértico o semi-desértico, o el desarrollo de superficies estériles y/o tóxicas, de carácter salino, alcalino o rocoso. 

Es el ejemplo de muchos llanos salinos que resultan de proyectos de irrigación inadecuadamente manejados, suelos excesivamente alcalinos de lagos drenados (por ejemplo el lago Texcoco en México), o ciertos suelos totalmente erosionados en la región mediterránea de Europa y Africa. 

Sin embargo, no necesariamente todo cultivo conduce a la desertificación. La agricultura puede ser llevada a cabo en forma sostenible y hay muchos ejemplos en que las prácticas agrícolas no han conducido a degradación ambiental, incluso luego de muchos siglos de producción. Una situación de ésta índole puede ser observada en muchas áreas del sur de China, donde los suelos han sido dedicados a la producción de arroz por varios milenios sin efectos de desertificación visibles.       

La eliminación de los bosques

Los desiertos tropicales artificiales son a menudo el resultado de procesos agresivos de deforestación. En estos casos, cualquier cultivo que se plante tiene una sostenibilidad limitada debido a la baja fertilidad residual de los suelos una vez que el bosque es eliminado. 

Cuando los suelos boscosos húmedos son expuestos a los elementos del clima, se desarrollan procesos de degradación que frecuentemente resultan irreversibles: los suelos se erosionan formando cárcavas, los horizontes superiores pueden endurecerse gestando costras lateríticas, la erosión en las laderas se generaliza, aumentando las inundaciones y sedimentación aluvial en las llanuras de los ríos, los cursos de agua sufren estiajes más frecuentes y más intensos, los ecosistemas locales desaparecen y la biodiversidad local es reducida. 

Estos desiertos antrópicos no se relacionan con la escasez de lluvias o temperaturas bajas y pueden tener lugar también en áreas lluviosas y cálidas. Debido a que son la consecuencia de la agresión humana sobre los ecosistemas naturales locales, pueden desarrollarse en cualquier parte. 

Un segundo tipo de desiertos antrópicos se produce a través de la modificación no-natural de climas regionales y microclimas. Un ejemplo de este tipo de cambio climático inducido por la acción humana son las áreas afectadas por la disminución de precipitaciones a lo largo del borde oriental de la región amazónica. Este fenómeno que ha sido modelado midiendo las proporciones relativas de los isótopos O-16 y O-18 (Salati, 1991)5, y que ha sido en gran medida confirmado por datos recientes, parece estar relacionado a los procesos de deforestación generalizada a lo largo de las zonas costeras e interiores de Brasil. 

De acuerdo a dichos estudios, la contribución del agua evaporada sobre el continente localmente aumenta hacia el oeste. Cuando las nubes empujadas por los vientos alisios alcanzan las laderas orientales de los Andes, la mayor parte del agua de lluvia está compuesta de agua que ya se ha precipitado y evaporado varias veces en su marcha. 

Como el bosque está siendo talado y quemado a ritmo creciente, vastas superficies se ven privadas de este potencial “evaporador”. En vez de evaporarse, las aguas caídas escurren a los ríos y finalmente retornan al océano. 

Por esa razón, el agua que habitualmente llegaba a las regiones occidentales ya no logra avanzar demasiado lejos del mar. 

La consecuencia de este fenómeno parece ser una disminución gradual de las precipitaciones en la porción occidental de las llanuras amazónicas. 

Si a esto le agregamos la deforestación local, que resulta del talado y quemado de la vegetación, el descenso regional de los niveles de base en los lechos fluviales y de las napas poco profundas, es posible predecir un generalizado proceso de desertificación. 

Fenómenos similares pueden ser previstos (y en efecto, ya se les observa en algunos casos) en Africa tropical donde la deforestación sistemática está disminuyendo el volumen de humedad que alcanza los cinturones sahelianos y sudaneses. Igual que en el caso de Brasil, la disminución de las lluvias parece relacionarse con la reducción de la evaporación local y del reciclado de agua en la atmósfera en las tierras deforestadas de Africa Oriental y Central.       

Los desiertos artificiales son biológicamente pobres

Estos “nuevos” desiertos son diferentes de los desiertos climáxicos. Debido a que son procesos recientes, no ha habido tiempo para la adaptación ecosistémica. Las plantas que sobreviven, lo hacen a través de alguna ventaja comparativa de carácter específico. La configuración biológica resultante, es en gran medida, el efecto causal de la adaptabilidad de las especies existentes previamente o del oportunismo de las especies invasoras. 

Gradualmente, nuevos rasgos ecológicos tienden a desarrollarse para compensar esta falta de adaptación. Sin embargo, en los hechos, estos procesos evolutivos se producen con gran lentitud, mientras que los cambios geomorfológicos y pedológicos ocurren muy rápidamente. 

Algunas especies nativas logran sobrevivir, pero muchas desaparecen, a veces los nichos vacantes pueden ser ocupados por especies exóticas que de ese modo “completan” las nuevas asociaciones ecosistémicas. De todos modos, la productividad general del sistema, imperfectamente adaptado a las nuevas condiciones, suele permanecer muy por debajo de los niveles óptimos de productividad y biomasa del antiguo ambiente climáxico. 

En realidad, desde el punto de vista de la productividad y del aprovechamiento entrópico de los recursos6, estos “desiertos artificiales” son la peor clase de desiertos. No poseen las freatófitas especializadas para bombear el agua de los mantos freáticos para que el resto del ecosistema pueda utilizarla, la mayor parte de las plantas no tienen (pues no lo necesitaron en las condiciones anteriores) sistemas radiculares extensos, ni órganos aéreos reducidos, y por lo tanto, son muy vulnerables a las variaciones pequeñas que se puedan producir en el marco de la nueva situación. 

Desafortunadamente, no hay experiencia “histórico-genética” en “desiertos lluviosos”. Hasta ahora, todos los desiertos eran áridos (tanto los cálidos como los fríos). El “desierto lluvioso” es una nueva situación creada por la acción humana. Por esta razón, no hay ninguna especialización ecosistémica que utilice apropiada y plenamente los recursos de este ambiente inédito y antinatural7. 

Hay quien puede sostener que los nuevos problemas pueden resolverse a través de más intervención humana. Sin embargo, las intervenciones humanas rara vez resuelven las inestabilidades ecosistémicas, normalmente las agravan. Hay riesgo cierto de que las nuevas intervenciones puedan terminar empeorando la situación, particularmente si se llevan a cabo a través de enfoques exclusivamente tecnológicos. 

Una nueva aproximación al problema implicaría volver a las antiguas visiones y prácticas, tratando de reconstruir los ecosistemas originales, recuperando las formas tradicionales de gestión ambiental, y finalmente reinstalando el máximo nivel posible de biodiversidad. 

Para que los nuevos emprendimientos productivos sean sostenibles, y por ende, viables a largo plazo, deben ser imaginados e implementados tomando en consideración estos principios básicos.       

Referencias

1. El signo ¡ en la palabra ¡kung, que designa a los pueblos del desierto de Botswana en Africa, procura transcribir el sonido particular emitido en

las lenguas nativas del sur de Africa (también llamadas las lenguas “click”, por esa razón). 

2. En Cochabamba, Bolivia, la sequía de fines de la década de 1980 y principios de 1990 forzó a la perforación de nuevos pozos para suplir las fuentes de agua disminuidas. En Potosí, fue especialmente notable la seca del período 1981-1983, en que la ciudad de Potosí recibió tan sólo 243 mm cada año, muy inferior al promedio anual de 437.7 mm (Montes de Oca, I., 1983). Esta situación se repitió a fines de la década de 1980 y

durante la década de 1990. 

3. Nunatak: palabra inuit que quiere decir roca o cerro desnudo que emerge del hielo. 

4. Tomado del trabajo Water resources for sustainable development de Kundzewicz, 1997, pp.474.  

5. El tema del cambio climático como consecuencia de la deforestación ha sido desarrollado por Salati E. y otros investigadores de Brasil (Salati,

E. y Nobre, C.A., 1991; Possible climatic impacts of tropical deforestation. Climatic Change; 19; 177-196).   6. El tema del aprovechamiento entrópico es tratado en profundidad en el capítulo 17 de este libro. 

7. Aquí usamos la palabra “antinatural”, en el sentido de “no existente en las condiciones naturales, excluyendo la acción humana.” 

 Capítulo 5Las aguas subterráneas

Las aguas subterráneas constituyen una de las principales fuentes hídricas para el consumo humano. Los reservóreos subterráneos contienen un volumen de agua muy superior al disponible como agua dulce superficial. Por otra parte, en general, estas aguas no necesitan ser tratadas antes de su utilización, y en muchas ocasiones se las encuentra precisamente en el lugar donde se las necesita, haciendo innecesaria la construcción de infraestructuras de almacenamiento y largas cañerías. Una ventaja adicional reside en que las inversiones de capital pueden ser progresivas, adaptándose, por ende, mucho mejor a las condiciones de los países con menores recursos económicos. 

En muchas áreas de alto consumo, como por ejemplo en las zonas urbanas y en algunos distritos de irrigación, el agua subsuperficial puede ser la solución más apropiada para las necesidades, debido a que puede proveer grandes volúmenes de buena calidad a bajo costo. 

Sin embargo, la conveniencia del agua subterránea para el uso urbano o rural depende no sólo de los requerimientos, sino también de muchos otros factores hidrogeológicos, socio-culturales y económicos que pueden influir de diversas formas en la relevancia de las estrategias propuestas.       

La diversidad de los acuíferos

Los sistemas hídricos subterráneos son extremadamente variados: algunos son altamente permeables, mientras que otros poseen permeabilidades muy bajas, casi nulas. Los hay porosos o fracturados; existen unos que albergan pocos miles de metros cúbicos y otros que contienen miles de millones. Hay reservóreos de agua dulce o salobre, los hay prístinos y altamente contaminados, y finalmente, combinaciones diversas de todos los anteriores. 

A pesar de esa gran variedad, el espectro se reduce considerablemente al suministrar agua a zonas de alto consumo. 

Las principales limitaciones para la selección e implementación de alternativas de abastecimiento subterráneo, son generalmente de tipo económico. Ello se debe al carácter oneroso que insume el desarrollo de cualquier sistema de explotación de acuíferos: costos de exploración, de perforación, de extracción, de conducción, de almacenamiento y, en las zonas urbanas, de tratamiento y distribución. 

Al decidir qué tipo de suministro se adoptará, es necesario comparar estos costos con los de otras fuentes de agua disponibles, su impacto en los geo y biosistemas, y a partir de ello, evaluar la calidad y renovabilidad del recurso. 

Cuando el agua subterránea constituye la única fuente de agua disponible (como sucede en ciertas zonas áridas e hiperáridas, o en pequeñas islas) el costo pierde importancia como factor limitante.   

Condiciones favorables para la utilización del agua subterránea

Las condiciones apropiadas para la explotación de los sistemas hidrogeológicos se dan solamente en ciertos lugares favorables. Los principales factores que pueden hacer posible o deseable la utilización de agua subterránea son los siguientes: 

1. Proximidad al área de consumo. 

2. Grandes volumenes disponibles. 

3. Escasa profundidad y baja presión. 

4. Elevado rendimiento hídrico (caudales). 

5. Alta tasa de renovación. 

6. Aceptable calidad del agua. 

7. Bajo riesgo de efectos indeseables a causa del intenso bombeo (por ejemplo subsidencia, sismicidad).     

En las páginas siguientes describiremos la forma en que las condiciones antes mencionadas pueden influir en la toma de decisiones para adoptar una fuente hídrica subterránea para el abastecimiento humano, en particular en áreas de fuerte consumo.       

Proximidad al área de consumo

Uno de los mayores costos del suministro de agua es el asociado con su conducción desde el lugar de producción al de consumo, en especial cuando el recorrido es ascendente, o debe atravesar obstáculos geográficos, como montañas o cañones. Desde ese punto de vista, cuanto más próximo se encuentre un acuífero a una ciudad, más atractivo resulta como recurso utilizable. 

La situación ideal es aquella en que el acuífero subyace al área de consumo, sobre todo cuando se trata de un sistema artesiano. En estos casos, se reduce la red de conducción, se disminuyen o eliminan los gastos de bombeo y se minimiza el riesgo de contaminación desde la superficie. Estas condiciones son, o fueron, relativamente frecuentes en muchas zonas del mundo. No obstante, cabe señalar que la explotación excesiva de los acuíferos artesianos hace bajar el nivel de agua por debajo de la cota del pozo, con lo que la presión natural se pierde, obligando a aplicar bombeo para lograr la extracción. 

Aún con el agregado de este costo, la conveniencia económica de contar con un reservóreo de agua subterránea ubicado debajo de la zona de consumo supera holgadamente otros inconvenientes. 

Un riesgo de este tipo de acuíferos es su posible vulnerabilidad a la contaminación, sobre todo cuando alguna parte de la recarga tiene lugar en zonas urbanizadas. En ciertos casos, el bombeo diferencial y/o el sobrebombeo pueden dar lugar a fenómenos de hundimiento superficial con los consiguientes perjuicios para las construcciones y la población1.       

Grandes volúmenes disponibles

Para que su uso resulte ventajoso en zonas de alto consumo, los acuíferos deben contener un volumen suficiente de agua como para ser utilizada durante un período prolongado. Consideremos el caso de los requerimientos de una ciudad de 100.000 habitantes que

consuma 500 litros diarios de agua por persona. El consumo total anual de esta ciudad hipotética superaría 18 millones de m3. Suponiendo una tasa de recarga anual promedio del orden del 10% del volumen almacenado, se necesitaría por lo menos un volumen 10 veces superior al consumo para satisfacer los requerimientos, sin afectar las reservas acuíferas existentes (180 millones de m3). Para contener tal cantidad de agua, la formación hidrogeológica debe tener un volumen total varias veces mayor. En el caso de que el volumen de la unidad geológica sea diez veces mayor que el del agua, siempre en nuestro caso hipotético (o sea unos 1.800 millones de m3), ello implicaría una porosidad efectiva del orden del 10%, cosa relativamente frecuente. Tal cantidad equivalente a lo que contendría, entonces, una formación de 10 m de espesor y 180 km2 de superficie. 

Consideremos los requerimientos hídricos de una gran metrópolis, como la Ciudad de México cuya tasa de consumo diario es de alrededor de 7 millones de m3, equivalente a 2.500 millones de m3 anuales2. El volumen utilizable (sin considerar la variación normal en los parámetros hidráulicos) deberá ser unas 150 veces mayor que el consumo de nuestra ciudad hipotética (para satisfacer sus requerimientos en el mediano y el largo plazo). Siempre a modo de ejemplo, esto significaría que una ciudad con los requerimientos de México podría ser abastecida por un acuífero de 2.700 km3 de superficie y un espesor promedio de 100 metros. El acuífero del Valle de México, posee un volumen bastante menor y por tanto no es suficiente para satisfacer estas necesidades3. 

Desafortunadamente, los cálculos reales para conocer con cierta precisión los volúmenes de agua disponibles no resultan tan sencillos. De todos modos, los ejemplos citados utilizando cifras arbitrarias dan una idea del tamaño de acuífero necesario para satisfacer las demandas de agua de una gran ciudad.       

Escasa profundidad y baja presión

Para poder ser utilizada en forma económicamente rentable, el agua subterránea debe ser económica y fácilmente accesible. Dado que los costos de las perforaciones se incrementan considerablemente cuando la profundidad de los acuíferos excede de unos pocos cientos de metros de profundidad, ésta constituye un factor principal al optar por un tipo de recurso hídrico. Los costos también son altos cuando aumenta la profundidad de los niveles piezométricos (niveles estáticos) y los niveles de bombeo (niveles dinámicos). En este último caso, los gastos operacionales pueden verse radicalmente aumentados debido a los costos de bombeo. 

Con el incremento de la profundidad, hay una tendencia creciente hacia la compactación y consolidación de los sedimentos y hacia la disminución de la capacidad de almacenamiento y la conductividad hidráulica. Esto se traduce generalmente en una mayor mineralización del agua. Por esta razón, y debido a los costos crecientes con la profundidad, la mayoría de los acuíferos profundos resultan inadecuados para el suministro de agua en zonas de alto consumo. 

Aún así, en algunos casos, los reservóreos profundos pueden contener agua potable de buena calidad y buenos caudales. Un acuífero excelente con estas condiciones es el que está localizado en las areniscas de Botucatu- Tacuarembó- Misiones, en la cuenca geológica Paranaense (abarcando parte de los territorios de Argentina, Brasil, Paraguay y Uruguay). Su superficie supera ampliamente los 800.000 km2 y su espesor es de varios cientos de metros (Montaño y Pessi, 1988; Kimmelman et al., 1989). 

Este acuífero, que ha sido denominado recientemente Sistema Acuífero Guaraní4, contiene uno de los mayores reservóreos de alta permeabilidad y bajo nivel de mineralización del mundo. A pesar de su profundidad, que con frecuencia es superior a los 1.000 m, la

presencia de un manto de roca basáltica dura suprayacente, cuya perforación es cara, la explotación se ve favorecida por sus altos niveles piezométricos, que con frecuencia originan condiciones artesianas5. Hasta hace poco, este acuífero había sido utilizado en forma limitada en las áreas en donde el acceso resultaba dificultoso y caro. En los últimos tiempos se han perforado algunos pozos de alto rendimiento para la extracción de agua con el fin de establecer estaciones balnearias termales. Existe cierta preocupación que una extracción excesiva haga perder el artesianismo y, por ende, aumenten significativamente los costos de extracción.       

Alto rendimiento hídrico

Un elemento clave en la utilización de los acuíferos destinados a las zonas de alto consumo es el potencial para obtener elevados caudales en forma sostenible. El caudal de los pozos limita su número, su distribución y sus posibilidades productivas. 

La principal propiedad intrínseca que determina la productividad de los pozos es la conductividad hidráulica o permeabilidad del acuífero. Las formaciones altamente permeables son las que ofrecen mejores condiciones para la construcción de pozos de alto rendimiento.       

Alta tasa de renovación

Una de las características más importantes de un acuífero, que permite la explotación intensiva a largo plazo, es su renovabilidad. Esta puede ser definida como la capacidad de un acuífero de mantener su volumen a un nivel de extracción dado. La renovabilidad se relaciona con el balance entre los volúmenes de agua recargados y descargados6 desde y hacia la superficie, y con el ingreso y egreso de agua desde y hacia las unidades hidrogeológicas contiguas. 

En la mayoría de los casos, el factor principal para la renovabilidad de un acuífero es su volumen de recarga desde la superficie, la cual depende generalmente de la precipitación en el área de recarga o en las cabeceras de la cuenca. La tasa de recarga es asimismo función de la permeabilidad y del estado de la superficie del suelo, de las laderas, del desarrollo de la red hidrográfica, de la vegetación, de las estructuras artificiales y de la profundidad de la napa freática. 

Algunos acuíferos tienen una alta tasa de renovabilidad debido a los altos niveles de precipitación elevados, a la presencia de áreas de recarga de gran superficie, o al drenaje lento o insuficiente, y pueden ser utilizados intensamente sin mayores consecuencias. En otros casos, dicha tasa es limitada, lo que los hace sensibles al sobrebombeo. La determinación de la renovabilidad de un acuífero es esencial para evaluar su potencial para explotación.       

Calidad del agua aceptable7

La calidad del agua de los acuíferos debe ser adecuada para el fin perseguido. En las zonas de riego, debe tener una salinidad menor a los límites de tolerancia del cultivo irrigado. En las ciudades, la calidad del agua debe ser apropiada para el consumo humano. Para ello se

requiere que tenga niveles de sólidos disueltos bajos (preferentemente menos de 300-500 ppm), que esté libre de micro-organismos (o que éstos se encuentren por debajo de los máximos establecidos por los estándares aceptables), que esté libre de otras impurezas (mezclas de gases orgánicos e inorgánicos, líquidos o sólidos en suspensión), que no posea excesiva radiactividad u otras características peligrosas para la salud. En algunos casos, la calidad del agua puede ser mejorada para adecuarla a los estándares exigidos. Sin embargo, los altos costos del tratamiento de las aguas contaminadas pueden tornarlo prohibitivo. 

La localización del área de recarga de un acuífero subyacente a un área densamente poblada o intensamente irrigada, lo puede hacer vulnerable a la contaminación por causas antrópicas (ya sea por los vertidos urbanos o por la recarga a partir de las aguas emanadas de los cultivos irrigados). Ello debe ser tenido en cuenta cuando se utiliza o planea utilizar un acuífero como fuente de agua potable. 

En ciertos casos, la degradación de la calidad del agua puede estar asociada a la existencia de conexiones hidráulicas con acuíferos de menor calidad o con cuerpos de agua superficiales tales como mares y lagos salados. Un intenso bombeo puede promover la invasión de agua con características inconvenientes proveniente de arriba o abajo o lateralmente. Este fenómeno que en el caso de los acuíferos en contacto con aguas saladas es denominado “intrusión salina”, constituye la causa principal de degradación en los acuíferos de las zonas costeras.       

Bajo riesgo de efectos indeseables a causa del intenso bombeo

Los bombeos intensos pueden producir efectos poco deseables, como por ejemplo subsidencia del suelo o intrusión de agua con características inapropiadas proveniente de fenómenos de recarga inducida o de flujos subterráneos de acuíferos de baja calidad de aguas. A veces no se realiza la evaluación previa de éstos u otros problemas similares. En esos casos, el sobrebombeo da lugar a fenómenos de degradación tanto de los acuíferos, como del suelo suprayacente. 

Las dificultades que resultan del sobrebombeo se relacionan con la desecación o el descenso del nivel de agua del acuífero. Los serios problemas de subsidencia que afectan a Bangkok, Ciudad de México, Shangai y Venecia derivan de la consolidación de sedimentos desecados luego de un intenso bombeo, excediendo la renovabilidad de sus acuíferos. Este fenómeno ilustra la dimensión del daño posible cuando las condiciones hidrológicas no resultan adecuadas para las tasas de bombeo y los volúmenes extraídos.       

Acuíferos apropiados para zonas de alto consumo

La verdadera disponibilidad de las aguas contenidas en los reservóreos subterráneos puede resultar engañosa. Con frecuencia, los volúmenes hídricos subterráneos son sustancialmente mayores que los superficiales. En términos de agua dulce utilizable, la diferencia puede ser de varios órdenes de magnitud. Sin embargo, la cantidad de agua subterránea disponible no debe ser medida en volumen, sino en su tasa de renovabilidad. Cuando los recursos subterráneos se gastan más rapidamente de lo que son recargados, los niveles, los costos de bombeo aumentan y, tarde o temprano, el recurso se termina. 

Si juzgamos los acuíferos teniendo en cuenta su renovabilidad, la disponibilidad de las aguas subterráneas es del mismo orden de magnitud que las aguas superficiales. Por otra parte, conviene recordar que los acuíferos y las zonas de alto consumo pueden no coincidir

espacialmente. Algunos grandes acuíferos están en zonas escasamente pobladas, o donde no se les necesita (pues hay suficiente agua superficial), y existen muchas áreas de alto consumo que no tienen acuíferos apropiados en sus proximidades. 

A pesar de estas limitantes, el uso del agua subterránea ofrece muchas ventajas: 

• Es menos vulnerable a la contaminación; 

• Normalmente no requiere tratamiento; 

• Puede ser explotada utilizando una estrategia modular, con menor inversión y mayor participación local; 

• No requiere sistemas de distribución extensos y complejos; 

• No se necesitan grandes tanques de almacenamiento (el líquido se almacena “bajo tierra”). 

A pesar que el agua subterránea puede ser una alternativa factible para proveer agua a las áreas de alto consumo, se debe poner especial cuidado para protegerla de la degradación a partir de fuentes externas de contaminación o por la sobreexplotación. Los acuíferos son menos vulnerables a la contaminación que las aguas superficiales, pero cuando son afectados el daño puede ser irreversible.       

Ambientes hidrogeológicos explotables

Tan sólo unos pocos ambientes hidrogeológicos ofrecen volúmenes, rendimientos, renovabilidad, accesibilidad y calidad del agua necesarios para satisfacer los requerimientos de las áreas de alto consumo, ya sean urbanas o distritos de irrigación. Es por esta razón que la lista de formaciones hidrogeológicas de interés para estas zonas es mucho más corta de lo que aparece en los informes hidrogeológicos corrientes. Los principales acuíferos de alta producción, con aguas de características adecuadas para zonas de alto consumo son los siguientes: 

1. Los acuíferos volcánicos 

2. Los acuíferos aluviales detríticos (incluyendo las formaciones Terciarias de ese origen) 

3. Los acuíferos carbonatados 

4. Los acuíferos detríticos Pre-Terciarios     

En las páginas siguientes presentamos una breve descripción de las características de los principales tipos de acuíferos desde el punto de vista hidrogeológico.       

Los acuíferos volcánicos8

Las zonas de vulcanismo reciente están frecuentemente dotadas de numerosos sistemas hídricos subterráneos de alta productividad. Ello ocurre debido a la elevada permeabilidad

de ciertos materiales volcánicos y a la presencia de cavidades, más o menos comunicadas entre sí, producto de la liberación de gases o circulación hídrica durante los procesos efusivos. 

Las regiones volcánicas contienen espectros complejos de rocas magmáticas (lavas) de variada composición, petrografía y estructura, incluyendo materiales ácidos, neutros y básicos9. A ellas hay que agregar la presencia frecuente de formaciones piroclásticas (vulcano-detríticas) y depósitos aluviales y lacustres asociados. 

Entre las rocas presentes en los distritos volcánicos se encuentran riolitas, traquitas, dacitas, andesitas, basaltos, tobas, argilitas y eolocineritas. 

Desde el punto de vista petrográfico y estructural, las regiones volcánicas pueden ser sumamente heterogéneas, especialmente debido a la complejidad de la petrogénesis y tectónica asociadas con los procesos de tipo efusivo. 

Principalmente como función de su contenido en sílice, el magma ascendente puede solidificarse antes de alcanzar la superficie, tal como suele suceder con los magmas riolíticos y traquíticos, o bien puede alcanzar la superficie y fluir ladera abajo, mientras se enfría y endurece (caso de los basaltos y andesitas). 

Generalmente la efusión de lava está acompañada por degasificación, con eyección de diferentes productos magmáticos a la atmósfera. En el caso de los magmas ácidos, la presión gaseosa a nivel de las rocas solidificadas aumenta y pueden darse explosiones, que provocan una amplia eyección de fragmentos sólidos y materiales fluidos. Los fragmentos pueden ser grandes (bombas o escoria), medianos (lapilli) o cenizas. Estos materiales suelen transportarse ladera abajo, embebidos en fluidos calientes, como ser, varios gases calientes (de los cuales, por lejos, el más común es el vapor de agua), agua líquida (a menudo proveniente de erupciones y a veces de nieve derretida) y suelos que sufren liquefacción (generalmente formados por materiales volcánicos de erupciones anteriores). 

Con frecuencia, las formaciones volcánicas sufren procesos de erosión hídrica y son transportadas ladera abajo, donde pueden acumularse como depósitos aluviales o lacustres. En las laderas menos expuestas o de menor pendiente, los procesos de meteorización se desarrollan más rápidamente, de modo tal que los vidrios volcánicos y los pirocristales pueden transformarse en arcilla, con liberación de ciertos elementos químicos, entre los cuales se encuentran varios nutrientes aprovechables por las plantas. En los depósitos volcánicos sueltos, el suelo se forma con gran rapidez (en un lapso del orden de unos pocos años). En cambio, donde las rocas volcánicas se encuentran más compactas, este proceso es mucho más lento (decenas o centenares de años). 

La formación de suelo es importante desde un punto de vista hidrológico, pues su desarrollo da lugar a una disminución de la permeabilidad provocado por la formación de arcillas a partir de los vidrios. Uno de los mayores obstáculos para la recarga de los acuíferos en las zonas volcánicas, y para el flujo vertical en general, lo constituye precisamente la presencia de paleosoles enterrados, producidos por la meteorización de los piroclastos.           

Clasificación de las formaciones volcánicas

Las principales formaciones de rocas volcánicas son: 

1. Aglomerados y brechas 

2. Tobas por flujo de cenizas 

3. Tobas por caída de cenizas 

4. Flujos de lodo y tobas laháricas 

5. Piroclastos aluviales y tobas retrabajadas 

6. Tobas retrabajadas lacustres 

7. Lavas       

Aglomerados y brechas

Se forman cerca del pie de los volcanes como consecuencia de los aludes locales, del rodamiento de fragmentos rocosos de tamaño grande y mediano (bloques y lapilli) y de la caída de varios tipos de piroclastos en las cercanías de los conos volcánicos (incluyendo bombas, escorias mezcladas, piedra pómez, bloques, lapilli y cenizas de varios tipos y tamaño de grano). Desde una perspectiva hidrogeológica, los aglomerados y las brechas pueden resultar muy productivos, pero su limitada área reduce su uso como fuentes de agua.       

Tobas por flujo de cenizas

Resultan del flujo de los piroclastos, que sufren procesos de licuefacción en presencia del agua o de gases volcánicos. Estos se acumulan en grandes volúmenes en valles y depresiones. Los materiales piroclásticos así formados pueden estar compuestos de “lava viva” solidificada, fragmentos de “lava muerta” proveniente de erupciones anteriores, piroclastos de ese mismo origen, o fragmentos de roca de las paredes del sustrato cuando los fluidos volcánicos suben a la superficie. 

Dichas tobas pueden estar o no soldadas, según su grado de consolidación. Las que no están unidas, a menudo contienen volúmenes utilizables de agua, debido a su espesor, área y porosidad efectiva, que puede alcanzar un valor promedio del 35% (Bedinger et al., 198910). Sin embargo sus rendimientos son en cierto modo menores que los de las tobas soldadas, en las cuales la porosidad es secundaria (relacionada con la fractura) y mucho menor (con valores de alrededor de un 3%). 

La conductividad hidráulica (K) media para las tobas soldadas y fracturadas es de aproximadamente 1 m/día, en tanto que para las no soldadas y friables K es de 4 x 10-5m,/día (Bedinger et al., 1989). No obstante, los valores medios no siempre revelan el alto potencial hidráulico de estos depósitos, que resultan adecuados para el suministro de agua en zonas de alto consumo. Bedinger et al. (1989) encontraron valores de K del orden de 5 a 5 x 10-3 m/día para el percentil 83,5, con una porosidad efectiva que oscilaba entre el 4% para las tobas soldadas, con pocas fracturas, y el 33% para las no soldadas friables. 

En resumen, las tobas, en especial las fracturadas, tienen un buen potencial hidrológico, con alto rendimiento. En los casos en que su volumen disponible sea suficiente, los mismos pueden ser usados como fuente para el consumo humano. 

     

Tobas por caída de cenizas

Las tobas formadas por acción eólica pueden extenderse a lo largo de grandes superficies, acumulándose como una fina sábana sobre la topografía. Generalmente están compuestas de partículas piroclásticas finas, cuyo tamaño de grano decrece con la distancia desde la fuente volcánica. A pesar de su extensa superficie, su potencial como fuente de agua es limitado debido a que raramente exceden los 10 metros de espesor.       

Flujos de lodo y tobas laháricas

Constituyen fenómenos catastróficos, que pueden ocurrir regularmente en ciertos lugares, originando importantes acumulaciones de sedimentos de escasa variedad por debajo de las laderas volcánicas. Estas formaciones pueden extenderse decenas de kilómetros desde los valles hasta las tierras más bajas a menor altura. 

Cuando son sujetos a intemperización, los flujos de lodo y las tobas laháricas producen suelos muy fértiles. También pueden contener abundante agua subterránea, adecuada tanto para el consumo humano, como para el riego, en aquellos casos en que su superficie y espesor resulten suficientes. Es por esa razón que las zonas en donde se encuentran estas formaciones suelen estar densamente pobladas, a pesar de que su localización puede representar una amenaza permanente para la población local. Por ejemplo, la ciudad de Armero, ubicada en el centro de Colombia, fue destruida en 1985 por un lahar producido por un repentino deshielo en las laderas del Nevado del Ruiz11 a continuación de una erupción. Hubo más de 25.000 personas muertas, sepultadas bajo 48 M de m3 de material sólido transportado en menos de 3 horas. El pulso principal tenía una altura de 11 metros al desembocar del cañon del río Lagunillas. 

Varias otras ciudades de Colombia y otros paises situados en regiones análogas se encuentran en zonas de riesgos similares.       

Piroclastos aluviales y tobas retrabajadas

Dado que la superficie de las tobas recientemente retrabajadas se encuentra desprovista de vegetación, éstas quedan expuestas a la erosión hídrica, y sus partículas son transportadas por los cauces locales ladera abajo, donde se acumulan en espesores variados. Los piroclastos aluviales de esta naturaleza se encuentran a menudo intercalados e interdigitados con otros acuíferos volcánicos. Estas formaciones pueden tener altos valores de conductividad hidráulica y contener acuíferos cuya explotaciónpuede ser posible. Cuando sus volúmenes y tasas de renovación son suficientes estos acuíferos pueden incluso suministrar suficiente agua como para satisfacer las necesidades de las áreas de alto consumo.       

Tobas retrabajadas lacustres

Los lagos son comunes en las áreas volcánicas debido a que los cursos de agua existentes son interrumpidos a menudo por diversas acumulaciones volcánicas sobreimpuestas. En la mayoría de las regiones volcánicas pueden encontrarse lagos de diferentes tamaños y estadios de evolución. Su última etapa de desarrollo corresponde con la transformación de los mismos en llanuras lacustres. Los sedimentos lacustres son en general más finos que los aluviales. Es por ello que aquellas formaciones tienden a actuar como acuitardos (o casi acuiclusos) más que como acuíferos, de manera que su rendimiento hídrico normalmente es escaso a nulo. 

Se encuentran numerosos ejemplos de lagos volcánicos en las tierras altas mexicanas (lagos de Texcoco y otros en el valle de México, lago de Pátzcuaro y Cuitzeo en Michoacán, lagos y humedades del valle de Toluca, etc.), en las tierras altas de Guatemala (lagos Amatitlán y Atitlán) y en Nicaragua (lago Xolotlán, laguna de Asososca, etc.).       

Lavas

Las lavas son rocas volcánicas primarias, formadas por solidificación del magma en condiciones atmosféricas o cuasi atmosféricas. La consolidación de las rocas volcánicas puede darse en el interior del volcán, como sucede en el caso del magma rico en sílice y de alta viscosidad, o afuera de éste, cuando el magma es pobre en sílice y de menor viscosidad, y que termina consolidándose bajo la forma de coladas de lava. Los magmas de composición intermedia pueden producir rocas de varios tipos. Los magmas riolíticos, traquíticos y dacíticos generalmente producen erupciones explosivas, en tanto los basálticos y andesíticos originan episodios volcánicos más tranquilos. 

Las formaciones de rocas de coladas de lava son heterogéneas. Se forma una costra vidriosa de rocas sólidas en las superficies externas de rápido enfriamiento, y un núcleo más cristalino de materiales que se van enfriando lentamente hacia el centro y la base de la masa. Bajo la costra sólida a menudo quedan atrapadas burbujas de gas, produciéndose materiales muy porosos que contienen vacuolas y vesículas. En algunos casos estos espacios pueden estar interconectados, dando lugar a una alta porosidad efectiva, que facilita la circulación del agua (por ejemplo, alta conductividad hidráulica). En otros casos, las vacuolas y vesículas permanecen aisladas y entonces la circulación de agua se hace más difícil. La base de la colada incluye normalmente fragmentos de rocas, que crean muchas anfractuosidades y espacios vacíos, lo que produce un material solidificado altamente permeable. 

Debido a estos procesos, la lava puede desarrollar una red de fracturas abiertas, generalmente interconectadas, que permiten el flujo de volúmenes significativos de agua. 

En resumen, cuando la lava encierra grandes volúmenes de gas, está sujeta a intensos fenómenos de contracción o fluye a través de superficies rocosas sueltas, puede formar unidades hidrológicas de alta productividad. Por el contrario, cuando el contenido gaseoso es bajo, tal como sucede en la mayoría de los flujos basálticos, las fisuras por contracción son pocas y pequeñas o los fragmentos de rocas foráneas no son tomados del sustrato, el potencial hidrológico de la roca solidificada puede ser limitado. Tal es el caso de los basaltos del Planalto, meseta volcánica de la Serra Geral en el sudeste de Sudamérica), cuya productividad es relativamente baja. 

La porosidad efectiva de los flujos de lava en varias áreas volcánicas de Norteamérica varía de un valor promedio del 15%, para las lavas cavernosas y fracturadas, al 1% para las densas a moderadamente densas. 

Los valores promedio de conductividad hidráulica son de 0,5 m/día a 4 x 10-4 m/día respectivamente.       

Renovabilidad del agua subterránea

Un importante elemento que facilita la explotación del agua subterránea en áreas volcánicas activas es la tasa de renovabilidad elevada. La misma se debe a la continua “juventud” de los sistemas hidrográficos del área. No hay tiempo para que se formen los valles fluviales dada la continua obstrucción de sus cursos por los flujos de lava, aludes, flujos de lodo, lahares, flujos de ceniza y otras acumulaciones. 

Los lagos y las depresiones que se forman en estas regiones pasan a ser áreas de recarga de los reservóreos subterráneos. 

En muchos acuíferos volcánicos la infiltración puede alcanzar valores superiores a la mitad de la precipitación. Desde este punto de vista, estas regiones comparten las características de las áreas kársticas: drenaje hidrográfico pobremente desarrollado, presencia de lagos o depresiones “de recarga”, y flujos de fractura a través de fracturas abiertas, como en el caso de la lava y las tobas soldadas. Su principal diferencia con las áreas kársticas es la lentitud del proceso de disolución entre las fracturas.       

Los acuíferos aluviales detríticos

Son aquellos contenidos en sedimentos detríticos de origen aluvial Terciarios y Cuaternarios. Se los encuentra en todos los continentes y en la mayor parte de las islas de cierto tamaño. Son los acuíferos más abundantes en superficie y en número. Puede hallárseles en zonas de altura, a veces por encima de los 4.000 metros de altitud, como sucede en el altiplano de Perú y Bolivia y en la meseta tibetana, o varios cientos de metros por debajo del nivel del mar, como en algunos márgenes continentales que han sufrido hundimientos, y en ciertas depresiones áridas (por ejemplo, el Mar Muerto). 

Estos acuíferos presentan características muy variadas. Los hay pequeños, de unos pocos kilómetros cuadrados y escaso potencial, y muy grandes, con decenas de miles de quilómetros cuadrados y elevado potencial de producción. 

La productividad de los pozos es igualmente variable. En algunos casos es de apenas unos pocos litros por minuto, mientras que en otros puede alcanzar cientos o incluso miles de litros por minuto. 

No todos los acuiferos aluviales son capaces de suministrar en forma sostenida los volúmenes de agua de buena calidad requeridos para las zonas de alto consumo. De hecho, la mayor parte no puede hacerlo. 

De todas formas, existen numerosas formaciones aluviales que contienen recursos renovables suficientes, como para satisfacer las demandas de agua de muchas ciudades o regiones de irrigación del continente. 

Hay algunas formaciones acuíferas aluviales, que no han sido clasificadas como tales en este capítulo, que también fueron depositadas como resultado de una acción aluvial. Las mismas han sido incluidas en apartados diferentes, respondiendo a otras características que resultan más significativas para definir sus propiedades y dinámica. Es el caso de los

sedimentos aluviales de carbonatos, los depósitos aluviales de origen piroclástico, los sedimentos aluviales costeros interdigitados con depósitos marinos litorales y los conglomerados consolidados del Pre-Terciario y areniscas de origen aluvial       

Composición y características de las formaciones aluviales

Las formaciones aluviales están compuestas principalmente por sedimentos detríticos de variado tamaño de grano y composición. Sus fracciones granulométricas incluyen gravilla, arena, limo, arcilla y otros dimensiones de grano intermedias. En general, cuanto mayor es la granulometría dominante, tanto más importante es la porosidad del material. Asimismo, los sedimentos aluviales con granulometría variada presentan una porosidad mayor que aquellos de tamaño de grano uniforme o promedialmente comparable. 

Solamente los sedimentos más groseros (arena fina y gravilla) pueden contener volúmenes suficientes de agua y presentar una permeabilidad lo suficientemente alta como para originar acuíferos de alta productividad. Los valores de porosidad efectiva y conductividad hidráulica de los sedimientos groseros en los acuíferos aluviales oscilan entre el 12% y el 15% y 1 a 0,7 m/día. Las formaciones limosas y arcillosas no constituyen por lo general buenos acuíferos, sino que se comportan como acuitardos o acuiclusos, ya que poseen una conductividad hidráulica baja. 

Las características señaladas no son exclusivas de los sedimentos aluviales, sino de cualquier tipo de sedimentos con similares propiedades granulométricas. De todos modos, la gran mayoría de los sedimentos detríticos que contienen acuíferos son de origen aluvial.       

Clasificación de los acuíferos aluviales

Los sedimentos detríticos sufren considerables cambios con el tiempo. Cuanto más antiguo es un sedimento, más probable es que haya experimentado procesos de consolidación y diagenésis. Dichos fenomenos se encuentran a menudo, aunque no siempre, relacionados con la profundidad a la que el sedimento fue enterrado en algún momento de su historia geológica. Cuanto mayor sea la edad del sedimento, más grandes son las posiblidades de que haya sido afectado por procesos secundarios que modifican sus propiedades. 

Los procesos de consolidación incluyen compactación general, hidrólisis de los minerales ferromagnesianos y feldespáticos, formación de arcillas y otros minerales secundarios, y cementación con sílice, hidróxidos de hierro, óxidos o carbonatos. A mayor profundidad, donde la temperatura y la presión litostática aumentan por encima de ciertos valores, se dan otros tipos de fenómenos de naturaleza más diagenética, como por ejemplo, neoformación de arcillas y micas, anhidrización de sulfatos de calcio, formación de algunas sulfuros (como las piritas), cristalización de grafitos y magnetitas, y hematitización y goethitization de limonitas. 

Todos estos procesos tienden a producir un descenso en la porosidad, en la conductividad hidráulica y en la capacidad de almacenamiento. A causa del retardo del flujo y del contacto más prolongado con las superficies minerales, aumenta el nivel de sales disueltas en el agua. Las altas temperaturas que se dan a gran profundidad también promueven dicha mineralización. Por lo tanto, como regla general, las formaciones detríticas más recientes suelen contener mejores acuíferos que las formaciones antiguas del mismo tipo. 

Las rocas sedimentarias consolidadas tienen una porosidad intergranular y un flujo menor que las menos consolidadas pero, a veces la fracturación puede revertir esta tendencia. En esos casos, los acuíferos consolidados profundos pueden comportarse como acuíferos fracturados, similares a los que existen en las formaciones cristalinas.       

Las principales formaciones aluviales detríticas

A los efectos de este capítulo hemos dividido las formaciones detríticas aluviales en tres categorías, de acuerdo con su edad: 

1. Aluviones jóvenes, aún asociados con valles o cuencas fluviales actuales. 

2. Aluviones más antiguos, que han sufrido cierta consolidación, generalmente de edad terciaria, y sólo a veces relacionados con los rasgos orográficos e hidrográficos actuales más importantes. 

3. Rocas sedimentarias más antiguas de origen aluvial, generalmente Pre-Terciarios, sin asociación directa alguna con el relieve existente, y que a menudo han experimentado un grado relativamente alto de consolidación y cierta diagénesis. 

Otro criterio clave para la clasificación de sedimentos aluviales es su geomorfología general. Los sedimentos aluviales del piedemonte andino son completamente diferentes de aquellos de los grandes llanos centrales de América del Sur. Los depósitos aluviales de las mesetas onduladas de los escudos son distintos de los sedimentos intramontanos andinos o de las cuencas de la sierra. 

También hemos sudividido los sedimentos cenozoicos, en los cuales el actual relieve es todavía un factor, de acuerdo con su localización geomórfica. Las cuencas aluviales de origen terciario están comprendidas en este grupo, como un sub-tipo separado de acuífero aluvial. Las rocas sedimentarias pre-terciarias son tratadas en una sección aparte, junto con otras rocas de edad similar, aunque de distinto origen.       

Los acuíferos aluviales

Las formaciones aluviales que contienen acuíferos de mayor productividad son: 

• las cuencas terciarias aluviales y molásicas 

• las cuencas aluviales intramontanas 

• los aluviones de piedemonte 

• los aluviones de las llanuras 

• los aluviones de escudos y plataformas 

• los aluviones costeros     

Las cuencas terciarias aluviales y molásicas 

En el mundo existen numerosos depósitos aluviales antiguos, más o menos consolidados, que contienen acuíferos utilizables. Son los casos del complejo acuífero de la arenisca de Nubia en Africa nororiental y del acuífero de São Paulo en Brasil12. Estas formaciones suelen poseer gran espesor, superando los 200 o 300 metros, y contienen agua con un grado relativamente alto de mineralización, en especial en sus zonas más profundas. Dada su edad, con frecuencia se encuentran cementados con varios tipos de matrices (arcilla, sílice, carbonatos, óxidos e hidróxidos de hierro, sulfatos, etc.), que reducen considerablemente su porosidad real y efectiva y, por lo tanto, su permeabilidad. 

No obstante, dado el gran volumen de estos depósitos, aun una pequeña proporción de la formación puede suministrar suficiente agua para el consumo urbano y el riego.       

Cuencas aluviales intramontanas

Son valles aluviales localizados a lo largo de las regiones montañosas. Pueden ser relativamente angostos, con perfiles longitudinales de alto gradiente, laderas empinadas y llanuras aluviales angostas en sus bases, o bien estar formados por amplios valles, con pendientes longitudinales más suaves, y laderas laterales moderadamente inclinadas. Los valles estrechos y profundos son generalmente el resultado de una fuerte erosión del lecho del río, opuesta a la erosión de las vertientes, que tiende a producir valles más amplios y acumulaciones más abundantes en la base del valle. 

Los depósitos aluviales de mayor espesor se forman en valles fluviales aguas abajo de las cuencas superiores de zonas semiáridas, áridas o periglaciares. Allí las laderas se encuentran desprovistas de vegetación y están, por lo tanto, sujetas a una severa erosión. En las zonas húmedas, los valles son angostos y profundos y los depósitos son de menor importancia. Sin embargo, aún en áreas que actualmente son húmedas, pueden encontrarse grandes depósitos aluviales, que han sido heredados de períodos geológicos más áridos. 

Las acumulaciones de aluviones de gran tamaño y amplitud que se encuentran en regiones húmedas o subhúmedas son a menudo de origen tectónico. En los graben del Lago Valencia en la zona centro-norte de Venezuela (Peeters, 1968), los graben del Cauca en Colombia y los del valle longitudinal del sur de Santiago de Chile, existen importantes acuíferos aluviales de este tipo. 

Ejemplos de valles de un tipo intermedio son los del Valle de Cochabamba en Bolivia (Von Borries, 1988; Ricaldi, 1992)13 y el valle del alto Magdalena, cerca de Neiva, en Colombia. Los mismos son relativamente angostos y empinados, a pesar de su aparente origen tectónico. En cambio, los valles de Querétaro y San Luis de Potosí en México son amplios, de pendientes longitudinales y laterales relativamente suaves. 

Los acuíferos de los valles intramontanos generalmente suministran agua subterránea de buena calidad, aunque en volúmenes no siempre suficientes como para satisfacer las necesidades de las ciudades o del riego. Cochabamba y Cali extraen grandes cantidades de agua, cuyo destino es urbano y para irrigación en el primer caso, y para riego de las plantaciones de caña de azúcar en el segundo. 

Es frecuente que la disponibilidad de volúmenes significativos de agua superficial haya limitado el desarrollo de los recursos hídricos subterráneos, tal como ha sucedido en Cali y Neiva, en Colombia, ciudades en las cuales la mayor parte del agua proviene respectivamente de los ríos Cauca y Magdalena. Sin embargo, en otras situaciones la iregularidad del flujo de los ríos (Cochabamba) o la degradación del área superficial (Lago Valencia, cerca de la ciudad homónima, y Maracay, en Venezuela) han determinado que estas ciudades utilicen casi exclusivamente agua subterránea para consumo humano así

como, en ocasiones, para el riego.       

Aluviones de piedemonte

Estos acuíferos se dan al pie de las cadenas montañosas del ciclo alpino, como los Andes, los Alpes y los montes Himalaya. También se les encuentra en algunas áreas montañosas de los Escudos (por ejemplo en el Escudo Brasileño, en ciertas zonas del Escudo Africano, etc). 

Las formaciones aluviales que contienen este tipo de acuíferos tienen características análogas. Generalmente constan de depósitos groseros (aglomerados o conglomerados arenas o areniscas gravillosas y distintos tipos de depósitos arenosos, con diferente grado de consolidación y contenido de limo y arcilla). Su origen está vinculado a la formación de abanicos aluviales en el punto de salida de los valles montanos, cuando se extienden sobre el nivel de la llanura. 

A nivel local, la presencia de bloques de rocas menos subsidentes, en relación con la llanura, o menos elevados, en relación con las montañas, cerca de los piedemontes, a menudo cubiertos por formaciones sedimentarias más antiguas, dificulta la acumulación sedimentaria. 

En otros casos, las fallas activas y los intensos procesos de subsidencia pueden dar lugar la acumulación de depósitos aluviales muy espesos. 

El espesor de estas unidades sedimentarias es variable, pero normalmente va creciendo en forma gradual desde las tierras bajas hacia las montañas. El máximo espesor de las formaciones aluviales groseras, que son las que generalmente contienen el agua, se encuentra desde unos pocos quilómetros hasta algunas decenas a partir del pie de la escarpa. En la cercanía de la escarpa estos depósitos apenas alcanzan unos pocos metros. Más lejos, si bien el espesor real de la secuencia sedimentaria en su conjunto aumenta, las formaciones aluviales se vuelven más finas, presentan conductividad hidráulica más baja y menor rendimiento de los pozos. 

En América Latina, dos ejemplos de la situación antes mencionada se encuentran en Villavicencio (Colombia), y Santa Cruz (Bolivia).       

Aluviones de las llanuras

Desde el punto de vista de su génesis, existen varios tipos de llanuras diferenciables: 

1. Las llanuras tectónicas o de fosa 

2. Las llanuras de explayamiento más allá del piedemonte montañoso. 

3. Las llanuras lacunares o de mares interiores. 

4. Las llanuras costeras 

5. Las llanuras aluviales     

Las llanuras tectónicas o de fosa se originan como resultado de la subsidencia de compartimiento de la corteza. Al comenzar el hundimiento se comienzan a depositar sedimentos (y a veces lavas) en la zona deprimida. Gradualmente se forma una fosa o graben, cuya base continúa hundiéndose hasta alcanzar una situación de estabilidad. Mientras la fosa está activa, la superficie sedimentaria se mantiene relativamente plana. Al cesar el movimiento descendente comienza a producirse una morfogénesis superficial apareciendo zonas disectadas y el relieve deja de ser plano. 

En cierto modo, todas las llanuras tienen un componente tectónico, pero en el caso de las llanuras de fosa, el proceso está circunscripto a una zona relativamente bien determinada, marginada por fallas longitudinales y transversales. En algunos casos, la fosa puede asumir la modalidad de “tecla de piano”, delimitada por dos sistemas de fallas laterales (longitudinales) y solamente un sistema de fallas transversal (en la zona de mayor hundimiento). 

La “cicatrización” de las fosas se produce gradualmente. En primer lugar cesan su actividad las fracturas externas, luego se van aquietando las internas y finalmente se estabilizan las franjas centrales. Este fenómeno es visible en muchas fosas tectónicas, como es el caso de la fosa del Rin en Europa, que separa los bloques montañosos de los Vosgos y la Selva Negra (Schwarzwald). La llanura del Rin se formó en el bloque hundido alargado entre ambos macizos. Las fallas más cercanas a los Vosgos y a la Selva Negra se estabilizaron a fines del Plioceno y principios del Pleistoceno. Más tarde ocurrió lo propio con un segundo sistema de fallas, ubicado en el interior de la fosa. En la actualidad existe actividad tan sólo en la zona central, en donde se dan aún procesos de hundimiento, que dan lugar a la formación de humedales, que localmente son denominados ried. El subsuelo de la llanura renana está formado por aluviones gruesos, resultantes, sobre todo, de la actividad fluvial de los ríos periglaciares durante las glaciaciones cuaternarias. Es en estos materiales que se encuentran los acuíferos más productivos. 

Las llanuras del Pantanal de Brasil también se formaron como consecuencia del hundimiento de un bloque subregional. La fosa, de origen terciario, se fue rellenando con los sedimentos erosionados de las chapadas areniscosas contiguas.14 En este caso se trata de una gran llanura inundable fundamentalmente arenosa. Durante los períodos áridos del Cuaternario, la zona se secó y la vegetación palustre desapareció. En su lugar se formaron campos de dunas resultantes de la remobilización de la arena aluvial. En tiempos holocenos, el clima se humidificó y la llanura se transformó en un gigantesco humedal de unos 150,000 km2, atravesada por numerosos cursos de agua, y cubierta por una espesa vegetación palustre. 

 Debido al carácter permeable de las formaciones arenosas el agua circula a través de ellas, desarrollando acuíferos de muy alta productividad. En la práctica, debido a la abundancia de agua, estos acuíferos son explotados sólo localmente para los establecimientos agropecuarios.     

Las llanuras de explayamiento se encuentran más allá de los piedemontes de las cadenas montañosas, en áreas rellenadas por los sedimentos que se generan en éstas. 

Las vertientes que enfrentan las costas oceánicas, suelen dar lugar a llanuras costeras relativamente angostas (por ejemplo, el Tihama al suroeste de la península arábica, sobre la costa del mar Rojo). En la vertiente opuesta los relieves pueden extenderse por áreas muy amplias. En la propia península arábica los abanicos que descienden hacia el este están mucho más desarrollados (las llanuras de explayamiento del Wadi Dawasir, y el Rub’al Khali). 

En América del Sur, los explayamientos sedimentarios poseen dimensiones continentales extendiéndose desde los Llanos en el Delta del Orinoco hasta la Pampa más baja al sur de Buenos Aires. En gran medida, las partes más altas de estas cuencas fueron colmadas por depósitos aluviales durante las últimas épocas geológicas (Plioceno al Holoceno), aunque también lacustres y eólicos, transportados desde las tierras altas vecinas: sobre todo los Andes al oeste y al norte, y en menor grado, los Escudos Brasileño y Guayánico y el Planalto basáltico al este. Hacia el sur estos depósitos están afectados por el flujo irregular de corrientes de agua provenientes de las laderas de la zona semiárida de los Andes, que atraviesan la Pampa seca, y, por lo tanto, contienen horizontes intercalados de depósitos fluviales más groseros y más finos. A menudo incluyen sedimentos de granulometría fina y sales (halita, yeso y anhidrita) o lentes de sedimentos lacustres o eólicos. Hacia el norte, como el clima se hace más húmedo, los depósitos intercalados incluyen lentes más arenosos y finos y menor cantidad de horizontes de material más grueso, excepto donde se encuentran próximos a las montañas o relacionados con canales de depósitos en los ríos más grandes. Este tipo de sedimentación es variable según los sucesivos ambientes y cambios climáticos a nivel local, y a veces constituyen un registro de la actividad fluvial durante el Cuaternario. 

Gran número de ciudades argentinas extraen parte del agua de uso municipal de estos acuíferos. Tales son los casos de Junín, San Nicolás y de varias municipalidades del área de Gran Buenos-La Plata (La Plata y Quilmes). Asunción del Paraguay, Rosario y otros pequeños centros urbanos de la Argentina obtienen parte del agua que consumen de las “arenas” del Paraná o formaciones correlativas, conocidas en la región del sur del Paraná como las Arenas Puelches (Fili, 1983; Herrero, 1983; Auge et al., 1988)15. 

Similares depósitos aluviales, aunque desprovistos de sílice o carbonatos, se dan cerca de las llanuras de inundación del Orinoco, donde se originaron acumulaciones arenosas (principalmente de cuarzo) tanto a partir del transporte de sedimentos por el curso principal, como del suministro lateral de los afluentes que descienden del Escudo Guayánico y de las regiones montañosas del norte y del oeste. Dos de las más grandes ciudades de los Llanos (Ciudad Bolívar y Ciudad Guayana, en Venezuela) utilizan acuíferos aluviales de este tipo como suplemento al suministro de agua directamente del río (Menéndez y Araújo, 1972). 

Las llanuras lacunares o de mares interiores se dan en las áreas deprimidas continentales, generalmente con drenaje endorreico, en donde se formaron lagunas o mares interiores. El proceso de desecamiento de los mismos da lugar a emergencia de áreas llanas, constituidas por sedimentos de fondo lacustre-marino o litoral y localmente, estuárico y aluvial. 

Existen abundantes ejemplos de llanuras de este origen. Los más importantes se encuentran en Asia. En el caso del Mar Aral el proceso de desecamiento se ha visto acelerado por la extracción de agua de los ríos Amu Darya y Syr Darya que son los principales, casi únicos, tributarios de este cuerpo de agua. Las zonas desecadas se han vuelto extensas llanuras. También se han formado grandes zonas llanas en las regiones costeras del Mar Caspio, especialmente 

Tanto en el Mar Aral, como del Mar Caspio, las formaciones sedimentarias de las llanuras son relativamente finas con numerosos lentes limosos y arcillosos y las aguas, marcadamente salobres e incluso salinas (como en los salares del golfo Kara Bougaz al sureste del Mar Caspio). Un ejemplo similar se puede observar en algunos lagos desecados artificialmente en otras partes del mundo, como es el caso del lago de Texcoco en el valle de México, en donde los sedimentos lacustres son finos, con aguas subsuperficiales locales excesivamente alcalinas.16 

Por esa razón la mayor parte de los depósitos aluvio-lacunares de este tipo no constituyen buenos acuíferos y su utilización se encuentra muy restringida.     

Las llanuras costeras pueden formarse como resultado del aporte sedimentario de los ríos provenientes de las tierras continentales adyacentes, o por la emergencia de los fondos marinos sublitorales debido al ascenso tectónico o descenso del nivel del mar. En el primer caso, los acuíferos se encuentran asociados a las propias formaciones aluviales (sobre todo a los niveles y lentes de granulometría más gruesa) (ver Acuíferos costeros). En el segundo, las formaciones suelen tener una baja permeabilidad, con riesgos de intrusión salina, por lo que las posibilidades de explotación son limitadas.     

Las llanuras aluviales ocurren a ambos lados de los cursos fluviales, como resultado de los procesos de sedimentación laterales durante los episodios de crecientes e inundaciones. Las formaciones aluviales formadas en estas condiciones son generalmente de granulometría fina y permeabilidad baja. Sin embargo, los lechos de los ríos suelen transportar materiales más groseros (por ejemplo, arenas o gravas) que dan lugar a la formación de lentes de mayor permeabilidad. En las zonas áridas las inundaciones son mucho más intensas y los elementos de mayor tamaño de grano pueden ser depositados sobre las zonas de desborde. Por estas razones, es posible encontrar numerosos niveles groseros aún en zonas de energía de relieve débil. Estas unidades sedimentarias pueden ser altamente permeables, y por ende, constituir excelentes acuíferos.       

Aluviones de escudos y plataformas

Gran parte de las formaciones aluviales acuíferas se encuentran ubicadas en regiones de escudos y plataformas. 

Es en el continente africano, que está formado en gran parte por tierras de escudo, en donde se desarrollan en mayor medida este tipo de unidades hidrogeológicas. Debido a la complejidad de la orografía y petrogénesis, los tipos de niveles aluviales acuíferos son muy variados. Los ríos que bajan de las tierras altas húmedas tropicales hacia las zonas áridas subtropicales solían transportar sales disueltas y en menor grado sedimentos. En la actualidad, debido a la deforestación de las cuencas de recepción, las aguas fluyen cargadas de aluviones que son depositados en los cursos más bajos de los ríos. 

También se dieron fenómenos de aridificación análogos en otros tiempos geológicos y por esa razón se encuentran espesas formaciones aluviales en las márgenes, e incluso en el interior de los desiertos. 

Estos procesos se pueden apreciar en el río Niger, que baja del Futa Djalon y se explaya en el actual territorio de Mali, más allá de Bamako, en lo que se conoce como el “delta interior del Niger”, estudiado en el proyecto de investigación “Aérosols saheliens”, apoyado por el CIID de Canadá en Mali, en el período 1987-1990, y en el río Nilo, cuyos dos tributarios principales descienden de las tierras húmedas de Uganda y de las montañas y mesetas de Etiopía, respectivamente. 

Estos niveles aluviales contienen mucha agua almacenada y son utilizados regularmente para el abastecimiento de las poblaciones. Algunos sistemas hidrogeológicos de este tipo, en particular los acuíferos terciarios (por ejemplo, el acuífero de Nubia), tienen potencial para suministrar grandes volúmenes de agua, aunque, en muchos casos, su estudio y desarrollo, está pendiente. 

En América del Sur, las formaciones aluviales cuaternarias se encuentran en las regiones de los escudos, tanto en los valles internos como en su periferia. Su desarrollo mayor se halla

en los puntos de salida de las corrientes aluviales, actuales y antiguas, en los lugares en donde convergen con las tierras llanas interiores o las angostas llanuras costeras. 

Los depósitos son variables en espesor, pero suelen ser menos potentes que los depósitos análogos de los valles intramontanos de la región montañosa y serrana y sus laderas bajas. 

Los sedimentos aluviales de este tipo se encuentran particularmente bien desarrollados en las tierras semiáridas del nordeste brasileño a lo largo de los llanos costeros. También se les halla en este país como depósitos al pie de la escarpa de la Serra do Mar y su prolongación hacia el norte, y en los valles fluviales de la isla cristalina uruguayo-riograndense. 

Estas formaciones suelen estar constituídas por arena o materiales gravillosos cuarzosos o arcósicos, y son capaces de ofrecer rendimientos hídricos relativamente altos, debido a su porosidad y conductividad hidráulica. Varias ciudades del noreste de Brasil17 y de los llanos costeros del sur del Atlántico utilizan agua proveniente de este tipo de acuíferos. En el noreste, el agua subterránea es ampliamente utilizada, considerando la carencia de agua superficial. A lo largo de la costa del sur, hay unos pocos ríos grandes debido a que las divisorias de aguas no se encuentran lo sufientemente alejadas del océano como para permitir un gran desarrollo del sistema fluvial (Geyh et al., 1983). Los ríos costeros del Brasil tienen tendencia a ser cortos, con cuencas pequeñas y flujos medios más bien limitados, a pesar de los altos niveles locales que alcanza la precipitación. Ello ha promovido el uso del agua subterránea en estas áreas, lo que en ocasiones ha derivado en la intrusión o el sobrebombeo de agua salada en los acuíferos. 

Algunos de los mayores valles aluviales de los estados de São Paulo y Minas Gerais también extraen agua de acuíferos aluviales, pero en menor medida, ya que pueden acceder a corrientes de agua superficiales de carácter permanente, existentes debido a la alta precipitación que se registra en la zona. 

Los acuíferos de los depósitos aluviales de los ríos Guaíba, Maranhão, San Francisco y Tiête, en Brasil, y de los ríos Demerara y Essequibo, en Guyana, son perforados para el uso urbano. En Uruguay y en el estado de Río Grande do Sul (Brasil), los depósitos aluviales son relativamente angostos. Sin embargo, varias ciudades los utilizan. En Uruguay, varias de las pequeñas ciudades situadas en las proximidades del área metropolitana de Montevideo obtienen agua del acuífero arenoso-gravilloso de Raigón, que es de edad Pliocena-Pleistocena.18 Este tiene, además, un potencial de uso para la propia ciudad de Montevideo. En el sur de Brasil, la ciudad de Pelotas obtiene agua de la Formación Graxahim, subyacente al río São Gonzalo, en tanto Uruguaiana utiliza un acuífero ubicado en los márgenes del Río Uruguay.       

Los aluviones costeros

Se encuentran aluviones costeros en casi todos los continentes y grandes islas. Su origen está vinculado a los depósitos sedimentarios que han dejado los ríos en las proximidades de sus desembocaduras. Los ríos mayores suelen acarrear mayores cargas y por tanto, sus formaciones aluviales tienden a ser más potentes y extensas. 

Se les encuentra en Asia (costas de Arabia, península indostánica, litoral chino), a lo largo de todas las costas africanas (por ejemplo en las zonas costeras de Tanzania, de Kenya, en el Magreb argelino y tunesino, en Libia, Egipto, etc), en Europa (llanura del Midi francés, en la Aquitania, en el norte de Normandía, etc) y en Australia. Prácticamente en todos los casos estas formaciones contienen acuíferos utilizables para el abastecimiento urbano o la irrigación. 

Las principales limitantes que se encuentran son el tamaño relativamente reducido de algunas de las cuencas y el riesgo de salinización debido a la intrusión del agua del mar. 

En América Latina, las formaciones aluviales costeras que permiten obtener aguas subterráneas para el consumo están presentes en todas las áreas litorales, desde el noroeste de México (La Paz, Mexicali y Tijuana) a los llanos costeros del Pacífico en Sudamérica (Lima, Trujillo y Valparaíso) y la Pampa sureña (Mar del Plata, próximo a las islas cristalinas de Tandil y La Ventana), y desde el noreste de Brasil y Guyana (Fortaleza, Georgetown, Maceió y la isla de São Luis) a las regiones costeras del Caribe y del Golfo de México (Santa Marta en Colombia, Maracaibo en Venezuela y Veracruz en México, entre otras). 

Dichos depósitos aluviales se encuentran a menudo interdigitados con sedimentos de origen litoral, que pueden también resultar ser buenos acuíferos, cuando están formados de materiales gruesos (playas, barras y bancos eólicos), con frecuencia de conductividad hidráulica ininterrumpida. Estos complejos reservóreos subterráneos suelen ser de fácil accesibilidad. Poseen agua en volúmenes relativamente abundantes y escasa profundidad. 

Sin embargo, la mayor parte de los acuíferos costeros son susceptibles a la intrusión salina, que generalmente resulta del sobrebombeo, cuando la extracción se realiza muy rápidamente en pozos cercanos al mar. 

Algunas de las ciudades que han experimentado problemas de salinización de sus pozos son, entre otras: Lima, en Perú; Santa Marta, en Colombia; Coro, en Venezuela; Rio Grande y Natal, en Brasil, y Mar del Plata, en Argentina. En el caso de Buenos Aires-La Plata, el problema de la salinización se debe al contenido de sales de una formación costera (ver también sección Acuíferos costeros).       

Potencial de los acuíferos aluviales

Los acuíferos aluviales constituyen los acuíferos más comunes. Sus dimensiones, granulometría y composición petrográfica son muy variables, al igual que su porosidad y conductividad hidráulica. Sin embargo, promedialmente se trata de unidades hidrológicas muy productivas apropiadas para satisfacer las necesidades de las zonas de alto consumo. Los problemas están asociados mayormente con su carácter superficial, característica que, si bien resulta ventajosa desde el punto de vista económico, puede llevar a la contaminación de las fuentes superficiales. La utilización de los acuíferos aluviales requiere de un especial cuidado, pero su potencial para el suministro de agua a poblaciones y cultivos es elevado.       

Acuíferos carbonatados

Las rocas carbonatadas son abundantes en todo el mundo. Algunas se encuentran en los fondos marinos y cerca de la costa, a diferentes profundidades (lodos oceánicos orgánicos, corales, llanuras de marea y playas calcáreas). Otras están en ambientes lacustres, palustres o incluso aluviales. Su origen puede ser ígneo (carbonatitas) o pueden haber estado sujetas a transformaciones metamórficas (mármol). 

Algunos acuíferos carbonatados contienen materiales de alta porosidad primaria, como las formaciones de corales, las lumaquelas, las calcarenitas y otras calizas detríticas escasamente consolidadas. La mayor parte de los acuíferos calcáreos, en cambio, basan su

potencial en la porosidad secundaria, desarrollada a través de procesos de disolución química a lo largo de las fracturas, como sucede en las calizas y dolomitas compactas. 

Desde el punto de vista hidrogeológico, las rocas carbonatadas suelen ser muy dinámicas. Con el tiempo, los procesos diagenéticos tienden a reducir su porosidad primaria. En la masa de la roca se van produciendo disoluciones graduales y recristalizaciones de los minerales carbonatados. Al mismo tiempo, a nivel de las fracturas, la circulación de agua tiende a disolver los minerales de las paredes, “erosionándolas” y formando cursos subterráneos, cuya dimensión se va incrementando. Dado que estos procesos pueden suceder simultáneamente, algunos acuíferos carbonatados tienen una porosidad primaria relativamente alta, todavía no completamente afectada por procesos diagenéticos, y una porosidad secundaria en desarrollo, en las fisuras. 

Estas rocas pueden contener volúmenes considerables de agua en sus espacios intergranulares y redes de diaclasas. La acción del agua aumenta el tamaño de las fractura y, por lo tanto, tiende a facilitar su propia circulación. Estos mecanismos son conocidos como procesos kársticos, por lo que los acuíferos contenidos en tales formaciones se denominan acuíferos kársticos. Cuando los pozos o los manantiales se conectan con los principales cursos kársticos, estos acuíferos pueden resultar sumamente productivos y muy convenientes como fuentes de agua para su uso destinado al consumo de grandes ciudades y al riego. 

No obstante, cabe señalar una serie de limitantes para la utilización de este recurso. En primer término, dado que los acuíferos carbonatados suelen ser discontinuos, no todas las perforaciones resultan productivas. En estos casos, los pozos pueden secarse rápidamente si no están en contacto con los sistemas de fracturas principales. En segundo lugar, si bien los rendimientos inmediatos pueden ser impresionantes, a veces no permiten sostener la extracción de grandes volúmenes de agua. En muchos casos, sus reservóreos contienen menos agua, a menudo mucho menos, que otro tipo de formaciones que presentan menores rendimientos. Por último, otro elemento a tener en cuenta es el rápido flujo del agua subterránea a través de las fracturas abiertas. Este flujo veloz no permite la degradación de los contaminantes que pueden llegar de la superficie y arribar a las áreas de consumo sin tiempo de tomar medidas correctivas. 

Aún a pesar de estos problemas, los acuíferos kársticos se encuentran entre las mejores y más confiables fuentes de agua para el consumo a nivel urbano. 

Las formaciones carbonatadas están muy difundidas en todo el mundo. Son especialmente abundantes en casi toda Europa, desde la península ibérica a la región alpina. Son comunes a lo largo de la costa del Adriático, en el Jura y en muchas otras zonas del perímetro mediterráneo (por ejemplo el Magreb, en la cuenca del Mar Egeo). 

En América Latina, los acuíferos carbonatados altamente productivos se encuentran sobretodo en el Caribe y en el Golfo de México. Hay sistemas kársticos en Barbados, en Cuba, en Jamaica, en Puerto Rico, en varias islas del archipiélago de Las Bahamas, en las proximidades de las penínsulas de Yucatán y Florida, en varias zonas del interior mexicano (Nuevo León, Tamaulipas, Coahuila, Guerrero, Morelos y en el propio estado de México) y en las áreas costeras del norte de América del Sur. 

Bridgetown (Barbados), La Habana (Cuba), Montego Bay (Jamaica), Mérida (México) y Miami (EE.UU.) dependen exclusivamente del agua subterránea obtenida de los acuíferos carbonatados. Algunas otras ciudades que se abastecen de este tipo de acuíferos son: Nassau (Las Bahamas, donde también se utiliza agua desalinizada), Kingston (Jamaica) y varias de las mayores ciudades de Puerto Rico, como San Juan, Ponce y Arecibo.       

Potencial de los acuíferos kársticos

Las formaciones carbonatadas de América Latina son heterogéneas por su composición y génesis, y poseen variada porosidad, grado de fractura y consolidación. Igualmente diversas son sus propiedades hidrogeológicas. Algunas de ellas son muy compactas, de baja porosidad y un volumen casi nulo de agua utilizable, como las calizas o dolomitas no fracturadas. 

Por el contrario, existen numerosas formaciones carbonatadas de alta porosidad, intensamente fracturadas, que pueden suministrar grandes volúmenes de agua y tienen un excelente potencial para el abastecimiento de zonas de alto consumo. 

En las cuencas molásicas de la Sierra Madre del Sur, en México (por ejemplo, en la cuenca del río Huapaca, cerca de Chilpancingo), en las laderas bajas de las tierras altas de Jamaica hacia la parte norte de la isla, en el sur de Puerto Rico y a lo largo de la costa de Venezuela, se encuentran acuíferos carbonatados altamente porosos. Los acuíferos kársticos típicos, con flujo de fractura, se dan en numerosos sitios del continente: en el sur de La Habana (Cuba), en Montego Bay (Jamaica), en la península de Yucatán, en la zona de Torreón-Gómez Palacio, México y en muchas otras zonas. 

Estos acuíferos son muy vulnerables a la contaminación debido a la rápida circulación del agua en el interior del sistema que no permite una adecuada infiltración y purificación del agua de recarga, sobre todo cuando se encuentran localizados en las proximidades de las ciudades. En estos casos, los reservóreos subterráneos pueden ser fácilmente alcanzados por desechos de origen industrial y doméstico. En las zonas de agricultura también existen riesgos debido al uso de agroquímicos. 

Estos problemas están presentes en todas las regiones kársticas del continente. Es así que los acuíferos urbanos de Kingston, en Jamaica, y Mérida, en México, están contaminados por desechos industriales y domésticos. Se cree que la intensa actividad agrícola que se desarrolla en el área de recarga del sur de La Habana puede perjudicar la calidad del acuífero kárstico, que constituye la principal fuente de agua de esa ciudad y de las áreas vecinas. 

Los acuíferos carbonatados son muy sensibles a las interferencias antropogénicas, por lo que requieren de un manejo cuidadoso para su uso en forma continua.       

Areniscas y conglomerados profundos generalmente antiguos (pre-terciarios)

Los principales reservóreos de agua subterráneas incluidos en rocas antiguas, están contenidos en las rocas de mayor permeabilidad, como las areniscas, los conglomerados y, en algunos casos, las calizas. 

Las características de las areniscas y los conglomerados más antiguos, que las hacen apropiadas para su explotación hidrogeológica para las zonas de alto consumo, son: 

• Gran potencia (varios cientos de metros). 

• Suficiente extensión lateral (varios miles a decenas de miles de km2). 

• Que no se encuentren demasiado afectadas por macrofallas y pliegues, que pueden perturbar la continuidad hidráulica. 

• La porosidad primaria debe ser por lo menos “media”, en general superior al 5%; en algunos casos los flujos de fractura pueden compensar la reducción de la porosidad primaria. 

• Conductividad hidráulica no menor a 0,1-1 m/día. 

• Alto rendimiento de los pozos, por lo menos 100 litros/minuto, según las características de la inversión requerida. 

• Profundidad no mayor a 1.000-2.000 metros. 

• Niveles de agua estáticos y dinámicos relativamente superficiales (es deseable una presión suficiente como para que se originen pozos artesianos, pero a menudo se pierde con altas tasas de extracción). 

• Tasa de renovación renovable, generalmente relacionada con volúmenes de recarga desde la superficie. 

• Bajo nivel de mineralización del agua, por ejemplo, concentración de sólidos disueltos totales menor al 0,05%. 

Las principales cuencas sedimentarias americanas, cuya continuidad hidráulica ha permanecido relativamente inalterada por eventos tectónicos, están localizadas alrededor de las regiones cratónicas de Sudamérica y en las llanuras centrales. Un ejemplo lo constituye la enorme cuenca sedimentaria del Amazonas, compuesta de relleno sedimentario pre-Cenozoico, cubierto por una secuencia cenozoica de gran tamaño. Debido a su profundidad, la baja densidad de la población de la zona, y la abundancia del agua superficial disponible, no ha sido necesario realizar perforaciones de producción de agua. 

La segunda cuenca sedimentaria de América del Sur es la Cuenca del Paraná, que subyace al Río Paraná y sus tributarios. Es una fosa muy profunda, que alcanza los 6.000 a 7.000 m a lo largo de su eje central que se encuentra bajo el Río Paraná y Provincia de Santa Fe, en territorio argentino. Está compuesta por una impresionante secuencia de rocas sedimentarias que van desde el Paleozoico hasta el Cenozoico. Contiene numerosos niveles conglomerádicos y areniscosos, que albergan importantes volúmenes de agua utilizables tanto a nivel regional como local. Los depósitos devonianos están formados por formaciones más antiguas de arcosas y areniscas gruesas, y una unidad de areniscas más jóvenes. Su uso no resulta práctico dado que generalmente se encuentran a gran profundidad. 

Los horizontes permo-triásicos también contienen formaciones detríticas groseras en su base. Se trata de conglomerados (tillitas) de origen glaciar (Itararé-San Gregorio) y de areniscas formadas en un ambiente fluvio-glaciar (Río Bonito-Tres Islas). Si bien estas unidades contienen agua, su uso es limitado debido a la profundidad que presentan en vastas extensiones y a la pobre calidad de la misma. La parte superior de la secuencia neo-gondwánica también está compuesta por areniscas (Estrada Nova), que son utilizadas como acuíferos a nivel local en el sur del Brasil y en Uruguay. 

El relleno superior de la cuenca del Paraná es neo-gondwánico y está formado principalmente por areniscas eólicas (paleodesierto de Botucatu-Tacuarembó) y una espesa acumulación de flujos basálticos. Botucatu es una arenisca de porosidad media a alta, pobremente consolidada. Alberga uno de los mayores acuíferos del continente, el cual se extiende desde Mato Grosso hasta Uruguay, con una capacidad de almacenamiento estimada del orden de 10.000 a 20.000 km3 recientemente rebautizado “Sistema Acuífero Guaraní”. Las aguas del Sistema Guaraní son de buena calidad y potables. El acuífero es capaz de producir altos rendimientos - a menudo de 500 litros/minuto - y es artesiano a lo largo de una gran extensión de su superficie. No obstante las señaladas ventajas, este

acuífero es utilizado solamente cerca de su afloramiento, dado que la formación se encuentra cubierta, en la mayor parte de su área, por un manto basáltico de varios cientos de metros de espesor (de más de 1.000 m en algunos lugares). El mismo no sólo es sumamente improductivo desde el punto de vista hidrogeológico, sino que su perforación resulta difícil y cara (Da Cunha Rebouças e Fraga, 1988; Montaño y Pessi, 1988; Kimmelman et al., 1988).19 

La parte superior de la secuencia de la cuenca del Paraná comprende depósitos relativamente delgados de origen tardo-cretácico o cenozoico. Algunos de ellos contienen agua subterránea utilizable, por ejemplo la Formación Baurú, en Brasil, y las Formaciones Mercedes-Asencio , en Uruguay. Sin embargo, los acuíferos más usados son los sedimentos aluviales del Plioceno-Pleistoceno anteriormente descriptos.       

Acuíferos costeros

Se los define simplemente por su ubicación cercana a la costa. Existen diferentes tipos, según la historia geológica particular de cada área. Muchos de ellos han sido el resultado de las interacciones geológicas de las formaciones marinas continentales y litorales. En algunos casos están compuestos exclusivamente de depósitos detríticos gruesos marinos o costeros, tal como sucede en las playas y las dunas arenosas, o por depósitos arenosos mezclados de agua superficial. Otros están formados por rocas carbonatadas marinas o litorales. Un número considerable de acuíferos costeros son aluviales, con o sin intercalación de formaciones costeras o marinas. En algunos casos son volcánicos y en otros están compuestos por rocas cristalinas ígneas o metamórficas. 

A pesar de la variedad de características genéticas y sedimentológicas, su localización vecina al mar pone a estos acuíferos en estrecho contacto con el agua subterránea altamente salina contenida en los ambientes geológicos sub-oceánicos. Por esa razón, son reservóreos especialmente sensibles al sobrebombeo. Estas unidades hidrogeológicas están en posiciones topográficas bajas, a menudo por debajo o apenas por encima del nivel del mar, y se dan en las desembocaduras de cuencas fluviales actuales o antiguas, en estrecha asociación con los cauces existentes, en su punto de máximo flujo cerca del océano. 

Los principales problemas, en cuanto a la utilización de estos acuíferos, son los vinculados con la salinización de sus aguas. Dada su baja densidad, el agua dulce flota sobre el agua más salada. Sin embargo, la diferencia en densidad es de solamente 2,5% y el horizonte relativamente delgado de agua dulce, que a menudo está por encima del agua subterránea más salada, puede encontrarse muchos metros por debajo del nivel del mar. Pero cuando un bombeo sin precaución extrae el agua dulce demasiado rápido, el agua salada tiende a reemplazarla desde abajo. Este ascenso de agua salada puede demorar cierto tiempo, pero suele ocurrir que cuando se perciben sus efectos ya es demasiado tarde para solucionar el problema. 

Un gran número de ciudades latinoamericanas están situadas a lo largo de las costas del Atlántico, el Caribe y el Pacífico. Entre ellas podemos citar a Mar del Plata, en Argentina, que extrae agua de un acuífero aluvial sobre las costas del Atlántico; Natal y Recife, en Brasil; Santa Marta, en Colombia; La Habana, en Cuba, que obtiene toda el agua que consume de un acuífero kárstico de los llanos costeros del sur; y Lima, en Perú, donde aproximadamente un 40% del agua es extraído de un acuífero costero aluvial.       

Referencias

1. Este fenómeno de subsidencia diferencial se ha dado en la ciudad de México y en menor grado en Toluca, México. La subsidencia generalizada (no diferencial) es problemática en las ciudades que se encuentran al nivel del mar, pues se producen inundaciones regulares. Dos ejemplos ilustrativos son Bangkok y Venecia. Este fenómeno fue estudiado en varias oportunidades a través de proyectos de investigación apoyados por el

CIID de Canadá particularmente en las ciudades de México, Manila y Jakarta. 

2. Se trata de cifras aproximadas con el solo fin de presentar un ejemplo ilustrativo. En realidad las cifras de consumo de la ciudad de México

dependen del área considerada: el Distrito Federal, las zonas urbanizadas del Valle de México, todo el Valle, etc.  

3. Para resolver el problema de abastecimiento de la ciudad de México se recurrió al sobrebombeo del acuífero, lo cual dio lugar al descenso continuo de sus niveles. Desde hace más de medio siglo la ciudad se ha visto obligada a “importar” agua de otras cuencas (las cuencas de los ríos

Lerma y Cutzamala) (ver también capítulos 9 y 12).  

4. Este acuífero regional fue “rebautizado” Sistema Acuífero Guaraní, a propuesta de Danilo Antón, en una reunión de hidrogeólogos de los países

del Mercosur que tuvo lugar en Curitiba, Brasil, en mayo de 1996. 

5. Estas condiciones reducen considerablemente los costos de extracción. 

6. Tanto natural como artificialmente. 

7. Ver, capítulo 17. 

8. El Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (CIID) de Canadá desarrolló y apoyó un interesante proyecto sobre acuíferos volcánicos en América Central que permitió obtener información abundante y valiosa sobre el tema. Este proyecto fue llevado a cabo a través de la

Escuela Centroamericana de Geología de la Universidad de Costa Rica entre los años 1996 y 1998. 

9. Las nociones de ácido, neutro y básico, son diferentes en química y geología. En geología se llaman rocas “ácidas” aquellas que contienen una proporción elevada de SiO2, las rocas neutras un tenor medio, y las básicas un contenido relativamente bajo. Las principales rocas ígneas ácidas

incluyen los granitos, granodioritas y riolitas. Las rocas básicas más comunes son los basaltos, andesitas y gabros. 

10. Gran parte de la información sobre las características de los acuíferos volcánicos fueron tomados del trabajo de Bedinger et al, 1989; “Studies of geology and hydrology in the basin and range province, southwestern United States, for isolation of high-level radioactive waste-basin of

characterization and evaluation”. 

11. Este evento catastrófico ocurrió en noviembre de 1985. 

12. Este acuífero fue objeto de estudio en un proyecto de la Universidad de São Paulo en cooperación con la Universidad de Waterloo de Canadá. La investigación fue apoyada por el Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (CIID) de ese mismo país en el período 1989-

1994. 

13. El acuífero fue estudiado durante el período 1988-1994 por un equipo multinacional coordinado por Victor Ricaldi de CREAMOS, Bolivia, con la participación de investigadores de Canadá (Universidad de Waterloo) y Brasil (Universidad de São Paulo). El proyecto fue apoyado por el

Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (CIID) de Canadá. 

14. La región del Pantanal fue estudiada en el marco de un proyecto multinacional sobre la hidrovía (Participative management of the Parana-

Paraguay basin) apoyado por el Centro Internacional de investigaciones para el Desarrollo en el período 1994-1997. 

15. En la década de 1985-1995, el Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (CIID) de Canadá apoyó un conjunto de proyectos sobre hidrogeología urbana. Danilo Antón tuvo a su cargo iniciar y llevar a término el programa. Uno de esos proyectos tuvo entre sus objetivos el

estudio del acuífero Puelche en el subsuelo de La Plata y Buenos Aires. 

16. Dave Rudolph de la Universidad de Waterloo, Canadá, realizó un estudio de la hidrogeología de los sedimentos del lago Texcoco en coordinación con el Instituto de Geofísica de la UNAM. Estas investigaciones se llevaron a cabo en el marco de un proyecto patrocinado por el

Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (CIID) de Canadá. 

17. La Universidad de Recife realizó un estudio en un acuífero costero de Pernambuco, con el apoyo del Centro Internacional de Investigaciones

para el Desarrollo (CIID) de Canadá a principios de la década de 1990, que permitió ratificar las afirmaciones del texto. 

18. Dinamige de Uruguay y la Université du Québec à Montréal realizaron un estudio integral de los acuíferos de la cuenca del río Santa Lucía, fundamentalmente constituidos por la formación Raigón. Esta investigación fue apoyada por el Centro Internacional de Investigaciones para el

Desarrollo (CIID) de Canadá. 

19. El sistema Acuífero Guaraní fue estudiado en forma interdisciplinaria y multinacional en un proyecto apoyado por el Centro Internacional de

Investigaciones para el Desarrollo (CIID) de Canadá entre los años 1994 y 1998. 

 Capítulo 6Las aguas subterráneas en una

cuenca de altura: el Valle de Toluca

La Cuenca Alta del Río Lerma, localizada en el Altiplano mexicano y dentro de la cual se ubica el Valle de Toluca, es un importante centro de actividades industriales y agropecuarias; consecuentemente, esta cuenca ha sufrido un aumento del número de sus habitantes con el consiguiente incremento de las necesidades de agua potable. A este hecho, hay que añadir la importación de agua subterránea que lleva a cabo la Ciudad de México para cubrir sus necesidades de abastecimiento humano, lo cual representa un caudal de 14 m3/s, caudal que se extrae de los acuíferos del Valle de Toluca y del Valle de Atlacomulco-Ixtlahuaca, ambos localizados en la cuenca. De estos dos valles, el que está sometido a una mayor explotación de sus aguas es el Valle de Toluca. 

En el caso concreto de este último valle, la alta densidad poblacional está propiciada por el establecimiento y desarrollo de zonas industriales, por lo que éstas se han convertido en un polo de fuerte desarrollo económico donde se generan gran cantidad de desechos industriales y domésticos que han colaborado para que la Cuenca Alta del Río Lerma, sea considerada como una de las cuencas más contaminadas del país. 

Además de la actividad industrial, el Valle de Toluca presenta una importante actividad agrícola ya que más del 78% de la superficie está dedicada a la agricultura (Díaz-Delgado et al., 1998). Esta actividad agrícola lleva consigo la utilización de productos químicos, tales como fertilizantes y plaguicidas. 

Ante esta problemática se planteó la necesidad de llevar a cabo un estudio hidrodinámico-hidrogeoquímico del acuífero que permitiera determinar cual era su grado de explotación y establecer las principales características físico-químicas del agua subterránea, para definir su posible contaminación y su calidad como agua potable. Hay que tener en cuenta que para el Valle de Toluca no existen investigaciones que hayan abordado la hidrogeoquímica del acuífero. Sólo se tiene referencia de un trabajo sobre la presencia de metales pesados en sus niveles someros (Madrigal y Llorente, 1993).     

Descripción general del área 

El área de estudio se encuentra en la porción central de la República Mexicana y más concretamente en zona central del Estado de México, siendo uno de los valles de mayor elevación del altiplano mexicano (Figura 6.1). El Valle de Toluca queda enmarcado dentro del Curso Alto del Río Lerma que comprende la vertiente norte de la Sierra Nahuatlaca-Matlazinca, así como la vertiente nororiental del Xinantecatl o Nevado de Toluca (4,690 m.s.n.m.). El Valle de Toluca tiene una elevación media de 2,570 m.s.n.m. hasta la presa José Antonio Alzate. Aproximadamente, a 9 km aguas abajo de la presa, y a una altitud de 2.570 m.s.n.m., termina el curso alto del Río Lerma, al descender el escalonamiento tectónico del Valle de Atlacomulco-Ixtlahuaca formado por el bloque y sistemas de fallas de Perales. 

El Valle de Toluca tiene una extensión cerca de los 700 km2, con un eje mayor orientado de norte a sur con una longitud de casi 35 km y un eje menor orientado de este a oeste, con 20 km de longitud, aproximadamente. Sus limites son al norte, el volcán La Guadalupana, el Cerro El Aguila y la Sierra Monte Alto, al sur el volcán Tenango y el volcán Zempoala, al este la Sierra de Las Cruces y Las Iglesias y al oeste el volcán Xinantecatl (Nevado de Toluca) y la Sierra Morelos. 

La zona de estudio se encuentra ubicada, específicamente, en la provincia fisiográfica denominada “Eje Neovolcánico Transmexicano” (Deman et al., 1978), región constituida

por una franja de naturaleza volcánica de tipo calcoalcalino, cuya edad corresponde al Cenozoico Superior. 

La secuencia litológica está constituida por varios tipos de rocas volcánicas del Terciario, fundamentalmente basaltos y andesitas, así como materiales piroclásticos y brechas, los cuales afloran en las sierras que circundan el valle (Figura 6.2). En el valle, se identifican sedimentos lacustres y aluviales que se encuentran intercalados con materiales clásticos de origen volcánico. A estos depósitos se les asigna una edad correspondiente al Plioceno Tardío – Cuaternario (Honorio y Hernández, 1982 y Herrera y Sánchez, 1994). 

La mayor intensidad de precipitación en un día se presenta en las zonas más altas donde llueve entre 80 y 120 mm. En el resto de la cuenca se presentan intensidades entre 60 y 80 mm. Aproximadamente el 85 % de la precipitación ocurre entre los meses de mayo y octubre. La precipitación anual varía entre 1.300 mm en las áreas de mayor altitud y los 800 mm de la zona llana. En esta zona llana, que corresponde al Valle de Toluca, la temperatura promedio anual es del orden de 14ºC, la máxima promedial es de 17ºC y la mínima es de 0ºC. En cuanto a la evaporación (Lesser et al., 1992), cabe decir que los valores menores se presentan durante octubre y enero, con valores que oscilan entre 83 y 100 mm; a partir de febrero la evaporación se incrementa hasta alcanzar máximos de casi 150 mm en marzo y abril. 

La elevada concentración de población en el valle es propiciada por el establecimiento y desarrollo de zonas industriales en lugares como Toluca, Lerma y Tianguistenco, lo cual produce gran cantidad de desechos industriales y domésticos tanto líquidos como sólidos. Así mismo, en la zona existe una intensa actividad agrícola, siendo el cultivo predominante el maíz que llega a ocupar casi el 80% del suelo cultivable, asimismo, existen cultivos, a menor escala, de frijol, trigo, papas, avena y hortalizas.     

Marco hidrogeológico 

La zona de estudio se localiza en la provincia geohidrológica Faja Volcánica Transmexicana. Como características generales de esta provincia se pueden señalar la presencia de basaltos con alta permeabilidad debida, principalmente, al grado de fracturación, así como a la presencia de tubificaciones en los derrames y a la intercalación de material escoráceo. Estos acuíferos volcánicos fracturados están cubiertos, en los valles, por depósitos lacustres y aluviales, cuya permeabilidad es muy variable, por lo que se convierten en acuíferos confinados o semiconfinados que se caracterizan por tener un coeficiente de almacenamiento bajo. Los niveles de material piroclástico tienen una alta porosidad, pero su permeabilidad es baja funcionando como acuitardos. Los depósitos lacustres del Plioceno Tardío se caracterizan por su poca permeabilidad por lo que también constituyen acuitardos. Los materiales aluviales no consolidados (gravas, arenas, arcillas y limos) forman acuíferos someros cuya transmisividad varía con base al tamaño de grano y al espesor del estrato. Como basamento de los valles o intercalados en el paquete sedimentario suelen aparecer rocas andesíticas que actúan como materiales impermeables de base. En el caso de los valles tectónicos, este basamento se puede encontrar a cientos de metros de profundidad (Velázquez y Ordaz, 1994). 

En el caso concreto del Valle de Toluca, el acuífero está formado por materiales detríticos marcadamente heterométricos, con predominio de gravas, arenas y conglomerados con matriz arcillo-limosa aunque también se pueden diferenciar intercalaciones de niveles de piroclastos y tobas. El sistema está formado por varios niveles acuíferos superpuestos que constituyen un acuífero multicapa, pero la existencia de cierta continuidad hidráulica permite considerarlo un sistema de flujo único. No obstante, existen diferencias significativas de carga hidráulica (Unitecnia, 1996). 

Estos materiales detríticos reposan sobre un basamento constituido por material volcánico consolidado cuya naturaleza es variable. En algunos sondeos realizados por la Gerencia Regional del Valle de México se ha establecido la presencia de basaltos y andesitas a profundidades superiores a los 100 metros (Unitecnia, 1996). 

Los límites de este acuífero son: 

• Al norte el volcán La Guadalupana, el cerro El Aguila y la Sierra Monte Alto y el Valle de Ixtlahuaca-Atlacomulco que define un límite abierto ya que existe una conexión hidráulica entre los dos valles. 

• Al sur el volcán Tenango y el volcán Zempoala, que también constituye un limite abierto entre los materiales detríticos y los volcánicos fracturados que afloran en esta zona. 

• Al este la Sierra de Las Cruces y Las Iglesias formando un limite permeable ya que se establece una conexión entre los depósitos detríticos y los afloramientos de materiales volcánicos fracturados. 

• Al oeste el volcán Xinantecatl o Nevado de Toluca y la Sierra Morelos, que definen un limite abierto por lo que existe una comunicación hidráulica entre los acuíferos fracturados y el material detrítico que constituye el valle. 

La explotación de los recursos hídricos del valle se inició en las décadas de los 40 y 50 con una serie de obras para captar las aguas de los manantiales que alimentaban las Lagunas de Almoloya del Río y por tanto al río Lerma. Una de estas obras fue la excavación de varias galerías, conectadas a un dren, captando los manantiales localizados en Almoloya del Río, Texcaltengo, Alta Empresa y Ameyalco. Otras obras consistieron en la instalación de pozos en el margen oriental de las lagunas que entraron en operación en 1953, todo lo cual implica un caudal de explotación entre 3.5 y 4.0 m3/s. Desde entonces, el agua obtenida se transporta hacia la Ciudad de México a través de un acueducto de Atarasquillo a Dos Ríos, que cruza las Sierra de las Cruces, 

Por otro lado, alrededor, empezó la instalación del llamado corredor industrial Toluca – Lerma, donde se desarrolló y se está desarrollando una intensa actividad industrial que se refleja en producción industrial del Estado de México, que llegó a ocupar el segundo lugar de la República entre 1949 y 1979. 

Esta actividad industrial conllevó un aumento de la densidad de población en el valle, lo cual a su vez ocasionó un incremento de las necesidades de agua para cubrir la demanda industrial y urbana, mismas que se cubrieron con la perforación de pozos localizados en todo el valle. 

La crítica evolución de la disponibilidad de volúmenes de agua ocasionó que, el 10 de agosto de 1965, se promulgara un decreto presidencial que establecía la veda en el acuífero, pero en ese mismo año la demanda de agua en la Ciudad de México no pudo ser cubierta firmándose un acuerdo entre el Departamento del Distrito Federal, la Secretaria de Recursos Hidráulicos y el Gobierno del Estado de México para aumentar las extracciones en la zona del río Lerma, anulando el decreto presidencial (Boehm y Sandoval, 1999). 

Con base en este acuerdo, en 1970 se concluyeron las obras de 230 pozos y de 170 Km de acueducto en los valles de Toluca y Atlacomulco-Ixtlahuaca que aportan importantes volúmenes a la ciudad de México. Algunos de estos pozos se encuentran localizados justo en la zona de transición entre la zona lacustre y el borde montañoso. 

En la actualidad el acuífero del Valle de Toluca está sometido a veda, lo cual implica que no se pueden construir nuevas captaciones. 

   

Características hidrodinámicas 

Los parámetros hidráulicos del acuífero del Valle de Toluca abarcan un amplio rango debido a la variabilidad litológica y geométrica de los depósitos. De todos modos se pueden diferenciar zonas en función de la transmisividad: La zona correspondiente al pie de monte de la Sierra de Las Cruces (NE), posee valores que alcanzan hasta los 13.000 m2/día, el sector de Lerma, una transmisividad media de 950 m2/día, el área de Almoloya del Río (SE) con valores que en torno a 22.000 m2/día y la parte central con una transmisividad que oscila entre 90 y 400 m2/día. El coeficiente de almacenamiento varía entre 0.3 y 0.9% (CCRECRL, 1993). 

En relación con la evolución de la superficie piezométrica hay que señalar que la intensa extracción del agua subterránea ha provocado el descenso del nivel piezométrico en casi todo el acuífero. 

En el mapa piezométrico correspondiente al período octubre - diciembre de 1996 (6.3), se puede apreciar que la recarga principal proviene del Xinantecatl y que la circulación del agua subterránea es hacia el centro del valle, distribuyéndose en tres direcciones, hacia el SE y E hasta llegar al pie de la Sierra de Las Cruces, y hacia el N para dirigirse hacia el valle de Atlacomulco-Ixtlahuaca. El principal rasgo que se puede apreciar es la influencia de la batería de pozos instalada al pie de la Sierra de Las Cruces para extraer agua destinada a la Ciudad de México, lo cual implica que el flujo proveniente de la sierra en dirección al Valle ha sido interceptado por la batería de pozos, perdiéndose su influencia hacia el interior del valle. 

Por otro lado, en el área de la Presa José Antonio Alzate se observa cierta recarga desde ésta hacia el acuífero, pues la pendiente de la superficie piezométrica se reduce sensiblemente, apreciándose como el flujo del agua subterránea tiende a dirigirse hacia el río Lerma. 

El mapa de isodescensos para el período 1971-1996 (Figura 6.4) presenta un cono de depresión piezométrica en el área de Toluca, con un descenso que alcanza los 35 metros, lo cual indica que la tasa de abatimiento ha sido de 1.4 m/año. En el caso del área de la presa José Antonio Alzate el descenso es prácticamente nulo. 

Para efectuar el estudio de la evolución temporal se han elegido dos puntos acuíferos pertenecientes a la red de observación que existe en el acuífero. Estos piezómetros son el pl 144, localizado en el sector sur del Valle de Toluca, y el pl 201 ubicado en el centro urbano de la ciudad de Toluca. Para estos piezómetros se tiene un período de observación de 28 años, con medidas anuales que se efectuaban entre los meses de octubre y noviembre. 

La figura 6.5 muestra la evolución del nivel piezométrico para el punto pl 144. Se aprecia claramente la caida del nivel desde el inicio de la toma de datos, con un descenso total al final del período de observación de casi 30 metros, lo que indica una velocidad de descenso de casi 1 metro por año. Una evolución similar se puede apreciar en el punto pl 201, aunque en este caso la velocidad de abatimiento ha sido mayor, de 1.7 metros al año (Figura 6.6). 

Otro efecto de la explotación de los recursos hídricos subterráneos ha sido la desaparición casi total de la zona lagunar de Almoloya del Río. Para efectuar el estudio de la evolución temporal del nivel piezométrico en esta zona lagunar se eleigieron 4 puntos pertenecientes a la red de observación que existe en el acuífero. La figura 6.6 muestra la evolución del nivel piezométrico en estos puntos para un período de tiempo comprendido entre 1968 - 1996. Se observa claramente como ha ocurrido un descenso gradual del nivel piezométrico por efecto del bombeo y a la disminución de los caudales de recarga que procedían de los

manantiales. Por otra parte, en el caso del piezómetro pl 145, localizado en las proximidades de la primera laguna (Laguna del Almoloya) se aprecia una recuperación del nivel a partir de la década de 1980, la cual está relacionada con la construcción del bordo, que ha permitido cierta recarga hacia el acuífero. 

Como ya se ha comentado, las tres lagunas de Almoloya se alimentaban, principalmente, con las aguas procedentes de diversos manantiales y de las de escorrentia superficial. Para establecer los caudales que circulaban entre las lagunas y a las salidas de éstas, las autoridades responsables instalaron dos estaciones hidrométricas. La estación Atenco, localizada entre las dos primeras lagunas y que tiene un período de registro desde 1942 a 1985 (período sin datos de 1961 a 1970), y la de San Bartolo, situada a la salida de la tercera laguna, donde se considera que nace el río Lerma, con un período de registro comprendido entre 1942 y 1970 

El estudio de la evolución de los caudales de estas dos estaciones (figura 6.7) refleja el efecto de las obras que se hicieron para captar agua con destino a la Ciudad de México, así como de las obras de almacenamiento del agua de las lagunas. La infraestructura hidráulica instalada modificó el régimen de alimentación de estas lagunas, por lo que hoy en día se puede considerar que la única fuente de alimentación de la zona son los escurrimientos superficiales directos de la cuenca. 

En la figura 6.7 se puede apreciar en la estación hidrométrica de Atenco que, en las últimas décadas para las cuales se tiene registro, la circulación de aguas entre las dos primeras lagunas es ocasional, tanto por efecto de las obras de captación como por la represa construida aguas arriba de la estación hidrométrica. La represa comenzó a utilizarse en abril de 1951 y en ocasiones se agregan tablones que retienen el agua a niveles superiores al de la pantalla de concreto, la cual tiene una altura de 0.9 metros (elevación de la cresta 2,574.43 m.s.n.m.). 

En el caso de la estación de San Bartolo, el descenso de caudales se puede apreciar a lo largo de los años 50 de forma muy clara, posteriormente este descenso no es tan marcado ya que esta laguna recibe importantes aportes de aguas superficiales, los cuales están en función de la pluviometría de la región. 

Todo este proceso y las políticas de explotación de los recursos hídricos subterráneos en la cuenca ha traído consigo que la extensión de la zona lacustre haya ido disminuyendo con los años (Cuadro 6.1), pues los volúmenes de agua aportados por los manantiales han ido disminuyendo y, además, se ha producido un descenso generalizado del nivel piezométrico. 

Otra prueba de las consecuencias de este proceso de desecación de la zona lacustre es que antes de iniciarse en la región existían islotes, como el de Mirafuentes (Almoloya del Río) e islas temporales (en épocas de lluvias), como San Antonio la Isla, San Juan la Isla y San Pedro Tultepec de Quiroga la Isla, y de ahí provienen sus nombres (Albores, 1995). 

Otros fenómenos ligados a la fuerte explotación del acuífero han sido la disminución de los caudales en los manantiales y la aparición de grietas en el terreno que parecen estar relacionados con asentamientos producidos por el abatimiento del nivel piezométrico (Unitecnia, 1996). 

En el informe elaborado para la Comisión Coordinadora para la Recuperación Ecológica de la Cuenca del Río Lerma (CCRECRL, 1993) se realizó un balance hidráulico para el acuífero pero no se indica a que período de tiempo corresponde. Las entradas totales se cuantificaron en 380 Hm3/año, de los cuales 101 Hm3/año proviene de la alimentación lateral desde el Xinantecatl (Nevado de Toluca), 198 Hm3/año por alimentación lateral desde la Sierra de Las Cruces y 81 Hm3/año  por infiltración directa del agua de lluvia. Las salidas se valoraron en 385 Hm3/año, estas salidas se producen por descargas subterráneas

hacia el valle de Ixtlahuaca-Atlacomulco con un valor de 2 Hm3/año y por bombeo, el cual se cuantifico en 383 Hm3/año. El balance global del acuífero indica un desequilibrio entre entradas y salidas, ya que las salidas son superiores a las entradas en 5 Hm3/año. 

Del volumen total extraído, 163 Hm3/año se utilizan en el mimo Valle de Toluca, los cuales se reparten en un 79 % para abastecimiento urbano, 12.9 % para uso industrial y 8.1% dedicado a las actividades agropecuarias. Por otra parte, la ciudad de México recibe de este acuífero 220 Hm3/año para cubrir sus necesidades de agua potable. 

El modelo hidrogeológico conceptual se basa en un flujo regional que se realiza desde las partes altas hacia el centro del valle, continuando en dirección al noreste siguiendo más o menos la traza del río Lerma. La recarga del acuífero se realiza en las zonas de mayor altitud a través de las rocas basálticas – andesíticas aflorantes, que dado su nivel de fracturamiento poseen excelentes características hidráulicas y la descarga se produce casi exclusivamente por bombeo, lo cual ha provocado la aparición de conos de descenso del nivel piezométrico.     

Características hidrogeoquímicas 

El estudio hidrogeoquímico histórico se ha basado en las campañas de muestreo que anualmente realiza, desde 1991, la Comisión Estatal de Agua y Saneamiento del Estado de México (CEAS), durante los meses de mayo y junio. En este trabajo solamente se presentan los resultados de las campañas de 1993 (12 puntos de muestreo), 1995 (54 puntos de muestreo) y 1997 (41 puntos de muestreo). 

Los muestreos se realizaron en varios sondeos de abastecimiento urbano que se localizan en los municipios de Almoloya de Juárez, Calimaya, Lerma, Metepec, Toluca, Otzolotepec y Zinacantepec. Los sondeos tienen características similares de construcción, con profundidades en torno a los 250 metros y cementados en las primeras decenas de metros. Casi todos estos sondeos explotan materiales detríticos de origen volcánico, fundamentalmente tobas y brechas formadas por fragmentos de andesitas y basaltos, los cuales constituyen uno de los niveles acuíferos del Valle de Toluca, al que se le podría llamar acuífero profundo. 

Una vez recogidas las muestras de agua, éstas fueron analizadas en el Laboratorio de Control de Calidad del Agua del Gobierno del Estado de México. Los parámetros químicos determinados fueron: bicarbonato, sulfato, cloruro, nitrato, calcio, magnesio, sodio y potasio. Así mismo, se determinó conductividad, pH, sólidos disueltos, elementos minoritarios, como F, Fe y Mn, y elementos traza, como Al, As, Ba, Cd, Cu, Cr total, Hg, Pb y Zn. 

En 1998, el Centro Interamericano de Recursos del Agua (CIRA) realizó una campaña de muestreo que incluyó 39 puntos acuíferos distribuidos en todo el Valle de Toluca. Las muestras de agua se analizaron en el Laboratorio de Calidad del Agua del CIRA, determinándose pH, conductividad, bicarbonato, sulfato, cloruro, nitrato, calcio, magnesio, sodio y potasio. 

La toma de muestras, su conservación y la determinación de los parámetros se llevó a cabo siguiendo las normas vigentes en México, las cuales están basadas en los métodos propuestos por la APHA, AWWA y WPCF (1989). 

Como tratamiento de datos se elaboraron los mapas de isocontenidos de aquellos parámetros que presentaron mayor interés. Estos mapas se trazaron aplicando el programa SURFER V.6 (Golden Software, Inc, 1997). También se utilizó el diagrama Piper para definir las distintas facies hidroquímicas presentes en el agua. 

Entre las técnicas estadísticas utilizadas cabe señalar el análisis multivariante que se aplicó sobre una matriz de dimensiones n x m, donde n es el número de observaciones y m, el de variables (Davis, 1986; Bisquerra, 1989). Cada observación corresponde a un análisis físico-químico de fecha y posición diferente y las variables son cada una de las características físico-quimicas determinadas en las muestras. Este tipo de estudio estadístico se puede utilizar, por ejemplo, para establecer la relación entre diferentes parámetros físico-químicos (Morell et al, 1996).     

Rasgos generales 

Datos históricos 

En el Cuadro 6.2 se exponen las principales características físico-químicas del agua subterránea muestreada durante las campañas de 1993, 1995 y 1997, con base a valores máximos, mínimos y medios. Como rasgo hidrogeoquímico básico se puede señalar el predominio de los iones bicarbonatos y magnesio y la baja presencia de nitratos. Así mismo, se aprecia que los valores obtenidos para algunos de los parámetros establecidos en la norma sobre agua potable (NOM 127-SSA1, 1994) están por debajo del limite máximo.       

Campaña de 1998 

En está campaña se obtuvieron valores muy similares a los que se presentaron en anteriores muestreos; sólo cabe señalar una mayor presencia de sulfatos en algunos pozos, lo cual repercute en valores de conductividad más elevados (Cuadro 6.3). También cabe destacar valores de nitratos superiores a los 50 mg L-1 (por encima del límite máximo para agua potable), aunque la mayoría de pozos presentan valores inferiores a los 10 mg L-1. 

La mineralización coincide con la que teóricamente debe de tener un agua subterránea en ambiente volcánico; los feldespatos contribuyen con sodio, calcio y potasio, y los piroxenos y biotitas con calcio y magnesio. La presencia de sulfatos y cloruros es baja ya que las rocas volcánicas contienen dichos iones en poca cantidad. (Custodio y Llamas, 1983; Appelo y Postman, 1993). Paralelamente, se observa que el valor medio de cloruro suele ser más alto que el del sulfato, lo cual indicaría una recarga de agua superficial causada por la infiltración de agua de lluvia.     

Mapas de isocontenidos 

Datos históricos 

En la figura 6.8 se presentan los mapas de isovalores correspondientes a la conductividad y en la figura 6.9 el de los bicarbonatos, siendo ambos mapas para el muestreo de 1997. Se ha elegido la conductividad como un indicador del grado de mineralización del agua subterránea y, por otro lado, se ha considerado el bicarbonato por ser el anión mayoritario. 

En el caso de la conductividad, se observa como los valores máximos, superiores a 300 µScm-1, se encuentran en el área en donde la intensidad de bombeo es mayor. La distribución de estas isolíneas es muy semejante a la que se obtiene cuando se traza el mapa de isocontenidos en bicarbonato, lo cual indica que la mineralización del agua está estrechamente relacionada con la presencia de este ión. 

   

Campaña de 1998 

Los mapas de isoconductividad y de isocontenidos en ión nitrato para el muestreo de 1998, se presentan en las figuras 6.10 y 6.11, respectivamente. En el mapa isoconductividad se puede apreciar como el valor de este parámetro aumenta en la dirección del flujo del agua subterránea indicando el aumento de la salinidad del agua a medida de que ésta recorre una mayor distancia. Los mínimos valores se dan al pie del Xinantecatl (Nevado de Toluca), por donde se recarga el acuífero, y los máximos en la zona de Lerma – Toluca, donde se dan el mayor descenso del nivel piezométrico. 

 En el caso del ión nitrato, se observa como las máximas concentraciones se presentan en el sector central del acuífero, donde el grado de explotación es más importante ya que es donde se define el mayor cono de descenso del nivel piezométrico y donde la densidad de actividades antrópicas es más elevada. Esta importante correlación entre estos dos fenómenos y el mayor contenido en nitratos nos indica el origen contaminante de este compuesto químico, cuya presencia está ligada tanto a actividades agrícolas (fertilizantes) como urbanas (aguas residuales). A pesar de esta alta presencia de nitratos en determinados puntos del acuífero, su nivel de concentración es más bien bajo, pues casi todo el acuífero presenta concentraciones inferiores a 20 mg L-1 .     

Caracterización de facies hidroquímicas 

Datos históricos 

La facies hidroquímica del agua subterránea en los acuíferos constituidos por rocas volcánicas suele ser del tipo bicarbonatada cálcico-magnésica, en las rocas básicas (basaltos, andesitas), y del tipo bicarbonatada cálcico-sódica, en las rocas volcánicas de tipo ácido, como son las traquitas y riolitas (Custodio y Llamas, 1986). 

En la figura 6.12 se presenta el diagrama de Piper correspondiente a la campaña efectuada en 1997. Como rasgo general se puede indicar que el agua subterránea es, fundamentalmente, bicarbonatada magnésico-sódica, lo cual está en consonancia con la naturaleza litológica del acuífero. Además de esta facies se observa la existencia de otras tres familias hidroquímicas, aunque con menor representación, que se diferencia en función del tipo de catión predominante. La familia I corresponde a una facies magnésica, la familia II es un agua del tipo magnésica-cálcica y la familia III que presenta una facies sódica-magnésica; apreciándose una continuidad entre las familias hidroquímicas. Esta variabilidad en el tipo de catión predominante puede ser indicativa de un proceso de intercambio iónico entre el sodio y los iones calcio y magnesio.     

Campaña de 1998 

Los mapas de isoconductividad y de isocontenidos en ión nitrato para el muestreo de 1998, se presentan en las figuras 6.10 y 6.11, respectivamente. En el mapa isoconductividad se puede apreciar como el valor de este parámetro aumenta en la dirección del flujo del agua subterránea indicando el aumento de la salinidad del agua a medida de que ésta recorre una mayor distancia. Los mínimos valores se dan al pie del Xinantecatl (Nevado de Toluca), por donde se recarga el acuífero, y los máximos en la zona de Lerma – Toluca, donde se dan el mayor descenso del nivel piezométrico. 

 En el caso del ión nitrato, se observa como las máximas concentraciones se presentan en el sector central del acuífero, donde el grado de explotación es más importante ya que es donde se define el mayor cono de descenso del nivel piezométrico y donde la densidad de actividades antrópicas es más elevada. Esta importante correlación entre estos dos fenómenos y el mayor contenido en nitratos nos indica el origen contaminante de este compuesto químico, cuya presencia está ligada tanto a actividades agrícolas (fertilizantes) como urbanas (aguas residuales). A pesar de esta alta presencia de nitratos en determinados puntos del acuífero, su nivel de concentración es más bien bajo, pues casi todo el acuífero presenta concentraciones inferiores a 20 mg L-1 .     

Caracterización de facies hidroquímicas 

Datos históricos 

La facies hidroquímica del agua subterránea en los acuíferos constituidos por rocas volcánicas suele ser del tipo bicarbonatada cálcico-magnésica, en las rocas básicas (basaltos, andesitas), y del tipo bicarbonatada cálcico-sódica, en las rocas volcánicas de tipo ácido, como son las traquitas y riolitas (Custodio y Llamas, 1986). 

En la figura 6.12 se presenta el diagrama de Piper correspondiente a la campaña efectuada en 1997. Como rasgo general se puede indicar que el agua subterránea es, fundamentalmente, bicarbonatada magnésico-sódica, lo cual está en consonancia con la naturaleza litológica del acuífero. Además de esta facies se observa la existencia de otras tres familias hidroquímicas, aunque con menor representación, que se diferencia en función del tipo de catión predominante. La familia I corresponde a una facies magnésica, la familia II es un agua del tipo magnésica-cálcica y la familia III que presenta una facies sódica-magnésica; apreciándose una continuidad entre las familias hidroquímicas. Esta variabilidad en el tipo de catión predominante puede ser indicativa de un proceso de intercambio iónico entre el sodio y los iones calcio y magnesio.     

Campaña de 1998 

La distribución de las muestras dentro del diagrama de Piper (Figura 6.13), es semejante a la obtenida para las campañas llevadas a cabo en años anteriores, lo cual indica que el quimísmo de las aguas subterráneas en esta zona no ha sufrido grandes variaciones con el paso del tiempo.         

Metales pesados en el agua subterránea 

En el cuadro 6.4 se presentan los contenidos de Al, As, Ba, Cd, Cu, Cr total, Hg, Pb, Fe, Mn, F y Zn determinados en las muestras recogidas en las campañas de 1993 y 1997 (en la campaña de 1995 no se llevaron a cabo los análisis correspondientes a estos elementos). 

El contenido en dichos elementos es heterogéneo, pero en ningún caso se superan los límites vigentes establecidos en México para agua potable a excepción del Fe y Mn. La existencia de todos estos iones está relacionada con los materiales volcánicos que existen en la zona (Custodio y Llamas, 1983; Carrillo, 1994; Huizar-Alvaréz, 1997). En el caso concreto del Fe y Mn no se considera la posibilidad de un origen antrópico ya que sus

concentraciones son muy bajas y no parecen estar relacionados con la presencia de ningún otro compuesto químico que indique contaminación. 

En las figuras 6.14 y 6.15 se presentan los mapas de isovalores correspondientes al hierro y al manganeso para el año 1997. Tanto en el caso del ión Fe como del Mn es posible apreciar como su presencia disminuye en la dirección del flujo de agua subterránea. El comportamiento de ambos iones está controlado por fenómenos de oxidación - reducción, los cuales son especialmente importantes en relación con la solubilización del hierro y también del manganeso, el cual se comporta de forma similar aunque es mucho menos abundante; estos iones se pueden disolver en medios reductores y precipitar con mucha facilidad cuando el medio es oxidante. En el caso del acuífero del Valle de Toluca se está en presencia de un medio oxidante por lo que el descenso en las concentraciones de ambos iones podría ser debido a fenómenos de precipitación (Custodio y Llamas, 1983; Deutsch, 1997).     

Conclusiones 

El agua subterránea del acuífero profundo del Valle de Toluca presenta una baja mineralización, con valores de conductividad eléctrica inferiores a 500 µS/cm. El anión más abundante es el bicarbonato y entre los cationes, el magnesio y el sodio. Este quimísmo es el resultado de la mezcla de dos aguas, la que procede de los acuíferos volcánicos fracturados que bordean el valle y la del agua de lluvia y riego que se infiltra. 

Los análisis químicos indican un bajo grado de contaminación; únicamente se encuentran concentraciones superiores a la norma vigente para agua potable en México en el caso del Fe, Mn y nitratos. La presencia de Fe y Mn está relacionada con la mineralogía de las rocas volcánicas que existen en la cuenca por lo que no es necesario invocar un proceso de contaminación antrópica 

La existencia de nitratos en concentraciones superiores a 50 mg/l parece indicar cierta contaminación de origen agrícola por el uso de fertilizantes y/ o vertido de aguas residuales. 

Finalmente, se puede señalar que, a pesar del alto grado de contaminación que presenta la cuenca, el agua subterránea del acuífero profundo presenta un mínimo grado de contaminación por efecto de la protección que ejercen los materiales suprayacentes, algunos de los cuales conforman acuitardos. 

 Capítulo 7Agua y relieve

El agua como agente geomorfológico

Ya sea directa o indirectamente, el agua es responsable por la mayor parte de los eventos generadores de relieves, formas y suelos en la superficie de la tierra. 

Su influencia ocurre desde el momento en que las gotas de agua de la lluvia golpean el suelo. Al tiempo del impacto se produce una “craterización” de la superficie y un ”salpicado” de partículas en los alrededores del “micro-cráter”. Las partículas tienen un efecto impermeabilizante, dificultando la infiltración y favoreciendo el escurrimiento. 

Las aguas que no se infiltran, fluyen sobre la superficie, primero forman hilos de agua, luego escorrentías concentradas y torrentes, y finalmente van a parar a los valles mayores de los ríos. 

Por todas partes en donde corre, el agua deja su marca física. Sobre los interfluvios remueve las partículas creando surcos, y en los valles y llanuras excava canales, acarrea partículas de variadas dimensiones y deposita sedimentos. Todos estos rasgos geomorfológicos constituyen una suerte de memoria que influye el escurrimiento en los eventos pluviales y fluviales sucesivos. 

En los interfluvios, el flujo provocado por cada nueva lluvia intensa, profundiza los surcos existentes en las laderas, intensificando su efecto en forma acumulativa. Cuando las cuencas de recepción son pequeñas, de algunos cientos de metros cuadrados o decenas de hectáreas, la evolución continúa hasta su estabilización. Esta se produce cuando se alcanza el perfil de equilibro, o como resultado de factores geológicos locales (por ejemplo rocas duras aflorantes, acumulación de sedimentos). 

En los ríos con cuencas más extensas la excavación de los valles puede continuar por muchos siglos, milenios e incluso cientos de miles de años. Este fenómeno se llama “entalle” o “incisión”. 

A veces el proceso se interrumpe debido a procesos de sedimentación aluvial que dejan “llanuras” de acumulación a ambos lados de los lechos. En otras ocasiones el proceso se reanuda, dando lugar a “escaleras de terrazas”, sucesiones de taludes de incisión y superficies plano-horizontales que son testimonio de antiguas planicies fluviales abandonadas por el río. 

Algunos valles pueden erosionar sus cabeceras, aumentando su cuenca de recepción, captando valles vecinos y extendiendo su área de influencia. Este proceso se llama erosión regresiva. En cierto modo, las diferentes cuencas “compiten” por sus respectivos territorios. Los valles con mayores pendientes y fuerza erosiva se extienden, mientras que los valles contiguos se “reducen”.       

Los registros del modelado

Las redes fluviales están constituidas por complejos de relieves que son utilizados por el agua para escurrir hacia las partes bajas. 

El modelado de las redes hidrográficas es un verdadero registro de la historia geológica. En éste, el agua juega el rol de “grabador” y las formaciones geológicas y suelos el de “la pasta del disco”. Este registro se da a todos los niveles: a nivel micro, sobre cimas, laderas, planicies y cauces, y a nivel macro, sobre cadenas montañosas, macizos rocosos, mesetas, cuestas geológicas, penillanuras y llanuras.       

El agua como agente químico y biológico

Además de esta acción orogenética directa, el agua tiene otros impactos indirectos sobre la morfología del paisaje. 

Uno de ellos es su rol como agente de alteración química de los minerales y las rocas. Impregna la superficie y fisuras de las formaciones rocosas, provocando cambios químicos en cristales, vidrios naturales y partículas. Estos fenómenos se ven facilitados por la presencia de sales o gases en disolución, que en algunos casos pueden acelerarlos. 

A ello se agrega el efecto de los organismos vivos y sus productos metabólicos. El agua es a la vez el “vehículo” de los organismos y moléculas orgánicas asociadas, y un compuesto esencial de los procesos vitales. Los organismos vivos y muertos, así como los productos de su metabolismo o descomposición, también tienen influencia en el registro hídrico del modelado. 

Ello ocurre, a nivel micro, por la acción de bacterias, líquenes y musgos sobre ciertas superficies y rajaduras de las rocas. A escala media, el impacto principal es ocasionado por las comunidades de organismos vivos, organizadas en “ecosistemas”. 

A nivel macro, e incluso, planetario, la influencia de la biota también se manifiesta. Tal como lo demostró recientemente James Lovelock, 1988, en “The ages of Gaia”1, la vida es uno de los principales factores de la evolución geológica y geoquímica, e incluso geofísica, del planeta. Finalmente, a diversas escalas, se está produciendo la influencia creciente de las actividades humanas. Muchas formas actuales y en formación son el resultado directo o indirecto de la acción antrópica2.       

Tipología de los ambientes geomorfológicos

La influencia del agua y de la vida sobre los registros del hidro-relieve varía de acuerdo a las características de cada ambiente geomorfológico. 

En este capítulo proponemos una tipología de dichos ambientes, basándonos principalmente en la presencia, abundancia o ausencia de procesos provocados o relacionados con la acción del agua en sus tres estados físicos (gaseoso, líquido y sólido) (Antón, 1976)3, así como en la acción climática que es la que propulsa dichos procesos4. 

Al nivel taxonómico más elevado lo denominamos: ámbito. Al segundo nivel, dominio, al tercero, sistema. Los sistemas los subdividimos en zonas y a las zonas en provincias. 

De acuerdo a esta clasificación, proponemos tres ámbitos principales para la posición jerárquica mayor. Ellos son: el subaéreo, el subacuático y el subglacial. 

El ámbito sub-aéreo está constituido por las áreas que están en contacto directo con la atmósfera: el sub-acuático, por las zonas cubiertas de agua líquida, y el sub-glacial, por las porciones recubiertas por hielo. 

Dividimos, a su vez, el ámbito subaéreo de acuerdo a sus características bio-climáticas. Así, diferenciamos un dominio bio-pluvial (donde llueve habitual u ocasionalmente), y un dominio hiperárido (donde no llueve nunca o casi nunca). De acuerdo a la profundidad y características geológico-tectónicas, dividimos el ambiente subacuático en los dominios de las plataformas, de las dorsales y abisal. Por su parte, de acuerdo a su localización y espesor, subdividimos el ámbito glacial en dominio de los inlandsis, de las calotas y de los glaciares locales o de montaña. 

A continuación describiremos sus principales características.       

El ámbito subaéreo

 

El dominio biopluvialEl Dominio Biopluvial se caracteriza por su localización continental o insular y por la existencia de lluvias más o menos periódicas que dan lugar a una cobertura vegetal permanente o espóradica. La continuidad, densidad y permanencia de la vegetación es el factor principal de su dinámica superficial. 

En este ámbito, el modelado es el resultado de la interacción de dos tipos de procesos: 

a) Los procesos de tipo árido y 

b) los procesos de tipo húmedo. 

Los sistemas áridos se producen debido a la acción de mecanismos del primer tipo, mientras que los sistemas húmedos se desarrollan cuando imperan los acciones de la segunda categoría. 

Frecuentemente hay interacción entre ambos tipos de mecanismos y de ésta surgen gran parte de los paisajes habitados del planeta. Son ejemplos de esta interferencia las zonas semiárida y mediterránea. 

Además de las interferencias isocrónicas existen las interferencias geológicas, que se suceden en el tiempo. No es frecuente que un paisaje sea exclusivamente el resultado de la acción de un solo sistema morfogenético. Los cambios climáticos son la regla y la persistencia climática la excepción. Para que la acción de un sistema o dominio se interrumpa basta un cambio de clima, de configuración orográfica o costera, o de otras condiciones geológicas. 

Luego de producido dicho cambio se generará una interferencia entre el paisaje heredado y las nuevas condiciones, que determinarán un nuevo tipo de modelado.       

El sistema geomorfológico áridoEl sistema árido definido bajo el nombre Sistema Morfogenético Arido por Tricart y Cailleux, 19655, y como estado rhexistásico por Erhart, 19686, está asociado a ambientes con un déficit de humedad casi permanente, precipitaciones poco frecuentes y escasa densidad de la cobertura vegetal. Debido a ello, se trata de regiones en donde predominan los mecanismos geodinámicos de tipo árido. 

Sus características principales son las siguientes: 

• Ausencia casi total o escasez de cobertura vegetal durante largos períodos de tiempo, durante los cuales el suelo queda al descubierto. 

• Predominio del escurrimiento en el balance hídrico. Este se da tanto en forma superficial como torrencial. A nivel de los interfluvios la infiltración es en general reducida. 

• La circulación hipodérmica es normalmente muy escasa por la ausencia de un manto de alteración que oficie de reservóreo, y a la escasa infiltración. 

• Por dicha razón, hay una escasa contribución hipodérmica a los cursos de agua (ello es aplicable también a las napas más profundas). 

• El aporte de éstos es casi exclusivamente superficial por intermedio de los torrentes o del escurrimiento discontinuo. 

• Como consecuencia de lo anterior, los cursos de agua dependen, para su alimentación, casi exclusivamente de las lluvias recientes. 

• De allí, la gran irregularidad del caudal de las vías fluviales. Grandes crecidas y grandes bajantes que pueden llegar a la desaparición del curso de agua poco después de las lluvias. 

• En los materiales del sustrato expuestos en superficie predomina la meteorización física sobre la química. Son frecuentes los procesos de desagregación y fracturas de granos (generalmente por termoclastismo y haloclastismo). La alteración del sustrato es poco frecuente y nunca muy profunda. 

• Hay ablación intensa en las laderas (ablación superficial) y en los thalwegs menores (ablación torrencial). El balance de ambas determina la forma de éstos. Generalmente muestran formas amplias en U en la cima del interfluvio y formas en V en la base de la ladera. 

• Como consecuencia de esta ablación, las laderas retroceden en forma rápida manteniendo un mismo estilo de pendientes durante la evolución del paisaje. 

• Debido a dicha erosión, hay un intenso aporte lateral a los thalwegs principales y por ende, un relleno acelerado de éstos por los materiales que el curso de agua no es competente para evacuar. 

• A ambos lados de la zona aluvial de relleno se suelen desarrollar unas zonas planas, suavemente inclinadas hacia el eje del thalweg, donde predominan los procesos de escurrimiento discontinuo y torrencial, que son el sitio de tránsito de gran parte de los materiales que provienen de las laderas. Dichas superficies se llaman glacis o pedimentos y pasan lateralmente a conos coluviales de pie de monte y conos torrenciales de deyección 

• Esta zona de glacis es lo que queda en la zona anteriormente ocupada por la ladera en retroceso cuando ésta se retira. 

• En este ambiente, en que el suelo no está protegido por la vegetación, se dan las condiciones para que se ejerza la acción del viento. 

• Existen procesos de deflación frecuentes en las planicies aluviales y glacis contiguos. Sin embargo, el modelado de hidrogénesis es el más importante y es éste el que determina la organización de las formas principales. La acción del viento se limita a una movilización de materiales finos, con construcción en formas de detalle, a menudo transitorias (que suelen ser destruidas en tiempos de lluvias). 

• En la zona de transición del dominio bío-pluvial al dominio hiperárido, las formas eólicas empiezan a persistir y a dar la tónica del estilo del paisaje, hasta llegar a un punto tal en donde la ausencia de precipitaciones es casi total, dando lugar a una morfogénesis eólica exclusiva. 

El resultado de la acción prolongada de estos mecanismos es un paisaje compuesto de amplias superficies suavemente inclinadas, irregulares en el detalle y remanentes de los antiguos interfluvios. Estos están constituidos por cerros con laderas escarpadas y una zona cimera relativamente plana con aspecto mesetiforme, y restos de antiguos cerros, que han perdido la superficie superior, apareciendo como “islas” abruptas y/o pedregosas en la monotonía del paisaje circundante.     

El sistema geomorfológico húmedo 

El sistema húmedo definido como “sistema morfogenético húmedo” por Tricart y Cailleux, 19747, y como “estado biostásico” por Erhart, 19688, se caracteriza por un superávit anual de precipitaciones con relación a la evaporación y, consecuentemente, una cobertura vegetal densa y espesa. 

Sus principales características son las siguientes: 

• Cobertura total de la superficie por la vegetación, frecuentemente con varios estratos superpuestos. 

• Escaso o nulo escurrimiento superficial en las laderas 

• Escaso o nulo escurrimiento torrencial. 

• Ausencia de ablación superficial y torrencial. 

• Evolución erosiva muy lenta de las laderas e inclusive estabilización total. Muy escasa densidad de thalwegs secundarios, debido a la ausencia de erosión torrencial. 

• El aporte lateral de materiales a los thalwegs principales es también muy escaso. 

• Por lo tanto, hay alta competencia de las aguas fluviales, muy pobres en sedimentos. 

• Ello determina la incisión o entalle del fondo del lecho. 

• Predomina la meteorización química; hidrólisis y neoformación, transformación de minerales alterables solubilización de sales varias. 

• Desde el punto de vista geoquímico, hay evacuación de los cationes más solubles (Na, K, Mg, Ca, Si) y acumulaciones residuales de Al y Fe. 

• Desarrollo gradual de un manto de alteración de espesor considerable. 

• La existencia de una cobertura vegetal densa y la presencia de un manto de alteración de cierta permeabilidad, posibilita el amplio predominio de los procesos de infiltración frente a los de escurrimiento superficial. 

• Dicho manto de alteración constituye el lugar de tránsito del escurrimiento “hipodérmico” hacia los thalwegs principales. 

• Una parte de la infiltración puede atravesar formaciones del sustrato y reaparecer en los thalwegs dando lugar al “escurrimiento” freático, que se diferencia del hipodérmico por el tipo de formaciones atravesadas durante la marcha. El escurrimiento hipodérmico se desarrolla en formaciones superficiales, mientras que el freático tiene lugar en el subsuelo. Es de hacer notar que existen una multitud de casos intermedios donde la categorización no es fácil. 

• Por todo esto, los aportes laterales al curso fluvial dependen mucho más de las características de las napas hipodérmicas y freáticas que del ritmo instantáneo de las lluvias. Estas napas actúan como un reservóreo que se va vaciando lentamente cuando pasa cierto tiempo sin llover, impidiendo que se produzcan bajantes demasiado grandes a nivel de los cauces. Cuando llueve, en cambio, el agua infiltrada se emplea en primer lugar para cargar la napa, y no es si no varios días después que llega al thalweg principal, en forma lenta y regularmente distribuida en el tiempo. Todo ello provoca que el caudal de los ríos o arroyos sea relativamente independiente de las lluvias recientes, y de una gran regularidad. 

• Debido a la presencia de un espeso manto de alteración el sustrato aflora solamente en las laderas de pendientes más fuertes, aunque se le ve aflorar frecuentemente en los thalwegs principales. 

• En los valles de clima húmedo los perfiles longitudinales muestran irregularidades frecuentes como resultado de la heterogeneidad litológica del sustrato. 

• El control estructural de las formas de interfluvios es débil. 

El resultado final de una evolución morfogenética húmeda es el desenvolvimiento de interfluvios convexos y valles con perfiles transversales en V. Las laderas de pendientes moderadas a suaves presentan escasos thalwegs secundarios y en general están carentes de afloramientos. Éstos son mucho más frecuentes cuando las laderas son abruptas. 

En ciertas zonas de estilo tectónico enérgico, los valles fluviales pueden profundizarse lo suficiente como para dar lugar a pendientes muy fuertes en las laderas. Llegando a cierto umbral de inestabilidad, dependiendo de la densidad de la vegetación, del tipo de materiales, de la humedad del suelo y de la pendiente, se suelen producir movimientos de masa, que son los principales agentes de modelado de los sistemas húmedos9.     

Los movimientos de masa 

Los movimientos de masa son característicos de ciertas áreas húmedas, aunque pueden darse en otros sistemas morfogenéticos (árido, litoral, periglaciar y glaciar). Se pueden producir en pequeñas áreas o a lo largo de extensos territorios. Algunos son lentos y graduales, mientras que otros pueden asumir dimensiones catastróficas. 

Los principales movimientos de masa, que describiremos a continuación, son los siguientes: reptación, solifluxión, deslizamientos, derrumbes, coladas de barro y lavas torrenciales.     

La reptación 

Uno de los procesos más frecuentes en las laderas húmedas con pendiente fuerte es el movimiento de masas denominado reptación o soil creep. Es un fenómeno de acción lenta pero que frecuentemente demuestra una gran eficiencia en el modelado de ciertas laderas. 

La reptación se produce por la combinación del movimiento de expansión del suelo durante la humectación o la congelación (normal a la ladera) y del movimiento de contracción del mismo durante la desecación o fusión (vertical). El resultado de estos dos movimientos alternativos es un descenso de los materiales ladera abajo. 

De lo antedicho, se desprende que hay una hidro-reptación y una geli-reptación, que pueden en ciertos casos darse en el mismo sitio en diferentes períodos del año. 

En muchas zonas húmedas la reptación colabora para posibilitar el desencadenamiento de fenómenos de movimientos de masa instantáneos al acumularse los suelos y las formaciones superficiales en posiciones inestables. 

En otros casos, la reptación es concurrente con otros movimientos para dar lugar a una dinámica compleja sobre las laderas, cuya interpretación es enmascarada a veces por la atenuación morfológica que genera este proceso.   

     

La solifluxión 

La solifluxión ocurre en áreas pequeñas, a veces de unos pocas decenas de metros cuadrados. El proceso está asociado generalmente al alumbramiento de una napa hipodérmica o freática. En este caso la colmatación del suelo crea condiciones de liquidez dando lugar a un flujo de barro, acarreando la cobertura vegetal en su marcha. Frecuentemente este proceso se produce en el sitio en donde mana una napa al pie de la ladera cuando se ha eliminado el bosque natural y donde existe una cobertura vegetal de enraizamiento poco profundo (por ejemplo de tipo herbáceo). 

Este tipo de movimiento de masas es conocido por el nombre de solifluxión, y cuando se produce provocado por la hiper-abundancia de aguas de fusión de la nieve recibe el nombre de gelifluxión (fenómeno característico del sistema geomorfológico periglaciar). 

Una ladera que evoluciona por solifluxión adquiere un modelado ondulado en el detalle, con irregularidades de pocos o decenas de metros cuadrados de superficie, y algunos decímetros de desnivel entre las cimas y las depresiones. 

A pesar de estas irregularidades, el aspecto general de la ladera es homogéneo, sin valles laterales torrenciales ni afloramientos rocosos.     

Los deslizamientos 

Generalmente actúan sobre una superficie limitada (algunos cientos de metros cuadrados), pero en algunos casos pueden afectar a todo un panel de ladera. Se producen cuando un “paquete” de suelo y formaciones superficiales (a veces incluyendo bloques del sustrato) resbala sobre una base húmeda y lisa desplazándose a la parte baja de la ladera o del valle     

Los derrumbes o desmoronamientos 

Ocurren cuando predomina la acción directa de la gravedad en laderas muy empinadas, a menudo desprovistas de cobertura vegetal debido a la acción previa de movimientos de masa. En general, los derrumbes o desmoronamientos son asistidos por el agua de escurrimiento o freática o por la ocurrencia de sismos.     

Las coladas de barro 

Las coladas de barro tienen lugar cuando todo el material de ladera está sobre-humedecido y fluye hacia el fondo del valle en forma catastrófica. Este proceso que es común en el sistema húmedo, también puede darse en el sistema árido, cuando el escurrimiento debe transportar una carga que pasa cierto “umbral” de masa porcentual.     

Las lavas torrenciales: 

Las lavas torrenciales ocurren cuando los movimientos de masa se desarrollan en una zona amplia abarcando simultáneamente varias laderas. Las consecuencias pueden ser catastróficas también a nivel del valle. 

Para que se produzca, es necesaria la concurrencia de varios factores favorables, particularmente lluvias intensas y/o movimientos sísmicos, que dan lugar a un flujo generalizado en vastos sectores de las laderas en una misma cuenca, así como a la ocurrencia concomitante de deslizamientos y desmoronamientos.     

Los represamientos de los valles 

En las zonas tropicales cuyo modelado es regido por las leyes del sistema húmedo, son frecuentes los movimientos de masas que afectan paneles de laderas. Los deslizamientos y coladas de barro pueden dar lugar a la obstrucción parcial o total de los cursos de agua a nivel de los valles. En los casos de obstrucción parcial, el río simplemente se desvía, pero en los casos de obstrucción total se produce un represamiento detrás del dique natural con formación de un lago temporario. Generalmente el episodio culmina con la ruptura o desborde del dique provocando inundaciones aguas abajo. Sobre las laderas el impacto más visible es la exhumación de extensas superficies de roca más o menos fresca, que en ciertos casos pueden alcanzar pendientes casi verticales, expuestas a futuros derrumbes y desmoronamientos. 

Gran parte de los paisajes de “panes de azúcar” tienen su origen en la acción de un modelado de este tipo (aunque en ciertas condiciones los sistemas áridos pueden generar relieves de cierta similitud). La génesis de estos paisajes puede ser deducida del estilo de los perfiles transversales de los valles principales, que son sensiblemente diferentes en ambas regiones climáticas.     

Interacción entre ambos sistemas morfogenético: 

las zonas semiáridas y mediterráneas. 

Los sistemas y procesos áridos y húmedos pueden interferir en el espacio y en el tiempo. 

Las zonas intermedias suelen presentar características transicionales, producto de la alternancia de los mecanismos húmedos y áridos. 

La interferencia en el tiempo se puede dar en períodos relativamente cortos ( interferencia instantánea o semi-instantánea) o en tiempos geológicos. 

La interferencia de tipo instantáneo o semi-instantáneo es relativamente frecuente en las áreas transicionales. Los principales ejemplos de zonas transicionales son las zonas semiáridas de latitudes tropicales, y las zonas mediterráneas de latitudes medias. En ambas el control vegetal de la dinámica de la superficie es variable según la época del año y por esa razón el relieve funciona según uno u otro sistema en momentos diferentes del ciclo anual. Cuando las precipitaciones son moderadas, el control vegetal alcanza para impedir el escurrimiento superficial, condicionar una infiltración total y dar lugar a un funcionamiento general de los factores del modelado, según los mecanismos del sistema húmedo. Durante esos lapsos, los ríos llevan un caudal relativamente constante, sus aguas están poco cargadas en sedimentos y como resultado de ello se elabora un cauce de entalle de profundidad variable. Este cauce de entalle es denominado habitualmente “lecho menor”. 

Cuando las lluvias son muy copiosas y sobrepasan un cierto límite, la napa hipodérmica colmata las formaciones de superficie y la vegetación no da a basto para controlar la dinámica que se genera. 

En ese momento, el agua comienza a escurrir, primero superficialmente y luego torrencialmente, sin dar lugar a ningún fenómeno de infiltración. 

En ciertos casos puede suceder que en las zonas no protegidas por la vegetación, el golpeteo pluvial, con sus efectos de removilización de partículas, provoque una impermeabilización de la superficie (aún sin colmatación del manto superficial) que de lugar al desencadenamiento de los procesos de escurrimiento superficial y torrencial. 

En otros casos, la presencia de un horizonte pedológico impermeable puede impedir la infiltración provocando una saturación casi inmediata de la porción superior permeable. 

Como resultado de la acción concurrente de todos estos factores (en particular el primero de mencionados) el aporte de aguas se comienza a hacer entonces por la vía superficial y los volúmenes de agua que llegan lateralmente se multiplican incesantemente. En ese momento, el cauce menor no es suficiente para contener las aguas y éstas desbordan. Todo el paisaje comienza luego a funcionar según las leyes del sistema árido: hay ablación en los interfluvios, los ríos se cargan de materiales provenientes de las laderas, y van creando una planicie de inundación de origen sedimentario que no es más que el cauce de funcionamiento árido. Este es el que habitualmente se denomina “cauce mayor” o “lecho mayor”. 

Durante los momentos de funcionamiento árido, el cauce menor de entalle también es afectado recibiendo una carga aluvial sedimentaria que modifica la morfología del lecho. Esta aluviación, interferirá más adelante cuando el curso recupere su dinámica “húmeda”, disminuyendo la competencia, y por ende, dificultando el entalle. Ello sucede debido a que gran parte de la energía de las aguas fluviales se gasta en hacer rodar los cantos, poner en saltación las arenas o mantener en suspensión los limos y arcillas que habían sido dejados en el fondo del cauce de entalle por la crecida anterior. 

Además de esta interferencia de tipo casi-instantáneo, existe otra interferencia de carácter geológico. Es la interferencia producida por la existencia de variaciones climáticas alternadas. 

Se encuentran con frecuencia pruebas de alternancia de períodos de entalles y aluviación en los thalwegs, que pueden ser relacionadas con épocas de formación y de decapitación de suelos. 

Así, es posible observar escalonamientos en las laderas de áreas con comportamientos tectónicos ascendentes, con formación de terrazas producto de los sucesivos episodios de incisión y de relleno. 

Las épocas de relleno corresponden a momentos de aridez (débil control vegetal de la dinámica) y se manifiestan mediante planicies aluviales extensas, mientras que las épocas de entalle se caracterizan por la erosión fluvial de las planicies, y ascenso relativo de éstas con relación al nivel del río que excava sus propios aluviones, correspondiendo a épocas húmedas con fuerte control vegetal de la dinámica del paisaje. 

Este es el origen de gran parte de los sistemas de terrazas existentes en las zonas templadas y tropicales.     

El dominio hiperárido 

Características generales 

Cuando el volumen de precipitaciones desciende por debajo de un umbral mínimo (generalmente menor a 10-50 mm anuales dependiendo de la situación latitudinal e insolación) se produce un cambio cualitativo en la dinámica del paisaje. 

 En general, se trata de lugares donde la lluvia es tan escasa que se puede despreciar su incidencia en el modelado. 

En este dominio, no existe ningún tipo de control vegetal de la morfogénesis actuando casi exclusivamente los factores físicos. La alteración es prácticamente nula, aunque en los desiertos hiperáridos brumosos, la presencia de condensaciones nocturnas y matinales puede dar lugar a fenómenos de hidrólisis, pero que rara vez alvanzan profundidades importantes.     

Los procesos actuantes 

Los procesos actuantes en el dominio hiper-árido son fundamentalmente los siguientes: 

a) Desagregación granular de las rocas y fragmentos de rocas. 

b) Fractura de granos por termoclastismo. 

c) Deflación. 

d) Acumulación eólica. 

e) Precipitación de sales traídas por corrientes de agua alóctonas. 

Estos factores actúan a menudo en forma complementaria dando lugar a una lenta y paulatina evolución del paisaje. De todos modos, comparada con la dinámica del sistema árido, es una evolución de una extrema lentitud. 

Como resultado de su desagregación y fractura, los materiales expuestos en superficie proveen partículas de diversos tamaños de grano (gravas, arenas y limos). A medida que la desagregación continúa, la acción del viento permite la selección y evacuación parcial de los detritos. Las partículas más pesadas permanecen in-situ formando pavimentos residuales. Las arenas son transportadas a zonas de acumulación relativamente cercanas donde se forman campos dunares y sabanas de arena (sand sheets). 

Los limos son transportados más lejos, fuera de la zona hiperárida que les dio origen, en general en lugares en donde un tapiz vegetal de cierta densidad permite la fijación. Las acumulaciones limosas se procesan con bastante lentitud y generalmente van siendo “digeridas” por el suelo que crece en sentido vertical ascendente por sepultamiento de sus horizontes pre-existentes y generación de nuevos horizontes. 

Cuando hay corrientes de agua que llegan desde zonas exteriores al ambiente hiperárido éstas ven considerablemente disminuido su caudal por evaporación y/o infiltración. 

Cuando ello sucede, se desarrollan concomitantemente procesos de acumulación de sales que precipitan a partir de las aguas saturadas. 

Así, aparecen áreas salinas en donde alternan acumulaciones de carbonatos, sulfatos, nitratos, fosfatos, etc., según el contenido en sales de aguas evaporadas. 

   

Interferencia con otros dominios 

Las precipitaciones salinas en áreas hiper-áridas son el resultado de la interferencia entre este dominio y dominios vecinos más húmedos que proveen el agua para nutrir las corrientes susceptibles de ser evaporadas. Lo mismo se puede decir de las acumulaciones loéssicas de áreas periféricas al dominio hiper-árido, que sufren un aporte alóctono, que también interfiere en la dinámica local. 

Además de esta interferencia “en el espacio” hay una interferencia en el tiempo. Existen zonas que funcionan una parte del año como sistema biopluvial árido y el resto del año como dominio hiper-árido. 

Como la rapidez de los procesos de modelado en el sistema árido es tan grande, podemos despreciar la influencia hiper-árida, por lo menos en el ámbito de las macro y las meso-formas. 

Sin embargo, la predominancia de los procesos hiper-áridos durante una parte importante del año, puede generar localmente un modelado de detalle de origen eólico, en donde se eliminan los rastros de la acción del escurrimiento. Este tipo de paisaje es característico de las áreas de transición entre ambos ambientes ( el hiper-árido y el árido). 

Del mismo modo, es dable apreciar un tipo de interferencia a escala geológica. Existen paisajes elaborados en sus grandes líneas en el dominio biopluvial, que son retocados en las micro-formas por un modelado hiper-árido instaurado a posteriori. 

Por regla general, las meso-formas permanecen intactas o levemente degradadas por la acción eólica que es incapaz de destruirlas rápidamente. 

Es frecuente que las acumulaciones aluviales pierdan sus materiales finos, dando lugar a la formación de pavimentos de rodados. Los materiales de glacis del sistema árido son afectados en forma similar por procesos de deflación que dan lugar a la aparición de pavimentos de clastos angulosos. 

El proceso inverso es menos visible. Cuando una zona hiper-árida se humidifica, se degradan rápidamente las formas menores de origen eólico regenerándose las meso-formas de épocas no hiper-áridas anteriores, lo cual dificulta reconocer el cambio climático operado.     

El ámbito glaciar y sistemas de interferencia 

Características generales 

Este dominio se caracteriza por un modelado generado por la dinámica del agua en estado sólido (nieve, nevé, hielo). Las áreas a morfogénesis glaciar, muestran una predominancia de la acción del hielo (en sentido amplio) frente a la del agua líquida. 

Ello no quiere decir que no existan en estas zonas procesos ligados a la existencia del agua líquida, sino que dichos procesos se ven subordinados desde el punto de vista morfogenético al modelado provocado por el hielo. 

Este dominio se distribuye en el planeta según la latitud y la ocurrencia de las precipitaciones nivosas. A nivel del mar los procesos glaciares ocurren a partir de las latitudes de 65º a 75º aproximadamente. 

En latitudes menores, estos procesos tienen lugar a mayor altitud, aunque en algunos casos pueden entrar las lenguas glaciares en pleno dominio periglaciar o biopluvial, con las interferencias consiguientes en el desenvolvimiento del modelado. 

En las regiones tropicales, el dominio glaciar se da por encima de los 5.000 m.s.n.m. 

Tanto en latitudes elevadas como en altitud en latitudes bajas y medianas, los procesos de este tipo, exigen un superávit de las precipitaciones nivosas con relación a los procesos de sublimación, fusión y evacuación. Si se toman dos áreas montañosas similares en altitud y latitud, se nota que en las zonas con precipitaciones nivosas más importantes, el dominio glaciar desciende mucho más. 

En el ambiente glaciar, existen dos sistemas geomorfológicos principales: 

1) Las regiones cubiertas por inlandsis. 

2) Las regiones de los glaciares locales. 

En el momento actual, los inlandsis cubren la isla de Groenlandia y el continente Antártico, aunque tuvieron una extensión mucho mayor durante las épocas glaciares del cuaternario. Durante ese período llegaron a ocupar toda la Península Escandinava y el norte de Europa, el norte de América del Norte, y parte del Sur de América del Sur. 

Se trata de masas de hielo de varios cientos e inclusive miles de metros de espesor que cubren vastas superficies continentales y las plataformas marinas adyacentes. 

En las latitudes medias y bajas, las regiones de glaciares locales se dan a partir de ciertos límites altitudinales (algo más de 2.500 m.s.n.m. en los Alpes, 5.000 m.s.n.m. en los Andes bolivianos y peruanos, en los nevados mexicanos y algunos cientos de metros en Islandia). 

Durante las épocas glaciares cuaternarias esas altitudes eran sensiblemente menores. Se encuentran depósitos glaciares al pie de los Alpes en Italia del Norte y en las cercanías del Lyon, en el valle del Ródano a altitudes de pocos metros sobre el nivel marino. 

En otras regiones de menor dispersión glaciar, por ejemplo los Vosgos en Francia, los glaciares no descendieron tanto, y es necesario subir a 1000 m. para encontrar vestigios de su acción. Es de hacer notar que en los Vosgos de hoy, no existen glaciares funcionales.     

Los procesos actuantes 

La nieve recién caída tiene una densidad muy baja que oscila entre 0.1 y 0.35 aproximadamente. A medida que dicha nieve es cubierta por nuevas acumulaciones, su densidad aumenta hasta alcanzar valores del orden de 0.5 cuando el espesor excede los 3 metros. 

En Groenlandia en un pozo de una expedición polar francesa se encontraron densidades de 0.6 a 35 metros de profundidad y de 0.8 a 100 metros. 

Este aumento de la densidad se debe a la compactación de los cristales de hielo al desalojarse las burbujas de aire. Se considera que cuando la densidad es inferior a 0.5 se

puede todavía hablar de “nieve”. Al superar 0.5, se acostumbra utilizar el término de “nevé” y a partir de 0.82 se usa el vocablo “hielo” (en sentido estricto). 

Esta transformación de la nieve en hielo es extremadamente lenta dependiendo en gran medida del espesor de la cobertura niveo-gélida. 

Una vez que la acumulación de nieve, nevé y hielo son suficientes y cuando las pendientes también lo son, las masas de hielo comienzan a fluir. 

La velocidad de flujo es relativamente lenta (entre 10 m. y 20 km por año) debido a la viscosidad alta del hielo, bastante más elevada que la de las lavas en fusión aunque mucho menor que la viscosidad promedial de las rocas sólidas. 

La acción del hielo se ejerce a través de los siguientes procesos: 

a) fracturación mecánica (generalmente aprovechando las diaclasas preexistentes). Los bloques se individualizan y adquieren un cierto “juego” con relación a los bloques vecinos. Al mismo tiempo hay desagregación y fractura de granos. 

b) arrastre: los bloques son barridos junto con los pequeños clastos por el hielo en avance dejando huecos que más tarde son pulidos. Las aristas son redondeadas dando un aspecto aborregado a la pared atacada. Los bloques transportados facilitan la acción de desgaste, la cual se ve expresada a menudo por un conjunto de estrías groseramente paralelas, tanto a nivel de la pared fija, como del bloque en movimiento (cantos estriados). 

c) depósito del material: como no se opera ninguna selección durante el transporte, los depósitos presentan una clasificación mínima. Las acumulaciones glaciares reciben el nombre de morrenas (de fondo, laterales y frontales). 

Las laderas de los valles glaciares presentan pendientes muy empinadas ( 20-50%) y en ciertas ocasiones pueden aproximarse a la vertical. 

 Los valles glaciares tienen en sus cabeceras un circo que es una especie de cono de recepción nival, de la cual se origina la corriente de hielo que gradualmente va profundizando su cauce adoptando una forma de U característica). 

Las laderas no cubiertas por el hielo (con afloramientos del sustrato rocoso) sufren una evolución mecánica relativamente rápida. 

Los procesos actuantes en ellas son la gelifracción (que da lugar a la desagregación y fracturación de bloques, piedras y granos), el termoclastismo (de mucho menos incidencia) y diversos procesos de transporte ladera abajo vinculados en forma más o menos directa a la acción de la gravedad (caídas de derrubios, deslizamientos, derrumbes, avalanchas, etc.). 

Cuando las litologías del sustrato, las formaciones superficiales y las temperaturas diurnas lo permiten, pueden haber fenómenos de gelifluxión (flujo de las formaciones superficiales embebidas en agua de fusión). Este último proceso se da fundamentalmente en los límites del dominio. 

La configuración orográfica y distribución geológica en el sistema de los glaciares locales está constituido por las siguientes unidades fisiográficas: 

1) el área de génesis de los glaciares: conjunto de cumbres escapadas y circos limitados entre sí por crestas; 

2) los valles glaciares: que irradian de la zona principal de recepción; 

3) las morrenas de fondo: sedimentos glaciares que cubren en forma irregular el fondo de los valles, dando lugar a menudo a elevaciones pequeñas e irregulares alineadas en el sentido del flujo; 

4) las morrenas laterales, acumulaciones sedimentarias “colgadas” de las laderas del valle que frecuentemente dan lugar a derrumbes en el fondo del valle cuando el glaciar se retira; 

5) las morrenas frontales, que marcan el fin de la lengua glaciar. Debido a las variaciones normales de este límite, suelen encontrarse en diferentes posiciones asumiendo la forma de elevaciones transversales al eje del valle; 

6) cuando el glaciar se retira, pueden aparecer lagos detrás de las morrenas frontales. En estos cuerpos de agua se acumulan alternativamente los materiales groseros (época de la fusión) y finos (épocas en las que la superficie está helada) con una frecuencia aproximadamente anual. Estos sedimentos rítmicos son llamados “varves” y cuando se les encuentra consolidados en rocas reciben el nombre de “varvitas”; 

7) aguas abajo de las morrenas frontales se desarrollan los cursos de agua que se nutren de la fusión de la lengua glaciar. Estos cursos de agua transportan y depositan sedimentos fluvio-glaciares que ocurren como resultado de la interferencia del dominio glaciar con los dominios vecinos. 

En las áreas cubiertas por inlandsis el modelado es diferente. En ellas suelen alternar depresiones y elevaciones irregulares no organizadas hidrográficamente, que una vez fundido el hielo dan lugar la aparición de multitud de lagos prácticamente sin ninguna jerarquización fluvial (por ejemplo en Finlandia, vastas zonas del Norte de Canadá, etc.). La presencia de un inlandsis determina además la subsidencia de las áreas continentales cubiertas. Cuando éste se retira hay un ajuste isostático que puede durar por varios milenios. Los compartimentos ascienden para recuperar su posición de equilibrio, dando lugar a regresiones marinas post-glaciares sobre las márgenes costeras, como sucede actualmente en el golfo de Bothnia.     

El sistema periglaciar 

Los procesos característicos del dominio glaciar prolongan su acción fuera de este dominio dando lugar a interferencias con los ambientes adyacentes. 

Los valles glaciares culminan en donde termina la lengua glaciar. Esta finaliza en lugares distintos según la época del año (verano o invierno). Por esa razón existe una amplia zona que tiene una dinámica glaciar solamente una parte del año. 

Más allá de la lengua glaciar se desarrollan corrientes fluviales originadas en el agua producida por la fusión del hielo de la extremidad del glaciar. 

Gran parte del material arrastrado por dichas corrientes proviene de las morrenas adyacentes. 

En las laderas de las zonas no glaciares que rodean las áreas glaciadas se dan multitud de fenómenos típicos del dominio glaciar durante ciertas épocas del año (gelifracción, avalanchas de nieve). 

Ello determina un aporte lateral a los thalwegs que es el resultado de la interferencia de procesos de tipo glaciar con otros diferentes. 

En este sistema que llamaremos “periglaciar” los procesos del modelado son los siguientes. 

a) En las laderas: hay desagregación de los materiales del sustrato y fractura de granos por la acción del hielo (gelifracción); deslizamiento y flujo de los detritos así formados ladera abajo durante la época de fusión de las nieves y/o lluvias estivales, ablación superficial durante el período estival. En general, la evolución de las laderas es relativamente rápida. 

b) En los thalwegs: hay aporte de materiales provenientes de las morrenas de los dominios glaciares de altitud adyacentes, y de las laderas contiguas. En estas funcionan procesos glaciares en las zonas más altas dando lugar a acumulaciones complejas. De acuerdo a los aportes y al caudal en los thalwegs puede haber entalle o relleno aluvial dándose el primer proceso en las zonas de montaña y el segundo en las zonas de menor energía de relieve. 

En las áreas adyacentes a los macizos, o a las cadenas montañosas, las zonas de deyección periglaciar suelen dar lugar a vastas acumulaciones de detritos de origen a la vez glaciar y periglaciar. 

Se trata en general de extensas coberturas de cantos rodados apenas alterados a veces con materiales más finos cuyo desarrollo vertical y horizontal suele ser considerable. 

Estas formaciones aluviales periglaciares han sido extremadamente frecuentes en Europa en la zona peri-alpina, así como en los piedemontes de las elevaciones menores (Vosgos, Selva Negra, Macizo Central, etc.) y en el pie de monte andino en el Sur de América del Sur, apareciendo bajo la forma de terrazas en los Pirineos en el Rin y en muchos otros. 

La presencia de vastas planicies de origen aluvial con escasa protección vegetal facilita el desarrollo de una deflación de las partículas finas (arenas y limos gruesos) y menos seleccionada, mientras que en el segundo suelen dar lugar a depósitos loéssicos típicos (casi exclusivamente limosos con una cierta pedogénesis contemporánea a la deposición).     

Interferencias en la historia geológica reciente 

Los límites entre el dominio glaciar, el sistema de interferencia periglaciar y las áreas vecinas pertenecientes a otros dominios son variables y han sufrido oscilaciones y desplazamientos durante los tiempos geológicos recientes. 

Existen extensas áreas, hoy húmedas y templadas que estuvieron sometidas en los últimos 15.000 años a la acción de los procesos glaciares, luego periglaciares y sólo más tarde experimentaron la instauración del clima actual. Como resultado de ello el modelado es el complejo resultado de la interferencia geológica de varios climas sucesivos. Estos cambios han sido muy frecuentes durante todo el Cuaternario.     

El dominio litoral 

Llamamos dominio litoral a la zona de discontinuidad entre el ambiente subacuático y el ambiente subaéreo. 

Es un área de gradiente considerable que va desde las zonas donde los procesos actuantes son de tipo continental bien definido hasta donde son de tipo oceánico. Uno de los rasgos fundamentales es la zonación existente desde el continente hasta el mar. 

Próximo a la zona continental existe un área de acumulación eólica de partículas arenosas finas que se van haciendo más gruesas a medida que nos acercamos a la costa. 

Paralelamente se aprecia la aparición de formas dunares que adquieren su desarrollo cerca de la línea de costa. En ellas se encuentra el área de deflación (playa y adyacencias) fuente de los materiales arenosos antes citados. 

Definimos la playa como la superficie existente entre la línea de las mareas más altas y de las más bajas. Debido a la inexistencia de cobertura vegetal, los fenómenos de deflación son extremadamente intensos. 

Más allá de la playa existe una zona permanentemente cubierta por el agua pero a la vez afectada directamente por la dinámica del oleaje. En ella los materiales son también arenosos haciéndose más finos al alejarse de la costa y al hacerse más profundo hasta llegar a una dominancia limo-arcillosa en plena zona nerítica. La zona litoral no es estable desde el punto de vista geológico, sino que tiende a oscilar a lo largo del tiempo. 

Así, existen zonas hoy alejadas del mar que muestran restos morfológicos de un nivel marino más elevado, y del mismo modo hay zonas hoy cubiertas por el mar que tienen características típicas de antiguos litorales. 

Esa oscilación geológica del nivel marino es tal vez el rasgo fundamental del dominio morfogenético litoral.     

Los procesos actuantes 

En las cercanías de la costa la dinámica del mar asume modalidades diferentes de las que pueden ser apreciadas mar adentro. 

El movimiento de las olas en el interior del océano es un movimiento de formas con oscilación vertical (o aproximadamente vertical) de las partículas (denominado movimiento trocoidal). En la costa se transforma en un movimiento de translación que determina una dinámica intensa sobre el fondo en el que actúa. La erosión marina se debe fundamentalmente a este fenómeno. 

Esa dinámica es muy compleja y puede tener un saldo erosivo (áreas de erosión marina) o de sedimentación. Hay zonas de la costa que son susceptibles de ser erosionadas mientras que otras se comportan en forma opuesta. 

Las zonas de erosión son las puntas rocosas, acantilados y barrancos. 

Las principales zonas de acumulación son las playas, bahías, llanuras de marea, sabkhas y marismas (cangrejales). 

El transporte de los materiales de las zonas de erosión marina a las de acumulación se efectúa lateralmente por intermedio de un movimiento de las partículas generado por las olas al romper (oblicuo con relación a la pendiente de la playa al romper, perpendicular a la pendiente al regresar las aguas). El resultado es un desplazamiento lateral de las partículas en dirección a las áreas de acumulación que se llama “deriva litoral”. 

Existe además un aporte directo desde el interior inmediato o más lejano del continente. A menudo los aportes de los cursos de agua que desembocan en el mar son trasladados a lo largo de la costa por este mecanismo y se generan acumulaciones de volumen considerable. 

En el tipo de erosión marina presente influyen considerablemente las litologías existentes en la costa. Así, por ejemplo las rocas tenaces de difícil desagregación suelen dar lugar a

puntas rocosas y acantilados, mientras que las litologías friables pueden formar barrancos y taludes de alturas variables según el caso. 

Influye también la historia geológica reciente. Esta puede generar una dinámica de inmersión cuando el nivel del mar ha ascendido en los últimos milenios, cubriendo los relieves continentales preexistentes. Estos últimos aparecerán en las cercanías del litoral dando lugar a accidentes de las cartas batimétricas o a islas que no tienen explicación por el mero juego de los procesos litorales. 

Así, por ejemplo, los relieves del sistema árido cubierto por el mar dan lugar a escarpas (retrabajadas luego de la invasión marina) de origen continental y coronando estas escarpas pueden aparecer las paleo superficies como islas mesetiformes, no atacadas aún por el retroceso, asomando dentro del área cubierta por las aguas. 

Del mismo modo, los valles entallados en climas húmedos, podrán ser inundados por la transgresión y dar lugar a rías más o menos profundas, relativamente angostas y con un fondo en V característico, que paulatinamente se verá colmatado si el nivel marino persiste el tiempo necesario. 

En estos casos de ascenso del nivel marino es frecuente que las aguas en ascenso arrastren los materiales litorales y continentales hacia los nuevos niveles más elevados produciendo acumulaciones aparentemente anómalas que tienen ese origen. Es el caso de las acumulaciones de cantos rodados en la costa del Sur del Uruguay (departamento de Maldonado) donde se encuentran acumulaciones de rodados provocadas por la destrucción de las terrazas fluviales hoy cubiertas por el mar durante la última transgresión post-glacial. 

Los fenómenos de ascenso marino provocan a menudo la aparición de acantilados en las costas. Ello se da especialmente cuando el ascenso es suficientemente rápido. Los acantilados se desarrollan debido a la existencia de una dinámica de ablación (marina) al pie del mismo, mucho más intensa que la ablación superficial o torrencial en la ladera que mira el mar, esta aumenta de pendiente hasta acercarse a un límite en donde la acción de los procesos de modelado ligados a la acción de la gravedad (desmoronamientos, deslizamientos, caídas libres) equilibran la velocidad de ablación de pie del acantilado, estabilizando la forma del mismo mientras el mar sigue avanzando. 

Es de hacer notar que si bien hay una estabilización (en los grandes rasgos) de la forma, ello no quiere decir que el acantilado permanezca estático. Por el contrario, la condición “sine qua non” para la existencia de un acantilado es su propio avance. 

Si el mar no aumenta su nivel, los propios derrubios del acantilado van obstaculizando lentamente los procesos erosivos en la base del mismo hasta que produce su degradación. 

Los acantilados vivos implican, además, por todo lo dicho, un ascenso marino (o una subsidencia del litoral) actual o sub-actual que es el que posibilita su dinamismo concreto. 

Las puntas rocosas, pueden generarse tanto en un mar en ascenso como en un mar en descenso y si bien son muchos más frecuentes en las costas de sumersión, pueden encontrárselas también las costas de emersión. 

En los mares de ascenso constituidos por sucesión de puntas rocosas y playas, las puntas rocosas están asociadas en general a los interfluvios de los viejos relieves inundados, mientras que las playas se desarrollan en los thalwegs (llanuras aluviales) por que están protegidas del oleaje por las puntas que los marginan. Esto da lugar en ellas (las playas) a una dinámica de acumulación preferencial. 

Cuando el mar desciende deja abandonados acantilados, líneas de playa, barrancos, etc. que atestiguan la existencia de un antiguo nivel. 

La acción continental suele degradar lentamente los vestigios de la acción marina hasta que éstos desaparecen completamente. La existencia de amplias superficies planas en el mar que oponen una débil resistencia (poco rozamiento) al movimiento de las masas de aire, hace que en las cercanías de la costa la acción eólica sea mucho más intensa que en las regiones continentales interiores. 

A menudo, los vientos alcanzan grandes velocidades y ese fenómeno se produce con cierta frecuencia en casi todos los litorales, dando lugar a una dinámica particular. 

El viento que sopla desde el mar encuentra en las zonas de acumulación de playa, material al alcance de su competencia que puede ser erosionado hacia el interior. 

Entonces se produce la deflación de los granos de arena que el oleaje abandonó en las zonas de acumulación y los transporta rodando, por saltación o en medio de torbellinos, hacia el interior. 

Los granos de arena más gruesos y densos permanecen a corta distancia de la costa, los más finos y ligeros van mucho más lejos. En algunos casos se puede percibir un aporte de arenas de origen eólico proveniente del litoral a varios kilómetros hacia el interior del continente. 

Las formas de acumulación que se originan debido al aporte eólico son variadas y están relacionadas a la vez con la cantidad de aporte recibido, con el tamaño de grano de las partículas, con la selección de las mismas y con las modalidades de la dinámica eólica existente en el área de acumulación. 

En las proximidades de la playa tienden a desarrollarse formas dunares relativamente elevadas, que van disminuyendo su tamaño al alejarse de la línea de costa. 

Muchas veces las zonas dunares que se encuentran en el interior dejan de recibir aportes y comienzan a desenvolverse procesos de degradación (dunas degradadas) hasta su total desaparición. 

El conjunto de todos estos procesos (erosión, transporte y acumulación marinas; formación de acantilados, barrancos, puntas rocosas y playas; deflación en estas últimas y acumulación eólica con formación de dunas o no; retransporte de los materiales recibidos de los cursos de agua que desembocan en el litoral) determina la complejidad de este dominio morfogenético en donde si bien existen interferencias de procesos existentes en los otros dominios, su combinación asume características muy particulares.     

El ambiente subacuático 

El dominio oceánico 

Cuando el océano cubre una porción de la superficie terrestre se produce en ella un cambio sustancial de la dinámica morfogenética. 

Es tal vez el salto cualitativo más importante en materia de procesos actuantes y de formas resultantes que existe en la superficie terrestre. 

El modelado oceánico es fundamentalmente un modelado de acumulación. Los océanos son la gran cubeta de decantación planetaria. 

Acumulaciones de arcillas, barros, limos, microorganismos y concreciones ocurren en forma habitual en todos los océanos, dando lugar a la cobertura del sustrato rocoso en la mayor parte de los fondos marinos. 

El resultado de ello es el desarrollo de vastas llanuras de sedimentación. Los estratos así depositados son prácticamente horizontales y tienen un gran desarrollo lateral. 

Desde el punto de vista geológico los fondos marinos son el lugar de génesis de la inmensa mayoría de los sedimentos y rocas sedimentarias hoy existentes sobre la faz de la tierra. 

Estas acumulaciones tienen características que permiten diferenciarlas fácilmente de los depósitos continentales: 

a) su gran desarrollo horizontal; 

b) su homogeneidad mucho mayor; 

c) su granulometría (promedialmente más fina); 

d) su composición mineralógica (la mineralogía de las arcillas es sensiblemente diferente); 

e) la presencia de gran cantidad de concreciones diferentes a las continentales (por ejemplo, concreciones de magnesio); 

f) la vida acuática es distinta a la continental, las valvas son más robustas, por la mayor facilidad de extracción de los carbonatos por los seres vivos, y, en general, es más abundante.     

Junto a estas áreas en donde el modelado de acumulación es predominante, existen otras en donde se han desarrollado relieves extremadamente fuertes, verdaderas zonas “montañosas” hundidas. En ellas es frecuente encontrar el sustrato aflorando directamente sin coberturas sedimentarias. 

Entre los relieves fuertes de los fondos marinos vale la pena señalar los siguientes: 

1) el borde de las plataformas continentales (o talud) con pendientes de 4-5%; 

2) las crestas dorsales; 

3) las acumulaciones volcánicas aisladas; 

4) las cadenas sumergidas, que son a menudo prolongación de las cadenas montañosas continentales.     

Si bien el acceso a las macro-formas es relativamente sencillo, no se puede decir lo mismo en cuanto a meso-formas y micro-formas cuya determinación es difícil con los métodos actuales. 

De todos modos, en las áreas de menor profundidad ha sido posible la observación de ciertas meso-formas y micro-formas. 

Entre las meso-formas que más han llamado la atención se destacan los cañones submarinos. 

Estos son valles de laderas empinadas que nacen en “circos” ubicados en las plataformas continentales, y se prolongan en el talud hasta desembocar en los fondos oceánicos propiamente dichos. 

Aparentemente su origen no es subacuático sino subaéreo y la cobertura oceánica solo ha posibilitado la conservación de las formas generales, y allí tienen lugar procesos particulares de las zonas de talud que en otras partes no son tan frecuentes (como las corrientes de turbidez).     

Procesos comunes al ambiente subaéreo y subacuático 

La acción de la tectónica es ostensible en ambos ambientes. En el fondo marino se expresa a través de los siguientes fenómenos: 

a) desarrollo de escarpas de falla; 

b) existencia de zonas de subsidencia (fosas); 

c) existencia de zonas de ascenso (mesetas); 

d) área de levantamientos producidos por plegamientos de corteza (cadenas sumergidas); 

e) fracturas de dimensiones planetarias de actividad importante (por ejemplo cresta dorsal, sub-atlántica) que dan lugar a cadenas volcánicas sumergidas; 

f) acumulaciones volcánicas aisladas (volcanes sumergidos: en algunos casos asoman sus cimas sobre el nivel de las aguas dando lugar a islas. Es un fenómeno frecuente en el Océano Pacífico.     

Otros procesos 

Uno de los procesos generadores de formas exclusivas de este dominio es la formación de arrecifes de origen biológico, como por ejemplo, los arrecifes coralinos. Se trata de formas marino-litorales que pueden elevarse varios cientos de metros sobre el fondo marino subyacente dando lugar a relieves típicos. Este proceso es frecuente en los mares cálidos (costas de Australia, zonas del Pacífico occidental, etc.). 

Las corrientes de densidad son un fenómeno muy importante aunque mal conocido que se da con mucha frecuencia en ciertas zonas de taludes y plataformas. 

Se sabe que existen en las zonas de talud corrientes de aguas más densas por temperaturas y/o presencia de partículas en suspensión que descienden hacia las zonas abisales. 

Si bien se conoce su existencia se ignora cuál es su potencial morfogenético. 

Las corrientes de turbidez son corrientes de densidad de características especiales. En ellas las partículas en suspensión son tantas que el elemento resultante es un líquido denso y viscoso que desciende a gran velocidad pegado a la superficie del fondo marino. 

Cuando existen cañones submarinos, estas corrientes los pueden aprovechar. 

Probablemente son la consecuencia del desenvolvimiento de acumulaciones sedimentarias en los bordes de la plataforma. 

Podemos suponer que más allá de cierto límite de pendientes, estas acumulaciones quedan en equilibrio inestable. El desencadenamiento de la corriente de turbidez puede estar vinculado a este fenómeno (como ha sido el caso de varias rupturas de cables submarinos en el transcurso de este siglo) o simplemente a la transposición de cierto umbral más allá del cual la corriente comienza a funcionar. 

Sea cual sea su origen, su existencia es innegable y su importancia morfogenética en la zona de talud es considerable.     

Interferencia con otros dominios 

Las posibilidades de interferencia con otros dominios ocurren exclusivamente en la zona litoral. 

Es en ella en donde se da la discontinuidad del ambiente subaéreo con el ambiente subacuático (ver dominio litoral). 

Existen varias formas posibles de interferencia y que en todas ellas se dan a escala geológica. 

La forma de interferencia más importante es la que se produce cuando un ambiente de morfogénesis subaéreo es cubierto por el mar. 

Tal vez la presencia de cañones submarinos en el talud sea el resultado de la persistencia de viejos relieves de borde continental generados en ambientes subaéreos retocados por ciertos procesos de tipo oceánico. En las áreas de plataforma es frecuente la observación de valles fluviales hundidos, con sus respectivas terrazas, planicies aluviales, etc. 

La interferencia del dominio oceánico con el litoral es mucho más frecuente y se da casi siempre en la zona nerítica actual. 

Playas y acantilados costeros sumergidos han podido ser observados en diversas plataformas continentales. 

Los arrecifes coralinos y áreas circundantes pueden también ser considerados como formas de interferencia entre los dominios oceánicos y litorales.     

Formas 

La consideración de las formas de la superficie terrestre depende fundamentalmente de la escala de observación de las mismas. 

Teóricamente las gamas de escalas de observación o niveles escalares que pueden utilizarse en el estudio de las formas son innumerables. En la práctica, es necesario limitar el número de escalas de observación para poder precisar las ideas. La dificultad consiste en la selección precisa de cada nivel de escalas de observación a utilizar. Consideramos que a cada nivel escalar corresponde un “ rango “ entre dos “umbrales” a partir de los cuales cambiamos de nivel. 

Llamamos espectro escalar el conjunto de niveles con sus rangos y umbrales correspondientes. La noción de escala implica la posibilidad de resolución. Entendemos por tal, la capacidad de diferenciación de objetos diferentes. 

Al elegir una escala estamos también eligiendo un “ámbito de resolución”. Así, por ejemplo, a escala 1/1000 es posible diferenciar objetos de dimensiones (del orden de) variables entre 10 y 1000 metros aproximadamente. Por debajo de 10 metros y por encima de 1000 la posibilidad de resolución de estos rasgos disminuye sensiblemente. 

Es obvio que aunque ciertos detalles comiencen a perderse, a escala 1/20.000 pueden observarse aproximadamente las mismas cosas que a 1/10.000. 

A 1/30.000 ya comienzan a notarse diferencias importantes que a 1/50.000 se hacen más notorias e incrementan en número. 

Desde ese punto de vista podemos dividir las formas en macro-formas y micro-formas.     

Las macro-formas 

Las principales macro-formas se enumeran a continuación.     

Macro-formas de dinámica positiva 

De comportamiento rígido: 

• Altiplanos elevados 

• Altipeneplanos elevados 

• Altiplanos de altitud media. 

• Altipeneplanos de altitud media. 

• Altiplanos bajos. 

• Altipeneplanos bajos. 

De comportamiento no rígido (pliegues, fracturas frecuentes): 

• Macizos (áreas no alargadas) (de altitud variable). 

• Cadenas (áreas alargadas) (de altitud variable).     

Macro-formas de dinámica negativa 

De comportamiento rígido (aunque con fracturas posibles) 

• Fosas tectónicas 

• Cubetas tectónicas 

De comportamiento no rígido 

• Sinclinales     

Macro-formas de dinámica compleja 

Zonas de basculamientos 

• Con desarrollo de cuestas 

• Sin desarrollo de cuestas 

Zonas heterogéneas de ascensos y descensos combinados 

• fracturadas y/o plegadas.     

Macro-formas de origen volcánico     

Las meso-formas     

Meso-formas de agradación y de degradación 

La hidrogénesis morfológica, ataca profundamente la superficie (ya sea a través del entalle, de la ablación de las laderas o de ambos procesos) y da lugar a la aparición de meso-formas. Recordamos que las macro-formas son preferentemente de origen tectónico-litológico. 

Por regla general las formas de hidrogénesis de agradación son planas muy débilmente inclinadas o planas horizontales. 

Las formas de degradación en cambio son rara vez planas horizontales, mostrando casi siempre una inclinación con relación al plano horizontal. 

Habitualmente cuando se encuentra en el perfil transversal de un valle, zonas horizontales o casi horizontales débese pensar más bien en una hidrogénesis de agradación, mientras que las superficies con pendientes, deben vincularse a la hidro-morfogénesis de degradación. 

De todos modos, es preciso tener en cuenta que existen formas de degradación horizontales determinadas por cierta estructura, por ejemplo, el caso de las capas duras horizontales que por degradación pierden la cobertura de formaciones friables más modernas. 

En la interpretación del paisaje uno de los métodos más adecuados consiste en la búsqueda de formas de hidrogénesis de agradación (en la práctica: formas planas más o menos horizontales) a altitudes variables, luego intentando separar varias series de dichas formas, y posteriormente identificando los depósitos con los que dichas formas han sido construidas. 

Esto último, permite tener una idea del medio de sedimentación, así como del ambiente climático imperante durante la misma. También suele ser posible reconstruir las diferentes cuencas existentes en el momento de la sedimentación. 

Una etapa posterior es la de establecer cuales son las formas de degradación existentes entre las sucesivas formas de agradación: Ello permite identificar el ambiente en que la degradación se produjo. 

Es importante estudiar el tipo de alteración sufrido por los materiales superficiales de las formas de agradación conservadas. 

Dicha alteración es el resultado de la sobreimposición de procesos de hidrólisis, neoformación de minerales arcillosos, etc., procesados durante períodos a pedogénesis dominante posteriores a la generación de la forma considerada. 

Un hecho importante a recordar es que todo forma de agradación lleva en sí un depósito con el que ha sido construida. 

Por lo tanto la acción posterior de la dinámica del paisaje podrá provocar tres tipos de modificaciones: 

a) alteración de los materiales sin modificación de la forma. 

b) degradación de la forma. 

c) fosilización de la forma bajo nuevos depósitos. 

Desde el punto de vista del método de interpretación en el campo interesa utilizar los procesos a) y b) en forma combinada para reconstruir lo que pasó después del depósito considerado. 

El numeral a (alteración de los materiales) generalmente se vincula con procesos de incisión en los thalwegs principales. 

El numeral b se correlaciona, en cambio, con acumulaciones en los thalwegs principales, o en las cuencas de acumulación- sedimentación adyacentes. 

Es preciso insistir que hay que correlacionar siempre las formas de degradación de los materiales con los depósitos de éstos en thalwegs principales y cuencas de sedimentación. 

Dicho en otros términos, se debe tener presente que las formas de acumulación aquí, son el producto de formas de erosión allá, y que toda forma de erosión dará como resultado una forma de acumulación en otra parte.     

Meso-formas de origen volcánico 

Las meso-formas de origen volcánico se dan sólo en regiones de actividad reciente y actual. Son el resultado de la acumulación de lavas, escorias, cenizas y otros materiales efusivos. 

Una de las formas más frecuentes de origen volcánico es el cono volcánico. 

Este es una masa de forma aproximadamente cónica que aparece a menudo como una forma relativamente “postiza” en un relieve modelado por los agentes de superficie. 

El cono volcánico está constituido por una chimenea principal, y eventualmente otras secundarias (que son los conductos de pasaje de los materiales eyectados), y de un cráter. 

Las coladas laterales cuando fluyen más allá del cono propiamente dicho pueden dar lugar a formas particulares en el fondo de los valles por donde corren. 

En todos los casos en que aparecen formas volcánicas, se desarrollan complejos procesos de interferencia con los mecanismos del sistema morfogenético imperante en el lugar. 

Esta interferencia se manifiesta por la degradación de las formas volcánicas hasta su eliminación del relieve. 

Esta tendencia puede ser más o menos acelerada, aunque es de hacer notar que la destrucción de un cono de ciertas dimensiones puede llevar varios cientos de miles y aún millones de años.     

Meso-formas de origen meteórico. 

Estas formas de dimensiones medias son poco frecuentes, conociéndose sólo unas pocas sobre la superficie de la Tierra. 

Ello se debe a que su ritmo de generación es muchísimo más lento que la intensidad con que actúan las fuerzas de degradación. 

Es obvio que en la superficie de otros planetas, en donde la degradación de las formas se produce con mucho mayor lentitud, las formas de origen meteórico pueden persistir por largo tiempo (es el caso de las formas de la superficie lunar). 

No es el caso de nuestro planeta, en donde, además del rol “protector” de la atmósfera, existe un complejo de fuerzas de degradación de acción relativamente intensa, que impide la conservación de dichas formas. 

El cráter meteórico de Arizona, EE.UU., que tiene 1.200 metros de ancho por 180 de profundidad es tal vez el mejor ejemplo de forma de origen meteórico. Se trata de un amplio cráter de paredes escarpadas (tanto hacia el interior como hacia el exterior) estando las paredes constituidas por materiales desalojados por el bólido en el momento del impacto. El cuerpo meteórico en sí está enterrado debajo del cráter. 

Otro ejemplo típico es el lago de Guatavita cerca de Bogotá, Colombia, que se supone fue el que inspiró la famosa leyenda de El Dorado. 

Otros cráteres meteóricos menores se desarrollaron durante la lluvia de meteóricos férricos de Sijote-Alín, Rusia, de los cuales el mayor tiene 28 metros de diámetro y 6 metros de profundidad.     

Meso-formas de origen kárstico 

Estas formas son características de las áreas con sustrato carbonatado. 

Se originan debido a las particulares propiedades de las rocas calcáreas que además de fracturarse con cierta facilidad se disuelven cuando se dan ciertas condiciones de pH y temperatura. 

La existencia de fracturas posibilita la circulación freática de aguas, las cuales se agrandan al solubilizarse los carbonatos hasta transformarse en grietas de espesor considerable. 

A su vez, la disolución del calcáreo agranda las grietas que lentamente aumentan de tamaño hasta transformarse en verdaderos sistemas de grutas, facilitando así la circulación subterránea del agua. 

En ciertos casos, el techo de una gruta puede ceder dando lugar a la aparición de depresiones en superficie. 

Este es uno de los posibles orígenes de las depresiones que caracterizan el modelado kárstico. 

Otras características de la morfogénesis kárstica son: 

a) infiltración muy importante 

b) circulación preferentemente freática 

c) funcionamiento combinado de la red hidrográfica de superficie y subterránea; frecuentemente existen cursos de agua que desaparecen en superficie y continúan en forma subterránea. El proceso inverso también es frecuente.     

Meso-formas de origen antrópico 

Se relaciona con la creación de meso-formas artificiales. Estas ocurren donde se depositan materiales (ya sea rellenando antiguas depresiones o generando formas positivas por encima de áreas no deprimidas. 

Este tipo de formas es frecuente en las cercanías de las canteras y minas (por acumulación de la ganga) así como en ciertos establecimientos industriales que “producen” gran cantidad de deshechos sólidos no perecederos. 

Otras meso-formas antrópicas se generan por modificación radical de uno o más cursos de agua. 

En este caso la acción puede manifestarse a través del represamiento de una corriente de agua (a través de la creación de una meso-forma positiva: el dique) o del desvío de ésta (creación de un complejo de meso-formas que lo permiten: diques, canales, entre otros). 

En el primer caso se origina un espejo de aguas de tipo lacustre (embalse) aguas arriba del dique que provoca como es lógico imaginarlo un cambio fundamental de la mecánica hidrológica cuya incidencia geomorfológica puede ser muy importante: sustitución de una dinámica de pie de ladera condicionada por la erosión fluvial, por una dinámica de litoral lacustre; sedimentación en el embalse de gran parte los materiales provenientes de la cuenca, interrupción de la erosión fluvial remontante en el sitio del dique y del embalse. 

Hay además numerosas mesoformas artificiales de signo negativo, canteras, arenas, pozos.     

Las micro-formas 

En la práctica se trata de accidentes de dimensiones variables entre algunos decímetros y algunas decenas de metros. 

Debido a su pequeño tamaño la acción antrópica incide intensamente en ellas. 

Existen regiones muy humanizadas en donde prácticamente todas las micro-formas son de origen antrópico (surcos de arado, canales de riego, construcciones de diversos tipos, pequeñas canteras, rutas pequeñas y caminos, acumulaciones de deshechos.) 

En las áreas en donde la influencia del ser humano no se ha dejado sentir en forma intensa se desarrollan múltiples micro-formas de origen natural 

Estas pueden estar relacionadas con la acción de animales (termiteros, cuevas, etc.), o vegetales (p. ej. pequeñas depresiones generadas luego de la caída de un árbol en el sitio que éste ocupaba).       

Referencias

1. Lovelock, James, 1988; The ages of Gaia: a biography of aur living Earth; W.W. Norton & Company, Nueva York, Londres, pp. 252. 

2. Ver compilación de Panizza, M., 1996 (Environmental Geomorphology; Development in Earth Surface Processes, N°4), Elsevier Science Ltd. 

3. Antón, Danilo, 1976; El origen de las formas de la tierra, publicación de la Universidad Autónoma de Guerrero, Chilpancingo, México. 

4. Tricart, Jean, 1965; “Introduction a la géomorphologie climatique”; en Traité de géomorphologie; T.I., SEDES, París. 

5. Tricart, Jean y Cailleux, A., 1974; “Le modélé des regiones chaudes, forêts et savanes”; en Traité de Géomorphologie, T.V., SEDES, París. 

6. Erhart, H., 1968; La génèse des sols en tant que phénomène géologique, Masson, París, Francia. 

7. Tricart, J. y Cailleux, A., op.cit.

8. Erhart, H. 1968.

9. Ver Hupp, C.R., Osterkamp, W.R. y Howard, A.D.; editores; 1995; Biogeomorphology, terrestrial and freshwater systems (Elsevier Sc.Ltd).

 Capítulo 8El uso humano del agua y su 

impacto sobre los sistemas naturales

En tiempos anteriores a la aparición de las sociedades humanas las cuencas hidrográficas evolucionaban naturalmente a ritmos variados dependiendo de los factores climáticos, geológicos y biológicos. La aparición de la especie humana dio lugar a la introducción de diversos factores que dieron lugar a nuevas dinámicas y tendencias diferentes. 

En las sociedades tradicionales antiguas la relación social con el agua se planteaba en términos de profundo respeto. En sus sistemas espirituales el agua era uno de los elementos sagrados más importantes, y el contacto con ella estaba frecuentemente asociado a prácticas ceremoniales, como las abluciones o el baño sacramental1. Los otros usos del agua se limitaban a satisfacer las necesidades fisiológicas indispensables de los seres humanos, la higiene, saciar la sed y el lavado de los animales, y el riego a pequeña escala. 

Las sociedades agro-urbanas que las sucedieron continuaron con algunas de estas prácticas y creencias, pero en mucho menor medida. Las aglomeraciones urbanas implicaron una distribución colectiva del agua, perdiéndose gradualmente la noción del origen del recurso. Del mismo modo, como resultado de la aparición de grandes proyectos de riego, el agua comenzó a ser vista cada vez más como un instrumento productivo, una “mercancía”. 

Algunas sociedades agro-urbanas desarrollaron complejos sistemas de abastecimiento en sus principales ciudades. Son los casos de Alejandría en Africa, Mohenho Daro y Harappa en el Valle del Indo, Atenas, Roma y Venecia en Europa, y Tenochtitlán en América. A nivel productivo se extendió la irrigación agrícola. Para satisfacer estas necesidades se construyeron embalses, depósitos de almacenamiento y acueductos y se excavaron canales de riego. La obtención de agua pasó a tener un creciente contenido social y productivo. 

A medida que las urbes se extendían, las tecnologías hidráulicas de abastecimiento se hacían más complejas. La ocupación territorial tendiente a satisfacer los mercados urbanos con bienes de consumo, llevaba a que las zonas rurales se fuese transformando gradualmente en una mera avanzada de los procesos de urbanización. 

Todos estos fenómenos se ampliaron aún más a partir de la expansión de los estados europeos durante los siglos dieciséis y diecisiete. Las grandes urbes de Europa utilizaron los recursos de sus colonias ultramarinas para el desarrollo urbano, atrayendo contingentes poblacionales crecientes de las zonas rurales adyacentes. 

Ello determinó una ruralización y luego urbanización de las sociedades tradicionales que habían lograron sobrevivir los procesos de agro-urbanización anteriores. La revolución industrial tuvo como impacto la aceleración de la evolución general hacia la ocupación territorial intensiva, con un modelo rural/urbano cada vez más acentuado. 

Los efectos del modelo fueron numerosos y diversos: la expansión de la agricultura y la ganadería, una creciente explotación de los bosques, sobreutilización de los recursos hídricos, excavación de canteras y túneles, construcción de represas y otras estructuras artificiales, etc. 

Estas intervenciones dieron lugar a impactos crecientes en la hidrodinámica terrestre, tanto a nivel local, como regional y global. 

La situación se fue agudizando durante el siglo veinte a partir del avance acelerado de la revolución urbana mundial. El desarrollo de mega-ciudades con varios millones de habitantes, y la densificación de la población en muchas áreas rurales, creó una demanda de agua creciente y concentrada. 

El consumo del vital líquido para propósitos agrícolas, domésticos, industriales y otros, se expandió muy rápidamente; a nivel mundial se construyeron miles de represas, se perforaron innumerables baterías de pozos, se extrajeron las reservas naturales a ritmos sin precedentes. Grandes volúmenes de aguas “usadas” de mala calidad se retornaron al ambiente causando degradación generalizada de los cursos de agua, lagos y acuíferos. 

Al mismo tiempo se fue extendiendo la construcción de obras hidroeléctricas y embalses para la irrigación. Si bien la construcción de represas con fines de generación de energía produce modificaciones relativamente menores a nivel de la calidad del agua, puede tener un impacto muy importante en los ecosistemas acuáticos fluviales. Ello se debe, fundamentalmente, a la obstrucción de las rutas de migración de muchas especies que habitan dichos ambientes. 

El proceso de represamiento fluvial que empezó a fines del siglo XIX, ha continuado en forma incesante y hoy son escasos los cauces fluviales de cierta importancia que fluyen libremente desde sus cabeceras hasta la desembocadura. 

Este proceso se desarrolló a escala mundial a principios del siglo XX y todavía no se ha detenido2. En la actualidad, al comenzar el siglo XXI, su crecimiento prosigue sin cesar. 

Un efecto adicional es el aumento de la sismicidad por el peso del agua almacenada. Este es el caso reciente de Turquía, que en 1997 tenía en construcción 55 represas mayores de 65 metros. Este número representaba el 16% de las 345 grandes represas en construcción en el mundo, mientras la población turca era menos del 2% mundial. Vale la pena recordar que en 1999 se produjeron varios terremotos que destruyeron varias ciudades del norte de este país3.       

Procedimientos artesanales para la extracción de agua

A pesar del desarrollo de tecnologías hidráulicas de alto consumo energético que permiten abastecer a millones de personas a partir de grandes embalses, acueductos, tanques de almacenamiento, plantas de tratamiento y complejos sistemas de distribución, existen aún muchos cientos de millones de personas que obtienen sus aguas por medio de procedimientos artesanales. En muchos casos, ellas utilizan las aguas de los cursos de agua vecinos, con los riesgos sanitarios consiguientes, y en otros excavan o perforan sus propios pozos, extrayendo el agua con bombas (manuales o mecánicas), o más frecuentemente usando baldes. Un problema adicional es como hacer llegar el líquido hasta las viviendas. Como éstas se encuentran a cierta distancia, el transporte suele requerir muchas horas de trabajo semanales. En la mayor parte de las sociedades rurales actuales son las mujeres y los niños quienes se encargan de esa tarea. 

Algunas organizaciones internacionales como FAO y UNICEF, han colaborado en la perforación de pozos e instalación de bombas en muchos parajes rurales de los países más pobres. Se han utilizado numerosos diseños con eficiencia variable. Ciertos tipos de bombas han sido dejados de lado por presentar problemas fisiológicos (caso de las bombas a pedal que han ocasionado abortos en mujeres de Níger y otras partes) o por su incomodidad (bombas de palanca larga en Zimbabwe) inapropiadas para mujeres y niños. 

En los últimos años se desarrolló un proyecto, apoyado por el Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (CIID), para obtener agua de las nubes en las montañas que están al norte de La Serena en Chile. Este proyecto, que fue llevado a cabo por CONAF y la Pontificia Universidad Católica de Chile y Environment Canada, fue altamente exitoso y permitió, por primera vez en la historia, obtener agua para el consumo directamente de las nubes. En todas sus faces el proyecto fue financiado por el CIID de Canadá. Es una zona árida a semiárida (pluviosidad de menos de 350 mm) donde ocurren nubosidades semipermanentes a una altitud de 600 a 800 metros4. Estas nubes se trasladan hacia la costa en la tarde chocando contra las laderas de los cerros (donde reciben el nombre de camanchaca) y dejan sus gotas en forma de rocío en las hojas de las plantas y superficies de las rocas y suelos. 

El proyecto buscaba obtener caudales suficientes para abastecer a una población cercana (Chungungo: 500 habitantes) por medio de varias decenas de cortinas de malla (atrapanieblas) que luego era recogida, tratada y distribuida en los hogares. 

La iniciativa fue exitosa y el proyecto es operativo desde principios de la década de 19905. 

Este procedimiento artesanal de bajo costo podría ser utilizado en muchos otros lugares en donde existen nieblas costeras (como Perú, las islas del Cabo Verde y Namibia). En el primer país de los nombrados, y precisamente en ese sentido, se llevó a cabo un proyecto apoyado por el CIID de Canadá.       

Las intervenciones humanas como factor hidrológico de las cuencas

La influencia social sobre los sistemas hídricos se ejerce directa o indirectamente. En forma directa, lo hace a través de la extracción hídrica intensiva, el bombeo o desvío de las aguas a canales o receptáculos artificiales, la perforación y operación de pozos, la excavación de canteras y galerías de minas, la construcción de embalses y los vertidos de aguas residuales y otras acciones análogas. Indirectamente, su acción se efectúa a través de la alteración de la cobertura vegetal, la deforestación, las plantaciones y cultivos, la modificación climática y microclimática, etc. 

Debido a este impacto social crítico, las cuencas hidrográficas deben ser estudiadas, no sólo teniendo en cuenta los componentes naturales del sistema, sino también los diferentes modos de ocupación territorial humana.       

La influencia de los diversos factores

La influencia de algunos factores antrópicos es particularmente importante. El talado y quema, la “apertura” de campos para la agricultura y la urbanización producen impactos muy intensos que se manifiestan fuertemente a nivel de los regímenes hídricos. Los caudales instantáneos de los lechos aumentan y los caudales de base disminuyen. Se incrementa el albedo y cambian las características térmicas de la superficie que se calienta más rápido durante los días y se enfría más en las noches. Al desecharse la cobertura vegetal, o al disminuir su densidad, se reduce la permeabilidad de la superficie, se intensifica el escurrimiento superficial, las partículas del suelo son erosionadas, se generan inundaciones y se produce sedimentación en los valles y llanuras aluviales. Las excavaciones y construcciones también tienen efectos degradatorios importantes: modifican la configuración del drenaje, destruyen o sustituyen la vegetación nativa, introducen elementos orográficos artificiales con impacto generalmente negativo. El efecto combinado de todas estas intervenciones resulta en una transformación radical del funcionamiento de las cuencas que debe ser considerado al analizar los procesos hídricos.       

Los sistemas hídricos naturales

Desde el momento en que las precipitaciones tocan el suelo, comienzan a operar varios factores que afectan su uso futuro como fuente de agua para el consumo humano. Dependiendo de las características del medio local, el agua puede infiltrarse, escurrir sobre la superficie o evaporarse. 

En las zonas de bosques gran parte del agua se infiltra en el suelo, recargando las napas subsuperficales, mientras que otra parte es absorbida por la vegetación, que más tarde la devuelve a la atmósfera mediante la transpiración. 

En estos ambientes, el escurrimiento superficial sobre las laderas es escaso y el agua infiltrada sólo reaparece en los cursos de agua como resultado de la descarga de las napas. En áreas esteparias o desérticas, donde hay una menor cobertura vegetal capaz de retener el agua, predomina el escurrimiento. 

En las llanuras inundables de las regiones áridas los volúmenes de agua que llegan a los acuíferos puede ser importantes. En dichos ambientes, particularmente en las cuencas endorreicas, la mayor parte del agua se evade del ciclo terrestre a través de la evaporación. 

En los pastizales subhúmedos el ciclo hidrológico presenta un comportamiento intermedio entre la dinámica árida y la dinámica húmeda. 

Cuando la superficie del suelo es alterada por la acción antrópica, se ve afectada esta dinámica natural. 

En los lugares en que se sustituyen los bosques por cultivos, la escorrentía tiende a acentuarse de manera significativa. Si se plantan árboles en áreas desnudas se opera el proceso contrario. 

La agricultura también provoca importantes efectos sobre el balance hídrico. De acuerdo a las prácticas habituales, los cultivos se instalan previa eliminación de la vegetación existente, como forma de eliminar la competencia. Mientras el cultivo no emerge, la tierra permanece desprotegida, circunstancia que afecta drásticamente el destino del agua que cae sobre el suelo. 

Una vez que el cultivo se desarrolla, el comportamiento hidrológico cambia nuevamente. Durante la estación de crecimiento los cultivos pasan por diversos estadios de desenvolvimiento que determinan diferentes grados de cobertura del suelo. En las zonas de cultivos el balance hidrológico está fuertemente controlado por las fases, generalmente cíclicas, de la agricultura. 

La urbanización afecta la dinámica hídrica de manera aún más intensa. Una parte importante del suelo se cubre de superficies relativamente impermeables. Vastas superficies son pavimentadas con asfalto, cemento y otros materiales análogos. 

En esos casos, la infiltración y la evaporación son casi nulas y la mayor parte del agua caída escurre rumbo a los sistemas de drenaje, generalmente artificiales. 

En muchos sitios urbanos la tierra es excavada, removida o recubierta con rellenos traídos de otros lugares, produciendo intensos impactos hidrológicos adicionales. 

Del mismo modo, las estructuras urbanas que se entierran, apoyan o cubren el suelo también afectan notoriamente la dinámica natural. A veces estas estructuras pueden recoger agua, como sucede en algunos techos de viviendas, o en otros casos, obstruir su flujo, tanto superficial como subterráneo. 

La gestión urbana, independientemente de su adecuación, suele incluir esquemas de gestión hídrica de tipo totalizador. El agua de lluvia que llega al pavimento y a los suelos es recolectada en atarjeas, canales y cañerías y sacada fuera de la ciudad por medio de una red de conducción para evitar derrames e inundaciones. El agua de consumo se “importa” desde cauces, lagos o pozos cercanos, luego se la trata, almacena y conduce a las zonas de consumo para ser utilizada con varios fines y finalmente eliminada como aguas servidas. Dicha eliminación con o sin tratamiento se realiza utilizando otros sistemas de conducción. 

En todos los casos el agua es devuelta al sistema hidrológico “natural” en un estado muy diferente a aquél en que originalmente fue extraída. 

Las acciones urbanas tienen además impacto en el resto del territorio aún no urbanizado. Los ríos son canalizados o entubados, sus volúmenes y regímenes de flujo son sustancialmente modificados y sus aguas cargadas de sustancias producidas artificialmente y naturales “relocalizadas”. Los niveles del agua subterránea y el flujo sufren alteraciones. En algunas zonas estos niveles descienden debido al sobrebombeo o a descargas inducidas y en otras pueden subir cuando aumenta la infiltración (por riego o pérdidas de los sistemas) u ocurren obstrucciones al flujo (subterráneo o superficial). 

Estos cambios de los sistemas hídricos pueden tener lugar en el sitio de extracción (disminución del volumen del río o descenso del nivel de agua por acción de los pozos), durante su conducción y almacenamiento (pérdidas desde los canales, caños, tanques y alcantarillas), o en la parte de disposición final del sistema (descargas de cloacas y alcantarillado).   

Impactos sobre los sistemas hídricos naturales

En las cuencas de las represas, generalmente construidas para proveer agua a las plantas de tratamiento, hogares, industrias y zonas de regadío y energía hidroeléctrica, los bosques

cumplen el rol de controlar el flujo de agua que desciende de las cabeceras hasta los embalses. La destrucción de las superficies forestadas modifica la acumulación en los lagos artificiales así como los balances hídricos aguas abajo, particularmente en los casos en que se desvían volúmenes significativos a otras cuencas. Si se bombea agua de un acuífero, se modifican los volúmenes de carga y descarga desde y hacia los cauces con los que dichos acuíferos tienen conexión hidráulica. Asimismo, si se utiliza el agua superficial en un punto dado, el agua subterránea conectada con ella también sufrirá modificaciones. La eliminación de la vegetación en las cuencas altas suele afectar tanto el agua superficial como subterránea de las zonas más bajas de las mismas cuencas. 

Todos los elementos del sistema hidrológico se encuentran íntimamente relacionados. Por esa razón, los efectos de cualquier tipo de acción pueden resultar mucho más complejos de lo que aparentan a primera vista. Es importante definir de antemano quién tiene el derecho y la autoridad para hacer modificaciones que puedan afectar a otras personas que habitan la misma región hidrológica. 

En resumen, la gestión de los sistemas hídricos debe tener en cuenta que los procesos naturales y antrópicos se encuentran estrechamente interconectados. A los efectos de su manejo, éstos deben ser considerados en forma unitaria e integrada.       

Los problemas ambientales y sus costos

Debido al sobreuso y utilización inadecuada de los recursos hídricos, se están creando serios perjuicios ambientales, tanto a nivel regional, como municipal y local. Los problemas son diversos y complejos, afectando no solamente al agua, sino también al suelo y al aire. El aire contaminado da lugar a cambios en la intensidad y longitud de onda de la radiación solar recibida a nivel del suelo, así como a modificaciones en el régimen, volumen y calidad de las precipitaciones. 

Las variaciones de albedo, de evapotranspiración o de polvo generado producen cambios a nivel atmosférico. Cuando la calidad del agua se deteriora también el aire es afectado debido (entre otras cosas) a la disminución o aumento de la evaporación y a cambios en el balance de las radiaciones. A su vez, el suelo es modificado como resultado del aumento de la erosión y de la sedimentación, de las inundaciones o sequías en ríos o lagos, de la salinización y ascenso de las napas freáticas superficiales y otros procesos análogos.       

Cambios en los sistemas naturales

Cambios en los caudales fluviales Con frecuencia, la acción antrópica en áreas densamente pobladas y/o de alto consumo provoca una disminución del volumen de agua en los cursos de agua y cuerpos lagunares adyacentes y cambios a nivel de los acuíferos. En el caso de los caudales fluviales (ver cuadro 8.1) el impacto de las intervenciones humanas generalizadas (urbanización, excesiva explotación agropecuaria, sobreexplotación hídrica) puede causar serios perjuicios a las comunidades ribereñas, dando lugar a inundaciones y sequías donde antes no existían y trayendo grandes acumulaciones sedimentarias perjudiciales para las actividades locales (por ejemplo arenas y gravas).   

Cambios de los regímenes hídricos

Los regímenes naturales de los cursos de agua pueden verse alterados por variaciones en el uso del suelo (por ejemplo, deforestación y cultivos), por extracción de agua, construcción de represas y cambios en las relaciones de recarga-descarga entre acuíferos y sistemas hídricos de superficie.   

Cambios en la cantidad de sedimentos en suspensiónLos aumentos en la concentración de sedimentos de una corriente de agua son a menudo el resultado de un aumento de la erosión en el territorio de la cuenca que da lugar a incrementos de la sedimentación aguas abajo, sobre las llanuras de inundación y en los embalses.       

Sedimentación y relleno de los embalses

Estos procesos son generalmente consecuencia de la evolución normal de los ríos. Las llanuras de inundación son áreas naturales de sedimentación, al igual que los embalses. Sin embargo, la degradación antrópica de las cuencas provoca aumentos en las tasas de sedimentación y pueden conducir a una rápida colmatación de los embalses y a la consiguiente disminución de su capacidad de almacenamiento. El período operativo útil de algunos embalses se ha reducido hasta en un orden de magnitud debido al inadecuado manejo de las cuencas que los alimentan.       

Contaminación de las aguas superficiales

La contaminación ocurre cuando las aguas servidas y otros efluentes urbanos son vertidos a los cauces de agua y a los lagos. Las principales fuentes de contaminación son las siguientes: 

1. Efluentes cloacales domésticos y municipales 

2. Efluentes industriales 

3. Efluentes y drenajes de campos agrícolas 

4. Efluentes y drenajes de canteras y minas 

5. Lavado de fertilizantes y pesticidas 

6. Lluvia ácida 

Entre los contaminantes más importantes encontrados en el agua se incluyen los siguientes: 

1. Detergentes (por ejemplo: jabones, polvos para el lavado y solventes); 

2. Pesticidas (por ejemplo; hidrocarbonos clorados, ácidos clorofenoxólicos, organofosfatados y carbamatos); 

3. Petróleo y derivados; 

4. Metales tóxicos (por ejemplo: plomo y mercurio); 

5. Fertilizantes y otros nutrientes vegetales, tanto provenientes de aguas servidas de origen doméstico y agrícola, como de compuestos utilizados en la agricultura; 

6. Compuestos que reducen el oxígeno disuelto del agua (por ejemplo: desechos/ efluentes de fábricas de alimentos enlatados, de plantas de procesamiento de carne, de mataderos, de lavaderos de lanas, de curtiembres, de fábricas de pulpa y papel, así como desechos generados por animales domésticos y aguas servidas de origen doméstico o agrícola); 

7. Agentes patógenos, como varios microorganismos responsables de infecciones del tracto intestinal (fiebre tifoidea, disentería, cólera, etc) y de la hepatitis; 

8. Sustancias radiactivas resultantes de la disposición de sustancias residuales generadas por la explotación de minas de uranio y otros minerales radiactivos, o material radiactivo de plantas nucleares, o industrias, hospitales e institutos de investigación que utilicen energía atómica.     

Con frecuencia las aguas servidas contaminadas son utilizadas para el riego. En América Latina esta práctica es bastante común. Desde hace varias décadas en México se irrigan aproximadamente 90.000 ha de tierra agrícola en el Valle del Mezquital utilizando aguas servidas provenientes de Ciudad de México (ver capítulo 14). A principios de la década de 1990, 2.000 ha de cultivo de verduras eran irrigadas en Lima con aguas servidas de origen urbano. En São Paulo las aguas contaminadas del Río Tiête son utilizadas para regar verduras plantadas aguas abajo del núcleo urbano. Por último, en Santiago, un área de 62.000 ha de producción de verduras es irrigada con el agua de los 3 cursos localizados aguas abajo del punto de salida del sistema de saneamiento de la ciudad. 

A pesar de que los riesgos para la salud no son de ninguna manera despreciables, existe un potencial efectivo de reutilización de las aguas servidas urbanas, siempre y cuando se implementen adecuados procedimientos para su tratamiento. Recientemente la Organización Mundial de la Salud publicó una serie de guías para el uso de aguas servidas en la agricultura que permitiría un reciclado relativamente seguro de las aguas residuales. A medida que aumenta el costo de desarrollo de nuevos recursos hídricos se puede pronosticar un aumento gradual de la reutilización de las aguas residuales.       

Contaminación del agua subterránea

Los efluentes urbanos y el agua que percola a través de la basura pueden encontrar vías de acceso a los acuíferos. Las fuentes de contaminación, y los principales contaminantes son los mismos que han sido citados más arriba como contaminantes del agua superficial. Dado que el tenor de oxígeno en los ambientes subterráneos es bajo, los líquidos contaminados no sufren procesos de oxidación análogos a los de la superficie. Por otra parte, la mayor parte de las formaciones geológicas tienen la propiedad de actuar como filtros de muchos de los contaminantes que contiene el agua que fluye en su interior. Los agentes patógenos, por ejemplo, son rápidamente eliminados. Sin embargo, la capacidad de filtración de las formaciones geológicas varía considerablemente: algunas, como las areniscas limosas, son sumamente efectivas, otras como los acuíferos kársticos, suelen permitir el pasaje rápido de las sustancias contaminantes sin retenerlas en su camino.       

Descenso excesivo de los niveles piezométricos de las napas

Cuando la tasa de extracción de aguas de un acuífero más su descarga superficial y flujo subterráneo a otros acuíferos contiguos, exceden la tasa de recarga desde la superficie y el influjo subterráneo desde otros acuíferos, los niveles dinámicos y el nivel de agua del mismo descienden. En algunos casos extremos, como por ejemplo, en las excavaciones de túneles y canteras, los acuíferos pueden ser completamente agotados.       

Inundaciones

Las inundaciones son provocadas por un escurrimiento superficial intenso o por una elevación de la napa freática a niveles cercanos o superiores al de la superficie del suelo. El ascenso del nivel de agua subterránea puede estar relacionada con una obstrucción artificial de la vía de descarga, subterránea o superficial, o a un aumento en la recarga.       

La degradación hídrica en América Latina

En América Latina se observan todos los problemas ambientales citados precedentemente. En muchas ciudades del continente el abastecimiento de agua ha disminuido debido a menores caudales o a cambios de los regímenes hídricos. En la región peri-amazónica, desde hace dos o tres décadas, como consecuencia de la deforestación de las cuencas, los niveles fluviales descienden considerablemente durante la estación seca. Al mismo tiempo, durante el período húmedo se producen inundaciones inéditas. 

El río Cuiabá (Mato Grosso, Brasil), ya no provee los caudales necesarios para satisfacer completamente los requerimientos de la ciudad de Cuiabá (800,000 hab.) durante el período de seca. Similares problemas se dan en muchas ciudades del Escudo Brasileño. En México, uno de los casos más graves es el del sistema Lerma- Chapala- Santiago6. El río Lerma, principal valle fluvial de esta cuenca, se origina en el eje neovolcánico mexicano y fluye hacia el norte para desembocar en el lago de Chapala. A su vez este cuerpo de agua drena hacia el océano Pacífico a través del río Santiago. 

Las cabeceras del río Lerma se encuentran en el macizo del Xinantecatl (Nevado de Toluca) y elevaciones adyacentes. Las aguas infiltradas y escurridas en estas zonas montañosas descienden hacia el valle de Toluca. Antiguamente estas aguas se expandían en el pie de monte, ya sea a partir de los torrentes que bajaban de los cerros, o aflorando en numerosos manantiales que se formaban en las zonas de inflexión de pendiente o en las depresiones orográficas para ir a nutrir los cuerpos lacunares del valle. Durante las últimas décadas, el bombeo de las aguas subterráneas para abastecer a la ciudad de México y poblaciones locales del valle dio lugar al descenso de los niveles piezométricos (ver capítulo 6) y a la disminución del área lacunar (a ello contribuyó además el drenaje de extensas áreas para el uso agrícola). Desde entonces7, la evacuación de las aguas de la cuenca se realiza a través de un canal excavado artificialmente, que aguas abajo8 se une con el lecho natural del río Lerma. Debido a la densa población establecida en su cuenca, el río fluye cargado de contaminantes y sedimentos en suspensión, dificultando su utilización en las porciones inferiores de su curso. A ello se agrega la gradual desecación y colmatación sedimentaria del Lago de Chapala, cuya degradación acelerada pone en peligro su supervivencia futura. 

La carga de sedimentos en suspensión en las aguas fluviales está generando problemas similares en la mayor parte de los países de América Latina. Esta situación se vuelve crítica a nivel de las tomas para el abastecimiento urbano. En Colombia la situación es particularmente problemática en Ibagué, ubicada en el piedemonte de la Cordillera Central

y en Popayán, en el sur. Se observan problemas análogos en Lima, sobre el río Rimac, en Perú. Lo mismo sucede con otras ciudades que dependen de ríos de carácter torrencial para su abastecimiento de agua y para la generación de energía hidroeléctrica. El cauce de estos ríos se está llenando de sedimentos a gran ritmo, como ocurre con el embalse del Río Papagayo, aguas arriba de Acapulco, en México. 

La contaminación hídrica está ampliamente extendida en la región. No existe prácticamente ningún curso de agua, lago o acuífero intocado por la contaminación de origen antrópico. Las ciudades más grandes son las que presentan los mayores problemas. Todos los ríos que se originan en ellas o las atraviesan están altamente contaminados: el Riachuelo, en Buenos Aires; los ríos Tiête y Pinheiros, en São Paulo; el río Mapocho, en Santiago; el río Bogotá, en la ciudad del mismo nombre; el río Almendares, en La Habana; los arroyos Pantanoso y Miguelete, en Montevideo, y el río Guaire, en Caracas. La totalidad de las sustancias contaminantes posibles citadas precedentemente se encuentran, en mayor o menor concentración, en estos cursos de agua urbanos, con la excepción probable de los residuos radiactivos, que son menos comunes en las ciudades de América Latina. 

Generalmente, los reservóreos subterráneos están mejor protegidos contra la contaminación. A pesar de ello, existen indicios de que los acuíferos de Buenos Aires, de São Paulo y de la Ciudad de México, entre otros, están comenzando a sufrir las consecuencias del vertido y disposición no controlada de efluentes y residuos. Estos fenómenos fueron estudiados en varios proyectos de hidrogeología urbana desarrollados por el Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (CIID) de Canadá. 

En muchas ciudades donde se practica un bombeo intensivo se está produciendo un descenso excesivo de las napas. Tal es el caso, por ejemplo, de algunos suburbios de Buenos Aires, de la Ciudad de México y de Lima. En algunos casos el sobrebombeo ha provocado intrusión salina, como ser en Mar del Plata (Argentina), Nassau (Bahamas), Santa Marta (Colombia), La Habana (Cuba), Lima (Perú) y Coro y Maracaibo (Venezuela). 

Las inundaciones se han tornado frecuentes en ciudades ubicadas aguas abajo de áreas deforestadas. Las ciudades de Montería y Sincelejo, en el norte de Colombia, están siendo afectadas por las inundaciones del Río Sinú. La propia Lima sufre periódicamente las destructivas inundaciones del Río Rimac. 

Los costos económicos y sociales de estos problemas ambientales son enormes y de difícil evaluación. Si bien estos desastres afectan a la población en su conjunto, no hay ninguna duda que los sectores más vulnerables son las comunidades urbanas pobres. Ellas carecen de recursos para adquirir agua embotellada, perforar sus propios pozos, instalar una bomba con su generador o establecer sus sistemas de tratamiento o filtros. Tampoco disponen de los medios para mudarse fuera de los barrios superpoblados e insalubres de la ciudad. 

Los pobres urbanos raramente cuentan con otras opciones aparte de vivir en llanuras inundables, en laderas inestables o en las cercanías de basurales. Obtienen el agua de aguateros, camiones cisterna y canillas públicas, o de un sistema municipal que resulta mucho menos confiable para ellos que para otros sectores de la población. En los casos en que el agua está contaminada, ellos son los primeros en enfermarse. A su vez, tienen menos acceso a los servicios médicos o al dinero necesario para pagarlos. Paradójicamente, y a pesar de lo inadecuado del servicio, los pobres de las ciudades se ven obligados a pagar por cada litro de agua insuficiente y de baja calidad, más dinero que la que pagan los sectores el que pagan más pudientes por agua de mejor calidad (ODC, s.f.).       

Impacto del uso del agua

El agua es la sustancia de consumo humano más común y generalizada. Se la utiliza para regar los cultivos, para beber, para la limpieza y la cocina, como materia prima industrial, para enfriamiento y muchos otros propósitos. 

La mayor parte es consumida por la agricultura (80%). Un porcentaje considerable se utiliza a nivel doméstico (10%) y la mayor parte del resto (8-9%) en los procesos industriales. 

Estas cifras reflejan tan sólo el agua que es efectivamente utilizada. Hay grandes volúmenes que no son utilizados directamente, pero que son afectados por la acción humana. El agua de buena calidad fluvial o lacustre se degrada como resultado de las descargas de aguas residuales con o sin tratamiento insuficiente (ver capítulo 13). El volumen de aguas naturales que son afectadas por las actividades humanas es enorme y difícil de cuantificar. Es probable, que sea, por lo menos, equivalente a toda el agua consumida en el mundo, y tal vez, considerablemente mayor. 

Otra causa antrópica de degradación hídrica o una causal de disponibilidad restringida, es el manejo inadecuado de suelos y laderas. 

Las prácticas agrícolas o de pastoreo inapropiadas causan erosión de suelos y el agua de escurrimiento proveniente de los cultivos comerciales suele transportar fertilizantes agrícolas y pesticidas. En estos terrenos inadecuadamente utilizados, el escurrimiento se concentra en un período corto, causando inundaciones e impidiendo la utilización óptima de los recursos acuáticos. Durante las crecientes los ríos transportan partículas en suspensión que no solamente disminuyen la calidad del agua, sino que también obstruyen los mecanismos en las plantas de filtrado, haciendo el tratamiento más costoso y difícil. 

Por esa razón, los problemas del agua no son simplemente temas de disponibilidad. Para obtener el recurso hídrico en forma apropiada y duradera, las sociedades deben planificar su implantación y actividades teniendo en cuenta su presencia y calidad. Las estrategias sociales no pueden ignorar el factor agua. Cuando lo hacen, tarde o temprano, esta omisión termina por afectar la propia supervivencia.       

Vulnerabilidad de los recursos hídricos

La vulnerabilidad de los recursos hídricos a la contaminación antrópica, varía de acuerdo al lugar y al tipo de cuerpo hídrico. Los lagos son más vulnerables que los ríos debido a su menor tasa de renovabilidad. Los ríos y lagos mayores son menos vulnerables que los más pequeños. 

Las fuentes de aguas superficiales se contaminan rápido, pero al mismo tiempo, son relativamente simples de limpiar cuando existe la voluntad política y social de hacerlo. 

El agua subterránea, por el contrario, es menos vulnerable a corto plazo. En general (y existen excepciones, como los acuíferos kársticos), los contaminantes tardan más tiempo en infiltrarse en las reservas subterráneas. En algunos casos, las napas de agua están protegidas por niveles impermeables. Sin embargo, muchos acuíferos pueden ser fácilmente contaminados a partir de sus áreas de recarga o debido a perforaciones inapropiadas. 

Cuando esto ocurre, el daño puede ser difícil y caro de corregir. En ciertos casos, la situación es irreversible.       

Los problemas de agua en las áreas densamente pobladas

El aumento de la densidad de población en muchas zonas del planeta ha ejercido una presión insostenible en las fuentes de agua locales. En algunos territorios de alto crecimiento demográfico los recursos hídricos se han agotado o están a punto de agotarse. Esta situación se observa en la India, en Pakistán, en Java, Indonesia, en las zonas semiáridas de México y en las áreas costeras de Perú, entre otras. 

El crecimiento acelerado de las ciudades también ha sido un factor de escasez y desajustes en el abastecimiento hídrico de poblaciones, industrias y cultivos. Esta crisis se acentuó en las últimas décadas. En la mayor parte de los grandes centros urbanos contemporáneos, en el momento de su fundación o desarrollo inicial, los recursos hídricos eran abundantes. En muchos casos, fue la misma presencia de agua que se consituyó en el factor decisivo para definir la localización del primer núcleo establecido. Generalmente, estas ciudades, aún en desarrollo, obtenían el agua de ríos y lagos cercanos, y en ese momento, los recursos eran más que suficientes. En donde no existían ríos o lagos, o eran de difícil acceso, las ciudades utilizaron acuíferos subyacentes o cercanos. Debido a la presencia de agua suficiente y otras razones, las poblaciones originales pudieron crecer transformándose, con el tiempo, en centros urbanos mayores. 

Desafortunadamente, casi sin excepción, los sitios de las ciudades no fueron elegidos pensando en el crecimiento que habría de tener lugar en el futuro como consecuencia de los procesos industriales y/o demográficos. 

A fines del siglo diecinueve y durante el siglo veinte, muchas ciudades aumentaron dramáticamente sus requerimientos de agua. 

Las grandes ciudades consumen enormes volúmenes de agua. Los Angeles, México, Tokio y Buenos Aires, cuatro de las ciudades mayores del mundo, utilizan de 50 a 150 metros cúbicos de agua por segundo. Estas cantidades pueden parecer considerables; sin embargo, son minúsculas comparadas con el flujo de los grandes ríos. El caudal del Amazonas al desembocar en el Océano Atlántico asciende a unos 190,000 metros cúbicos por segundo, 2 mil veces la tasa de consumo de la mayor metrópolis del planeta. 

En su desembocadura, el río Congo lanza al mar promedialmente 60 mil metros cúbicos por segundo. Muchos otros ríos, como el Paraná, el Yangtzé y el Mississippi derraman más de 10 mil metros cúbicos cada segundo. 

En realidad, esta aparente sobreabundancia de agua no refleja la realidad. Los ríos Amazonas y Congo no son típicos pues una porción significativa de sus cuencas se encuentra en zonas de alta pluviosidad. Muchos otros ríos con grandes cuencas (como el Nilo y el Niger) poseen caudales sustancialmente menores. 

En promedio, el agua disponible es mucho menos. No hay que olvidar que las cifras señaladas se refieren al caudal en la desembocadura del río (en donde normalmente éste es el máximo). 

En consecuencia, los recursos hídricos que pueden ser utilizados para las áreas urbanizadas son mucho menores de lo que serían si éstas estuvieran localizadas en sitios ideales. 

Muchas ciudades que se encuentran en la boca de grandes ríos (como Georgetown en Guayana o Montevideo en Uruguay) no pueden usar el agua directamente debido a su carácter salobre (salinidades generadas por el ascenso o desplazamiento del agua de mar durante la estación seca, la acción de las mareas o los vientos). 

Algunas conurbaciones están situadas cerca de las divisorias de aguas por lo que el agua disponible es limitada (por ejemplo São Paulo, Brasil, ciudad de México y, en menor grado,

Madrid, España), o cerca de cursos de agua demasiado pequeños o irregulares (Los Angeles, EE.UU., y Lima, Perú). En estos casos los recursos disponibles no pueden satisfacer las necesidades crecientes de las áreas metropolitanas adyacentes. 

En muchas de estas mega-ciudades, los recursos hídricos locales han sido agotados o degradados, en algunos casos desde hace varias décadas, y las autoridades y compañias de suministro se han visto forzadas a buscar el líquido en otras cuencas o acuíferos vecinos. Como consecuencia de ello, el costo del agua ha aumentado considerablemente, aunque en muchos casos está “disfrazado” en los presupuestos nacionales, provinciales o municipales. A menudo las cuentas de suministro de agua urbano solo registran los costos operacionales, las inversiones son financiadas a nivel nacional, y en algunos casos, incluso los costos de reemplazo no están plenamente considerados. 

Cuando las ciudades no pagan el precio total del agua, alguien debe hacerlo en su lugar. En muchos países las ciudades mayores están siendo subsidiadas por la población en general, incluyendo los contribuyentes de las poblaciones pequeñas y de las zonas rurales que no se benefician (más bien se perjudican) con las obras. 

El continuo crecimiento de las grandes áreas urbanas ha de agravar el problema más aún. Nuevas fuentes de agua solo se encontrarán más lejos o a mayor profundidad; su aprovechamiento requerirá embalses, plantas de tratamiento y sistemas de conducción y distribución más costosos. Las estrategias futuras deberán procurar redefinir los paradigmas de “desarrollo constante” que son la causa de la insostenibilidad en los sistemas actuales. Se requerirá un nuevo enfoque que permita que el consumo de agua se relacione con su distribución y disponibilidad y donde las políticas racionales y equitativas tengan prioridad sobre las inversiones crecientes y el derroche innecesario de los recursos (ver capítulo 12).     

Generación de energía 

La generación de energía también puede ser un factor de utilización excesiva o inapropiada del agua. Normalmente, se trata de presas construidas con fines hidroeléctricos que cambian radicalmente la dinámica y los ecosistemas fluviales. En muchos casos, y dentro de ciertos límites, las modificaciones a los regímenes pueden ser administradas artificialmente. Bien manejados, los embalses permiten un cierto control de los picos de crecidas y disminuir el impacto de las grandes sequías. Desde el punto de vista negativo, la presencia de los diques suele tener un efecto muy perjudicial en las poblaciones de peces de migración longitudinal. Algunas especies pueden disminuir considerablemente, e incluso desaparecer por completo. Ello se traduce inevitablemente en el desequilibrio del ecosistema con el consiguiente impacto en las comunidades humanas que de él dependen (por ejemplo pescadores). Otra consecuencia común de la construcción de embalses son las pérdidas por evaporación. Éstas son mayores en los embalses extensos y poco profundos, y en las zonas áridas y cálidas. 

Los ejemplos de proyectos hidroeléctricos con impacto desequilibrante en los sistemas hídricos abundan: la presa de Aswan en Egipto (ver capítulo 18), las represas de Itaipú y Yacyretá sobre el río Paraná en Brasil, Paraguay y Argentina, y muchas otras. 

A pesar de los problemas constatados en muchos sitios, la tendencia a represar los ríos con fines de generación hidroeléctrica no se ha detenido. Por el contrario, existen aún numerosos planes de expansión hidroeléctrica en algunos de los países más extensos y poblados del mundo como la India9, China, Turquía, Irán y Japón10. 

En algunos casos, la generación de energía hidroeléctrica está afectando antiguos cuerpos lacustres. Un ejemplo representativo de este problema ocurre en el histórico lago Sevan de Armenia11. Desde hace algunas décadas el lago está siendo drenado por las plantas

hidroeléctricas del Río Razdan12 para producir la energía eléctrica tan necesaria para este país mediterráneo (sobre todo luego del conflicto con Azerbaiján, que privó a Armenia de su aprovisionamiento en combustibles fósiles). Las plantas fueron construidas en la década de 1940 cuando los niveles de agua estaban 20 metros por encima de los actuales. En la actualidad luego de 60 años de drenaje, la extensión del lago se está reduciendo cada día y sus aguas están totalmente eutroficadas. La guerra con su vecino Azerbaiján obligó a aumentar la producción hidroeléctrica con las consecuencias ambientales antes mencionadas. Este es un ejemplo más de como los enfrentamientos bélicos entre las naciones pueden acelerar los procesos de degradación de los sistemas hidrológicos naturales.       

La acción humana como factor hidrológico de las cuencas

El avance de las sociedades agro-urbanas e industriales ha agregado un nuevo factor a la dinámica hidrológica, que se ha hecho más relevante a medida que se extiende su influencia. La acción humana se ejerce directamente sobre los sistemas hídricos, a través del bombeo o desvío de las aguas a canales o receptáculos artificiales, construcción de embalses, vertidos de aguas residuales, o indirectamente, a través de la modificación de la cobertura vegetal (deforestación, plantíos), provocando cambios climáticos y micro-climáticos, así como debido al impacto de excavaciones y construcciones en laderas y cimas. 

Por esa razón, las cuencas hidrográficas no sólo deben ser estudiadas teniendo en cuenta los componentes naturales del sistema, sino también los diferentes modos de ocupación territorial. 

Éstos últimos se hacen sentir en los interfluvios por medio de la deforestación, la “apertura” de campos para la agricultura y pastoreo y los procesos de urbanización. Como resultado de estas modificaciones se producen impactos intensos que luego se manifiestan a nivel de los caudales instantáneos y anuales de los lechos. 

Cambian el albedo y las características térmicas de la superficie, que se calienta más rápido durante los días y se enfría más intensamente en las noches. Al desecharse la cobertura vegetal, o al disminuir su densidad, se reduce la permeabilidad de la superficie, se incrementa el escurrimiento momentáneo y las partículas del suelo son erosionadas, generándose inundaciones y sedimentación en los valles y llanuras aluviales. Las construcciones también tienen efectos degradatorios: modifican la configuración del drenaje, destruyen o sustituyen la vegetación nativa e introducen elementos orográficos artificiales con impacto generalmente negativo. 

Es difícil comprender la evolución del paisaje y desarrollar las estrategias más apropiadas para su manejo si no se tienen en cuenta las numerosas variables relevantes. El carácter complejo y multitemático de los procesos naturales hace necesario un enfoque integrado apuntando a avanzar hacia modelos sostenibles en el futuro. 

Tal como lo define M. Falkenmark, 1997: “el futuro no puede ser encarado en reversa confiando en los enfoques del pasado de una cosa por vez”. Más bien, sostiene este autor, correspondería imaginar un futuro sostenible y retroceder para llegar al presente de modo de poder diseñar a partir de aquél, las políticas y estrategias que permitan avanzar hacia ese porvenir potencial y sostenible que se considera deseable y posible13.   

Referencias

1. Señala Lasserre, Jean-Claude, 1995, en su trabajo Of rivers and people: Mientras el agua de los ríos es una fuente de vida, es también una fuente de pureza y tiene un significado simbólico y religioso en muchas civilizaciones. Podemos ver esto en el bautismo de Cristo en las aguas del Jordán

y en el baño ritual de los hindúes en el Ganges.” 

2. Gardner, Gary y Perry, Jim, 1995; Big-dam construction is on the rise; World Watch, Septiembre/ Octubre de 1995; pp.36-37. 

3. International Journal Hydropower and Dams, 1997; The status of dams and hydropower development, Londres. 

4. Se trata de estratocumulus, nubes que separan dos masas de aire, una caliente arriba y una fría abajo (inversión térmica). La diferencia entre

ambas puede ser de varios grados (a veces más de 10°). 

5. Danilo Antón, uno de los editores de este libro, estuvo a cargo del desarrollo de este proyecto desde sus inicios como oficial de programa del

Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (CIID) de Canadá.  

6. El tema de la cuenca del río Lerma ha sido estudiado por numerosos autores en México. El CIRA de la Universidad Autónoma del Estado de México se ha estado ocupando de esta problemática ya por varios años, Albores, B., realizó un estudio en profundidad de los aspectos antropológicos y culturales de la zona en su libro: Tules y sirenas. Otros autores que se han ocupado del tema incluyen a Ham Chi, M., 1996; Díaz

Delgado, C. et al, 1999 y Esteller, M., 1999.  

7. Las políticas deliberadas de drenaje de las lagunas del valle de Toluca comenzaron en la década de 1940 y aún hoy se continúan. 

8. Al norte del valle de Toluca el canal-río está represado por el embalse José Antonio Alzate (ver capítulo 9). 

9. Lele, Sharad en su trabajo The damming of India de 1988 describía en detalle los proyectos hidroeléctricos del país. Las políticas hidroeléctricas

del gobierno de la India no han cambiado en forma significativa en los últimos años.  

10. International Journal Hydropower and Dams, op. cit. 

11. En el Cáucaso. 

12. Río-emisario que evacúa el sobrante de aguas del lago.  

13. Falkenmark, M., 1997; “Society’s interaction with the water cycle: a conceptual framework for a more holistic approach”; en Hydrological

Sciences- Journal des Sciences hidrologiques, 42 (4) Agosto de 1997, p. 451.   

 Capítulo 9Un ejemplo de contaminación de aguas superficiales: el curso del río Lerma, México

El sistema hidrológico Lerma-Chapala-Santiago es uno de los más importantes de México, con una superficie estimada de 130, 000 km2. Se trata de una cuenca compleja que ocupa gran parte del Estado de México, norte de Michoacán, sureste de Querétaro, sur de Guanajuato, este, centro y norte de Jalisco, todo Aguascalientes, el sur de Zacatecas, sureste de Durango y noroeste y centro de Nayarit. Por su gran extensión y orografía diversa la cuenca posee diferentes climas, desde los templados de altura hasta los tropicales lluviosos y es en ella donde se encuentra varios de los centros de población más importantes del Altiplano Central Mexicano. 

La porción superior de la cuenca es drenada por el río Lerma1, mientras que la porción inferior desagua a través del Río Grande Santiago. Ambos ríos sumados tienen una longitud de 1180 km. A ello hay que agregar los 76 km de extensión del Lago de Chapala que funciona dentro del sistema como un embalse natural e intermedio. Del desfogue del lago nace el Río Grande Santiago con una longitud de 475 km hasta su desembocadura en el Río Asadero en San Blas, Nayarit. Por su parte el Río Lerma vierte su caudal en el Lago de Chapala después de un recorrido de 705 km desde su nacimiento en el Altiplano del Valle de Toluca, Estado de México. 

Fue en el sector superior de esta cuenca que el Centro Interamericano de Recursos del Agua, el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares y la Universidad de California en Berkeley decidieron llevar a cabo un estudio detallado de la dinámica de los contaminantes en el agua. La investigación se concentró en el embalse José Antonio Alzate, que represa el caudal del río Lerma a un centenar de quilómetros de sus nacientes.       

La cuenca del Río Lerma en el contexto nacional

Hasta antes de 1951, las zonas deprimidas de la Cuenca Alta del Río Lerma contaban con un sistema lagunar integrado que sobre todo se alimentaba de manantiales, como los de Almoloya, Texcaltengo, Alta Empresa y otros. Estas lagunas tenían una longitud total de 30 km y se conectaban entre sí por canales cortos que unían la Laguna de Almoloya con la Laguna de Chimaliapan en Lerma y San Bartolomé Otzolotepec. En estos cuerpos de agua se ubicaba el nacimiento del Río Lerma. 

Sin embargo, a partir de 1970, se concluyeron las obras de 230 pozos y de 170 km de acueductos para suministrar un poco más de 14 m3/s al Distrito Federal2, modificándose de manera importante los ecosistemas lacustres del área. 

El perfil longitudinal del colector principal de la Cuenca Alta del Río Lerma y un criterio hidrológico-tectónico permiten la división de su curso en tres porciones: Alto, Medio y Bajo. Ello permite un ordenamiento espacial jerárquico por regiones hidrográficas y por subcuencas. 

El Curso Alto comprende la vertiente norte de la sierra Nahautlaca-Matlazinca, así como la vertiente nororiental del Nevado de Toluca. En esta área queda contemplado el altiplano más meridional de la cuenca con 2,580 m.s.n.m. Aproximadamente 9 km aguas abajo de la presa J. Antonio Álzate y a una altitud de 2,570 m.s.n.m. termina el curso alto en el escalonamiento tectónico del Valle de Ixtlahuaca. A partir de éste, se inicia el Curso Medio que termina con el descenso del río hasta la fosa tectónica Solis-Acambay a una altitud de 2,500 m.s.n.m., donde se inicia el Curso Bajo hasta que el río abandona el territorio estatal (Gobierno del Estado de México, Atlas Ecológico de la Cuenca Hidrográfica del Río Lerma, 1993).       

Aspectos de la evolución ambiental

La cercanía de la cuenca con la Ciudad de México, una de las concentraciones humanas más grandes del mundo, se ha convertido en un factor crítico de presión social y política que repercute principalmente en el recurso agua. La presión ejercida por la Ciudad de México es tan fuerte que por tratar de resolver parcialmente el problema de abastecimiento de agua potable se han sobreexplotado los recursos disponibles de agua de la Cuenca Alta del Río Lerma. Sin embargo, no existe una cuantificación precisa del grado de sobreexplotación. 

A pesar de los problemas ambientales comprobados, la mortalidad por enfermedades infecciosas intestinales de origen hídrico ha disminuido en forma sostenida durante los últimos 60 años. En 1990, se observaban tasas promedio nacionales del 32 por cien mil habitantes, decreciendo éstas hasta un 11.8 por cien mil habitantes en 1994. Para el Estado de México, donde nace el río Lerma, la tasa de mortalidad infantil por enfermedades infecciosas intestinales fue de 576.6 por cien mil habitantes en 1990, disminuyendo en los siguientes años hasta registrarse una tasa del 224.7 por cien mil habitantes en 1994 (Pavón

et al., 1997).       

La Cuenca Alta

Esta cuenca considerada como una de las más importantes de México, es representativa de la problemática existente en la mayor parte de las cuencas mexicanas, por su intensivo desarrollo industrial y ocupación urbana. El desarrollo industrial ha acarreado un explosivo crecimiento de la población y consecuentemente de la demanda de servicios, entre los que destaca por su importancia vital, el de agua potable. Asimismo, paralelamente a la industrial, se produjo una importante expansión agrícola. Aún cuando tiene un valor económico menor, su demanda hídrica supera, con mucho, la suma de demandas de la industria y de la población. 

El crecimiento en la industrialización en el valle de Toluca después de 1960 provocó el aumento en la generación de desechos y las descargas de aguas residuales que en conjunto con las descargas de aguas de origen doméstico y la disminución del caudal convirtieron al río Lerma en uno de los más contaminados de México (Barcelo-Quintal et al. 1998).       

Características fisiográficas de la subcuencaLas características físicas de la cuenca fueron cartografiadas a través del procesamiento de un MEDT con resolución de 90 metros. La resolución es la apropiada para un estudio a escala 1:250,000, y los resultados obtenidos están en función de la misma3. 

La ilustración de la figura 9.1 muestra una perspectiva sombreada de la orografía del área de estudio. Es de resaltar la energía de relieve que sobresale en la porción sur (Nevado de Toluca) y en la porción oriental (la Sierra de las Cruces). En la figura 9.2 se presenta un mapa hipsométrico sintético. 

En el cuadro 9.1 se resumen los resultados obtenidos en la estimación de las características fisiográficas del Curso Alto del Río Lerma y donde para cada uno de los análisis efectuados se incluyen los comentarios pertinentes.       

Análisis pluviométrico de la subcuencaDurante el estudio se encontraron serias deficiencias en la calidad y cantidad de los datos básicos para llevar a cabo un estudio hidrológico de la cuenca. A pesar de existir un buen número de estaciones pluviométricas, muchas no tienen todos sus registros, algunas han desaparecido y otras operan bajo condiciones inadecuadas. Sin embargo, con el fin de obtener una evaluación de la precipitación, se han considerado aquellas estaciones que coinciden en su período de registro, lo cual ocurre en el período de 1963-1983.4 Los datos obtenidos incluyen: 

• Las precipitaciones totales para cada uno de los quince años de observación considerados y 

• Las precipitaciones promediales mensuales.     

El método de interpolación utilizado para este proceso fue el de Kriging Universal, que corresponde a un modelo lineal (ver mapas en anexo)5.       

Análisis de caudales medios del curso alto del río Lerma6

El curso del río Lerma nace en la práctica en las Lagunas de Lerma (Lagunas Chiconahuapan, Chimaliapan y Chignahuapan), las cuales estaban alimentadas, principalmente, por un conjunto de manantiales habiendo sido los más importantes los de Almoloya, Texcaltenga y Alta Empresa. 

En la actualidad estos manantiales se han secado debido a los aprovechamientos que se señalan al final y las únicas aguas que alimentan las mencionadas lagunas provienen de los escasos escurrimientos superficiales de la cuenca natural de las mismas. 

El río Lerma recibe en su primer tramo algunos afluentes importantes como son: por su margen derecha, las ríos Calpulhuac, San Luis, Ameyalco, Otzolotepec y Santo Domingo y por su margen izquierda El Ocotillo, Tejalpa, La Gavia y Jaltepec. En el río Jaltepec existe, desde hace mucho tiempo, la pequeña presa Tepetitlán que recientemente quedó inundada dentro del embalse del nuevo vaso Tepetitlán. También han sido construidas en los últimos años las presas Ignacio Ramírez sobre el río de La Gavia y la José Antonio Alzate sobre el propio río Lerma, estructuras que modifican apreciablemente el escurrimiento natural de la corriente principal. Sin embargo, el motivo más importante de la alteración del régimen del río Lerma en este tramo ha sido la extracción de aguas del subsuelo para abastecer a la ciudad de México y, particularmente, con la nueva serie de pozos perforados a lo largo del Valle hasta Atlacomulco, con una explotación del orden de 5m3/s en total.       

Los principales afluentes

El río Tejalpa, con una cuenca de 225 Km2, es afluente por la margen izquierda del río Lerma uniéndose a éste un poco abajo de la hacienda “La Y”. Nace en el cerro La Calera a elevaciones del orden de 3500 m.s.n.m. y corre con rumbo al Noreste pasando por San Francisco Tlalcilalcalpan, Calixtlahuaca, San Pablo Autópan y otras poblaciones menores, antes de concluir al río Lerma fluyendo muy cerca de la ciudad de Toluca. 

El río Temoaya (cuenca de 74.0 Km2) es un pequeño aportador del río Lerma, con origen en el cerro de Las Palomas, a unos 9 km al Oeste de Santiago Tlazala. El colector desciende desde una altitud del orden de 3500 m.s.n.m. con dirección Noroeste, la cual cambia gradualmente mediante una curva, al Suroeste. En esta trayectoria incrementa su caudal al recibir las aportaciones del manantial Los Ojuelos y 6 km aguas abajo recibe, por la margen izquierda, un afluente denominado arroyo El Rincón, 2.9 km aguas abajo confluye por la margen derecha al río Agua Blanca y a partir de esta confluencia se le conoce como río Miranda y adelante como río Caballero. Esta parte de su cuenca se caracteriza por lo accidentado del terreno y por lo pronunciado de la pendiente de su cauce. Aguas abajo (3.2 km) de la última confluencia citada, recibe por la margen derecha el arroyo Guampa, a cuya altura se encuentra la población de Temoaya, Méx.; adelante corre por una zona plana, donde se le aprovecha para riego mediante un pequeño canal que se deriva por su margen izquierda y aguas abajo cruza, mediante un sifón, la carretera del D.F. que corre paralela al acueducto del Alto Lerma. Más abajo (1.2 km) se encuentra el sitio de la estación hidrométrica Las Trojes operada por la S.A.R.H. y finalmente descarga sus aguas al río Lerma, en un punto que se halla unos 400 m aguas arriba del embalse de la presa Antonio Alzate. 

   

Caudales no aforados 

La información de las estaciones hidrométricas que se utilizaron en el presente estudio (la Y, Las Trojes y Calixtlahuaca) miden sólo parcialmente los caudales de las subcuencas que contribuyen directamente al volumen de agua que llega al embalse. Además de éstas existe un área de drenaje perteneciente a la cuenca que no cuenta con ninguna estación de aforo. Por tal razón, y teniendo en consideración las características fisiográficas y régimen pluviométrico de las zonas no aforadas, se procedió a la cuantificación de los caudales no aforados por ponderación de superficies homogéneas. 

La figura 9.6 muestra la distribución de área tributaria para cada una de las estaciones hidrométricas seleccionadas y las áreas de las zonas no aforadas. El caudal procedente de la zona no aforada de la margen derecha fue estimado por ponderación de caudales medios diarios de la estación las Trojes y el caudal generado por la zona no aforada de la margen izquierda del embalse fue estimado por la ponderación de la suma de caudales medios diarios de las estaciones hidrométricas la Y y Calixtlahuaca. El coeficiente de ponderación para los caudales de la estación las Trojes es de 2.19 y para la suma de caudales de las estaciones la Y y Calixtlahuaca fue de 1.082.     

Q diario carl  =  2.19  (Q diario Trojes)  +  1.082  (Q diario y + Q diario Calixtlahuaca)    (1)       

Análisis de caudales medios mínimos del curso alto del río Lerma

El presente análisis de caudales medios mínimos representa las entradas mínimas de agua al embalse. El mismo se realizó usando como base las técnicas de evaluación de sequías hidrológicas. De acuerdo a esta técnica, la sequía se presenta cuando la disponibilidad de agua no alcanza a proporcionar una demanda mínima requerida para satisfacer el sistema (Dracup et al., 1980). 

Aplicando la definición antes expresada (en términos de satisfacción ecológica mínima requerida para que la cuenca y su sistema hídrico fuesen capaces de soportar la carga de contaminación vertida), el umbral ecológico de entradas de agua al embalse correspondería a un valor que permitiera condiciones aceptables en la calidad del agua almacenada. 

Las condiciones actuales de la cuenca son demasiado complejas para determinar apropiadamente el caudal ecológico mínimo requerido para definir el umbral de los caudales mínimos aceptables. Por tal razón, se procedió a la evaluación de las características de caudales mínimos y de la posible recuperación del sistema ante tales valores. En fase posterior se efectuó la comparación entre la recuperación de la calidad del agua en el tramo de río sin embalse y los valores reales de calidad del agua con embalse. 

Por otro lado, cualquier valor de caudal, en especial los caudales mínimos, puede presentar variaciones artificiales, e incluso una carencia extrema de agua, sin relación con un período prolongado de sequía. 

Para definir las características de los caudales mínimos se requieren tres principales parámetros: 

1. El valor mínimo promedio de caudal presentado en n días consecutivos, es decir la media móvil de orden n. 

2. Las fechas o el período de su ocurrencia y 

3. La frecuencia atribuible al fenómeno.     

Así pues, los caudales mínimos de sequía están asociados con valores de caudal que no exceden un cierto umbral durante cortos periodos de tiempo. En hidrología, el análisis de caudales mínimos es necesario antes de utilizar el curso de agua como una fuente de abastecimiento. En este caso, el análisis de caudales mínimos tendría la finalidad de evaluar la capacidad de autodepuración del río. El análisis de frecuencia sobre los caudales mínimos, es el método más utilizado en este tipo de fenómenos.       

Período de duración de caudales mínimos

La información sobre la frecuencia de los caudales mínimos es obtenida a partir de un análisis de la distribución anual de caudales mínimos observados. Para ello, es necesario ordenar la información existente por años hidrológicos, y no necesariamente años naturales, considerando un año hidrológico el contenido entre dos picos máximos separados por doce meses. El estudio de caudales mínimos se lleva a cabo bajo la selección de caudales mínimos promedio de diferentes tamaños; es decir, la media móvil de orden 1, 3, 7, 15 y 30 días.       

Función de distribución de probabilidad de ajuste

El ajuste de una distribución de probabilidad a una muestra hidrológica, es un proceso que consiste en encontrar una función cuya similitud con la información disponible sea la más apropiada. En estas condiciones se utiliza la muestra de observaciones de la variable hidrológica para orientar la elección del modelo matemático que, teniendo las propiedades estadísticas de la muestra, permita por extrapolación evaluar valores no observados y asignarles un determinado período de retorno (Llamas, 1993). Una de las funciones de distribución comúnmente utilizadas para el análisis de frecuencias de variables hidrológicas de valores mínimos es la función Log-Normal 3, LN3, (Llamas, 1993; Rassam, 1988). 

Cabe la pena mencionar que el análisis de frecuencias fue realizado con ayuda un software desarrollado recientemente en el Centro Interamericano de Recursos del Agua denominado ANFREHID 1.0 (Trujillo, 1999).     

Obtención de las series de medias móviles de caudales medios mínimos del Curso Alto del Río Lerma. 

Lao cuadros 9.4 y 9.5 muestran los datos de las series de medias móviles de orden 1,3,7,15 y 30 días para el período de registros de caudal de 1974 –1990, así como los valores obtenidos del análisis de frecuencia para diferente período de retorno.   

   

Evaluación de autodepuración del río Lerma 

En el tramo del río Lerma entre la carretera Toluca-México y la presa Alzate, de aproximadamente 25 km, se encuentran condiciones de oxígeno disuelto de 0 mg/l en los meses de noviembre a mayo. Las cargas orgánicas que generan valores de DBO del orden de 200 mg/l (ver figura 9.9) son tan altas que en época de estiaje con caudales del río tan bajos (menos de 2 m3/s en promedio) no existe posibilidad de reoxigenación en el tramo. 

Durante los meses de lluvias junio-octubre los valores de DBO disminuyen por el efecto de dilución. Los valores de oxígeno disuelto no parecen superar niveles de 4 mg/l, los cuales aún son deficitarios al estar por debajo de la mitad del valor de saturación. 

Un análisis de las condiciones mínimas para saneamiento del tramo requiere de un conocimiento profundo, que no se tiene de las descargas de aguas residuales. Por esa razón sólo se puede concluir que las acciones de tratamiento de aguas residuales son aún insuficientes y que el caudal de autodepuración del río es mucho mayor que los valores promedios que se presentan actualmente aún en época de lluvias. Es especialmente crítica la situación en la época enero-marzo donde se encuentran valores promedios en 7 días de 0.68 m3/s. 

Lo que sí se puede analizar a partir del gráfico 9.11 es el efecto que la presa Alzate tiene en la mejoría de la calidad del agua del río Lerma. En efecto se aprecia una eficiencia de remoción de DBO en la presa del orden del 80% en los meses de niveles altos del embalse: noviembre-marzo. En los meses de niveles bajos esta eficiencia disminuye pero estos meses coinciden con el período de lluvias en el cual la dilución del río es mayor.     

Análisis de procesos sedimentarios en la Presa Alzate 

Con el objetivo de tener un estimativo del volumen de acumulación de sedimentos en la presa, de su posible distribución en el embalse y de la influencia que el proceso de deposición de los sedimentos tiene con las concentraciones de los metales pesados medidos en este estudio, se llevaron a cabo las siguientes etapas: 

• Medición de la concentración de sedimentos en suspensión a la entrada de la presa Alzate en el río Lerma 

• Análisis granulométrico de sedimentos superficiales a todo lo largo de la presa. 

• Determinación espacial del contenido de materia orgánica en sedimentos superficiales.       

Cuantificación del aporte de sedimentos al Embalse Alzate

Las mediciones de sedimentos en suspensión en el río Lerma se efectuaron en el sitio del puente de la carretera Toluca-Temoaya. Este lugar se encuentra 2 km aguas arriba del poblado San José Pathé donde se puede decir que comienza el embalse Alzate, por lo tanto es una medida de la entrada de sedimentos a la presa Alzate por el río principal. Se efectuaron mediciones de perfiles de concentración en la vertical con periodicidad semanal. Las profundidades de muestreo variaron de acuerdo al tirante del río. Para tirantes bajos, menores de 2 metros, se efectuaron cada 20 cm, para tirantes medios, de hasta 3 m, cada 30

cm7 y para tirantes altos, mayores de 3m, cada 40 cm. Los resultados que se presentan en las figuras 10 a 12 muestran una gran variación estacional. Durante los meses secos abril- mayo las concentraciones raramente superan los 150 mg/l, en tanto que para los meses de lluvia los valores son usualmente mayores de 300 mg/l con valores hasta de 1200 mg/l. 

Los anteriores gráficos demuestran que durante los meses de junio a agosto se lleva a cabo el mayor transporte de sedimentos al embalse Alzate. Estos meses corresponden al comienzo de las mayores precipitaciones. Sin embargo no son necesariamente los meses de mayor caudal líquido. El fenómeno puede estar asociado a la mayor disponibilidad de sedimentos en la cuenca los cuales son arrastrados por las primeras lluvias fuertes. Los caudales de los meses subsiguientes, aunque grandes por el efecto del flujo base, no encuentran sedimentos en tal cantidad y por lo tanto las concentraciones decrecen para caudales similares a los de agosto.       

Determinación de la relación caudal líquido- caudal sólido

Para determinar el volumen influente de sedimentos se calculó una concentración media en mg/l para cada perfil. Con esa y el caudal estimado sobre la base del tirante medido, se calculó la carga sólida correspondiente en toneladas por día. Posteriormente se efectuó una correlación caudal sólido (Qs)- caudal líquido(Ql) a fin de poder inferir los caudales sólidos para los valores promedios multianuales de caudales líquidos. Esto se realizó en vista del corto período de muestreo de sedimentos en suspensión y de la valiosa disponibilidad de datos de caudal líquido de más de 40 años. 

Las correlaciones caudal líquido-caudal sólido se intentaron utilizando la totalidad de los datos medidos de caudal sólido. Sin embargo el ajuste estadístico logrado utilizando regresiones de tipo linear, potencial, logarítmico y polinomial no fue bueno con coeficientes de determinación r2 menores de 0.5. En vista de la relación ya explicada de los perfiles de concentración con las condiciones hidrológicas se procedió a un análisis estacional de esos perfiles, el cual presentó parámetros estadísticos mucho más aceptables para el caso de los meses de lluvias. Las correlaciones encontradas se presentan a continuación. 

En las anteriores correlaciones se detecta claramente el efecto de disponibilidad de sedimentos. Para los primeros meses de lluvia se encuentra una correlación (figura 9.13) con buen coeficiente de determinación (r2=0.74) la cual predice caudales sólidos altos para un determinado caudal líquido (por ejemplo para Ql=8 m3/s el correspondiente Qs=400 ton/día). Para los meses que siguen (figura 9.14) la correlación es igualmente buena (r2=0.9) pero predice una disminución de los caudales sólidos (por ejemplo para un Ql=8 m3/s el correspondiente Qs=100 m3/s). Para los meses de escasas lluvias (figura 9.15) no se encontró una buena correlación entre el caudal líquido y el caudal sólido. Esto puede ser debido al poco arrastre por erosión de la cuenca y los sólidos pueden ser debidos a contribuciones antropogénicas (descargas de aguas residuales domésticas e industriales poco relacionadas con el caudal líquido del río). Sin embargo, estos meses poco contribuyen al volumen sólido total anual y para esos meses secos la consideración de un valor medio de 40 ton/día es razonable y no afecta considerablemente el valor total anual.   

Cálculo del aporte medio anual de sólidos al embalse

Las anteriores correlaciones permiten estimar el volumen total anual medio de sólidos al embalse Alzate. Para el efecto se utilizó el caudal líquido medio mensual multianual del río Lerma. Con ese caudal y las correlaciones Ql-Qs se estima el caudal sólido medio mensual.

Posteriormente se estima la capacidad de retención de sólidos al embalse por medio de la siguiente relación propuesta por Churchill (1948): 

Pr=100-(800 * Is-0.2 - 12) 

donde 

Pr= porcentaje de sedimentos retenidos 

Is= índice de sedimentación = Tr/V 

Tr= tiempo de retención = Volumen/caudal medio influente 

V= Velocidad media del escurrimiento 

Para calcular el tiempo de retención se determinó el volumen medio de cada mes y se dividió por el caudal medio de ese mes. La velocidad media se calculó considerando 14 secciones transversales del embalse y promediando la velocidad resultante en éstas para el caudal medio de ese mes. 

El volumen medio en cada mes se calculó con los datos de operación del embalse desde su construcción hasta 1997. La figura 9.16 presenta esa política de operación. 

El cuadro 9.6 presenta los resultados del cálculo del volumen sedimentario promedio anual acumulado en la presa Alzate.       

Estimación de la distribución de sedimentos en el embalse

En el cuadro anterior se puede observar que durante los meses de mayo-septiembre se acumula el 82% del volumen total anual (57.329 ton. por año de un total de 69.506 ton. por año). Durante esos meses el embalse se encuentra en los niveles más bajos con un volumen menor a 20 Mm3 (ver figura 9.17). En la curva de área vs. elevación (figura 9.20) se comprueba que los niveles para ese volumen son menores a 2652 m.s.n.m. 

Para esos niveles el área del embalse es menor de 400 ha tal como puede apreciarse en la gráfica de Elevación vs. Area (figura 9.18). 

Por lo tanto, se puede estimar que el espesor medio del depósito sedimentario en las 400 ha por debajo de la cota 2562 m.s.n.m. del embalse es de aproximadamente 40 cm (1.6 Mm3/400 ha). Se puede suponer que en las zonas más profundas la profundidad del depósito sea mucho mayor (por encima de 1 metro). En efecto, según mediciones puntuales cerca de la cortina las profundidades cuando el embalse se encuentra en el Nivel Normal de Operación (2565.5) no son mayores de 11 m y según la topografía antes de la construcción estas deberían ser cercanas a 15 metros.       

Análisis granulométrico de sedimentos superficiales de la presa Alzate

Para llevar a cabo este análisis se seleccionaron 10 zonas de muestreo ubicadas de tal manera que cubrieran la totalidad de la presa, éstas se muestran en la figura 9.19. Se utilizaron mallas de alambre (Tyler o U.S. standard) y para la fracción más fina se usó un hidrómetro Bouyoucus standard tipo 152H 

Como ejemplo de la presentación de resultados se presenta el análisis de la zona 8 en el cuadro 9.7. 

De esa manera se obtuvo una curva de distribución por tamaño para cada una de las zonas. En la figura 9.22 se presentan los resultados de tres zonas (Zona 1, 6 y 10). En éstos se aprecia que el material es predominantemente areno-limoso. 

Al graficar curvas de igual diámetro (figura 9.21) se puede apreciar que los materiales mas finos se depositan en la zona 3. Esta zona corresponde al cese de la parte canalizada del cauce del Lerma. La parte del río aguas arriba solo desborda cuando los niveles del embalse son altos (Noviembre-Marzo). En época de lluvias cuando el río aporta la mayor cantidad de sedimentos, el embalse prácticamente empieza en la zona 3 y es ahí donde se depositan la mayor parte de sólidos.       

Parámetros descriptivos de la granulometría

Una de las medidas de distribución de tamaños más comúnmente usada es la de Folk y Ward (1957) que hace uso de la escala (phi) de Krumbein (1938) en la que =log2 d(mm), y 0=1 mm. 

La Media de Folk y Ward, Mz, se define como el promedio de los valores del diámetro, d, (o valores phi) en los percentiles 16, 50 y 84, que está afectada por las colas de la curva y es por tanto, una mejor medida de la textura general de la muestra.     

 FORMULA        (1)     

Un resumen sobre las medidas de distribución de tamaños se muestra en el cuadro 9.8. Se incluyen los porcentajes de limo y arcilla obtenidos por el método del hidrómetro.     

Análisis de contenido de materia orgánica 

Para el análisis de materia orgánica se tomaron 0.2 gr. de cada muestra de material del lecho que pasó la malla 200 (0.062 mm). A esta fracción se le aplicó una modificación del método propuesto por Schollenberger para determinar el contenido de materia orgánica. La materia orgánica se oxida con ácido crómico en presencia de un exceso de ácido sulfúrico. Se agrega una solución de sulfato de plata antes de la digestión para eliminar la presencia de cloruros. Después de efectuada la reacción, el exceso de ácido crómico se titula con una solución ferrosa. Los resultados se reportan en el cuadro 9.9. 

La figura 9.22 muestra la distribución espacial de la materia orgánica en la presa. Se observa que la mayor cantidad de materia orgánica se presenta en la zona 3. Esta zona coincide con la mayor presencia de finos. Este hecho puede tener una importante implicación en la presencia de metales pesados, algunos de los cuales presentan afinidad por la materia orgánica y por lo tanto con la presencia de material sedimentario fino.       

Medición de concentraciones de metales pesados en núcleos de sedimento 

Debido a los procesos fisico-químicos de precipitación y sedimentación, algunos de los metales pesados que son introducidos en un sistema acuático son depositados en los sedimentos (Avila-Pérez y Zarazúa-Ortega, 1993; Baruah et al., 1996; Dekov et al., 1997; Rodríguez y Avila-Pérez, 1997). De tal manera, que los sedimentos proveen información muy valiosa de la historia de la calidad del cuerpo de agua (Baryshev et al., 1995; Von Gunten et al., 1997). El análisis de metales pesados de núcleos de sedimento combinado con otras mediciones han sido usados para interpretar la historia de la contaminación en cuerpos de agua (Croudace and Cundy, 1995). El aumento en las concentraciones de Cu, Zn y Cd ha estado asociado al crecimiento de la producción industrial metal-mecánica, metalúrgica y extractiva, mientras que el plomo puede asociarse al aumento de combustibles con este metal (Von Gunten et al., 1997), pigmentos, esmaltes, industria metal-mecánica, industria cerámica, industria odontológica, etc. 

La presencia de algunos metales pesados puede ser un indicador de ciertas actividades industriales que hayan provocado el aumento en sus niveles dentro de los sedimentos, sin embargo, es necesario considerar que los sedimentos del embalse Alzate se forman con una contribución importante de suelos de origen volcánico y lacustre que pueden contribuir significativamente con los niveles de ciertos elementos y no deberse exclusivamente a la contaminación provocada por el crecimiento industrial. 

En el valle se identifican sedimentos lacustres y aluviales intercalados con materiales clásticos de origen volcánico que se formaron a partir del “Eje Neovolcánico Transmexicano” (Deman et al., 1978), ya que la cuenca está constituida por una franja de naturaleza volcánica de tipo calcoalcalino. La secuencia litológica está constituida por diversos tipos de rocas volcánicas del Terciario, fundamentalmente basaltos y andesitas, así como materiales piroclásticos y brechas, los cuales afloran en las sierras que rodean el valle. 

Los materiales sedimentarios lacustres están constituidos por arenas de grano fino a grueso con cantidades significativas de limos claros y arcillas oscuras de espesor variable que tienden a concentrarse en sitios específicos dentro de la presa. Las capas oscuras contienen minerales arcillosos y materia orgánica particulada que produce el color oscuro. Las capas de grano fino también contienen calcita. La secuencia de gradación es normal, disminuyendo el tamaño del grano hacia arriba a la base del lecho. El espesor variable de las capas finas se debe a que el material en suspensión a la entrada es diferente durante el año (Reyes et al., 1999). 

Con respecto a los contaminantes inorgánicos en la presa Alzate, particularmente los metales pesados, se han determinado niveles altos de Cr, Fe, Pb, Cu, Zn y Cd en fase acuosa (Avila, 1995) y en sedimentos (Barceló, et al, 1996).       

Estudios realizados

Se determinaron las concentraciones de K, Ca, Ti, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, Pb, Rb, Sr y Zr en núcleos de sedimento a través de la técnica de Espectrometría de Fluorescencia de Rayos X Dispersiva en Energía (EDXRF) en las zonas B, C y F ubicadas a lo largo de la presa Alzate. La evaluación de los espectros se realizó con el programa AXIL y la concentración de cada elemento se determinó mediante el programa SAX, utilizando el estándar de referencia “Soil-7” del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA).       

Muestreo de sedimentos

Se realizaron dos muestreos en los meses de abril y mayo de 1999, en el que se obtuvieron dos núcleos en la zona F, cuatro núcleos de la zona C frente al embarcadero de Tlachaloya, donde tres de ellos se colectaron con el nucleador y otro con espátula en un perfil a la orilla del río hasta una profundidad de 84 cm. También se recolectaron dos núcleos en la zona B, a 150 m de distancia del río y retirado del área de maniobras para desazolve. El cuadro 9.10, muestra la relación de núcleos obtenidos en cada zona de la Presa J. A. Alzate en los dos periodos de muestreo.   

Análisis de metales en sedimentosEl análisis de sedimentos se realizó por la técnica de EDXRF. El equipo utilizado consiste en: un detector de Si-Li marca KEVEX, con voltaje de operación de 900 V y resolución de 185 eV a 5.9 KeV; un amplificador Ortec Modelo 572; un multicanal Norland Modelo 5400 y una Computadora HP-Vectra 486 con coprocesador integrado. Como fuentes de excitación se utilizaron tres fuentes radiactivas, la primera de 55Fe, para el análisis de Si, S, K y Ca, 238Pu para analizar K, Ca, Ti, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn y Ga y 109Cd se empleó para analizar Rb, Sr y Zr. 

Cada muestra se analizó por duplicado, con un tiempo de colección del espectro de 1000 s. Las muestras se cuantificaron mediante el método de comparación de estándar utilizando el método de corrección por compton para corregir los efectos de matriz. 

Se determinaron las concentraciones de cada elemento en tres núcleos identificados como B, C y F a profundidades de 37, 84 y 45 cm con incrementos de 7, 5 y 5 cm respectivamente a partir de la superficie del lecho. 

Las concentraciones medidas de los elementos analizados en los núcleos de sedimentos se presentan en el cuadro 9.11. Los elementos se agruparon de acuerdo al sitio o zona de muestreo y al número de núcleo que corresponden. 

Factores de Enriquecimiento. 

Con objeto de determinar el componente natural y antropogénico de los elementos en los sedimentos de la presa J. A. Alzate, se determinaron los factores de enriquecimiento. El cálculo de los factores se llevó a cabo mediante la ecuación: 

F.E. = (C.X. muestra C.R. muestra) (A.X.S. A.R.S.) 

Donde: 

C.A. muestra = Concentración del elemento X en la muestra. 

C.R. muestra = Concentración del elemento de referencia en la muestra. 

A.X.S. = Abundancia del elemento X en sedimentos derivados de rocas ígneas. 

A.R.S. = Abundancia del elemento de referencia en sedimentos derivados de rocas ígneas.     

Los resultados obtenidos de los cálculos de los factores de enriquecimiento son mostrados en los cuadros 9.13 y 9.14.       

Contenido de metales en los núcleos de sedimento

Los sedimentos son transportadores y fuentes potenciales de contaminantes en sistemas acuáticos, estos materiales también pueden afectar la calidad del agua subterránea y los productos agrícolas cuando se depositan en los terrenos aledaños, por los trabajos de desazolve en el trayecto de los cuerpos de agua. Los contaminantes no necesariamente se fijan en los sedimentos sino que pueden ser absorbidos por microorganismos o resuspenderse hacia la columna de agua. El aumento de la contaminación de la columna de agua se refleja por el aumento de la contaminación del sedimento. 

La composición química de los sedimentos, al menos hasta la profundidad que se muestreó, no presenta grandes diferencias en la concentración de cada elemento analizado, ya que los valores se encuentran dentro del mismo orden de magnitud para cada elemento específico. Sin embargo en cada zona se detecta una variación de las concentraciones con la profundidad. Los picos encontrados difieren en profundidad para cada zona pero presentan un mismo patrón lo que indica para algunos metales como Cu, Pb y Zn que hay una contribución de origen antropogénico. En la sección de datación se tratará de dar una explicación a esas variaciones con respecto al desarrollo de la cuenca. 

En general, los valores de níquel, cobre, zinc y plomo en los sedimentos de la presa no superan en promedio los niveles indicados por la EPA (1975) para la disposición en suelos de sedimentos dragados, aunque algunos picos, especialmente en Cu y Zn, superan el criterio utilizado por la agencia ambiental del Canadá, Kuntz (1988). Los valores que se determinaron para el Fe se pueden considerar altos ya que estas concentraciones superan el límite máximo considerado por la EPA para la disposición de sedimentos dragados en suelos. Sin embargo, las concentraciones promedio encontradas en los sedimentos se encuentran dentro de los valores promedio normales de sedimentos de origen lacustre y de rocas ígneas (Mason y Moore, 1982). 

Las concentraciones de los metales en los núcleos de sedimento de la presa Alzate se presentan en el siguiente orden: Fe> Ca> Ti> K> Mn> Sr> Zr> Zn> Rb> Ga> Cu> Pb> Ni. De los resultados se puede observar que sólo el hierro supera el límite para la disposición en suelos de sedimentos dragados marcado por la EPA (1975). 

Cabe mencionar que los núcleos de sedimentos se obtuvieron en sitios ubicados aguas abajo de fuentes municipales e industriales así como de importantes fuentes con actividad agrícola que contribuyen al aporte de metales pesados a la presa Alzate. Sin embargo, de acuerdo con los factores de enriquecimiento, la contribución de estas fuentes, en el caso de la mayoría de los metales, es poco significativa en relación con el aporte de las fuentes naturales. No es así para algunos metales como Pb y Zn, tal como se mostrará al calcular los factores de enriquecimiento. 

Los resultados de los factores de enriquecimiento (Cuadros 9.13 y 9.14), muestran que para la mayoría de los elementos la principal fuente de incorporación de metales a los sedimentos de la presa J. A. Alzate es la natural, debido a que la mayoría de los elementos presentaron bajos factores promedio de enriquecimiento. Los elementos que presentaron los mayores valores promedio fueron: Zn = 2.336, Ga = 2.000, Pb = 1.857, Zr = 1.835 y Ti = 1.565 (Cuadro 9.4) y de manera individual fueron: Zn = 4.740 y 3.076, Pb = 2.717 y 2.888 y Ti = 2.329 (Cuadro 9.5). Lo anterior implica que muy probablemente para el caso de los metales Zn, Pb y Ti, existe alguna contribución por fuentes antropogénicas hacia la presa. 

Los datos se evaluaron en términos de caracterizar ciertos litotipos, por un lado y la fuente de origen de los metales por otro, poniendo atención a varios elementos o grupos de elementos. Todas las curvas parecen tener básicamente el mismo comportamiento para todos los elementos analizados. Las concentraciones de los metales presentan una amplia variabilidad, son menores en la superficie y presentan picos a las profundidades de 10, 30 y 60 cm con tendencia a disminuir nuevamente a profundidades mayores, probablemente

debido a cambios en la contribución de contaminantes en los periodos a los que corresponden los sedimentos. Existen fuertes gradientes para la mayoría de los elementos excepto para el Ti, Fe, Rb y Sr. También se observa que el núcleo C presenta mayores concentraciones que los núcleos B y F para el K, Ca, Ti, Mn, Sr y Zr, lo que indica que la zona C es un sitio significativo de acumulación de metales asociado con la deposición de sedimentos de grano fino y materia orgánica. 

Las arcillas presentes en la superficie del lecho tienden a regular los efectos de acidificación por enlace con el H+, dando como resultado pH acuosos significativamente altos. Las crecientes concentraciones en los primeros 80 cm, probablemente se deban a un aumento de lixiviados, descomposición y oxidación de materia orgánica. De acuerdo con los cuadros 9.11, 9.13 y 9.14, se considera que especialmente para el Ti, Fe, Zn, Ga y Pb, existen otras fuentes no naturales que juega un papel importante en la carga de metales a la presa: la contaminación difusa de origen antropogénico (lluvia, erosión superficial y la contaminación residual de descarga de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales). 

El grupo de metales alcalinos y alcalino-térreos K, Rb, Ca y Sr, respectivamente, presentan un comportamiento muy similar en perfil. Aunque el K+ es monovalente, su concentración en las soluciones de suelo es baja en relación con el K+ intercambiable, debido a la fuerte adsorción de K+ que tienen muchos minerales de silicatos laminares. Las fluctuaciones en el contenido de K+ en las muestras de los núcleos analizados son variables y sus concentraciones se encuentran en el rango de 2500 a 4800 mg/Kg. Parte del potasio entra al sistema como fertilizante por el uso agrícola. Se observa que los sedimentos en la parte superior del lecho presentan alta capacidad de adsorción y de intercambio catiónico, debido a que el contenido de potasio disminuye con la profundidad. Esto indica que el potasio está ligado a los sedimentos de grano fino en la parte superior del lecho. Es probable que parte de la concentración de potasio se deba al aporte de abonos y fertilizantes de los campos de cultivo hacia el sistema. 

El Ca presenta su máxima concentración en la parte más superficial de la muestra hasta los 20 cm y tiende a disminuir con la profundidad. El alto contenido de Ca+2 indica un pH casi neutro. El Ca tiene importancia como catión intercambiable. La variación del contenido de Ca sugiere que los carbonatos (calcitas) se forman principalmente en el ambiente por la producción orgánica más que por la formación diagenética. El perfil de concentraciones muestra variabilidad con concentraciones altas a los 25, 60 y 20 cm de profundidad en los núcleos B, C y F, respectivamente, y es uniforme debajo de estas profundidades. El Sr es químicamente similar al Ca y es intercambiado de la misma manera que el calcio siguiendo la misma ruta que este. El Sr tiende a concentrarse a los 15 y 35 cm de profundidad. 

El Rb presenta valores máximos de 80 y 88 mg/Kg a las profundidades de 10 y 35 cm en el núcleo F, de 98 y 122 mg/Kg a las profundidades de 17 y 27 cm en el núcleo 2, y de 139, 128 y 95 mg/Kg a las profundidades de 25, 50 y 84 cm de profundidad en el núcleo 3. 

Otro grupo lo forman el Fe y Ti. Se observa que el Fe y Ti, aunque son muy variables presentan un comportamiento similar, con un mínimo a los 15 cm y un máximo a los 35 cm, es decir, que cuando la tendencia del hierro es a disminuir, de la misma forma lo hace el Ti. Existe una correspondencia en la relación Ti/Fe. Se mantiene una proporción menor de Ti con respecto al Fe. La razón Ti/Fe es de 0.1 a 0.14 para los tres núcleos. Este comportamiento muestra que cuando hay una disminución en el contenido de Fe, también la hay para el Ti. Las altas concentraciones de Ti pueden correlacionarse con la composición de los basaltos o riolitas, provenientes de las sierras aledañas. 

Las concentraciones de manganeso se encuentran en el rango de 250 a 500 mg/Kg, de 450 a 650 mg/Kg y de 350 a 450 mg/Kg en los núcleos B, C y F respectivamente. El manganeso es excesivamente insoluble y su solubilidad se incrementa cuando aumenta la acidez y las condiciones reductoras, pero como los valores de pH reportados en la columna de agua y en

los sedimentos son básicos, entonces, encontraremos al Mn en forma de precipitados, probablemente ligados a la estructura de los carbonatos (Rodríguez y Avila-Pérez, 1997). La concentración del Mn es alta en la parte más superficial del sedimento al parecer debido a un aumento en el pH y contenido de materia orgánica presentes en la interfase sedimento-agua. 

Se observa un comportamiento muy uniforme en los valores de Ni y Cu para las tres zonas de muestreo, mientras que el Zn presenta valores más variables. El zinc a pesar de su asociación con los silicatos, posiblemente se concentra en los minerales pesados. Es un elemento asociado con sulfatos y sulfuros. El níquel es ampliamente usado en la industria. Sin embargo, las altas concentraciones de Zn sugieren que se deben principalmente a la corrosión de partes de hierro galvanizado, tuberías de agua, placas metálicas y por la descomposición de llantas. Todas estas fuentes corresponden a descargas difusas. 

El Zr debido principalmente a su asociación con los silicatos en general (arcillas), y de acuerdo con los valores máximos que presenta, puede correlacionarse con la presencia de materiales de grano fino a las profundidades de 10, 25, 35 y 80 cm en los núcleos B y F. 

El Ga al igual que el Rb, está correlacionado estrechamente con minerales arcillosos ricos en aluminio y potasio. El Pb es un elemento que geológicamente puede estar asociado con las fases de sulfuros. Aunque las concentraciones de Pb en los tres núcleos nunca superan el límite marcado por la EPA para la disposición de sedimentos dragados, es probable que exista un aporte de contaminación mínimo de fuentes puntuales y difusas a la presa, esto es vista de la variación de concentraciones con la profundidad. De acuerdo con Barceló et al., (1998), el Pb en agua es significativamente alto, mientras que en sedimento no se considera así, lo que hace suponer que se mantiene en suspensión ligado a materia orgánica y/o minerales en suspensión.       

Conclusiones

La problemática de contaminación de la presa Alzate posee varias facetas, contaminación de origen orgánico, inorgánico y bacteriológico entre otros. Cada una de éstas es grave en la presa y requiere de estudios profundos. En este trabajo se hizo énfasis en la contaminación por metales pesados y por lo tanto no se pretende aquí efectuar un diagnóstico completo de la salud de este cuerpo de agua. Con respecto a esta problemática de contaminación por metales pesados se puede concluir lo siguiente: 

1. Las concentraciones encontradas para la mayoría de los metales no indican un alto grado de toxicidad de los sedimentos por la presencia de metales pesados. 

2. Algunos metales como el Pb,Zn y Cu presentan concentraciones, factores de enriquecimiento y características de deposición tales que permiten afirmar una alta proporción de contribución de origen antropogénico. 

3. Las concentraciones de Zn y Cu particularmente sobrepasan los criterios utilizados por la agencia del medio Ambiente del Canadá para caracterizar sedimentos riesgosos para dragado. 

4. El Pb, aunque no presenta concentraciones muy altas en los sedimentos, ha demostrado ser muy afín a la materia fina en suspensión y a la materia orgánica. Por ello hay que monitorear su presencia en la fase acuosa. 

5. La forma de operación del embalse permite la exposición de sedimentos en época de lluvias lo cual facilita la resuspensión de sedimentos contaminados por metales e incluso el

arrastre. Hay indicaciones en este estudio de que la zona del embalse cercana a la cortina se está viendo más afectada que las otras en periodos recientes. En este estudio se demuestra que la zona C es la que presenta mayor cantidad de materia fina y orgánica por lo cual constituye una fuente potencial de contaminantes afines a la materia suspensión. 

6. El volumen influente de sedimentos es importante durante los meses de julio y agosto. Durante esa época se envía mucho agua para irrigación en el Bajío. En vista de que la movilidad de la mayor parte de los metales estudiados tiene que ver con la dinámica de los sedimentos, se deben tomar precauciones con respecto a la calidad de agua suministrada. 

7. El modo de operación del embalse no contribuye en la problemática de calidad de agua del embalse. Niveles superiores durante la época de lluvia (Julio-Octubre) permitirían una mayor capacidad de retención de sólidos y evitarían la resuspensión de sedimentos contaminados. Esto se aprecia especialmente en la zona C, la cual presenta la mayor porción de finos y materia orgánica y en la cual los sedimentos se encuentran completamente expuestos durante los meses de Junio a Octubre 

8. La problemática de la presa es consecuencia de las débiles acciones de saneamiento de los ríos influentes. El río Lerma que aporta el 79% del caudal influente total presenta valores de oxígeno disuelto nulos desde Enero a Junio en el tramo corredor industrial a la presa Alzate. En época de estiaje la totalidad del caudal del río Lerma proviene de aguas residuales. El estudio de caudales mínimos muestra que la media diaria de período de retorno de 2 años es 0.62 m3/s y la media en 7 días sólo aumenta 0.68 m3/s. De estos caudales solo se trata menos del 50%, lo cual impide la labor autodepuradora del río Lerma. El río Tejalpa presenta picos de caudal pronunciados durante la época de lluvias (máximo aforado 59 m3/s ) y por lo tanto contribuye de manera importante en el aporte de sólidos al embalse. Se recomienda efectuar acciones de prevención de la erosión en su cuenca.     

Estudios futuros recomendados 

Los valores encontrados en este estudio para metales en sedimentos permiten prever que algunos metales de origen antropogénico como el Cu, Zn y Pb pueden encontrarse en la fase acuosa. Se recomienda efectuar muestreos sistemáticos y análisis de metales en la columna de agua de la presa Alzate. 

Los contaminantes de origen orgánico y bacteriológico presentan una problemática aguda en la presa Alzate. Esa problemática tiene variaciones estacionales que coinciden con los periodos de uso del agua para irrigación. Se hace absolutamente necesario la ralización de un análisis profundo de las concentraciones presentes de ese tipo de contaminantes, así como su variación estacional. 

Es posible modificar el modo de operación del embalse. Para definir su nueva modalidad es necesario efectuar un estudio multiobjetivo de su operación. Se debe analizar la función de control de inundaciones aguas arriba del embalse, la demanda de agua para riego, las limitaciones del cauce del Lerma aguas abajo para prevenir inundaciones y los niveles mínimos requeridos para que el embalse efectúe de manera eficiente su labor depuradora. 

Se recomienda efectuar un estudio de erosión de toda la cuenca Alta del río Lerma con el fin de adelantar acciones para prevenir el alto aporte de sólidos al embalse. 

En el tramo desde el corredor-industrial hasta la presa Alzate es importante efectuar un estudio de la capacidad de autodepuración del río Lerma. El estudio hidrológico de caudales mínimos presentado en este proyecto demuestra que durante el estiaje el río no posee el caudal suficiente para asimilar el gran volumen de vertidos industriales y domésticos. Es importante definir los valores máximos permitidos para esos vertidos o en

su defecto el caudal requerido para que este los asimile eficientemente en cada época del año.       

Referencias

1. Rotulada como Región Hidrográfica No. 12 por la Secretaría de Recursos Hidráulicos, 

2. De ellos unos 5 metros cúbicos provenían (y aún provienen) del valle del Alto Lerma. 

3. La información fuente corresponde a las curvas de nivel contenidas en la carta Geográfica del Estado de México (IGECEM, 1995). 

4. Con ello, se da cumplimiento a los lineamientos establecidos por el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI) quien

cita que para el estudio de variables climatológicas sólo pueden ser consideradas estaciones con al menos diez años de registros. 

5. La cartografía se basó en datos de 1963 a 1983.  

6. Para el presente estudio se contó con la información hidrométrica de tres estaciones de aforo: la estación la “Y”, Trojes y Calixtlahuaca. El

período de registros de caudal considerado corresponde al mismo período de datos pluviométricos seleccionado (1974- 1990). 

7. Cada muestra de aproximadamente 300 ml se llevó al laboratorio de calidad del agua del CIRA donde por medio del método de evaporación y

pesado se determinó la concentración para cada altura medida.   

 Capítulo 10La agricultura de riego

En la mayoría de los países, no son las poblaciones urbanas las que requieren los mayores volúmenes de agua, sino la irrigación de los cultivos. El riego utiliza cantidades de agua muy grandes, sobre todo en la agricultura comercial de elevados volúmenes productivos. En esos casos, las tierras irrigadas ocupan áreas extensas. 

Al mismo tiempo, si bien la agricultura requiere caudales hídricos considerables, no posee los mismos requerimientos de calidad que tienen otros usos, como, por ejemplo, el consumo urbano e industrial. Por esa razón, a veces, es posible compatibilizar el suministro urbano con el agrícola en un mismo sistema de aprovechamiento hídrico (ver capítulo 13). 

El riego es particularmente necesario, incluso imprescindible, en las áreas semiáridas o áridas. Como en estas regiones las tasas de evaporación son elevadas, en ellas el consumo se ve incrementado considerablemente y los retornos hídricos son más exiguos y de menor calidad. 

Se mencionan requerimientos de más de 1500 mm de agua para cultivar alfalfa en el bajo Egipto (30 mm de precipitaciones por año), poco más de 1000 mm en el sur de España (lluvias de 500 mm anuales) y 200 mm o menos, en el noreste de Francia (donde llueven 800 mm por año)1. En las zonas semiáridas de México, las láminas de agua requeridas son generalmente superiores a los 1000 mm anuales. 

Otro factor que puede incidir desfavorablemente en el balance hídrico de los predios agrícolas, son las prácticas de irrigación utilizadas. Frecuentemente se usan tecnologías altamente dilapidadoras del recurso. El riego por inundación, un método de aplicación frecuente, entraña gastos de agua considerables, debido a las pérdidas por infiltración, y en menor grado, a la evaporación. Los volúmenes utilizados están muy por encima de las necesidades de las plantas. El riego por aspersión, otra tecnología frecuente, es altamente evaporador, consumiendo volúmenes considerablemente superiores a los requeridos por los cultivos. 

Además de las técnicas antes mencionadas, existen otras mucho más ahorrativas, como por ejemplo, el riego por goteo. A pesar de ello, este método todavía no se ha impuesto en forma generalizada en la agricultura irrigada a nivel mundial.       

La eficiencia del riego y la productividad agrícola

Uno de los elementos claves en la productividad agrícola es la eficiencia de la tecnología de irrigación. 

Esta eficiencia se expresa en general en la siguiente fórmula: 

Ef = Vu 

       Ve 

En donde, Ef= eficiencia; Vu= el volumen utilizado por las plantas para ser evapotranspirado y Ve= el volumen extraído. 

La eficiencia se manifiesta en todas las etapas del proceso de irrigación, a nivel de los sistemas de almacenamiento, en los sistemas de conducción y finalmente en el aprovechamiento que las plantas hacen del agua suministrada. Por regla general, el agua de riego efectivamente utilizada es igual al agua evapotranspirada menos las precipitaciones2. Otro factor que influye en el gasto excesivo, es el precio subvaluado que pagan los irrigadores en algunos países, tanto por el agua como por la energía eléctrica necesaria para operar las bombas que traen el agua hasta los campos de cultivo. 

Como resultado de esta situación y prácticas, muchos cultivos comerciales corrientes consumen volúmenes excesivos de agua, muy superiores a los que serían necesarios si se utilizaran tecnologías de alta eficiencia.       

Consumo hídrico de los cultivos irrigados

El consumo hídrico de los predios cultivados depende sobre todo de tres factores principales: el tipo de cultivo, la tecnología utilizada y las condiciones ecológicas locales. Una hectárea de arroz irrigado (por inundación) en un clima subtropical subhúmedo o mediterráneo, evapora aproximadamente 20,000 metros cúbicos de agua por año (ver cuadro 10.1). En el otro extremo hay cultivos que consumen mucho menos, como la alfalfa (7 metros cúbicos en clima semiárido) o el tomate (unos 6 metros cúbicos en las mismas condiciones). En volumen, el gasto por hectárea de estos dos últimos cultivos es equivalente, promedialmente, al de 40 hogares urbanos.       

Aspectos administrativos

De acuerdo a Sundaram (1999), existen dos modelos principales de administración de áreas de riego en el mundo: el modelo asiático y el modelo estadounidense. 

El asiático es un sistema que funciona en forma descentralizada, en donde la construcción y mantenimiento de las obras, así como la distribución del agua están en manos de los agricultores y de sus organizaciones. 

El modelo estadounidense, por el contrario, es centralizado. El estado se encarga del establecimiento de las obras hidráulicas, así como de su mantenimiento y de la distribución de las cuotas hídricas correspondientes entre los agricultores. 

El modelo asiático está ejemplificado por los sistemas tradicionales de la India (aunque modificados durante la ocupación inglesa), de China e Indonesia4. 

El modelo estadounidense se extendió a algunos países de América Latina, en particular, el norte de México. 

En los últimos años ha quedado en evidencia la mayor eficacia del modelo asiático, y poco a poco, incluso los países más centralizados están procurando transferir la administración de los sistemas a las organizaciones de agricultores.       

Aspectos económicos

Debido a los volúmenes de agua necesarios, la agricultura de irrigación es competitiva en los lugares donde el precio del agua es muy bajo o en los casos en que se plantan cultivos de alto valor comercial. A menudo el bajo precio del agua de irrigación no refleja los costos reales. En esos casos, el agua se obtiene de sistemas cuyo costo no ha sido incorporado en el precio. En algunos distritos irrigados de México, por ejemplo, el precio por hectárea irrigada (lámina de 0.33 m de espesor en una superficie) es de poco más de 1 U$S (10 $mex)5. Estos precios artificialmente bajos del agua, generalmente basados en consideraciones sociales y no económicas, permiten el desarrollo o persistencia de plantaciones de riego en áreas en donde, de otra forma, ello no sería rentable ni posible6. En esos casos, la agricultura logra sobrevivir solamente debido a subsidios proporcionados directa o indirectamente por la institución o agencia que construye, financia u opera las obras hidráulicas, sin que se transfieran estos costos a los usuarios. 

En muchos países la inversión de capital requerida para las obras es proporcionada por el gobierno (nacional, estatal o provincial) o a través de un préstamo internacional cuyo costo es reembolsado por toda la sociedad. En California, por ejemplo, las grandes obras hidráulicas del río Colorado (y muchas otras con finalidades análogas) fueron financiadas por el gobierno federal de EE.UU. Se beneficiaron las empresas agrícolas pero las inversiones las hizo toda la nación. En México las necesidades de inversión de la mayoría de los distritos de irrigación, así como una parte considerable de los costos de bombeo, también fueron o son financiados por el gobierno. Fue debido a este apoyo gubernamental que fue posible la expansión de los distritos de riego del país. De acuerdo a Cervantes et al, 1989, que tomaron en cuenta 52 cultivos cubriendo 94 a 98% del área cultivada en México entre 1925 y 1988, las superficies de cultivos se multiplicaron por un factor de 3.3 y los rendimientos por 2.2.7 En los últimos años, se ha implementado una política de transferir la administración de los distritos de riego a los usuarios. En términos generales, el programa se considera exitoso, muchos distritos han logrado su autosuficiencia económica, y en la actualidad más de 95% de los mismos son administrados por los mismos agricultores.     

El problema de los excedentes hídricos 

El riego excesivo trae como consecuencia la necesidad de evacuar los sobrantes de agua. El anegamiento expulsa el aire del suelo, provocando la asfixia de las raíces y la disminución de los intercambios entre el suelo y el aire. Ello se ve agravado por la desaparición de las bacterias nitrificantes, fenómeno que afecta la productividad e incluso la supervivencia de las plantaciones de leguminosas (por ejemplo frijoles, trébol). A ello se agrega la multiplicación de otras bacterias, mejor adaptadas a condiciones muy húmedas que pueden dar lugar a fermentaciones anaerobias y a la descomposición de las raíces. 

Por otra parte, cuando los suelos están empapados, las maquinarias agrícolas tienen más dificultades para realizar su trabajo. 

Luego de un período de inundación, la evaporación superficial genera condiciones salinas y alcalinas en los horizontes superiores del suelo. La persistencia de esta situación da lugar a la acumulación de cristales (por ejemplo NaCl y KCl) llegando a formar, en algunos casos, costras duras que cubren la superficie y pueden hacer imposible el laboreo. 

Por esa razón, la irrigación debe practicarse en aquellos lugares en donde las redes de drenaje, ya sea naturales o artificiales, sean apropiadas. En caso contrario, se corre el riesgo de arruinar el suelo en forma irreversible. 

Existen muchos ejemplos históricos de destrucción de suelos debido a la sobreirrigación en condiciones áridas: algunas ciudades helenísticas como Thajj en Arabia8, y muchas de las zonas irrigadas a partir de la presa de Aswan en Egipto, han debido ser abandonadas por los motivos antes indicados.       

Los principales métodos de riego riego por gravedad

En este método el agua se distribuye utilizando las laderas y micro-valles naturales y canales artificiales, sin ayuda de ningún otro agente de distribución. El agua se mueve por su propio peso. 

Una de los sistemas de gravedad más comunes es el riego por inundación. Para lograr máxima eficacia se requiere una nivelación precisa con el fin de evitar que se inunden algunas áreas y otras queden secas. Ello se logra aislando las subáreas del cultivo por medio de pequeños diques separadores (camellones o taipas). Cuanto más pequeñas sean estas unidades básicas9, más efectiva resulta la irrigación. 

El riego por inundación es recomendado sobre todo en los suelos más impermeables, de textura arcillosa. En los suelos arenosos la elevada infiltración le resta eficacia al procedimiento. En algunos sitios arenosos, se requieren hasta 40,000 m3 por hectárea y por año.10 

Este método se practica sobre todo en los cultivos arroceros. 

De lo anterior se desprende que el principal problema de este sistema es el enorme gasto de agua por unidad de superficie. 

Otro sistema de gravedad utilizado es el escurrimiento o irrigación por escorrentía. En este caso se vierte el agua en planos inclinados con pendientes de aproximadamente 1%, hasta llegar a su destino. Esta práctica es rápida pero no muy eficiente, consume mucha agua y es muy peligrosa pues puede desencadenar procesos erosivos en los suelos. 

El sistema más común de irrigación por gravedad es el riego por infiltración, basado en un sistema de canales y surcos que distribuyen el agua a todo el campo, que gradualmente va

absorbiendo el agua. Es el más eficiente de todos los sistemas gravitacionales, pero tiene algunos inconvenientes. En primer lugar, está limitado por el costo y dificultad de modelar el terreno y los surcos de irrigación para lograr un escurrimiento e infiltración óptimos. A ello se agrega las demoras en cubrir todas las áreas que pueden ser excesivas en ciertas fases del cultivo. Por otra parte, el consumo de agua es aún relativamente elevado, sobre todo si los suelos son demasiado arenosos. En suelos arcillosos puede suceder lo contrario, generándose anegamientos locales que suelen causar serios perjuicios tanto a nivel del suelo, como en el propio cultivo. 

Estas dificultades son, en general, subsanables si se realizan las inversiones necesarias, pero de todos modos subsiste el problema del alto consumo de agua que hace inapropiado este método en regiones áridas y semiáridas.       

El riego por aspersión

Es un sistema que busca irrigar los cultivos dejando caer el agua en forma de lluvia. Una instalación de este tipo incluye una fuente de agua, un sistema de bombeo y una red de conductos bajo presión (fijos y subterráneos o móviles) que alimentan el aparato de aspersión propiamente dicho. Este, está constituido por un eje y dos caños giratorios con pequeños orificios por donde sale el agua en forma de lluvia. Los predios de aspersión típicos son circulares. 

Desde el punto de vista de los cultivos y del suelo, el sistema de aspersión es muy apropiado. El agua llega en forma natural, se evitan los procesos erosivos, y se puede regular el riego de modo que no se produzca anegamiento. 

En ese sentido, el riego por aspersión es relativamente eficiente. 

Los principales problemas que se señalan son el monto elevado de las inversiones y las pérdidas por evaporación que disminuyen el ahorro hídrico que se logra con el sistema. 

   

El riego por goteo

Es un procedimiento más preciso y sobre todo más ahorrativo que el riego por aspersión. La red de conductos (que pueden ser fijos o móviles, superficiales o subterráneos) transporta el agua hasta las propias plantas, en donde ésta es administrada directamente a la raíz, gota por gota. 

El sistema es extremadamente eficaz y permite dosificar el agua en cualquier punto del cultivo irrigado. 

Se le utiliza en los países áridos donde los recursos hídricos son muy escasos, como Israel y los Emiratos Arabes Unidos.       

El sistema tradicional de las vasijas de barro

Los pueblos andinos desarrollaron varios sistemas de irrigación adaptados a las condiciones áridas y de altitud. 

Uno de ellos se basa en el enterramiento de vasijas de barro semipermeables que quedan con su boca al nivel de la tierra. Una vez llenas de agua van cediendo su contenido en forma gradual. Cuando se vacían, y si las condiciones climáticas lo requieren, se las llena de nuevo asegurando que la planta no se queda sin el vital elemento. 

Para mantenerlas operando hay que echarles agua periódicamente. Esta metodología fue investigada y aplicada con éxito en Perú, en el marco de un proyecto apoyado por el CIID de Canadá.       

Recursos hídricos para la irrigación en zonas áridas

La irrigación en las zonas áridas se lleva a cabo, principalmente, mediante la utilización de dos tipos de fuentes hídricas: los acuíferos subyacentes y los ríos de origen alóctono. 

En el primero de los casos, se instalan pozos individuales o baterías de pozos que nutren directamente los campos de cultivo o suministran el agua a reservóreos en donde ésta puede ser almacenada hasta su utilización. Este método de irrigación es usado en donde no hay cursos de agua con caudales adecuadas para abastecer los sistemas de riego. Es el caso de la mayor parte de los países áridos del Medio Oriente, como por ejemplo Arabia Saudita y los Emiratos Arabes. En Libia se está implementando un proyecto para utilizar las aguas de los acuíferos del Sur con fines de irrigación y aprovisionamiento de agua para las ciudades del norte. En Egipto se está considerando también la posibilidad de utilizar los acuíferos fósiles del oeste del país con el mismo propósito (El-Baz, 1982)11. 

En el segundo caso, se utiliza el agua de ríos que atraviesan las zonas a ser irrigadas. Generalmente se trata de cursos de agua que se originan en zonas húmedas elevadas, descendiendo a tierras más bajas y áridas. Son ejemplos de este modelo el río Nilo en Egipto, los ríos Amu Dar’ya y Sir Dar’ya en Asia Central, los afluentes del lago Chad en Africa Central, el río Níger en Africa Occidental y el río Colorado en América del Norte.       

El caso de la Cuenca del Nilo

La cuenca del río Nilo es una cuenca compleja e internacional que posee uno de los recorridos más largos del mundo. Los principales contribuyentes de la cuenca son los tributarios mayores: el Nilo Blanco y el Nilo Azul. 

Las cabeceras del Nilo Blanco se ubican en el cinturón tropical húmedo africano, en la región de los Grandes Lagos, sobre todo en Uganda, pero también en Kenya, Ruanda y Tanzania. El Nilo Azul, por su parte, al igual que su principal afluente, el río Atbara, baja de las tierras altas húmedas y subhúmedas de Etiopía, suministrando no sólo una porción importante del caudal total, sino también la mayor parte de la carga sedimentaria. 

El curso medio del río Nilo, aguas abajo de la confluencia de los afluentes Blanco y Azul, se encuentra en el Sudán, y el curso inferior atraviesa de sur a norte el territorio egipcio. 

Debido a que el río corre desde zonas de alta pluviosidad en el sur, a zonas crecientemente áridas en su sección septentrional, sus avenidas representan un recurso fundamental para la zona del norte de Sudán y todo Egipto. 

Las poblaciones de estos países, tradicionalmente dependientes de la agricultura, han utilizado desde tiempos muy antiguos las aguas del río para irrigar todos sus cultivos 

En Egipto, donde las lluvias no exceden los 100 milímetros anuales, y generalmente son menores a 50 mm., el río Nilo es el único recurso hídrico de magnitud significativa. Gran parte de la alimentación humana, obtenida de los cultivos irrigados, y casi todo el consumo doméstico y urbano, depende de este recurso fluvial. 

En la actualidad, la población de Egipto alcanza unos 60 millones de habitantes concentrados sobre todo a lo largo de las márgenes del Nilo; la mayor parte de las ciudades, pueblos y establecimientos agrícolas de este país se encuentran abigarrados en forma compacta en los 40,000 km2 de la llanura aluvial del río. 

Debido a esa dependencia inevitable, cualquier cambio en el régimen fluvial puede transformarse en una cuestión de vida o muerte para los egipcios. Actualmente, hay un tratado internacional que asegura un flujo mínimo para Egipto a partir del lugar donde el río Nilo cruza la frontera entre Egipto y el Sudán. Este último país no utiliza toda su cuota de agua, y por ende, todavía no se han presentado problemas mayores. 

Existe una situación conflictiva potencial relacionada con el uso de las aguas subterráneas cerca del cauce. En el norte de Sudán y en el sur de Egipto, el río cruza la cuenca sedimentaria terciaria de las areniscas de Nubia, que contienen un acuífero de grandes dimensiones que es poco conocido y utilizado. Una parte importante del agua de recarga de este sistema hidrológico subterráneo proviene de la infiltración a partir del lecho del río Nilo. 

En la actualidad, se utiliza dicha agua para irrigar un cierto número de cultivos en las cercanías del cauce fluvial. La agricultura sudanesa es aún, en gran medida, subsistencial, constituida por exploraciones a pequeña escala. Los cultivos comerciales son poco numerosos. 

Cualquier utilización a gran escala del acuífero en el Sudán podría resultar en una reducción del caudal aguas abajo. Es difícil controlar el uso del agua subterránea por Sudán, debido a que no se ha definido con certeza la relación entre las aguas superficiales y subterráneas. Los problemas políticos recientes de este país multiétnico han obstaculizado el desarrollo de programas de irrigación importantes. De todas maneras, es de esperar que en el momento en que se regularice la situación política en Sudán, se produzca un aumento de la extracción de agua del río Nilo, ya sea directa o indirectamente (a través del acuífero). En ese momento podrían desencadenarse conflictos de consecuencias imprevisibles. 

Otro problema potencial para las comunidades del río es el proyecto de desecamiento y drenaje de los humedales del Sudd, sobre el curso medio del Nilo Blanco, cuyo propósito sería abrir tierras a la agricultura y aumentar el caudal del río, mediante la reducción de la evaporación en esa zona. Esta iniciativa se piensa llevar a la práctica a través de la construcción de un canal de 360 quilómetros (el Canal Jonglei) y otras obras hidráulicas relacionadas. La región del Sudd es una zona de gran biodiversidad que, no sólo regula el caudal del Nilo Blanco, reduciendo los riesgos de inundaciones catastróficas y sequías, sino que también provee abundantes recursos a los pueblos Nuer, Dinka y otros que han vivido en el área por muchas generaciones y que utilizan los humedales en forma productiva y sostenible. La prolongada situación de guerra en el Sudán meridional ha determinado el abandono del proyecto que no es probable que se finalice en el futuro cercano. 

En Etiopía, donde nacen los ríos Nilo Azul y Atbara, podrían plantearse problemas similares. Estos dos cursos de agua suministran 85 % del agua de Egipto. Los egipcios están preocupados por la posible construcción de embalses para producción de electricidad o para el riego en las cuencas altas que podrían aumentar la evaporación y disminuir los caudales. Hasta ahora, la inestabilidad política en Etiopía ha imposibilitado este tipo de obras hidráulicas, pero esta situación puede cambiar en el futuro. Han habido conversaciones acerca de la construcción de un embalse en el Lago Tana, en el nacimiento

del Nilo Azul y esto podría afectar el control egipcio de las aguas del Nilo (Pearce 1991)12. 

Un problema más real y urgente en las tierras altas etíopes es la destrucción generalizada de los ecosistemas boscosos y arbustivos de las cabeceras. Los regímenes fluviales se han vuelto mucho más irregulares, con prolongadas sequías interrumpidas por períodos de escurrimiento concentrado. La erosión intensa de los suelos ha causado un aumento considerable en el contenido de sólidos del agua así como efectos de sedimentación aguas abajo. La gran represa de Aswan, en el Alto Egipto, ha sido particularmente afectada por estos aportes de sedimentos que han reducido la expectativa de vida del embalse a unas pocas décadas. 

La represa de Aswan fue terminada en 1970 y su inauguración permitió abrir a la agricultura extensas tierras áridas previamente inutilizadas con ese fin. Aparte del impacto positivo inicial sobre la producción agrícola, la obra tuvo varios efectos negativos. Uno de ellos se relaciona con la agricultura tradicional en las planicies aluviales aguas abajo del embalse. Debido a que la presa redujo los volúmenes de limos y arcillas que se depositan en la llanura, se interrumpió el proceso natural de fertilización anual. Ello obligó a la utilización de fertilizantes químicos con todos los inconvenientes que éstos representan: costo, contaminación de las aguas superficiales y subterráneas, impacto en la salud de los campesinos. La industria de la construcción también sufrió porque su materia prima dependía del suministro de barros aluviales para hacer los ladrillos. En la actualidad los hornos de ladrillo y los fabricantes de bloques de adobe compiten con los agricultores (con éxito) por los mismos suelos. Cientos de hectáreas de buenas tierras han sido excavadas volviéndose inutilizables. Por esa razón, durante los últimos años disminuyó el área dedicada a la agricultura afectando directamente los volúmenes producidos. 

La salud humana también fue afectada por la propagación de enfermedades relacionadas con el agua, en particular la esquistosomiasis o bilharzia, que siempre ha sido común en Egipto, pero que luego de la construcción de la represa se ha extendido a áreas en donde no era frecuente. 

La cuenca del Nilo es un sistema hidrográfico frágil que requiere manejo cuidadoso. La gestión de una cuenca multinacional tan compleja no es meramente una empresa técnico-científica, sino que implica temáticas políticas, sociales, económicas e históricas. Sólo un enfoque holístico permitirá resolver sus problemas a largo plazo, sin conflictos, permitiendo su uso óptimo para mejorar la calidad de vida de la población       

La Cuenca del río Jordán

A pesar que el río Jordán es pequeño, posee una gran importancia social y geopolítica. Su valle está situado en una zona donde los recursos hídricos son muy escasos debido a las precipitaciones reducidas (que varían entre 100 mm en el sur a unos 500 mm en las tierras altas del norte). La zona del Jordán ha vivido una historia de conflictos políticos entre los países que comparten su territorio: Israel, Jordania, Líbano, Palestina y Siria (Lonergan y Brooks 1994). 

La cuenca alta está sobre todo en Líbano y Siria, en las cabeceras de los ríos Hasbani y Banias. Estos ríos, a los que se agregan otros manantiales cercanos, son los principales afluentes del lago Kinneret (Mar de Galilea) con un volumen de agua total de unos 4,000 millones de m3. 

El principal emisario de este lago es el río Jordán cuyas aguas son compartidas por Israel, Jordania y la Banda Occidental de Palestina. El río transporta un caudal relativamente

escaso de 611 millones de metros cúbicos por año en dirección al Mar Muerto. La salinidad de este cuerpo de agua es de 250,000 ppm, siete veces superior a la de los océanos. Para complicar aún más los aspectos políticos de la gestión hídrica, una porción considerable del agua fluye subterráneamente (en parte rumbo al valle fluvial y lagos adyacentes y en parte hacia el mar Mediterráneo) aumentando el riesgo de conflictos. 

En una cuenca internacional como ésta, con recursos muy limitados y antiguas rivalidades religiosas, culturales y políticas, la gestión ambiental debe basarse en enfoques integrales y genuinamente participativos de todas las partes involucradas. Todas las actividades humanas dependen de una manera u otra de las decisiones que se tomen con relación al uso del agua. En la cuenca del Jordán, la solución de la problemática hídrica puede ser el paso más sólido hacia la obtención de una paz duradera.       

La Cuenca del Mar de Aral

Por largo tiempo, el Mar de Aral fue el cuarto lago más extenso del mundo, con un ecosistema único que evolucionó en aislamiento por muchos millones de años desarrollando una flora y una fauna peculiares en sus 50,000 km2. 

Esta situación terminó a principios de la década de 1960 cuando el gobierno soviético implementó un proyecto de irrigación gigantesco con el fin de producir algodón utilizando el agua de los ríos Syr-Darya y Amu Dar’ya. El emprendimiento afectó directa o indirectamente las repúblicas de Kazakhstan, Kirghizia, Turkmenistán y Tajikistan. 

Desafortunadamente para las comunidades locales, el volumen del lago dependía casi exclusivamente de las aguas de estos dos ríos. A medida que el agua era desviada a las plantaciones de algodón su caudal se fue reduciendo sustancialmente. El caudal devuelto a los ríos y al lago fue, y todavía es, una fracción del volumen antiguo y además con una calidad muy inferior, con aguas fuertemente cargadas de productos agroquímicos nocivos. Después de tres décadas de degradación el Mar de Aral está muriendo. Sus puertos yacen en seco e inactivos y los ecosistemas acuáticos han disminuido y perdido gran parte de su anterior diversidad (Pearce 1994a). El volumen de agua es 40% de lo que era hace 33 años. En los últimos años su decrecimiento ha continuado a raíz de 27 km3 por año, los acuíferos vecinos se han secado y se espera que el otrora “gran Mar de Aral” desaparezca totalmente en unos 15 años (Pearce 1994b). 

La insostenibilidad del modelo es clara. Los campos de algodón están anegados y el suelo se está salinizando. Prácticamente ya no hay más peces. En algunas comunidades (como en Nukus) el agua es inapropiada para beber. A pesar que hay acuerdo general de que las estrategias deben ser radicalmente modificadas no hay calendarios o plazos para hacerlo. A la luz de la situación económica corriente de estos países, hoy independientes, es dudoso de que se tomen medidas correctivas en el futuro cercano.       

La Cuenca del Chad

La Cuenca del Chad es un sistema hidrográfico endorreico que se extiende por 2.7 millones de km2 en la porción occidental de Africa Occidental. La zona norte de la cuenca se encuentra en las regiones áridas y semiáridas del Sahara y del Sahel. Los sectores meridionales y orientales están situados sobre todo en las zonas de sabanas de Sudán, Camerún y la República Centroafricana, aunque también ocupan zonas de bosques tropicales en el sur. 

La cuenca es compartida por varios países de los cuales el que ocupa el área más extensa es Chad, que depende de la cuenca para la mayor parte de su producción agrícola y pesca. El centro de la cuenca está ocupado por el Lago Chad que es una depresión lacustre cuya extensión inundada varía con las lluvias. 

Los principales ríos afluentes del lago Chad son el Chari y el Logone, que provienen de las tierras altas del Camerún y de la República Centro Africana. 

Estos sistemas son los principales abastecedores de agua al lago: 28 mil millones y 12 mil millones de metros cúbicos por año, respectivamente. Los ríos inundan anualmente sus llanuras aluviales (las Yaeres) y anegan las orillas del lago. La zona que se inunda efectivamente se estima en unas 59 millones de hectáreas. Las variaciones en el régimen hidrológico del río Logone son importantes; en Baibo-Koum, se registra un caudal máximo de 4.438 m3 por segundo y un flujo mínimo de tan solo 13 m3 por segundo. 

Los Yaeres son el “granero” de la región chadiana. Se cultiva arroz utilizando las aguas de inundación y se planta mijo en las zonas más secas o luego del retroceso de la creciente. También se practica la cría de ganado en asociación con las actividades agrícolas utilizando estrategias itinerantes. Más de 100,000 cabezas son traídas a pastar a los Yaeres cada año. Además, los pobladores locales capturan un promedio de 80,000 toneladas anuales de pescado a partir de los ecosistemas acuáticos de la cuenca. 

En la década de 1960 se aprobó un gran proyecto de “desarrollo” con financiación internacional con el propósito de asegurar un sistema de irrigación para las tierras bajas del Chad: el Proyecto de Irrigación del Sur del Chad (South Chad Irrigation Project). Se suponía que el proyecto iba a utilizar el agua para “reverdecer los desiertos”. La planificación comenzó en 1962 al fin de un año de lluvias inusualmente elevadas. De acuerdo con uno de los expertos que participó en el diseño del proyecto, la elaboración del mismo fue llevada a cabo en forma irresponsable. El estudio hidrológico se hizo en tan solo tres semanas y la idea de utilizar otras fuentes hídricas “fue dejada de lado sin mayor consideración”. Se suponía que el proyecto podría ser operativo a cualquier nivel de agua del lago. 

En 1992 las zonas de toma estaban desprovistas de agua y muchas embarcaciones yacían abandonadas deshaciéndose sobre la tierra seca, en algunos casos a 60 quilómetros de la orilla del lago. Cuatro mil quilómetros de canales estaban permanentemente secos y algunas aldeas que habían sido inundadas por las crecientes de 1960 estaban a casi 100 quilómetros de la costa. No se espera que la situación mejore en el futuro. 

El lago pierde dos metros de agua por evaporación todos los años y los caudales de los ríos Logone y Chari han disminuido a la mitad. El problema no se relaciona solamente con las variaciones naturales de lluvias o los altos niveles de evaporación, sino más bien con la manera como fue concebido, diseñado e implementado el proyecto y en la visión no participativa y antinatural que lo inspiró desde sus inicios.       

La Cuenca del río Colorado

El río Colorado nace en las Montañas Rocosas a una altitud de unos 4,000 metros y fluye aguas abajo de la cara occidental del Longs Peak comenzando una trayectoria de 2,400 quilómetros que lo lleva rumbo al sur al golfo de California y al océano Pacífico. Recibe su escurrimiento de las zonas occidentales del estado de Colorado, formando el Gran Valley donde se encuentran los primeros grandes proyectos de irrigación. Cuando el río entra a este valle, su salinidad es de 200 ppm; cuando abandona el valle, luego de irrigar sus cultivos, el contenido en sales aumenta a un promedio de 6,500 ppm. 

Aguas abajo, el río recibe sus afluentes Gunnison y Green, para luego formar el embalse de Powell detrás de la presa del Glen Canyon. Más adelante, se le agregan varios tributarios (ríos Little Colorado y Virgin), que aumentan su caudal, para ser nuevamente represado aguas abajo formándose varios resevóreos artificiales: el lago Mead sobre la represa Hoover (Hoover Dam), el lago Mohave aguas arriba de la presa Davis (Davis Dam) y el lago Havasu en la represa Parker (Parker Dam). 

Más abajo el río recibe las aguas salobres del río Gila, que hacen aumentar ligeramente su salinidad, hasta llegar al sitio de una de las mayores operaciones de transferencia hidrológica del mundo: el acueducto a California, donde un tercio de su caudal es bombeado hacia el oeste. El agua del río es canalizada al Imperial Valley, Los Angeles y San Diego para satisfacer las necesidades de miles de agricultores californianos y millones de habitantes urbanos. La mayor parte de las verduras frescas de invierno de Estados Unidos se producen utilizando las aguas derivadas del río Colorado, y por lo menos la mitad del agua consumida en las áreas metropolitanas de Los Angeles, San Diego y Phoenix proviene de su cuenca. 

Una pequeña parte del caudal total del río, y con calidad muy pobre, cruza la frontera de Estados Unidos con México para desembocar en el mar. 

Para resolver este problema, Estados Unidos y México firmaron un tratado en la década de 1970 para asegurar agua de mejor calidad y en mayor cantidad en el curso inferior del río. 

Recientemente el Congreso de EE.UU. aprobó inversiones en equipos para la remoción de sales en una planta en Yuma. Se estima el costo en US$ 300 por unidad desalinizada, mientras que el agua que los agricultores compran aguas arriba les cuesta apenas US$ 3.5. 

Como se describe en el Capítulo 12, el río Colorado ha sido modificado en forma considerable y no necesariamente por buenas razones. Hoy, el curso del río es, en gran medida, un sistema artificial; La vida acuática ha sido afectada tanto en su cauce como en el Golfo de California; su flujo se ha reducido; y los acuíferos han sido modificados directa o indirectamente, reduciendo la potencialidad de los sistemas. El modelo del río Colorado es otro ejemplo de utilización inadecuada y no participativa de los recursos naturales. Esperamos que en el siglo XXI se logren revertir los efectos de estas obras hidráulicas faraónicas cuya insostenibilidad ha sido demostrada repetidas veces.       

Los Acuíferos del Oeste de Estados Unidos

En los acuíferos y cuencas de California central se observan problemas similares de interferencia irracional en los sistemas naturales. Al principio del siglo XX, casi toda el agua de California provenía de fuentes subterráneas; ahora la proporción es del 40%. Los agricultores del valle central (valles de Sacramento y San Joaquín) sobreutilizaron el agua, y por la década de 1930 la economía agrícola estaba en una situación cercana al colapso. Fue en ese momento que los agricultores convencieron a la legislatura que autorizara el Proyecto del Valle Central (Central Valley Project), que en ese momento era, sin lugar a dudas, el proyecto de aguas más grande del mundo. Su financiación provino parcialmente del gobierno federal bajo la presidencia de Franklin Roosevelt. 

En la década de 1960 se implementó una nueva iniciativa: el Proyecto de Aguas de California (California Water Project) de similar tamaño. Juntos estos proyectos suministraron un volumen de agua ocho veces mayor al requerido para abastecer a la ciudad de Nueva York. 

A pesar del agua adicional, el sobreuso continuó debido a que los agricultores, en vez de meramente sustituir las antiguas fuentes por las nuevas, continuaron utilizando los viejos recursos hídricos y abrieron más tierras para el cultivo. Se estima que los volúmenes utilizados por encima de la capacidad de renovación de los acuíferos fueron de 3,000 millones de m3 por año, causando una crisis hídrica en todo el estado. 

La falta de regulación del bombeo de aguas subterráneas ha sido una característica permanente del sistema legal californiano. Ello fue, sin lugar a dudas, un factor principal que contribuyó a la situación crítica actual. 

Sin embargo, los casos de sobreexplotación de los recursos hídricos subterráneos no se limitan a California o Estados Unidos, pueden encontrarse en muchos otros lugares del mundo desde el valle de México a Bangkok y desde Manila a La Habana.       

El Acuífero Ogallala

El acuífero Ogallala es uno de los reservóreos de aguas subterráneas más extensos y más utilizados del mundo. La mayor parte del agua de irrigación de Texas, Kansas, Colorado, Oklahoma, Nuevo México y Nebraska proviene de esta gigantesca cuenca subterránea. La sobreextracción continuada ha provocado una reducción gradual de la presión en el acuífero, los pozos no son más artesianos, los niveles de agua han descendido, y los costos de bombeo aumentado. Ultimamente se ha creado conciencia de que el agua se termina, y muchos expertos comienzan a formularse preguntas acerca de la necesidad de respetar los límites de renovabilidad para proteger el recurso. 

Históricamente, en el centro-oeste de Estados Unidos, la sostenibilidad de la explotación de los acuíferos no fue una preocupación primordial. Un ejemplo de la filosofía que inspiraba las políticas de aguas y las tomas de decisiones durante las décadas de 1950 y 1960 (y aún hoy en algunos casos) se puede apreciar en las declaraciones de Felix Sparks, antiguo jefe del Consejo de Conservación de Aguas de Colorado (Colorado Water Conservation Board). 

Cuando se le preguntó acerca del futuro del agua en el estado, respondió con una pregunta retórica: “¿Qué va usted a hacer con toda esa agua? ¿Dejarla en la tierra?”. 

El ingeniero estatal responsable del agua en Nuevo México (Stephen Reynolds) emitió declaraciones análogas que ilustran este tipo de enfoques: “Tomamos una decisión consciente de extraer nuestra parte del Ogallala durante un período de 25 a 40 años” (Reisner 1986). 

De acuerdo con esta filosofía, la solución a la escasez de agua residía en la implementación de nuevos proyectos, incluyendo algunos que eran muy caros y resultaron en retornos de las inversiones de 5% o menos. 

En Reno, Nevada, los juegos de azar y la prostitución están permitidos, pero los medidores de agua fueron ilegales durante mucho tiempo.       

Definiendo las estrategias hídricas

Uno de los problemas de gestión hídrica más apremiantes es el conflicto existente entre los grupos y sectores agrícolas y urbanos para obtener el valioso y escaso recurso al menor precio posible. 

Individualmente y por volumen, los agricultores consumen mucha más agua que los habitantes de las ciudades (incluso cuando se tienen en cuenta los consumidores industriales urbanos). Por esa razón, la competitividad de las actividades agrícolas está estrechamente relacionada con el costo del agua. Si el agua es cara el agricultor se ve imposibilitado de vender sus productos en el mercado a un precio competitivo. Los usuarios urbanos, en cambio, pueden permitirse pagar mucho más por unidad de agua porque el costo se comparte entre muchos y porque su consumo per cápita es mucho menor. 

En la competencia entre agricultores y ciudades son éstas últimas las que tienden a imponerse. En algunos casos, ello puede ocurrir en detrimento de actividades agrícolas tradicionales de muchos pequeños granjeros que dependen de la irrigación (por ejemplo en Egipto). En otras situaciones, las políticas de aguas especulativas pueden terminar en el despojo de los pequeños agricultores o comunidades indígenas, desviando el agua para grandes compañías dedicadas a la explotación agrícola comercial (por ejemplo, la transferencia de agua desde el valle Owens a los valles inferiores en California en la década de 1920). 

Otro problema que se origina a partir de la implementación de estrategias hídricas inapropiadas en zonas de irrigación es la contaminación de las aguas debido a la utilización indiscriminada de agroquímicos. Si bien los sistemas legales, políticas y controles en esta materia son variados de acuerdo a los países13, y algunos pesticidas de toxicidad prolongada, como el DDT han sido prohibidos, la aplicación de ciertas sustancias dañinas al ambiente y la salud humana continúa a nivel mundial en muchas zonas de riego.   

Referencias

1. En Bethemont, J.; 1980; Geografía de la utilización de las aguas continentales; Oikos Tau, Barcelona, España, p.252. 

2. Palacios-Vélez, Enrique, 1994; “Water use efficiency in irrigation districts”; en Efficient Water Use, pp. 223-234, editado por Unesco,

Montevideo, Uruguay. 

3. Bethemont, op.cit.; p. 253 

4. Un caso ilustrativo se encuentra en la isla de Bali, descripta con cierto detalle en el capítulo 18. 

5. Estos datos provienen del distrito de riego 033, de Atlacomulco, Estado de México en donde el agua es suministrada por la Comisión Nacional del Agua por gravedad. Allí los campesinos poseen pequeñas parcelas (promedio 1.27 ha) y utilizan el riego para plantar maíz. Si los precios del agua aumentaran no les sería posible sobrevivir acelerando los procesos de migración rural. Por esa razón, se puede afirmar que el precio del agua

es sobre todo un precio “social”.  

6. En algunas zonas de México, son los precios bajos del agua que permiten sobrevivir a los campesinos. Si el agua se cobrara a su precio real, las

pequeñas fincas agrícolas no serían competitivas acelerando los procesos de migración rural a las ciudades, ya de por sí bastante intensos. 

7. Referencia obtenida de Martínez-Austria, Polioptro, 1994; “Efficient use of irrigation water”; en Efficient Water Use, p. 101. 

8. Ciudad que existió entre los siglos III a.C, .y III d.C. en el territorio actual de Arabia Saudita (Provincia Oriental, cerca de Jubayl). 

9. Hasta un cierto límite, por ejemplo unos pocos metros de extensión longitudinal. 

10. Ejemplo mencionado por Bethemont para la Baja Camargue de Francia. 

11. El-Baz, Farouk, 1982; “Egypt’s desert of promise”; en National Geographic; Vol. 161, Nº 2, febrero de 1982, pp. 190-221. 

12. Pearce, F., 1991; “Africa at a watershed”; en New Scientist; 129 (1761), p.34-40.  

13. Este tema es tratado en profundidad por Farah, Jumanah, 1994; Pesticide policies in developing countries; The World Bank Discussion Paper

238, Washington, DC.   

Capítulo 11Abastecimiento de agua potable para pequeñas comunidades rurales

El agua en el mundo rural

Alguien dijo que la mayoría de los científicos están condenados a llevar una vida urbana. Por mucho que sea nuestro empeño, es forzoso reconocer que esta perspectiva de las cosas está afectada por la vivencia en la urbe, donde los problemas de abastecimiento y potabilización de agua caen bajo la responsabilidad de servicios técnicos especializados, que resuelven el problema con poca, o ninguna, intervención de los usuarios, cuyo papel se limita a disponer a voluntad del líquido que sale por la llave y a pagar una cuota por ello. Sin embargo, la realidad en las zonas rurales es significativamente diferente. El usuario juega un papel mucho más activo, ya que tanto la gestión del recurso como el mantenimiento de los equipamientos recaen forzosamente en la esfera de su responsabilidad, al no haber servicios especializados ni otras autoridades que puedan y/o quieran asumir tales cargas. Conocer, entender, motivar y formar a los usuarios son, por tanto, tareas que deben integrar el listado de objetivos y actividades del proyectista de los abastecimientos de agua en medio rural. 

Para enfrentar esta problemática en zonas rurales representativas de México, Marruecos y Argentina, se propuso y llevó a cabo un proyecto de investigación aplicada con la colaboración de instituciones de la Comunidad Europea y de los países involucrados.   

La ejecución de este proyecto “Clean Water with Clean Energy”1,2 ha planteado una gran variedad de situaciones reales, cada una con su peculiaridad, pensándose que en su conjunto, estas situaciones son bastante representativas del panorama general de la potabilización de agua en pequeñas comunidades rurales. Por ello, más que intentar un ejercicio de generalización, que sin duda hubiera conducido a una presentación con mayor grado de abstracción y más difícil de asimilar, se optó por presentar de manera sucinta cada experiencia en particular; aunque, eso sí, ordenadamente para garantizar que los aspectos conceptuales mantienen una cierta homogeneidad. En los siguientes apartados se describen algunas experiencias concretas en El Valle del Dra’a (Marruecos), en El Balde del Sur de Chucuma (Argentina), en S. Antonio Aguas Benditas (México) y en el ejido Tres Barrancas (México)3.       

El agua como sistema

El abastecimiento y utilización de agua para el consumo humano puede, en la práctica, adoptar configuraciones y técnicas muy diversas: captación de agua de lluvias, almacenamiento en aljibes, perforación de pozos, manantiales, acueductos, tuberías, fuentes públicas, baños, operaciones y procesos de tratamiento, alcantarillas, pozos negros, etc.4. Las dificultades para el abastecimiento de agua potable no es un problema reciente ni restrictivo a países en vías de desarrollo. El artillero Diego García de Panes y Abellán, que estudió el camino que unía Veracruz con México en el siglo XVI, nos ha dejado la siguiente descripción (García de Panes, 1503): 

“Todas las haciendas y pueblos por donde no pasa río usan de unas balsas que llaman jagüeyes, donde acopian la bebediza para entretiempo de secas; y de esta agua, sin cura de limpieza, es preciso beban las gentes y las bestias; a excepción de tal cual hacienda de rico, que tiene un pequeño aljibe en su casa, pero ésta no la dan a los pasajeros de las ventas de las mismas haciendas; y siendo el terreno de algunos jagüeis salitroso y gredoso, hay más repugnancia en beber el agua. Así sucede en Techacalco, Santiago de Tesmeluca y demás haciendas de la carrera de los caminos, que aumenta la incomodidad de los pasajeros”     

Igualmente antiguas son las técnicas para su tratamiento. El padre jesuita Bernabé Cobo nos proporciona un interesante ejemplo de filtrado por piedras porosas, que se utilizaba en la ciudad portuaria de Arica, en tiempos de las minas del Potosí (Cobo, 1964): 

“ La piedra de Arica es blanca y buena, así para fábricas como para destilar agua, y así se hacen de ella muchos morteros grandes o piedras que llamamos de destilar, y son muchísimos los que hay en esta ciudad y en otras partes del reino”     

Otro interesante procedimiento para quitar la turbidez al agua destinada al consumo humano consistía en echar al agua las hojas carnosas o pencas de las tunas o nopaleras. Así lo recoge el clérigo ilustrado José Antonio de Alzate (Álzate y Ramírez, 1831):   

Las lavanderas en tiempos de avenidas, cuando el agua está turbia, la aclaran con las pencas de esta planta (de las nopaleras), quedando el agua sin otro gusto más que el natural”     

Y también vienen de viejo las reglamentaciones para que el uso del agua no sea en detrimento de su salubridad. Por ejemplo el Cabildo de Santiago de Chile tomó, en 1612, la siguiente resolución (Acta del Cabildo de Santiago del Nuevo Extremo, 1612): 

“..por tanto, se acordó y mandó que ninguna negra, india, ni indio ni negro ni otra persona lave ropa ni otra cosa en el dicho río, desde la calle de Santo Domingo de la iglesia para arriba, sino de allí para abajo, so pena de doscientos azotes y pérdida la ropa que lavaren, la cual se aplica por tercias partes, cámara, juez y denunciador”     

La idea del agua como bien público, considerada como un derecho de todos, era ya omnipresente en el mundo clásico. En la época del Renacimiento, Gaspar de Escalona, 1647, escribió lo siguiente: 

“No permitieron los romanos que fuese el agua materia impositicia, venal, ni gravosa, ni especia tributaria, sino beneficio común y gratuito, tanto que hablaron con nota y reprehensión de algunas regiones señaladas en que se frecuentó su mercancía. Y si bien los que consiguieron merced del Príncipe, o adquirieron derecho de cogerla y derivarla de los públicos acueductos, la pudieron vender, siempre abominaron gravarles este beneficio, contentándose con la templada y ordinaria contribución destinada a la limpieza y aderezo de los caños”     

Sirvan estas referencias históricas, más que como curiosidad, para señalar que las dificultades en la captación, tratamiento y cuidado del agua, lejos de ser características del

mundo moderno o achacables exclusivamente al fenómeno del subdesarrollo de muchas zonas rurales, son problemas que persisten en el tiempo. Y esta persistencia debe alertar al diseñador de que, con energías renovables o sin ellas, el abastecimiento de agua potable es siempre un problema de ardua solución.     

Lo imprevisible 

Es un axioma general que las peores dificultades que han de enfrentarse a la hora de realizar un proyecto son, precisamente, aquellas que el diseñador no tuvo la sagacidad de prever, y que, en consecuencia, se presentan por sorpresa, sin que se hayan preparado los medios necesarios para solventarlas. Por eso, el mayor riesgo que afronta el diseño es ceder a la tentación de la obviedad, y caer en el error de pensar que la solución a un problema de abastecimiento de agua potable puede venir de atender a un único aspecto puntual. Por ejemplo, limitarse a la instalación de un clorador a la salida de un depósito. Con certeza, siempre surgirán otros que vayan en detrimento de los beneficios que reporte aquel, y puedan acarrear el fracaso final del proyecto. Siguiendo con el ejemplo, la utilización de recipientes contaminados para el consumo, o el abandono de la práctica de reponer periódicamente el cloro. Con el ánimo de entender el problema en toda su dimensión, es útil interpretar el “sistema agua potable” como el “todo” de tres elementos bien diferenciados: El hardware, o conjunto de medios técnicos con sus características peculiares. El software, o conjunto de métodos y procedimientos que rigen el empleo de tales medios técnicos. Y el orgware, o estructura organizativa en la que se apoya el mantenimiento del servicio y a través de la cual el sistema interacciona con otros de diferente naturaleza. 

Una descripción adecuada del hardware se logra correlacionándose al guión de el cuadro 11.1. 

Hay que advertir que este cuadro tiene más carácter de recordatorio que de casillero a rellenar, por lo que la sujeción a sus términos no tiene por qué ser muy estricta. Algunos elementos pueden faltar, como, por ejemplo, es el caso del acarreo en los sistemas con distribución a las viviendas. Y habrá quien encuentre otras descripciones alternativas, más ajustadas al gusto de cada cual. 

En última instancia, las descripciones basadas en el concepto de sistema no son más que una herramienta que ayuda, por un lado, a plantearse las preguntas correctas en un contexto global, y, por otro, a ordenar sistemáticamente la presentación de la realidad, para que sus matices sean reconocibles por cualquier lector en general. Sin embargo, conviene advertir que todo lo relativo a los sistemas sociales es de naturaleza intrínsecamente compleja, y que, para entenderlos, no hay sustitutos para el sentido común, la mentalidad abierta y la capacidad de observación. 

Respecto al software, conviene prestar particular atención a la importancia que los usuarios conceden a la calidad sanitaria del agua. Este concepto suele ser más primordial en las modernas sociedades urbanas que en las tradicionales sociedades campesinas, generalmente más preocupadas con la cantidad y fiabilidad del suministro. Esta afirmación puede resultar extraña para los que vivimos en un mundo donde prolifera el agua embotellada y donde el baño diario es una costumbre higiénica muy extendida. Sin embargo, la historia contiene numerosos ejemplos de que la comprensión de la relación agua-salud dista mucho de ser general. Luis Lobera de Ávila, médico del emperador Carlos I en el siglo XVI, escribió (Greve, 1938): 

“al tratar del baño no lo estimo de ningún modo conveniente, ya que los caballeros no están acostumbrados a él, pero si le considerase indispensable, por causa de enfermedad, bien puede emplearse aplicando de rodilla para abajo, eso sí, que con la precaución de agregarle

al agua algunas flores aromáticas”     

De hecho, las buenas costumbres de los romanos, que habían impulsado notablemente la instalación de baños públicos y el exquisito cuidado de la calidad de las aguas, habían desaparecido en Europa mucho antes del Renacimiento - ¡Lavarse era deshonroso y ponía en duda la virilidad de los caballeros de la Alta Edad Media! – y no se recuperaron hasta mucho tiempo después. Entrado el siglo XIX, ni siquiera las casas de la nobleza europea, incluidas las mansiones reales, poseían bañera. El Palacio Real de Madrid, construido a comienzos del siglo XVIII, no tuvo un cuarto de baño completo, hasta que José Bonaparte ordenó su instalación a comienzos del siglo XIX. Y cuando la reina Victoria de Inglaterra subió al trono en 1838 no había ni una sola bañera en el Palacio de Buckingham (Celdran, 1995). 

No es, por tanto, extraño que la historia, más reciente, de los proyectos que se llevan a cabo en el ámbito del desarrollo rural, contenga muchos y sonoros fracasos en relación con los intentos de modificar las actitudes de los campesinos frente a la calidad sanitaria del agua. Alguno ha sido incluso utilizado como ejemplo paradigmático de las resistencias que debe afrontar todo aquel que quiera, en general, promover nuevas ideas o inducir cambios de mentalidad: 

El Servicio Público de Salud en Perú intenta introducir innovaciones entre los campesinos para mejorar su salud y alargar sus vidas. Esta agencia fomenta la instalación de letrinas, la quema de la basura, el control de mosquitos en el interior de las viviendas, el aviso de los casos infecciosos y el hervido de agua para beber... Una campaña intensiva para promover el hervido del agua (como forma de desinfección) llevada a cabo en el poblado de los Molinos durante dos años sólo convenció a 11 de las 200 familias residentes allí. (5% del total), a pesar de que las tres fuentes donde se suministra el poblado están fuertemente contaminadas, y de que las enfermedades infecciosas hacen estragos entre sus habitantes. Sin embargo, los campesinos no entienden la relación entre higiene del agua y enfermedad... ¿Por qué fracasó la campaña del agua hervida en Los Molinos?... debido a las creencias culturales de los campesinos. La tradición local asocia la ingestión de bebidas calientes con enfermedad. Hervir el agua la convierte en menos “fría” y, por tanto, sólo apropiada para enfermos. Por ello, las tradiciones de la comunidad impiden el uso de agua hervida a las personas sanas. De hecho, las familias que adoptaron el cambio eran, de alguna forma, ajenas a la comunidad: los maestros, algunos emigrantes desde otra comunidad, etc. (Rogers, 1995).     

En Marruecos, los burros dentro del riachuelo en el que las mujeres acopian agua para llevar a sus casas demuestran el realismo de una situación que los bajísimos índices de salud que la acompañan convierten en dramática. 

Por último, en relación con el orgware, hay que mencionar la casi segura existencia en toda comunidad de algún mecanismo social -formal o informal- para tomar decisiones en torno al agua, y que, en general, está efectivamente controlado por algunas personas “notables” cuya opinión o autoridad tiene mucha influencia sobre el conjunto del colectivo. Tales personas pueden ser difíciles de detectar si el contacto con la comunidad es poco atento o superficial, ya que, con frecuencia, no coinciden con aquellas que ostentan cargos oficiales o representativos. Todo proyecto debe contar entre sus consideraciones con la existencia de estas personas que, de sentirse afectadas en sus intereses materiales, o en su statu quo, se convierten en fuente de conflictos, entorpecen la ejecución del proyecto y ponen en riesgo su éxito y su viabilidad. 

En definitiva, el sistema agua debe considerarse en su totalidad. Un proyecto de abastecimiento de agua potable a una población rural sólo alcanzará sus objetivos si la calidad sanitaria del agua se cuida desde la fuente hasta el consumo, si los usuarios toman conciencia de los beneficios que les reporta el agua sana, y si quienes allí ejercen alguna autoridad son aquiescentes con el proyecto. Y esto, que dicho así puede parecer una verdad evidente y trivial, es, sin embargo muy difícil de conseguir en la realidad, como claramente han puesto de manifiesto las experiencias concretas realizadas.     

Situación del abastecimiento de agua 

en zonas rurales de América Latina 

La cobertura de agua potable en 25 países de América Latina y el Caribe para fines de 1988 (Castro de Esparza, 1997), fue de 291.6 millones de habitantes en áreas urbanas y 124 millones en zonas rurales. Sin embargo, la cobertura registrada corresponde únicamente a un acceso al agua, pero la cantidad real de población que cuenta con agua potable es desconocida. Esta cobertura para las comunidades rurales es aún más incierta, ya que por lo general, este tipo de comunidades se caracteriza por ser muy dispersa y en consecuencia el agua que ingieren tiene un tratamiento deficiente o bien, este proceso es inexistente. 

Por otro lado, Vosseler et al. (1999) citan que “...todo el mundo tiene el derecho al acceso a agua potable...”, declaró la OMS en la conferencia de Mar del Plata en 1977. Sin embargo, en los países en vías de desarrollo 80% de las epidemias se deben al consumo de agua de mala calidad (OMS, 1980). Así pues es principalmente en las zonas rurales y en los suburbios de las grandes ciudades de países en vías de desarrollo donde se tiene una cobertura de agua potable y saneamiento insuficientes. En América latina, aproximadamente 85 de los 435 millones de habitantes carecen de agua potable, y de estos, 50 millones viven en zonas rurales. De acuerdo con el Banco Mundial (1994), la cobertura del servicio de agua potable en zonas urbanas de América Latina fue de 85%, mientras que para las zonas rurales tan sólo se alcanzo el 50%. 

Hoy en día, no existen datos realmente confiables en los países en desarrollo, acerca de los volúmenes requeridos de agua para consumo humano, es por ello que se piensa que unos cuantos litros /habitante/día son suficientes, sobretodo en aquellas comunidades donde para abastecerse del vital líquido es necesario recorrer varios kilómetros. De acuerdo con la OMS (Organización Mundial de la Salud, 1979), el consumo de agua en ciudades pequeñas y comunidades rurales abastecidas por hidrantes, oscila entre 20 y 40 litros/habitante/día. En las comunidades rurales de Norteamérica, según el US Joint Committee on Rural Sanitation (1961), se evaluó un consumo de 38 l/h/d para casas contando con una bomba de mano, 57 l/h/d cuando existe suministro en la cocina y de 190 l/h/d cuando se tiene acceso al agua fría y caliente (cocina, lavado de ropa, regadera y WC o servicio sanitario). 

Para México, el consumo de agua orientado a la satisfacción de las principales necesidades (bebida y cocina) ha sido estimado según el clima y accesibilidad entre 25 y 100 l/h/d, aclarando que de existir consumo de agua para animales domésticos estos valores pueden incrementarse hasta en un 50%.     

Situación del servicio de agua potable en México 

La salud humana depende no solo de la cantidad de agua suministrada, sino principalmente de su calidad; según la OMS “Casi la cuarta parte de las camas disponibles en los hospitales del mundo están ocupadas por enfermos cuyas dolencias se deben a la insalubridad del agua”. 

En México, durante los últimos 60 años, la mortalidad por diarreas ha disminuido en forma sostenida. Sin embargo, las tasas de mortalidad observadas siguen siendo muy elevadas comparadas con países desarrollados. (La tasa de mortalidad por diarreas en países desarrollados es inferior a 1/100 000 ab). 

México, al igual que muchos otros países en vías de desarrollo, presenta un número importante de comunidades rurales con necesidades primarias no cubiertas. Entre los servicios elementales inexistentes de estas comunidades rurales, destaca el no tener acceso al agua potable y a la energía eléctrica. En el territorio de la República Mexicana existen 6 714 comunidades rurales menores a 200 habitantes que no disponen de agua potable ni suministro de energía eléctrica y particularmente para el Estado de México hay 95 comunidades en dicha situación (INEGI, 1995). 

La población del Estado de México entre 1950 y 1995 ha sido incrementada de 1 392 623 ab. Hasta 12 239 403 hab., lo que significa que en los últimos 45 años la población creció aproximadamente 10 veces. El Estado de México es uno de los estados más importantes de la República Mexicana, debido a su contribución en la economía y “desarrollo”. Sin embargo, estas características también le generan un importante impacto social y medio ambiental. En este Estado existen 3 714 comunidades rurales menores a 2500 habitantes, cantidad que representa el 15.59% de su población. Este importante sector de la población se caracteriza por la carencia de sus servicios básicos. 

Por otro lado, en 1990 las enfermedades atribuidas a la mala calidad del agua, presentaron una tasa de morbilidad (Pavón et al., 1997) general del 20/100.000 hab., pero en 1995, la tasa disminuyó hasta 15.1/100.000 hab., lo que representa un decremento del 25%. En cuanto a las tasas de mortalidad general por causa, las enfermedades infecciosas intestinales para 1990 mostraban tasas del 32/100.000 hab., representando un decremento aproximado del 60%. 

En el Estado de México, los grupos más vulnerables a las enfermedades principalmente infecciosas, se encuentran entre los niños de un año o menores a esta edad, por lo que según análisis exhaustivos de estadísticas sobre mortalidad infantil por enfermedades intestinales infecciosas, se encontró que para 1990 existían tasas del 576.6/100.000 hab. disminuyendo éstas hasta 224.7/100.000 hab. para 1994. Lo anterior representa una reducción en el período descrito de poco más del 60%. 

Sin duda alguna, se puede mencionar que el aporte de agua potable de calidad a la población, es garantía de protección de la salud, reduce los gastos médicos, incrementa la calidad de vida y favorece el desarrollo sustentable de una comunidad.     

La experiencia del Valle del Draa, 

Marruecos (pozo y cloración) 

El valle del Draa es una zona desértica con poblados de entre 100 y 2000 habitantes, que se suministran de agua desde pozos artesanos de, típicamente, 150 cm de diámetro y de entre 15 y 30 metros de profundidad. 

El proyecto aquí descrito consistió en la instalación, por un lado, de un sistema de bombeo fotovoltaico, almacenamiento y distribución hasta las viviendas y, por otro, de un sistema de cloración. El primero se llevó a cabo en 10 pueblos, mientras que el segundo exclusivamente en dos de ellos, aunque se prevé su generalización posterior. La instalación de los sistemas de aprovisionamiento se realizó en febrero de 1997 en el contexto de un proyecto de cooperación entre una ONG marroquí (Tichka) y dos españolas (CIPIE e ISF). El Instituto de Energía Solar entró en la escena de la evaluación del proyecto a iniciativa

propia con el objetivo particular de estudiar el sistema del agua y analizar la provisión y potabilización del agua con medios fotovoltaicos. En este marco, se instalaron los sistemas potabilizadores en septiembre de 1998. 

Este sistema “Pozo más cloración” es representativo de regiones sin aguas superficiales donde es necesario recurrir a pozos para el aprovisionamiento de agua para el consumo humano, y donde la principal contaminación es la bacteriológica. En pozos con cierta profundidad, las fuentes de contaminación se suelen localizar principalmente en los sistemas de distribución y acumulación. El sistema de suministro se describe en el cuadro 11.2. 

En los pueblos Iferd y Ait Mersid de la provincia de Zagora, al sur de Marruecos, se instalaron sendos sistemas de abastecimiento como el descrito, alimentados por equipos de energía solar fotovoltaica. Iferd tiene 622 habitantes y Ait Mersid 350. Tras el proyecto, ambas tienen un pozo de 150 cm de diámetro considerado como de buen sabor por la población, con una bomba fotovoltaica de 2 y 1,5 kW de potencia respectivamente, y con un depósito de 50 m3 en los dos casos. 

Este proyecto supuso una alteración muy notable en el sistema tradicional de agua, tanto en términos de disponibilidad como de usos y costumbres en torno a ella. Este sistema tradicional del agua para uso doméstico estaba constituido a su vez por dos sistemas bien diferenciados asociados a usos finales diferentes: el del consumo humano (bebida, té, cocción de alimentos y fregado de utensilios de cocina) y el de otros usos (higiene personal, abrevaje del ganado, riego de pequeños jardines, etc.). Los pozos para el consumo se eligen atendiendo principalmente a la mejor calidad (sabor) del agua, mientras que la elección de los destinados a otros usos atiende al menor esfuerzo requerido por la extracción y transporte. En este contexto, el consumo de agua variaba entre 5 y 10 litros por persona y día, según fuera invierno o verano, respectivamente. 

El bombeo desde los pozos seleccionados por el proyecto y la introducción de llaves en las casas mediante una red de distribución han hecho coincidir el agua de mejor sabor con la más accesible, provocando la fusión de los dos sistemas del uso tradicional del agua. Esto hace que todo el agua pase por un único contador, y obliga a apoyarnos en entrevistas para intentar discernir entre las cantidades consumidas en cada uso en particular. Tomemos, por ejemplo, el caso de Ait Mersid, con un consumo mensual total (según registros de contador) de 447 m3 en verano y 307 m3 en invierno. Nuestros informantes dicen que en el pueblo hay 15 vacas y 400 cabras que beben respectivamente 60 y 7 litros por cabeza en verano y la mitad en invierno, lo que conduce a estimar que el reparto del agua entre personas y ganado es de 75 y 25%, respectivamente. A falta de mejores datos, en los análisis que siguen se utilizarán exclusivamente las cifras de “litros por habitante y día” calculadas como el simple cociente entre consumo total y personas, es decir, sin discernir entre los diferentes usos. 

El proyecto instaló contadores de agua a la salida de la bomba y a la entrada de cada vivienda. Durante las visitas de los investigadores a los pueblos se solicitó y transcribieron todos los datos existentes tanto de consumos como de agua bombeada con el fin de analizar esta cuestión. Es sobresaliente el hecho de que en cada localidad se encontraran registros detallados con todos estos datos, incluyendo las horas de puesta en marcha y parada de la bomba y comentarios sobre las condiciones meteorológicas de cada día. El análisis de los datos permite percibir unos primeros indicios de estabilización del consumo. Si se toma, por ejemplo, el caso de Iferd, se observa que el consumo total tiene dos niveles bien diferenciados (ver figura X1): uno en invierno, con un consumo mensual total medio de 388 m3/mes; y otro en verano, con 629 m3/mes de media. Dicho en otras palabras, parece que el consumo se estabiliza en torno a 20,7 litros por persona y día en invierno (6.4 m3/mes por vivienda en media de octubre a marzo), y a 33 litros por persona y día en verano (11.6 m3/mes por vivienda en media de abril a septiembre). En Ait Mersid los valores son ligeramente mayores pero dentro del mismo rango (ver cuadro 11.3). Esta

misma tendencia se observa en el resto de pueblos donde el proyecto ha instalado sistemas de abastecimiento. 

Finalmente, ni antes de la llegada del proyecto, cuando el aprovisionamiento de agua se realizaba de la manera tradicional, ni después de la instalación de los sistemas fotovoltaicos de bombeo se escucharon preocupaciones respecto a la calidad sanitaria del agua por parte de los usuarios. Ningún pozo disponía de tapa, y ni las cuerdas ni los calderos se guardaban en lugares particularmente limpios, a pesar de que constituían una indudable fuente de contaminación de los pozos. Las preguntas con relación a un posible tratamiento del agua no recibieron más que un cierto aire de extrañeza como respuesta. Parece obligado reconocer que la atención que los habitantes de los poblados prestan a la calidad sanitaria del agua es ínfima, siendo sus prioridades la fiabilidad en el suministro, el buen sabor y la reducción del esfuerzo para el aprovisionamiento.         

La experiencia en San Antonio Aguas Benditas, 

Estado de México (manantial y celda electrolítica) 

La investigación del funcionamiento de la celda electrolítica CEDAT dentro del marco del proyecto Clean Water with Clean Energy, tenía como meta final su aplicación en zonas rurales operando conjuntamente con un sistema fotovoltaico. Por tal razón fue necesario la búsqueda de una pequeña comunidad con los problemas típicos relacionados con el suministro de agua potable en zonas rurales en países en vías de desarrollo. Se eligió la población de San Antonio Aguas Benditas, que está ubicada a 2 700 m.s.n.m. en la sierra volcánica central entre Cuernavaca y Toluca a una distancia de 50 km de las dos ciudades. La comunidad cuenta con 150 hab. El consumo de agua es de 10 l/h/d cubriendo las necesidades de bebida y preparación de alimentos. Para lavado de ropa e higiene personal se acude a un río cercano a la población. La fuente de abastecimiento de agua es un manantial que está ubicado 1 km aguas arriba de la población y su conducción hasta la comunidad se efectúa por un canal a cielo abierto. La calidad del agua en el manantial es de excelente calidad, sin embargo, en el camino a la comunidad esta calidad se deteriora significativamente por dejar el acceso libre a la contaminación de origen natural y animal. Como consecuencia existe en la población frecuentes brotes de diarreas y enfermedades intestinales. 

La Celda CEDAT es un equipo que genera cloro a partir de sal de mesa. El desarrollo de los dispositivos tipo MOGGOD (Mixed Oxidant Gas Generator On Site For Disinfection) fue propuesto en América Latina desde el año de 1982 por la Organización Panamericana de la Salud (OPS) para el abastecimiento de comunidades pequeñas o aisladas. Bajo esta misma perspectiva el Centro de Desarrollo y Adaptación de Tecnologías (CEDAT) de la Secretaría de Salud (SSA - México) desarrolló un equipo para la producción de gas cloro generado in situ al interior de una celda electrolítica a partir de sal de mesa (NaCl). En el marco de este proyecto el CEDAT colaboró con el IIE – México en la optimización del funcionamiento de este equipo.     

Después del análisis de las necesidades de desinfección y de las circunstancias de operación para la celda, se puede definir los datos base para el cálculo del comportamiento del equipo propuesto con un sistema fotovoltaico para su alimentación eléctrica. Por otro lado, la cantidad de agua potable requerida para los 150 hab. de San Antonio Aguas Benditas es de 3 m3/d bajo una dotación de 20 l/h/d. Aún cuando actualmente se consume sólo la mitad de la dotación, se estima que el consumo de agua se incrementará con la mejora de la calidad

del agua. Suponiendo una agregación de 2 mg/l de cloro por litro de agua para garantizar la desinfección y el cloro residual que inhiba la re-contaminación del agua y de acuerdo con los análisis químicos realizados se requieren 6 g de cloro por día.     

La experiencia en el Ejido Tres Barrancas, México 

La comunidad seleccionada para el estudio de caso ha sido la comunidad del Ejido Tres Barrancas, Almoloya de Júarez, Estado de México, con una población de 200 habitantes. El sistema de recolección de agua de lluvia elegido representa, probablemente, un escenario de los más frecuentes en México. En los párrafos siguientes se describe la técnica y consideraciones de construcción para este tipo de recolección de lluvia. Esta última expresión se emplea para describir el proceso de colectar y almacenar agua de una cuenca natural o de una superficie que ha sido tratada para incrementar el escurrimiento superficial. 

El escurrimiento coleccionado de la precipitación, es almacenado en recipientes de tierra o en cisternas. El agua almacenada es, entonces, utilizada fundamentalmente para consumo humano y animal (Velasco-Molina, 1991). 

El diagrama del sistema de abastecimiento y potabilización del agua se encuentra en la figura 11.3. Las partes del sistema que a continuación se describen son: El cosechador de agua de lluvia tipo estanque, el mecanismo para uso de agua, la tubería de alimentación de agua a la planta de tratamiento, el sistema de bombeo y el bebedero para ganado.     

Colector de agua de lluvia tipo estanque 

Uno de los sistemas recolectores de agua de supervivencia más comunes es el llamado estanque, dado que las condiciones topográficas que se necesitan para su construcción, son más fáciles de encontrar que las requeridas para otros sistemas recolectores, tales como para las presas de tierra. Los estanques son construidos en terrenos con pendiente, excavando en la superficie donde se va a encontrar el depósito y utilizando la tierra para formar el terraplén o bordo. Es importante destacar que en uno de los extremos del bordo, se requiere la construcción de una obra de desagüe o vertedor de demasías. En la figura 11.4 se muestra la perspectiva y el corte de un estanque o bordo. 

El volumen requerido del bordo es la adición del volumen total de agua de consumo durante el año; el volumen de azolves esperado y el volumen de agua que será perdido por evaporación. Aproximadamente, el volumen de agua perdida por evaporación y el volumen esperado de azolves varía entre un 40 – 60% del volumen total requerido, considerando un valor promedio de 50% como valor de diseño.     

Planta de tratamiento y sistema de desinfección 

Antes de iniciar la operación de la planta potabilizadora en la comunidad, se realizaron pruebas de tratabilidad en una planta piloto escala 1:2 con agua cruda procedente del estanque construido con la finalidad de asegurar la calidad y eficiencia de los procesos, así como para determinar las dosis y coagulantes adecuados tomando como base los resultados obtenidos en laboratorio. 

El sistema de tratamiento empleado en esta planta de potabilización de agua tiene como base las operaciones y/o procesos unitarios de coagulación – floculación, sedimentación,

filtración y desinfección, las cuales deberán realizarse en dispositivos de bajo costo y fácilmente operables. Este proceso debe garantizar la calidad del agua de consumo conforme a las normas nacionales. La figura 11.6 muestra un croquis de la planta en donde se pueden ubicar las partes que integran el sistema (Solís Morelos, 1990).       

La experiencia en Balde del Sur de Chucuma, 

San Juan, Argentina (pozo, bomba dosificadora 

de cloro y sistema fotovoltaico) 

El Fraunhofer-Institut für Solare Energiesyteme (Fgh-ISE) y el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) desarrollaron esta cuarta fase del proyecto en donde el objetivo principal fue la instalación de equipo de cloración de agua en la dos lugares del Balde del Sur de Chucuma. Uno de los lugares estratégicos seleccionados fue la escuela de la región y el segundo lugar estratégico fue la comunidad central de la misma región. En la escuela se dotó de equipamiento necesario para potabilizar el agua para consumo humano bajo la construcción de un sistema conformado por una unidad de poder fotovoltaica, un equipo de desinfección por rayos ultravioleta acoplado a un tanque de almacenamiento de agua tratada con capacidad de 1m3. Particularmente en este proyecto se consideró de manera muy significativa la interacción con la aceptabilidad de la nueva tecnología en la comunidad. Para llevar a cabo esta ardua tarea, los investigadores sociales asociados al proyecto desarrollaron y aplicaron técnicas para introducir los conceptos de la nueva tecnología instalada y su correlación con la calidad del agua y sus beneficios en la salud de la comunidad. 

Complementariamente, para la comunidad central de Balde del Sur de Chucuma se diseñó otra unidad de desinfección consistente en un dosificador de hipoclorito de sodio accionado por una bomba eléctrica por energía fotovoltaica adicionando el cloro en la red de distribución de agua potable. Así pues, la comunidad fue dotada de una red de distribución contando igualmente con un medidor de consumo de agua.       

Conclusiones

Las principales conclusiones obtenidas después de haber concluido este proyecto de abastecimiento de agua potable para comunidades rurales pueden resumirse de la siguiente manera: 

1. La dotación de agua potable mínima requerida para cubrir las necesidades de bebida y cocina oscilan entre 5 y 10 l/h/d incluso en regiones muy áridas y calientes. 

2. Por otro lado, no existe un límite superior para el consumo de agua en comunidades rurales y puede ser tan elevado como en las zonas urbanas dependerá principalmente de la facilidad de acceso al vital líquido. 

3. Un ligero rechazo al sabor a cloro fue observado en el desarrollo de las actividades del proyecto, sin embargo este rechazo desaparece cuando la población percibe alguna ventaja adicional del nuevo sistema implantado, tal como un mejor y fácil acceso al agua. 

4. El proceso de introducción de una diferente manera de vivir con el agua potable implica cambios en los hábitos de una comunidad haciendo necesaria la intervención de sociólogos capaces de introducir nuevos conceptos de salud e higiene a la comunidad. 

5. Con respecto a la organización, es importante identificar personas líderes en la comunidad que permitan la introducción de nuevas tecnologías sin afectar la intimidad social de la propia comunidad. 

6. La durabilidad de las nuevas instalaciones dependerá de la calidad en la transferencia tecnológica efectuada hacia la comunidad. 

7. En realidad no existe una solución única para resolver el problema de abastecimiento de agua potable a comunidades rurales, la solución óptima dependerá de características específicas de cada comunidad. 

8. El sistema de abastecimiento de agua potable con base en un recolector de agua de lluvia acoplado a una planta potabilizadora parece ser una solución técnica apropiada para dotar del vital líquido a pequeñas comunidades rurales (200 habitantes) la cual no requiere de energía eléctrica y por lo cual tiene un costo de producción de agua potable menor a 0.05U$/m3. 

9. De acuerdo con los resultados observados los requerimientos de energía para desinfectar 1m3 de agua son menores a 0.2kWh y esta energía puede ser provista bajo el uso de tecnología limpia. 

10. Igualmente, el uso de la celda electrolítica productora de gas cloro in situ, a partir de sal de mesa, es una tecnología prometedora y de bajo consumo de energía (0.03 kWh/m3) que puede proponerse como solución en algunos casos de desinfección de agua en comunidades rurales. 

Finalmente, se señala que aún es necesaria mayor investigación orientada a la mejora de tecnología y de procesos para la optimización de este tipo de soluciones para dotar de agua potable a comunidades rurales.       

Referencias

1. Realizado por Carlos Díaz Delgado, Daury García Púlido y Carlos Solís Morelos del CIRA-UAEM-México; Klaus Preiser, Orlando Parodi y Petra Schweizer-Ries del FGh-ISE-Alemania; Jorge Huacuz, Jaime Agredano y Consolación Medrano del IIE-UENC-México, Eduardo Lorenzo,

Luis Narvarte, UPM-IES-España ; Carlos Parera, Alejandro Digeorgis y Elena Hidalgo del INTA-SJ, Argentina. 

2. Realizado por la Universidad Autónoma del Estado de México, el Centro Interamericano de Recursos del Agua (CIRA – UAEM) y el Instituto de Investigaciones Eléctricas, unidad de Energías no convencionales (IIE-UENC), de México; el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria de San Juan (INTA-SJ), Argentina; la Universidad Politécnica de Madrid y el Instituto de Energía Solar (IES-UPM) de España, el Fraunhofer – Gesellschaft zur Föorderung der Angewandten Forschung e. V., Institut für Solare Energiesysteme (Coordinadores del proyecto) y FHG.ISE de

Alemania y la Red Iberoamericana de Energía Solar (RIES). 

3. El presente capítulo reúne las experiencias adquiridas a lo largo de varios años de investigación y particularmente las lecciones aprendidas recientemente bajo la realización del proyecto Clean Water with Clean Energy. Este proyecto de investigación fue patrocinado por la Comisión Europea en el marco del programa INCO (No. IC18-CT960104). En este proyecto participaron instituciones de México, Argentina, España, Alemania e internacionales que unieron esfuerzos para hacer propuestas técnicas tendientes a solucionar el problema de abastecimiento de agua

potable en comunidades rurales de países en vías de desarrollo. 

4. Para el diseño de sistemas de potabilización de agua en comunidades rurales de países en vías de desarrollo influyen varios factores: ausencia de infraestructuras (por ejemplo caminos), falta de energía eléctrica; dificultad para suministrar piezas de reemplazo e insumos, escasez de recursos financieros; insuficiente capacitación de recursos humanos para la operación y mantenimiento de un sistema complejo; falta de conciencia de los problemas relacionados con la baja calidad del agua; problemas sociales, etc. En consecuencia, se ha intentado abordar el problema desde una perspectiva más global, que ha llevado a comenzar por describir la multitud de aspectos directamente relacionados con el agua potable, y cuya

consideración debe incluirse en todo proyecto de potabilización. Lo anterior se ha hecho utilizando el concepto de “sistema”. 

 Capítulo 12El agua y las ciudades

Uno de las causas más importantes del agotamiento y degradación de los recursos hídricos en el mundo actual son las aglomeraciones urbanas. Para su funcionamiento las ciudades requieren grandes volúmenes de agua. El suministro doméstico, municipal e industrial, el riego de jardines, espacios verdes y huertas, la higiene de los establecimientos comerciales, ferias, plazas y otros sitios análogos, consumen considerables del líquido vital, frecuentemente, más de lo que se puede extraer de pozos y cursos de agua cercanos.

Los niveles de consumo urbanos dependen del tamaño de la ciudad, del tipo de actividades desarrolladas y de la capacidad de satisfacer la demanda que tienen los sistemas de abastecimiento. 

Comparadas con las urbes contemporáneas, las ciudades antiguas eran relativamente pequeñas1, las actividades económicas (que no incluían grandes industrias) requerían volúmenes de agua comparativamente reducidos y la capacidad de suministro estaba limitada por la tecnología y los recursos disponibles en la proximidad de sus sitios. El crecimiento urbano y la expansión industrial permitieron un acelerado crecimiento de la demanda de agua, la que a su vez fue satisfecha por un rápido desarrollo de la tecnología hidráulica. Esto creó una nueva situación de alto consumo localizado, en condiciones de fuerte concentración demográfica, ejerciendo una presión mucho mayor en los recursos hídricos locales.     

El origen de las ciudades

Durante varias decenas de miles de años los seres humanos se organizaron de acuerdo a modelos “naturales” no urbanos, en donde la interacción entre las comunidades y los sistemas hídricos y geobiológicos se desarrollaba en un marco relativamente armónico. En gran medida, las sociedades funcionaban como una parte intrínseca de la naturaleza, las modificaciones a los sistemas naturales no afectaban la fisionomía general de los mismos, algunas especies eran disminuidas, incluso extinguidas, otras eran promovidas, aumentando su población y extendiendo las áreas de ocurrencia. Sin embargo, a través del tiempo, el equilibrio natural se mantenía.

En este tipo de ocupación del territorio, los cuerpos de agua y acuíferos eran utilizados de acuerdo a las necesidades fisiológicas, sociales y productivas, pero esta utilización no alcanzaba niveles que pudieran afectar la sostenibilidad de los sistemas. Los interfluvios y los valles permanecían cubiertos por una cobertura vegetal poco modificada y los regímenes hidrográficos eran estables y relativamente predecibles. 

El desarrollo de la agricultura comenzó a introducir cambios en esta situación. Fue un proceso lento, difícil de situar con precisión en el tiempo. Se han encontrado restos arqueológicos de semillas en yacimientos de gran antigüedad, 8,000 a 10,000 años antes del presente, en el Medio Oriente, en China, en India y en Mesoamérica. Es probable que existieran prácticas de cultivo mucho más antiguas, pero su identificación no es fácil. La aparición de las sociedades “francamente agrícolas” se produjo en forma relativamente rápida algunos milenios más tarde: se domesticaron el trigo, la avena, el arroz, el maíz, el sorgo y el mijo generándose intensas modificaciones en el uso del suelo y en la organización social.

Al principio, las comunidades de cultivadores poseían formas de relacionamiento con la naturaleza muy similares a las de las sociedades “naturales”2. Durante varios milenios fueron aún verdaderas “sociedades agronaturales”. 

En este período los cambios en los sistemas hídricos fueron limitados, en algunos casos prácticamente imperceptibles.

De a poco se fueron extendiendo las prácticas agrícolas y disminuyó la componente productiva de recolección y caza. A la vez, la producción de excedentes alimenticios permitió el incremento de las actividades de intercambio. Del mismo modo aumentó la importancia del sector social dedicado al comercio. En muchos casos este poder comercial se tradujo en el campo político desarrollándose estratos sociales dominantes y estructuras institucionales acordes. Como resultado de este proceso aparecieron los primeros núcleos ciudadanos. Éstos estaban frecuentemente asociados a ciertos lugares de importancia religiosa o localizados en sitios de fácil acceso, apropiados para el comercio. Esta evolución provocó una mayor concentración demográfica en el sitio urbano y una creciente presión sobre los recursos locales y especialmente sobre el agua.    

Los conceptos de “urbano” y “rural”

El establecimiento de estas primeras “urbes” dio lugar a la creación de una nueva dicotomía conceptual: el campo y la ciudad. Por un lado estaba la gente que vivía en las ciudades, la “población urbana”, y por otro quienes habitaban fuera de éstas, en sus zonas de influencia, la “población rural”. 

A partir de ese momento y aún hoy3, las zonas rurales se definen exclusivamente por contraposición a las urbanas y su mera existencia implica la presencia de ciudades. 

La utilización de los recursos rurales estaba (y aún está) relacionada con la presencia de ciudades en el territorio. La explotación de los recursos del espacio rural es a la vez rural y urbano. En el caso particular del agua, a medida que se fueron agotando los recursos del sitio, las ciudades fueron estirando sus acueductos para explotar los sistemas hídricos más próximos, generalmente localizados en su propio “hinterland” rural.     

La expansión de las sociedades agrourbanas

Las sociedades agrourbanas así formadas fueron ganando espacios a las sociedades agro-naturales y agrarias, que gradualmente se vieron relegadas a las zonas más aisladas o de menor productividad agrícola. 

A medida que aumentaba su poder económico y político, fueron creciendo en tamaño y población hasta alcanzar dimensiones considerables. 

La gran expansión colonial europea que ocurrió a partir del siglo XV y la revolución industrial que la sucedió tres siglos más tarde, aceleraron la ocupación de nuevos espacios por parte de las sociedades urbanas dominantes. Durante los últimos dos siglos se ha asistido a la paulatina desaparición de la mayoría de las sociedades agronaturales y agrarias, que se han visto invadidas, ocupadas o desplazadas por los múltiples agentes políticos, económicos y socioculturales originados (directa o indirectamente) en las grandes metrópolis. Al mismo tiempo, como resultado de la tecnificación creciente y de la emigración del campo a la ciudad, se produjo una reducción de la gravitación de las comunidades rurales, que gradualmente han ido perdiendo influencia a nivel económico, político y social. 

Esta evolución no hizo más que aumentar la presión sobre los recursos hídricos en las zonas densamente pobladas del planeta. La extracción de aguas a partir de ríos, lagos, pozos y canales se incrementó en forma aún más rápida que la población. Para ello influyó el

cambio cualitativo experimentado por la economía durante este período histórico. Gradualmente, al cambiar las tecnologías productivas, los requerimientos hídricos se hicieron mayores. Al irrumpir la revolución industrial, las intervenciones humanas sobre los sistemas hídricos experimentaron una intensificación acelerada, introduciendo modificaciones que habrían de alterar muchos cuerpos de agua en forma vigorosa, y a veces, irreversible.     

El origen de las ciudades industriales

Las urbes modernas son el resultado de la Era Industrial. Antes de la revolución industrial, que Alvin Toffler denominara “la Segunda Ola”, las ciudades más grandes del mundo eran relativamente pequeñas4. En el año 1400 había muy pocas que excedieran los 100,000 habitantes. En Europa, Roma y París tenían unos 50,000 habitantes cada una; Shanghai, 100,000; en Fez, la capital de Marruecos, residía una cantidad similar; Timbuctú en el Sahel albergaba menos de 80,000 personas y las poblaciones de las principales ciudades nativo-americanas: Tenochitlán y Cuzco no sobrepasaban por mucho las cifras antes mencionadas.

El período llamado “Renacimiento” del siglo XVI fue en gran medida el resultado de la incorporación de vastas áreas “no-ecuménicas” en el mundo euro-afro-asiático. Ello ocurrió a partir de los mal llamados “descubrimientos” y del imperialismo político y militar de las potencias europeas. Esta tendencia hacia la globalización del comercio y poder político aseguró la consolidación política de los estados europeos, así como la acumulación en ellos de enormes recursos financieros que permitieron las inversiones necesarias para el desencadenamiento de la revolución industrial.

Los primeros ensayos industriales tuvieron lugar en algunas ciudades que originalmente se habían desarrollado como centros comerciales (burgos). Los procesos industriales requerían muchos obreros para manipular las nuevas maquinarias y miles de trabajadores de las zonas rurales pobres comenzaron a migrar hacia las áreas urbanas en franco crecimiento. Este fenómeno llevó a la despoblación de vastas áreas rurales, disminuyendo la importancia social, cultural y política de las mismas. El desplazamiento de tanta población se tradujo en el crecimiento impetuoso de las zonas urbanas industriales. A fines del siglo XVIII ya había varias ciudades que excedían los 100,000 habitantes: en Inglaterra (Londres y Manchester), en Holanda (Amsterdam y zonas vecinas), en Francia (París), y en Alemania (Hamburgo).

El desarrollo rápido de estos centros urbanos no permitió una planificación urbana adecuada. Las nuevas ciudades carecían de servicios y la calidad de vida de la clase trabajadora dejaba mucho que desear.

Entre las grandes megalópolis industriales desarrolladas en el siglo XIX, Londres fue la primera en sobrepasar el millón de habitantes. En 100 años creció de 120,000 habitantes (1800) a 3 millones (1900). Durante ese mismo período, París pasó de 80,000 a 1,5 millones de habitantes. Nueva York, que era la ciudad industrial más grande de América del Norte, alcanzó el millón de habitantes en 1870 y los 2 millones, 30 años más tarde (1900).

El desarrollo vertiginoso de estas grandes urbes industriales generó problemas ambientales de magnitud y alcance desconocidos hasta entonces. 

A fines del siglo XIX el smog amenazaba la salud de los habitantes urbanos de Londres y Nueva York y el hedor de las aguas contaminadas del Támesis y del Hudson invadía los barrios cercanos a sus orillas. 

Fenómenos similares se produjeron en el río Sena, en París, en el río Ruhr en Alemania, y en el río Po, en Italia.

La gravedad de la situación llevó a que los gobiernos e industriales de estos países encararan obras hidraúlicas para disminuir la degradación de los ríos e instalaran plantas de tratamiento de agua potable, redes de saneamiento, efluentes alejados de la ciudad, perforación de pozos protegidos, etc. Estas obras se fueron ejecutando en la segunda mitad del siglo XIX y principios del siglo XX. De esa manera se fueron resolviendo algunos de los problemas más críticos pero, al no detenerse el crecimiento urbano, comenzaron a aparecer otros nuevos, que mostraban la insostenibilidad del modelo urbano industrial.

De todas formas, las grandes metrópolis industriales continuaron creciendo por muchos años. Londres alcanzó 7 millones de habitantes en 1930; en 1940 la población de Nueva York superaba los 9 millones de habitantes; en 1935, París, Moscú, Berlín y Tokio excedían los 2 millones de habitantes.

Este crecimiento urbano sin precedentes históricos aconteció como consecuencia lógica de un modelo basado en las ventajas comparativas que otorgaban los sistemas de producción industrial, concentrados operativamente, y abigarrados demográficamente. La organización productiva se basaba en el uso de máquinas y motores impulsadas por combustibles fósiles (por ejemplo, carbón y petróleo), y más tarde en la energía hidroeléctrica. El sistema utilizaba un complejo método productivo en que cada trabajador se especializaba en una tarea específica para lograr un máximo de eficacia. La gestión del sistema estaba centralizada en una gerencia operativa que supervisaba todos los pasos del proceso y aseguraba su coordinación y agilidad.

Las nuevas fuentes de energía y la eficacia organizativa permitió la multiplicación de la producción, lo que a su vez suministró oportunidades de empleo a muchos habitantes rurales, quienes continuaron migrando en grandes números, ya sea para trabajar en las nuevas fábricas, o para ingresar en las numerosas actividades de servicio relacionadas con el crecimiento económico industrial. 

Este modelo no sólo se utilizó para organizar la producción a nivel de las plantas, se aplicó también en otros aspectos de la vida social: se construyeron grandes represas y redes de abastecimiento de aguas, elevados rascacielos, hospitales de gran tamaño, supercarreteras y grandes establecimientos escolares y universitarios. En otras palabras, para la sociedad industrial “lo enorme era hermoso”.

El desarrollo de una ciudad se medía por la altura de su edificio más alto, por la longitud y anchura de su mayor autoruta, por el tamaño de sus fábricas o de sus estadios deportivos y por el número de sus habitantes. La calidad de vida era secundaria.

Los viejos problemas de sostenibilidad ambiental que habían experimentado Londres y Nueva York a fines del siglo XIX habían sido más o menos resueltos, pero nuevos problemas continuaban apareciendo. Aprovisionar de agua a tantos millones de habitantes resultaba una empresa difícil. En Nueva York, los acuíferos de Long Island fueron agotados dando lugar a la intrusión salina de las aguas del mar. Situaciones similares se observaban en Francfurt sobre el Mainz, Moscú sobre el Moscova e incluso la hermosa Venecia comenzó a hundirse en su propias aguas pestilentas. 

Para resolver estos problemas había que encontrar soluciones rápidas. Los planificadores urbanos comenzaron a definir nuevas estrategias, se planearon y concretaron grandes inversiones, se impulsó un proceso de descentralización (en parte planificado, en parte espontáneo) y el aumento demográfico de las ciudades industriales mayores se hizo más lento. El crecimiento de las grandes ciudades del noreste de Estados Unidos (Nueva York, Pittsburgh, Filadelfia, Chicago, etc) disminuyó y un nuevo modelo urbano comenzó a insinuarse.

En todo este tiempo, se fue produciendo un decrecimiento incesante de la importancia de la sociedad rural, y en particular del sector agrícola. En los últimos años del siglo XX se registraron proporciones de población rural de menos del 10% en casi todos los países de Europa Occidental y Nórdica. En Gran Bretaña, en 1998, la población dedicada a la agricultura no llegaba al 2%; en Suecia, Alemania y Francia era inferior al 5%. En Estados Unidos y Canadá se observaban cifras similares. 

Debido a esta estabilización demográfica urbana muchos de los problemas ambientales, incluyendo el abastecimiento de agua y el saneamiento pudieron ser parcial, o totalmente controlados. Con todo, si bien hasta cierto punto éstos se han detenido en el sitio urbano, el impacto de la presencia ciudadana se hace sentir en los territorios rurales que se encuentran bajo su éjida. 

A principios del siglo XXI las grandes ciudades continúan obteniendo recursos de los ambientes vecinos. El agua es uno de los ejemplos más ilustrativos. Crecientemente, las megaurbes extraen aguas de los ríos y acuíferos pertenecientes a municipios adyacentes, relegando a un segundo plano las necesidades de las comunidades locales, que a menudo no tienen voz ni voto en la toma de decisiones. 

Aún en los casos en que las poblaciones afectadas se mobilizan y protestan, las autoridades metropolitanas hacen valer su poder político, y finalmente, los proyectos son autorizados y ejecutados. Un típico ejemplo de esta situación se dio en la ciudad de Los Angeles cuando se apoderó de las aguas de río Owens5, aún contra la voluntad de los habitantes del valle de este curso fluvial.    

Las grandes ciudades de los países menos desarrollados

Los países menos desarrollados están experimentando una réplica de la revolución industrial original. Las ciudades más grandes de las economías inadecuadamente llamadas “emergentes” han abierto sus puertas a muchas de las industrias contaminantes que estaban abandonando las urbes industriales de los países desarrollados. Las grandes usinas metalúrgicas, los complejos de fabricación de automóviles, las industrias químicas de variados tipos, las grandes empresas curtidoras de cueros y muchos otros pilares de la edad industrial comenzaron a brotar en diversos países del mundo: en São Paulo, en Seúl, en Ciudad de México, en El Cairo, en Bombay, en Manila, en Jakarta y en muchas otras metrópolis6.

Mientras que la población de las grandes ciudades del pasado, como Londres y Nueva York, se ha estabilizado, las áreas urbanas de los países menos desarrollados continúan creciendo : la ciudad de México tiene cerca de 20 millones en su área urbana y periurbana, São Paulo, 18 millones, Shanghai, El Cairo, Bombay y Calcuta, unos 15 millones cada una; Seúl y Buenos Aires 13 millones, Manila, Bangkok, Jakarta, Istambul y Río de Janeiro más de 10 millones. En varias de stas ciudades se realizaron estudios sobre la disponibilidad y contaminación del agua subterránea con el apoyo del Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (CIID) de Canadá (México, São Paulo, Buenos Aires-La Plata, Jakarta, Bangkok, entre otras).

Junto con la industrialización y el rápido crecimiento demográfico se hizo presente su impacto ambiental. Los recursos hídricos locales se han hecho insuficientes o han sido degradados de tal modo que ya no pueden ser utilizados. Los caudales de los ríos locales son demasiado pequeños para las nuevas necesidades, y aunque permitieran satisfacerlas parcialmente, el estado de polución impide su aprovechamiento. Las lagunas que podrían proporcionar aguas para el consumo están contaminadas y son inutilizables (por ejemplo, el lago Xolotlán cerca de Managua, o el lago Amatitlán próximo a Guatemala). Los acuíferos subyacentes a las ciudades, que a menudo ofrecen ventajas, por su localización, pureza

bacteriológica y bajo costo, están siendo explotados más allá de su capacidad de renovación, y en algunos casos deteriorados.

Aún los ríos mayores, que supuestamente poseen un volumen de agua suficiente como para diluir los contaminantes, están sufriendo el impacto de la presencia macro-urbana.

El problema es más grave en estas ciudades que en las urbes industriales del siglo XIX, pues los recursos financieros son insuficientes para hacer frente a la creciente crisis ambiental.

De todas maneras el costo de la degradación ambiental se paga de alguna forma. Se solventa con el deterioro de la calidad de vida, las enfermedades de la población, jornadas de trabajo no cumplidas, el encarecimiento de la producción y muchos otros efectos indirectos. Debido a la desigualdad social reinante en los países pobres, este precio lo pagan sobre todo los habitantes de los barrios marginales. Es en estos lugares en donde los problemas ambientales son más críticos y donde hay menos recursos para enfrentarlos.    

Aguas y modelos de desarrollo en las áreas urbanas

El carácter insostenible del fenómeno megaurbano resulta cada vez más evidente. No hay ninguna gran ciudad en el mundo que pueda sostener por largo tiempo, no ya su crecimiento, sino simplemente su mera supervivencia.

El derrumbe de las estructuras y servicios urbanos es palpable por todas partes. A veces, la degradación urbana es más lenta, pero, de todos modos, apreciable. Aún las ciudades que se dan como “modelos ideales” muestran las grietas y fisuras de una tendencia que aparece como inexorable. 

Los problemas ambientales y de disponibilidad de los recursos hídricos son tan sólo un componente de una situación insostenible. Aún cuando se utilicen enfoques técnicamente apropiados, la mera existencia de una gran marcha urbana tiene un efecto acumulativo cuyo impacto degradatorio se habrá de sentir a mediano o largo plazo.

La mayor parte de los problemas no surgen solamente de la insuficiencia de los recursos ni de la tecnología, sino de los modelos de desarrollo en que se basa el funcionamiento del sistema urbano.

De nada sirve que una ciudad resuelva sus problemas de agua potable, de saneamiento, de prevención de catástrofes o de servicios de salud, si el modelo general del país del que forma parte genera desocupación, salarios de hambre, migración masiva, inadecuados precios agrícolas, pérdidas de productividad agropecuaria, desalojo de los campesinos de sus tierras y otros fenómenos sociales similares. Cuando una ciudad logra mejorar aunque sea mínimamente la calidad de vida de sus pobladores, aparecen nuevas tandas de inmigrantes que anulan el valor de los éxitos. Si los salarios aumentan, permitiendo un mejoramiento de la situación social e individual, el costo de la mano de obra deja de ser “competitivo” promoviendo la migración de las industrias a otros lugares en donde la fuerza de trabajo resulte más barata. En otras palabras, el modelo capitalista y neoliberal está enredando al mundo en un círculo vicioso del cual será difícil salir, a no ser que se repiensen las bases mismas del paradigma mercantilista en que se basa.    

La privatización de los servicios hídricos urbanos

Los servicios urbanos de abastecimiento y saneamiento de aguas han estado alternadamente administrados por las autoridades públicas (ya sea municipales, provinciales o nacionales) y por empresas privadas. Los primeros sistemas hídricos de las sociedades industriales fueron desarrollados en Inglaterra y en otros países de Europa Occidental. A medida que tenía lugar la expansión económica y política británica, las compañías de este origen establecieron sistemas de abastecimiento de aguas y saneamiento en algunas colonias y otros países bajo su órbita. Este fenómeno se dio en varios países de América Latina (por ejemplo Argentina y Uruguay) durante la segunda mitad del siglo XIX. En el siglo veinte, al desarrollarse políticas estatizadoras, muchos de estos servicios pasaron a manos del estado (por ejemplo, Obras Sanitarias de la Nación en Argentina, Obras Sanitarias del Estado en Uruguay).

La administración pública de los servicios hídricos sufrió los efectos de la cultura política de los países que llevaron a cabo las nacionalizaciones. Hubo una tendencia a la toma de decisiones a corto plazo, dejando de lado las inversiones para el futuro, se omitieron redes necesarias y se instalaron otras de dudosa utilidad, se tomaron decisiones técnicas inapropiadas por motivos políticos, se sobrecargaron los planteles administrativos y se utilizó la recaudación para fines ajenos a la operación o mantenimiento de los sistemas.

Para resolver estas limitaciones comprobadas, algunas organizaciones internacionales, como el Banco Mundial o el Banco Interamericano de Desarrollo, propusieron la privatización de los servicios.

Esta tendencia se concretó en Gran Bretaña en 1989 con la privatización de diez grandes instituciones hídricas regionales. En Francia ya se habían privatizado dichos servicios con anterioridad (en algunos casos desde el siglo XIX). En los Estados Unidos el abastecimiento y saneamiento están altamente descentralizados. En este país, existen en la actualidad unas 50,000 compañías de agua, de las cuales más de la mitad son de carácter privado. En América Latina, el proceso de privatización se ha desarrollado en forma gradual, pero últimamente ha abarcado un gran número de ciudades. El caso reciente más importante fue probablemente el de la región metropolitana de Buenos Aires, cuya administración hídrica pública, generalmente reputada como ineficiente, ha pasado a manos privadas (Economist, The, 19967; Idelovitch, E. Y Ringskog, K., 19958). En Colombia hubo diversas experiencias privatizadoras con variado éxito (en Medellín se evaluó positivamente la experiencia, mientras que en Santa Marta hubo que dar “marcha atrás”). En México, donde en general los sistemas continúan en manos de los poderes públicos, se otorgaron concesiones a empresas privadas para operar y manejar el sistema metropolitano de la ciudad de México, y se transfirió al ámbito privado la administración de varios sistemas de agua a nivel municipal y estatal (por ejemplo, en el estado de Aguascalientes). 

En Bolivia, que siguió las instrucciones de las instituciones financieras internacionales, se avanzó considerablemente en el proceso de privatización, con resultados dudosos. Los servicios hídricos de la ciudad de Cochabamba9 fueron privatizados bajo el sistema de concesión10. Recientemente (abril del 2000), al decidirse un incremento de 20% de las tarifas de agua con el visto bueno del gobierno, se produjeron amotinamientos en la población que terminaron con numerosos muertos, heridos y detenidos11.

De las experiencias obtenidas hasta el presente se infiere que los procesos de privatización pueden producir resultados diversos y no constituyen, de ninguna manera, una receta infalible para resolver los problemas del agua urbana. En algunos lugares, mejoraron las condiciones de abastecimiento y/o saneamiento, mientras que en otros los resultados fueron francamente negativos.

Queda por ver si estos cambios institucionales se reflejarán en la moderación del consumo superfluo y en la conservación de los recursos.     

Los modelos de desarrollo megaurbanos contemporáneos

Estas reflexiones se aplican, con mayor o menor rigor, a todas las grandes ciudades del mundo. 

Uno se pregunta, por ejemplo, cuál será el futuro de la Ciudad de México y zonas adyacentes, con una población que se aproxima a los 20 millones de habitantes, aún en proceso de crecimiento. Si bien la población del Distrito Federal se ha estabilizado, los niveles demográficos de la región megaurbana del México Central continúan aumentando. El agua local hace ya tiempo que es insuficiente y se han debido realizar cuantiosas inversiones y gastos para traer el agua de fuentes cada vez más lejanas, primero de una batería de pozos en la cuenca del Lerma, luego de varias represas en una cuenca vecina (del río Cutzamala) y últimamente se está por ejecutar una nueva obra en el río Temascaltepec con propósitos análogos12. 

Al mismo tiempo se han observado fenómenos de contaminación de las napas a partir de los canales de aguas residuales. Si bien en gran medida el acuífero está protegido por una capa arcillosa de varias decenas de metros, se constataron flujos verticales de aguas negras a través de las fisuras de la arcilla, que obligaron a cerrar algunos pozos13. 

Si la población megaurbana sigue creciendo habrá que extender los acueductos aún más en el futuro, aumentando el costo, tanto económico, como social y ambiental.

Parece claro que el modelo de desarrollo de México debe ser revisado, en particular las tendencias, aún vigentes, de crecimiento centralizado. Para ello se requerirá replantear todas las políticas en forma holística. La aplicación de algunas medidas inteligentes podría reducir el problema del agua en forma transitoria. Sin embargo, mientras no se modifique el modelo general, el carácter inapropiado del sistema reaparecerá de otras formas. 

Otro caso de insostenibilidad urbana lo encontramos en el área metropolitana limeña, en Perú. La ciudad de Lima posee una población de más de 7 millones de habitantes, y se encuentra situada en un ambiente muy árido (llueve poco más de 10 mm anuales). Su abastecimiento depende de los aportes de un río de caudal moderado (el Rimac), que sirve para nutrir la toma principal de La Atarjea y es la fuente de recarga del acuífero local (Binnie and Partners, SEDAPAL, 1987). El sobreuso de las aguas subterráneas ha dado lugar a la salinización y descenso de sus niveles. Al mismo tiempo, la expansión urbana en las orillas del río y la ocupación inadecuada de la cuenca ha disminuido el volumen de recarga y da lugar a episodios de contaminación localizada. 

Parece claro que la ciudad de Lima se encuentra en un lugar inadecuado, sobre todo si consideramos el volumen de población que alberga. El modelo de desarrollo peruano lleva a que un número creciente de pobladores del interior baje a la costa limeña para engrosar los barrios pobres de la ciudad. La falta de agua generalizada ha desembocado en problemas sanitarios importantes. Uno de ellos fue la reciente epidemia de cólera que desde entonces ha asumido características endémicas. Como en la ciudad de México, la solución al problema limeño pasa por una profunda revisión de las causas que promueven la migración desde las zonas rurales y ciudades del interior. La falta de agua es un síntoma, la enfermedad son los modelos sociales y políticos del país. 

En las Filipinas y Tailandia, la centralización creciente de las economías de sus dos principales megalópolis ha dado lugar a procesos igualmente insostenibles. Los sitios geográficos de Manila (Filipinas) y Bangkok (Tailandia) no son adecuados para albergar a conurbaciones de grandes dimensiones (más de 10 millones de habitantes). Bangkok utiliza aguas subterráneas, cuyo bombeo continuado dio lugar al descenso de los niveles piezométricos, provocando el hundimiento gradual del suelo. Como la ciudad se encuentra prácticamente al nivel del mar, se crean enormes problemas de drenaje y sanitarios durante las lluvias. Fenómenos similares se han registrado en Manila, y en Jakarta (Indonesia). 

La situación de São Paulo en Brasil también es crítica. Prácticamente desde su fundación, la ciudad estuvo ubicada en un sitio “hidrológicamente” erróneo, demasiado cerca de la divisoria de aguas principal y lejos de los grandes ríos. El tiempo y el crecimiento han empeorado la situación. La centralización económica ha traído muchos millones de inmigrantes que transformaron la antigua ciudad en una gigantesca urbe de 18 millones de habitantes. La calidad de vida se ha deteriorado, los costos económicos, humanos y ambientales se han multiplicado, pero a pesar de ello el crecimiento continúa. Al igual que en México y Lima, São Paulo requiere un nuevo modelo de desarrollo que permita relocalizar algunas actividades urbanas para disminuir el proceso agudo de concentración que se vive. La aplicación exitosa de políticas en esa dirección podrán permitir resolver algunos de los problemas urbanos, incluyendo los de abastecimiento de agua.    

La demanda de agua

Los problemas de abastecimiento no son los únicos que interesan a la gestión hídrica en las ciudades. Además de la disponibilidad de los recursos (suministro) es necesario considerar las características de la demanda. 

Este último aspecto, crucial en la gestión del recurso, es frecuentemente e inapropiadamente subestimado. Muchos problemas de abastecimiento de agua a las ciudades no existirían, o serían mucho menos graves, si se formularan e implementaran políticas y estrategias que tuvieran más en cuenta el tema de la demanda.

En gran medida, la eficiencia de la gestión hídrica se basa en medidas que tienden a moderar la demanda. En la mayoría de los países y ciudades, incluso en los países más pobres, hay consumo excesivo. El derroche tiene lugar en todos los componentes y fases de los sistemas: pérdidas de las cañerías, actitudes de consumo innecesario promovidas por falta de contabilidad, inadecuadas políticas de precios o tecnologías de los artefactos de agua que promueven gastos innecesarios. 

Para resolver estos problemas se deben implementar estrategias de gestión que tiendan a reducir la dilapidación del recurso.

En la mayoría de las áreas urbanas, la obtención de recursos hídricos suficientes podría ser lograda por muchos años con un mejor mantenimiento, con políticas de precios y contabilidad diseñadas con este propósito, y a través de campañas informativas y educativas en la población (Arreguín-Cortés, 1994).14

Los enfoques que influyen directamente sobre la demanda son mucho más económicos que los que se basan exclusivamente en la planificación e implementación de nuevos embalses alejados y sistemas asociados. A la vez, este tipo de políticas tiende a reducir los efectos negativos sobre los sistemas de agua naturales

Desdichadamente, pocas ciudades en el mundo han puesto en práctica enfoques sostenibles en el manejo de sus recursos hídricos.

Como habíamos señalado anteriormente, esta situación es el producto de un modelo de desarrollo que tiende a prioridad el crecimiento económico sobre la sostenibilidad.    

Sostenibilidad y equidad en las áreas urbanas

Para resolver los problemas de abastecimiento de agua, las estrategias de gestión deben evaluar las inversiones requeridas comparándolas con los beneficios, para lograr la máxima

eficiencia, en un marco de sostenibilidad y equidad. Para cada área densamente poblada hay varias opciones sostenibles y equitativas posibles. Habitualmente los criterios de selección se basan principalmente en los costos de los sistemas propuestos.

Sin embargo, hay muchos otros factores que entran en la ecuación. En primer lugar, los sistemas de suministro no deben afectar la sostenibilidad de los recursos hídricos propiamente dichos (esto quiere decir, que los volúmenes extraídos no deben ser mayores a los volúmenes renovados, y que la calidad del agua no debe degradarse). En segundo lugar, el concepto de sostenibilidad debe incluir también la protección de otros recursos naturales de la región (por ejemplo, los ecosistemas fluviales o lacustres).

Además de la sostenibilidad ecológica, los sistemas de aguas deben ser socialmente viables y equitativos. Estas desigualdades son visibles en la mayor parte de las ciudades latinoamericanas. En Lima, los usuarios más pobres, que reciben el agua de camiones cisterna, pagan varias veces más caro el metro cúbico que los habitantes de los barrios ricos que están conectados a los sistemas de distribución por cañerías públicas. Del mismo modo, en la ciudad de México, el consumo de las colonias más acomodadas es regular y abundante, mientras que en las zonas conurbadas más populares (por ejemplo, Ciudad Nezahualcóyotl y Chalco) pueden carecer de líquido durante varias horas por día durante ciertas épocas del año. 

Como señalábamos anteriormente, la implementación de cualquier sistema de abastecimiento presenta consecuencias socioeconómicas, no sólo desde la perspectiva de la satisfacción de las necesidades de la población en forma equitativa, sino también desde otros puntos de vista. El establecimiento de sistemas de agua genera empleo, promueve ciertos tipos de industrias, e incluso afecta otras estrategias urbanas (por ejemplo, estimula el desarrollo de ciertos vecindarios sobre otros).    

El agua y la pobreza urbana

En las ciudades, la escasez de agua y la pobreza están íntimamente relacionadas. Cuando la naturaleza no ofrece fácil acceso al agua, las comunidades no prosperan y su desarrollo se ve limitado. Por el contrario, cuando las sociedades tienen acceso al agua en forma abundante y segura, tienen la posibilidad de gastar sus recursos financieros y energía para satisfacer otras necesidades. En las ciudades de América Latina el acceso al agua no es un problema resuelto. Para mucha gente, la obtención del agua requiere esfuerzos o gastos ingentes que afectan seriamente su calidad de vida en todos los órdenes. Ello sucede, en gran medida, porque las compañías administradoras de aguas del continente raramente dan prioridad a los pobres en sus estrategias de gestión.

Las “favelas”, “villas miseria”, colonias pobres o “cantegriles” urbanos generalmente están localizadas en áreas marginales, con frecuencia en zonas que presentan problemas técnicos para el tendido de las redes. En muchos casos (como en Lima o en Rio de Janeiro), estas colonias se encuentran en zonas elevadas, de gran pendiente, a una altura superior que la de los tanques de almacenamiento o embalses. El agua debe ser bombeada hacia arriba para acceder a dichos sitios, con lo que se generan costos adicionales. Otras zonas donde normalmente se ubican los sectores sociales más pobres de las ciudades son las llanuras inundables. En ellas la instalación de sistemas de drenaje y cañerías también resulta Difícil y cara.

Sin embargo, la falta de servicios en las zonas más pobres no se debe a meros problemas técnicos. En muchos casos, hay una política deliberada que desvía sistemáticamente los escasos recursos de las compañías de agua hacia los barrios residenciales más pudientes y con más influencia a nivel político. Como consecuencia de lo anterior, existen hoy más de

40.000.000 de habitantes de las ciudades de la región latinoamericana que carecen del vital elemento.

A su vez, se comprueba que incluso los problemas vinculados con la escasez de agua en los barrios más acomodados de las ciudades pueden también afectar indirectamente a los pobres urbanos. Tal es el caso de Santa Marta y Recife, donde los cortes de agua en los hoteles han afectado la industria turística. Miles de personas que dependen del turismo para su sustento, entre ellos muchos trabajadores pertenecientes a los sectores más pobres de la población, se ven seriamente afectadas por dicha situación en sus ingresos y empleos.

El abastecimiento de agua es una cuestión social. En el mundo contemporáneo, las injusticias sociales son la regla. La actual escasez de agua que se sufre en muchas megaciudades del mundo es fundamentalemente eso, una injusticia social. Ella afecta principalmente a aquellos que disponen de menos recursos para buscar soluciones alternativas. La escasez de agua perjudica precisamente a aquellos que viven una existencia precaria en lugares ambientalmente riesgosos, con bajos ingresos y familias grandes. La sed de agua es sobre todo la sed de los pobres. 

El nuevo modelo de sociedad que imaginamos para el futuro, debe basarse en compartir los recursos naturales entre todos en un marco de sostenibilidad ambiental y de respeto. El agua es, sin lugar a dudas, el más importante de los recursos naturales. Las políticas del agua, por lo tanto, serán centrales en cualquier concepto de desarrollo verdadero que se imagine e implemente.  

Referencias

1. Las ciudades pre-industriales rara vez excedían el medio millón de habitantes, Atenas en Grecia (siglos VI y V aC), Bizancio en el Asia Menor (siglos VIII al XI), Fez en Marruecos (siglos XI y XII), Tenochtitlán en México (siglos XV y principios del XVI), Sevilla en España (siglo XV) tenían poblaciones inferiores a la cifra antes mencionada. La población de Roma, que fue, tal vez, la ciudad más populosa de la antigüedad, nunca sobrepasó 1 millón de habitantes.

2. Las sociedades que llamamos “naturales” se basaban (algunas aún se basan) en la pesca, la recolección, la caza, y el cultivo de plantas domesticadas En ellas las actividades de plantación eran (son) de menor entidad que en las sociedades “agro-naturales” o “agrarias”.

3. Lo “rural” es definido en casi todas las lenguas latinas, y en inglés, como “lo que no es urbano”, “opuesto a lo urbano” o “que no pertenece a la ciudad”. Prácticamente no se encuentran definiciones en el sentido afirmativo. 

4. Evaluadas de acuerdo a los estándares actuales. 

5. En la década de 1920 y 1930.

6. El libro Ciudades Sedientas (Antón, 1997) presenta un estudio en profundidad de los problemas ambientales de las megaciudades de América Latina.

7. Economist, The, 1996; “Water, water everywhere”; 24 de febrero de 1996, pp.65-66.

8. Idelovitch, Emanuel y Ringskog, Klas, 1995; Participación del sector privado en el sector de abastecimiento de agua y saneamiento en América Latina; Directions in Development del Banco Mundial; p.51.

9. Cochabamba es la tercera ciudad del Bolivia (después de La Paz y Santa Cruz) con una población de unos 600,000 habitantes.

10. La concesión de los servicios de agua de Cochabamba le fue otorgada a la empresa Aguas del Tunari, constituida por la International Water del Reino Unido y la empresa Abengoa de España. Estas empresas también fueron encargadas de la realización del proyecto múltiple “Misicuni”.

11. Noticia extraida de La Jornada, 9 de mayo del 2000, comentario de Pedro Miguel, de la misma fecha de ese periódico.

12. El Consejo Nacional de Investigación de México publicó en 1995 un trabajo multidisciplinario describiendo la situación del agua en el valle de México (Herrera Revilla, Ismael et al, 1995; El Agua y la Ciudad de México). 

13. A fines de la década de 1980 y principios de la década de 1990 se realizaron varias investigaciones por parte de investigadores del Instituto de Geofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y la Universidad de Waterloo que dieron indicaciones de riesgos de contaminación en las zonas de Chalco y Texcoco (Ortega, 1992; Rudolph, 1989). Estos proyectos contaron con el apoyo del CIID de Canadá.

14. Arreguín-Cortés en su trabajo sobre la eficiencia del agua en las ciudades e industria enumera las medidas posibles para aumentar la eficiencia: contabilidad en el origen, contabilidad a nivel del usuario, detección y reparación de pérdidas, sistemas de tasas, regulaciones, información, educación y uso eficiente a nivel del hogar.  

Capítulo 13Las aguas residuales: saneamiento y reuso

La expansión urbana y el aumento del consumo hídrico consecuente, han provocado un crecimiento proporcional de las aguas residuales generadas. Entre un 70 y 80% de las aguas recibidas a nivel domiciliario se transforman en residuales vertiéndose en las redes de saneamiento, si las hay, o en drenajes de diverso tipo, para terminar engrosando los cuerpos de agua naturales. Del mismo modo, las aguas utilizadas por la industria, ya sea para ser consumidas en los procesos industriales, en el enfriado o en la limpieza, también se vierten en las redes y canales de desagüe, culminando su itinerario en ríos, lagos y mares.

Los establecimientos agropecuarios consumen volúmenes considerables de agua, sobre todo cuando plantan sus cultivos bajo riego. A la salida de los drenajes agrícolas, el agua sale cargada de agroquímicos, materia orgánica y partículas de suelos, de las formaciones superficiales o geológicas.

Todos estos vertidos residuales tienen un impacto muy fuerte en la ecología acuática. Su irrupción repentina introduce modificaciones en las características habituales de los sistemas hídricos: cambia el contenido y composición de las sales, la materia orgánica y los tenores de gases disueltos, se producen variaciones de temperatura, de color y turbidez y alteraciones del pH, y se introducen elementos extraños, a menudo agresivos para los organismos del lugar. 

Para evitar, o por lo menos, para paliar esa situación, algunas ciudades e industrias han establecido plantas de tratamiento tendientes a mejorar la calidad de sus residuos líquidos. Sin embargo, el costo elevado de estos sistemas, unido a la falta de comprensión de los riesgos ambientales, lleva a que en muchos lugares, las aguas residuales sean arrojadas al medio natural en estado crudo, sin ningún tipo de tratamiento. El efecto de este tipo de acción es la contaminación más o menos rápida de los cuerpos de agua, con la consiguiente mortandad de los organismos que en ellos habitan. 

Esta situación está transformándose gradualmente en un problema crítico en muchas partes del mundo. En ciertas áreas densamente pobladas los volúmenes vertidos exceden en mucho las posibilidades de recepción de los cursos de agua, lagos y ambientes litorales o estuáricos. El resultado es una degradación creciente y la destrucción de los recursos biológicos que de ellos dependen. Este problema se ha vuelto común en todas las grandes urbes de América Latina, Africa y Asia. 

En algunas de estas ciudades, se han propuesto proyectos e iniciativas para solucionar el problema, pero los costos involucrados en corregirlo son muy elevados, a menudo fuera del alcance de las economías urbanas e incluso nacionales. La situación de São Paulo es ilustrativa de estos procesos. El río Tiête, que atraviesa la ciudad, está altamente contaminado debido al inadecuado saneamiento de la cuenca alta. A principios de la década de 1990 se aprobó un proyecto con un costo estimado superior a los 3,000 millones de dólares para limpiarlo. Las referencias recientes sobre el mismo, provenientes de ONGs locales e internacionales, indican que las obras proyectadas o a implementarse son insuficientes tendiendo más bien a satisfacer intereses empresariales que a resolver el problema del Tiête, y no es probable que terminen limpiando efectivamente el río.

Un caso similar se registró en Buenos Aires a mediados de esa misma década. El entonces presidente de la Argentina prometió limpiar el Riachuelo de Buenos Aires, un curso de agua con un alto nivel de polución, a través del tratamiento de las aguas residuales de la cuenca y otras medidas, en un plazo muy corto. Varios años después, dicho presidente ya terminó su mandato, y los planes quedaron sin ejecutar. El Riachuelo continúa recibiendo aguas residuales de múltiples fuentes y sus aguas están más contaminadas que antes.

Estos dos ejemplos son ilustrativos de las dificultades reales que existen para reducir el impacto negativo del vertido de aguas residuales.

De todos modos, existen numerosas razones, ambientales, sociales, sanitarias e incluso económicas, que impelen a extremar esfuerzos en esa tarea. El tratamiento generalizado y completo de todas las aguas residuales urbanas y agropecuarias se ha transformado en una necesidad urgente, si queremos evitar que el planeta se transforme en un mundo de aguas residuales.     

Reuso de aguas residuales

En general, y en particular en las áreas urbanas, el costo de obtener nuevos recursos hídricos es elevado. En casi todos los casos es más alto que lo que costó el desarrollo de las fuentes actuales, pues normalmente éstas, en su momento, habían sido escogidas por su mayor accesibilidad y menor costo.

Sin embargo, a menudo es posible evitar nuevas inversiones y aumentos de costos mediante la reutilización de las fuentes actuales. Una opción posible es la optimización del recurso a través del reciclado de las aguas residuales. Esta estrategia es particularmente atractiva en las ciudades localizadas en el interior de los continentes que deben tratar sus aguas para evitar la contaminación aguas abajo. 

El desarrollo de sistemas de reciclado de aguas residuales tiene limitaciones de diverso tipo. En primer lugar, para que puedan instalarse se requiere cobertura de saneamiento. Esto limita su aplicación pues en la mayor parte de los países menos desarrollados la cobertura sanitaria es inferior al 50%. A ello se agrega, que para un mejor aprovechamiento de las aguas crudas y sus productos tratados, se requiere que las redes de saneamiento sean diseñadas de una cierta forma, normalmente diferente a la existente en las redes que han sido planificadas como mera descarga.    

Calidad del agua reciclada

Desde el punto de vista de la calidad las aguas obtenidas luego de un proceso de reciclado deben ser claras, incoloras e inodoras para ser estéticamente aceptables. La presencia de color, turbiedad u olores disminuye sus posibilidades de uso y su valor. 

Cuando se logran buenos estándares de calidad, las aguas residuales recicladas pueden ser utilizadas para diversos fines, riego de jardines públicos, lavado, enfriamiento, etc. De todos modos, aún en los casos en que se obtienen óptimos resultados, estas aguas tienen ciertas restricciones de uso, particularmente en las redes de agua potable.

Normalmente los sistemas de reciclado requieren que el agua se bombee del caño cloacal a un tanque de sedimentación primario para formar un lodo primario (que vuelve a la red cloacal). Por encima de éste, se liberan líquidos que van a un tanque de aereación desde donde bajan más lodos. Luego el líquido pasa a un tanque de sedimentación final de donde también descienden lodos. El líquido sobrenadante es tratado con cloro y coagulante. El líquido con el coagulado baja y sube nuevamente con un filtro de recuperación intermedio para ser sedimentado liberándose de sus coágulos en cada vuelta. Los coágulos y otros sólidos se eliminan hacia el lodo primario. Al líquido filtrado y descoagulado se le echa más cloro y luego se bombea el agua para el reuso. Todos los lodos vuelven al caño cloacal, recuperándose el agua despojada de ellos.

Las experiencias e investigaciones de los Distritos de Sanidad de Los Angeles mostraron que un efluente secundario de buena calidad tratado con pequeñas dosis de coagulante y/o polímero, filtrado directo convencional con arena y desinfección con cloro, puede producir fácil y económicamente un producto satisfactorio.    

Tipos de plantas de reuso

Dependiendo del destino de las aguas recicladas, hay dos tipos principales de sistemas de reuso: las plantas cuyo producto solamente se ha de verter en los drenajes, y aquellas que producirán aguas recicladas para la su utilización y/o comercialización posterior. Estas últimas son también aptas para ser inyectadas en los acuíferos subyacentes.

En el primer caso se procesa toda el agua recibida y el lodo producido es tratado en la planta para reducir los volúmenes vertidos a los sistemas naturales.

En el segundo caso se procesan tan sólo los volúmenes requeridos y los lodos producidos se retornan a la red cloacal o a otra planta para su disposición final. 

La reutilización del agua tiene varias limitaciones tecnológicas, económicas y sociales. En primer lugar, la salinidad del agua reciclada no debe ser demasiado elevada (150 a 300 mg/l constituyen límites aceptables). En segundo lugar, debe existir la posibilidad técnico-económica de que la depuración sea adecuada y garantizada, y finalmente, el producto final debe ser aceptable y aceptado por parte de los usuarios.1

A diferencia de las plantas de tratamiento convencionales, que pueden estar ubicadas aguas debajo de la zona de generación de aguas residuales (lo cual facilita su instalación y operación, y abarata los costos), las plantas de tratamiento y reciclado que persiguen fines comerciales deben tener en cuenta la localización de los mercados para asegurar su competitividad. 

Al mismo tiempo, el resultado del reciclado con fines comerciales debe ser un producto vendible, de calidad y cantidad confiables como para satisfacer a los “clientes”. Por ese motivo, estas plantas son diseñadas con unidades duplicadas, fuentes de energía de emergencia, monitoreo continuo de la turbidez y de los residuales clorados.     

Las plantas de reciclado comerciales

Existen dos tipos de plantas comerciales, las que satisfacen a un usuario principal con ciertas exigencias, que a veces son menores, y aquellas que deben satisfacer una multitud de usuarios cuyas exigencias suelen ser mayores.

Hay numerosos tipos de usuarios potenciales de aguas residuales tratadas. En general se trata de establecimientos industriales que no requieren agua con elevados estándares de pureza o potabilidad: aguas de enfriamiento, para la limpieza o para procesos industriales poco exigentes. Otros clientes de las plantas de reciclado pueden ser los municipios (para riego, limpieza y uso sanitario) y establecimientos agropecuarios que riegan sus cultivos.

Algunos ejemplos de proyectos que utilizan aguas residuales se describen a continuación.2    

Plantas siderúrgicas (altos hornos). 

Es el caso de la planta siderúrgica de Back River de Baltimore, establecida en el año 1942, donde se utilizó el efluente de una planta de lodos activados, aplicándosele cloro y enviándolo por una cañería de 7.2 km y 96 pulgadas a la planta Sparrows Point de la Bethlehem Steel Company.

 

Plantas termoeléctricas y nucleares para su uso en las torres de enfriamiento evaporativo 

Otro ejemplo es el de una cañería de 58 km que transportaba efluente secundario de Phoenix a la planta nuclear de Palo Verde (allí se hacía nitrificación biológica con filtros de goteo, ablandamiento con soda, coagulación, filtración y cloración). Debido a este uso principal, la ciudad de Phoenix fue enjuiciada por la utilización del recurso por una compañía inmobiliaria. El mero hecho de que se haya producido una instancia judicial de este tipo muestra el valor de las aguas residuales como recurso.    

Uso doméstico y municipal, en general para letrinas y riego de jardines

Ya en 1926 se había instalado un sistema de reciclado de este tipo en Grand Canyon Village, Arizona. Se utilizó un sistema de reuso para riego de jardines y retretes. Se aplicó un sistema dual (una red para las aguas residuales tratadas, otro para el agua potable).     

Para la irrigación

Un ejemplo de este tipo de uso es el del Irvine Ranch Water District en California. Allí se instaló un sistema dual para irrigación. Debido al estándar de tratamiento secundario exigido, se instaló una planta de reuso, para evitar el vertido de aguas residuales crudas en el mar. Más tarde, cuando se eliminó la exigencia, se constató que el agua obtenida por ese medio era 1/3 más barata que la del Metropolitan Water District. Actualmente 25% del agua consumida allí es no-potable, lo que equivale a 0.5 m3/seg.    

Otros ejemplos de tratamiento de aguas residuales

En Los Angeles las plantas de reuso están localizadas aguas arriba del sistema y arrojan el lodo de nuevo a la red para su tratamiento posterior. Una situación similar se observa en Irvine y Orange County (California).

Desde 1977, hay un sistema dual muy grande en St Petersburg, Florida. El tratamiento por reuso resultó más barato que lo que hubiera costado cumplir los requisitos exigidos para verter efluentes en la bahía de Tampa y en el Golfo de México. El sistema consume 2.7 m3/seg. de los cuales 0.9 m3/seg provienen del reuso, con 5,900 clientes (5,650 residenciales, y 250 comerciales/industriales). La principal motivación para St Petersburg fue el carácter limitado del recurso hídrico, el crecimiento rápido de la ciudad y la distancia a las fuentes de abastecimiento. Lazarus J., Drake P. G. y Shoenfeld, P.B., 1994, describen dos casos ilustrativos en Nuevo México (EEUU) en donde las aguas residuales tratadas se usan para el riego de campos de golf e hípicos, con un costo sensiblemente menor al de la red de abastecimiento regular3.

En Japón, a pesar de ser un país densamente poblado, no se ha avanzado mucho en la reutilización de aguas residuales. Una de las principales razones es que tan sólo 40 % está cubierto por red de saneamiento. Actualmente se usan apenas 3.2 m3 /seg de agua reciclada, de la cual un tercio es para abastecer edificios. Los principales destinos son toilettes, enfriamiento, irrigación, lavado de carros, limpieza y aumento de caudal de ciertos cursos de agua. Existen algunas plantas pequeñas de 50 litros por segundo, y menos del 1% es reusado, aunque en los últimos años se aprecia un cierto crecimiento relativo.

En Singapur, una ciudad-estado situada en una isla, los efluentes son recogidos por un caño colector para luego ser filtrados y tratados con cloro. El caudal del producto reciclado es de 0.5 m3/seg que sirve para abastecer un parque industrial. La red fue luego extendida a través de un sistema dual, para toilettes en edificios, satisfaciendo las necesidades de unas 25,000 personas.    

Los sistemas duales

Los sistemas duales utilizan dos redes, una para el agua potable y otra para el agua reciclada o salobre. Estos sistemas tienen aceptación en sitios en donde el costo del agua potable es elevado, como ciertos países áridos, islas pequeñas, etc.

Con todo, a pesar de la ventaja económica y racionalidad aparente del sistema dual existen ciertos inconvenientes relacionados con el costo diferencial de ambos. Debido a que el agua reciclada posee menor calidad que la potable, suele ser más barata. Ello promueve su uso por la población más pobre a su precio más económico, con el consecuente riesgo sanitario.

   

Costo del agua reciclada

El agua reciclada debería ser mucho más barata que el agua potable. Sin embargo, a menudo ello no ocurre porque el diseño de las redes de saneamiento hace muy onerosa su utilización. 

Desde el punto de vista económico el principal problema de los países industrializados consiste en que las redes de saneamiento ya están construidas. Por esa razón, las plantas de tratamiento deben ser instaladas en lugares situados en posiciones topográficas más bajas. En esos casos, muchas de ellas quedan ubicadas lejos de los “clientes” que a menudo están aguas arriba, como es el caso de ciertos parques industriales localizados en áreas

topográficamente elevadas. Esto último se debe a que muchas zonas costeras más bajas son más valiosas y más bien se dedican al uso residencial o turístico. 

En algunas zonas urbanizadas, las áreas bajas son de menor valor inmobiliario y por ende, se han instalado numerosas industrias. En esta situación la utilización de aguas residuales tratadas puede ser rentable. 

También es de hacer notar que la instalación de sistemas duales que se requeriría para ampliar el espectro de usuarios, es una obra de alto costo. Debido a que las redes ya están instaladas, el costo de tendido de nuevas redes haría antieconómica su instalación. 

Curiosamente, en los países más pobres no hay tantas diferencias de costo entre un sistema dual y uno que no lo es. En los casos en que no se puedan obtener fondos de inversión para un sistema dual en el presente, puede ser conveniente dejar “espacio” para una red adicional de aguas recicladas, así como para las cañerías de un futuro sistema dual.

A veces se puede alimentar el sistema de reuso con aguas del alcantarillado pluvial. Para ello se requiere que estos sistemas sean especialmente diseñados. Solamente se puede almacenar el agua pluvial para verter en las cañerías en los casos en que existe sistema de saneamiento.

En los países más pobres también es posible diseñar las redes teniendo en cuenta estas posibilidades.

Como señalábamos anteriormente, se prefiere que las plantas de reciclado estén ubicadas aguas arriba, que es donde se encuentran los compradores industriales.

En los casos en que las aguas tratadas no se usen, de todos modos es posible alimentar los cursos de agua urbanos.

La utilización de agua reciclada se debe en general al costo o inaccesibilidad del agua potable. En los últimos años se establecieron o continúan operando varios sistemas de tratamiento y reuso en California, Arizona y otras zonas áridas de los Estados Unidos. También se les encuentra en Israel, en varios países del Golfo, en Singapur y en varias islas turísticas pequeñas. A partir de 1988 se desarrolló una experiencia exitosa en São Paulo, Brasil.

Existen otros lugares con potencial de reuso del agua residual. La zona de Beijing-Tianjin en China con un área de 28,000 km2, 18 millones de habitantes y un 60% de población urbana es una zona especialmente apropiada para desarrollar un sistema de este tipo. En esta región el uso principal del agua es agrícola (65%), industrial y residencial (35%). Los estudios realizados mostraron que el reuso es la mejor alternativa. Actualmente hay casi 25m3/seg. que se utilizan para uso no potable. La limitante principal para la expansión de dicho sistema es que la cobertura de saneamiento es escasa (10-20%).    

Alternativas de saneamiento

Los problemas centrales que resultan de la instalación y operación de los sistemas de agua potable y saneamiento son el alto consumo de agua y su contribución a la contaminación de los cursos de agua. 

Estos tipos de obras hidráulicas urbanas fueron establecidas desde tiempos muy antiguos. En las ciudades romanas se construyeron numerosas redes de abastecimiento hídrico y saneamiento. Otros pueblos enfocaban el problema en forma diferente. Los persas no

arrojaban nada a los ríos, ni siquiera escupían u orinaban. Los maoríes (de Nueva Zelanda) creen que se profana el agua si se vierten residuos. 

Las ciudades industriales europeas desarrollaron tecnologías y establecieron sistemas de saneamiento a partir del siglo XIX, que luego se extendieron al resto del mundo.

El sistema adoptado fue simple, se mezclaba el agua “gris” (de lavados) con las aguas cloacales, y todo ello se vertía en los ríos.

Hoy sabemos que conviene mantener el agua “gris” separada de las aguas cloacales. Debido a sus características diferentes, las primeras pueden tratarse en el ámbito local utilizando ecosistemas naturales o artificiales apropiados (cañaverales, pantanos, lagos). En algunos casos es posible instalar criaderos de peces, como es frecuente en China.

Se puede optimizar el funcionamiento de las redes mediante la instalación de aparatos sanitarios apropiados (por ejemplo inodoros de aspiración con bombas de vacío, como se usan en los aviones, que consumen apenas 1 litro por vez, 15 a 20 veces menos que lo habitual). En los retretes normales se va aproximadamente un tercio del agua consumida (50 a 150 litros por persona y por día).

A la contaminación doméstica antes mencionada, se agregan los “pequeños contaminadores”: tintoreros, dentistas, talleres mecánicos, laboratorios fotográficos. Generalmente estas personas tienen costumbre de librarse de sus contaminantes por las alcantarillas municipales, complicando la operación de tratamiento.

Desde 1950 la situación empeoró considerablemente en las grandes ciudades porque se comenzaron a usar ácidos alcanosulfónicos ramificados que, por ser subproductos de la industria química, son más baratos, y detergentes fosfatados y policarboxilatos varios (que se utilizan para limpiar más blanco), en vez de jabones hechos con aceites y grasas naturales biodegradables. Como las bacterias no pueden digerirlos provocan excesiva fertilización y eutroficación. 

Otro problema surge de la excesiva esterilización de objetos y ambientes, que además de eliminar los organismos dañinos, mata los beneficiosos y altera el ambiente4.

En las ciudades todos los productos de la limpieza van a parar al alcantarillado: detergentes, jabones, champúes, desodorantes, geles y sales de baño, blanqueadores, acondicionadores.

No sabemos si estas sustancias son dañinas para las personas y ecosistemas acuáticos, aunque seguramente muchas de ellas lo sean. Tampoco sabemos cuán dañinos y de qué forma. No hay respuestas para estas interrogantes pues las fórmulas son secretas. A diferencia de la industria de la alimentación que debe describir la composición de sus productos, la industria de los productos de limpieza está exenta de dicha obligación.

Hay otros problemas adicionales. El sobreuso de productos “sólo por oler mejor” (que en la mayor parte de los casos no son necesarios e incluso ocasionan alergias y dermopatologías). 

Esta desodorización es más social que higiénica. Se debe sobre todo a las pautas establecidas de prestigio social. El olor corporal “apropiado” o sea “perfumado”, es sinónimo de respetabilidad.

Estas actitudes muestran el carácter relativo de los criterios de limpieza que se aplican en la sociedad de consumo. Desafortunadamente, la situación en esta materia es cada vez peor. Se construyen más cuartos de baño, duchas más potentes, whirpools, yacuzzis, piscinas, bañeras. Todo ello aumenta el consumo del agua. Hay gente aficionada al baño que gasta 2000 litros por día o más.

La tarea fisiológica necesaria de mantenernos limpios se ha transformado en una patología hedonista, apoyada por un arsenal de productos jabonosos y, por supuesto, altos consumos de agua y generación creciente de aguas residuales. 

La solución a estos problemas no es de carácter técnico. Los ingenieros sanitarios pueden proveer crecientes cantidades de agua, pero mientras se siga enfocando la relación con el agua en esos términos de despilfarro y sensualismo desenfrenado, va a ser imposible obtener los recursos hídricos adecuados para satisfacer esta demanda. Y todo ello está ocurriendo a un costo inaceptable, la degradación probablemente irreversible de los sistemas hídricos naturales.    

Conclusión

Las plantas de tratamiento y reciclado de aguas residuales son los hermanos pobres de la sociedad industrial. Existen las tecnologías adecuadas para instalarlas en cualquier parte, y si hubiera voluntad social y política, sería posible tratar todas las aguas residuales urbanas e industriales a un costo inferior del que se incurre cuando se desarrollan nuevas fuentes superficiales o subterráneas. 

Sabemos que los recursos hídricos naturales son escasos e irreemplazables, que los volúmenes disponibles están disminuyendo en forma rápida en todos los continentes. Las aguas residuales, en cambio, aumentan a un ritmo similar al de la urbanización e industrialización.

A ello se agrega el daño irreparable que las aguas residuales no tratadas infligen en el ambiente natural, ríos y lagos contaminados, acuíferos degradados irreversiblemente, ecosistemas dañados, especies y variedades desaparecidas. Estos perjuicios repercuten inevitablemente en las poblaciones que habitan las zonas degradadas, generándose un impacto creciente sobre la salud y la calidad de vida en general.

A pesar de la obvia conveniencia de instalar plantas de tratamiento para el reuso de las aguas residuales, muchos gobiernos y empresarios prefieren gastar los recursos públicos y privados en instalar nuevos sistemas de extracción y plantas de potabilización para destinos no potables.

El costo ambiental, social, e incluso económico, de éstos es mucho mayor, pero se insiste en utilizar este enfoque insostenible.

Si el crecimiento demográfico y económico continúa, la opción del reciclado integral de las aguas residuales será seguramente la única salida para la sobrevivencia social en el futuro.     

Referencias

1. Lluria, Mario, R., 1996; Recuperación de aguas residuales por recarga artificial, Aguascalientes, México.

2. Sandra Postel, 1992, The Last Oasis, W.W. Norton and Co

3. Es de hacer notar que gran parte del estado de Nuevo México se encuentra en una zona semiárida o árida, con la consiguiente escasez de agua. El riego de parques y campos de recreación consume mucha agua, y tiene pocos requerimientos de calidad, por esa razón el uso de las aguas residuales tratadas se hace particularmente atractivo (Lazarus, Jay y Drake Paul G. y Shoenfeld, Peter B., 1994; “Water reuse- water quality and water rights considerations”; en Efficient Water Use, UNESCO- ROSTLAC; pp.145-152. 

4. Sandra Postel, op.cit.  

Capítulo 14Reutilización de aguas residuales en México

El crecimiento de la población urbana ha sido un fenómeno acelerado en la región de América Latina y el Caribe en décadas recientes. La mayoría de las ciudades tienen tasas de crecimiento del 3 al 5% y para el año 2000 se espera que más de 30 ciudades excedan el millón de habitantes, y que muchos cientos de ciudades superen los 100.000. Este incremento en la población no ha ido acompañado de una mejora en la prestación de servicios de agua potable y alcantarillado, así por ejemplo la cobertura en alcantarillado está considerablemente atrasada con respecto al crecimiento de la población aunque las aguas residuales son generadas en grandes volúmenes por la mayoría de las ciudades. La construcción de los sistemas de alcantarillado en las ciudades de esta región se ha realizado de forma intermitente a lo largo de muchos años, habiéndose introducido los primeros sistemas en las capitales más antiguas a inicios del presente siglo como resultado de las preocupaciones de salud pública y de la novedad de la ingeniería europea.

Esta construcción en etapas ha propiciado que muchos sistemas no estén bien integrados y racionalizados. Además, no se ha realizado una selección de puntos de descarga, de modo que existe una gran variedad de lugares donde se evacuan las aguas residuales como son ríos, lagos, acuíferos, sobre el terreno, etc. Tampoco se ha llevado a cabo una previsión adecuada sobre que sistemas de tratamiento de aguas residuales se deben de utilizar. Con frecuencia, en la mayoría de ocasiones, se descarga el efluente directamente al río o al canal más próximo, solamente con un tratamiento primario.

Por otro lado, en las regiones áridas, durante la estación seca, estos cursos de aguas superficiales pasan a ser cursos de aguas residuales. Hay que tener en cuenta que, en estas mismas regiones, el uso de las aguas que circulan por estos cauces para riego agrícola está muy extendido. Asimismo, se ha prestado poca atención a la limitada capacidad de autodepuración de los cursos de agua y al hecho de que, en muchos casos, los puntos de descarga se han quedado dentro de áreas pobladas como resultado del crecimiento urbano.

Actualmente, gran parte de la reutilización del agua residual para riego en la región de América Latina y el Caribe se efectúa en aquellas zonas donde los cursos de aguas superficiales contienen una alta proporción de efluentes residuales. En las regiones más áridas, la presión para cubrir las necesidades de abastecimiento para riego es tan importante, que existen muchos casos de prácticas ilegales o indiscriminadas, tales como el riego con aguas residuales negras obtenidas directamente de los colectores y/o el cultivo de vegetales, verduras y frutas en campos regados con aguas residuales tratadas inadecuadamente.

Varios aspectos de las prácticas actuales de uso y disposición de aguas residuales implican un gran riesgo para la salud; un riesgo directo para los agricultores e indirecto para el público en general que consume los productos agrícolas regados con aguas residuales. Estas prácticas son responsables de muchas de las enfermedades endémicas asociadas con bacterias patógenas y otros microorganismos y están implicadas en la propagación rápida y la persistencia del brote actual del cólera en algunas partes de la región. El otro peligro a largo plazo es la posible concentración de elementos tóxicos en los suelos agrícolas; especialmente plomo, cadmio, mercurio y zinc; y posiblemente también boro y litio. Este es un peligro potencial serio, sobre todo cuando se encuentran presentes en las aguas residuales ciertos tipos de efluentes industriales de alta toxicidad.

Otro riesgo es la contaminación de los acuíferos. En términos generales, es de esperar un deterioro importante de la calidad de las aguas subterráneas, generalmente de forma lenta pero persistente. El grado de riesgo de contaminación variará con la escala y modo de generación de las aguas residuales, su calidad y las características hidrogeológicas del medio. Así, por ejemplo, bajo ciertas condiciones hidrogeológicas y altas tasas de lixiviación de aguas residuales se puede producir la contaminación de las aguas subterráneas con microorganismos patógenos, compuestos inorgánicos y algunas trazas de sustancias orgánicas. Normalmente, se pueden detectar importantes incrementos en la concentración de nitratos y en la salinidad de las aguas subterráneas, así como la aparición de determinados compuestos orgánicos.

Un aspecto positivo del riego con aguas residuales es su contribución a la recarga del acuífero pero es necesario establecer cuales son los beneficios del incremento de la recarga del acuífero frente al riesgo de contaminación. Actualmente, en esta región de América Latina la recarga se hace pocas veces de forma planificada y se presenta como un resultado casual de las prácticas existentes de disposición o uso para riego agrícola.     

Las aguas residuales en México

En México, durante las últimas décadas, el crecimiento poblacional y el desarrollo industrial han producido efectos que degradan el medio ambiente y deterioran sus recursos, como la contaminación del agua, que ha dado lugar a mayores riesgos en la salud y a un deterioro de la calidad de vida de la población (Cifuentes et al., 1995). El gobierno federal, desde la década de los setenta, ha considerado que la gestión del agua es un tema prioritario y que la depuración de las aguas residuales debe ser empleada como una herramienta de gestión con el fin de controlar y prevenir la contaminación. De acuerdo con el Inventario Nacional de Plantas de Tratamiento, México contaba, en junio de 1997, con 808 sistemas de depuración de aguas residuales municipales. Del total de estos sistemas de tratamiento, 615 se encontraban en operación (76%) con un caudal de 35.34 m3/s. Con base en el caudal de operación y si se estima que se generaban 231 m3/s de aguas residuales en el país (SEMARNAP, 1995), sólo se están tratando el 15.3% de este caudal, por lo que se descargaba al ambiente alrededor de 196 m3/s de aguas residuales sin tratar.

Los sistemas de tratamiento con que cuenta el país tienen gran variedad de procesos, pero los más empleados son las lagunas de oxidación, que se utilizan en 416 plantas de tratamiento, y los lodos activados, que se emplean en 174 plantas. Entre estos dos procesos se tiene más del 70% de las plantas de tratamiento del país.

De los 615 sistemas de depuración de aguas residuales municipales en operación, sólo se cuenta con información de eficiencia de operación de 379 de éstos; 113 se encuentran en el rango de eficiencia de 0 a 50%, 133 en el rango de 50 a 75% y 133 en el rango de > 75%. Con base en esta información, más del 70% de las plantas, están por encima del 50% de eficiencia.

En México existen varios distritos de riego que operan bajo el sistema de riego con aguas residuales, por lo que es considerado como uno de los países más experimentados en este tema. En la mayoría de los casos el uso de las aguas residuales no ocurre directamente después del tratamiento o disposición sino indirectamente desde los cursos de aguas superficiales, cuyos caudales durante la estación seca son en gran parte de aguas residuales. En el cuadro 14.1 se presentan algunos ejemplos de reutilización de aguas residuales en México. Como se puede comprobar, en la mayoría de los casos, se utilizan aguas negras que no han sido sometidas a ningún tratamiento de depuración convencional. Estas aguas se descargan en ríos donde se produce, por efecto de dilución y por autodepuración, cierta disminución de la carga contaminante. 

El interés, por parte de las autoridades, de regular la reutilización de aguas residuales con objeto de paliar e impedir problemas sanitarios y medioambientales ha permitido establecer una serie de criterios. Mención específica requiere la reciente modificación al marco normativo en materia de descarga de aguas residuales (NOM 001-ECOL-1996), en la que establecen los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. No obstante lo anterior, y a pesar de los esfuerzos realizados, un alto porcentaje de las descargas que se efectúan en la actualidad son de aguas residuales municipales e industriales sin tratamiento, lo que implica que hay que invertir más para poder llevar a cabo un control de las descargas (Castillo et al., 1997).

En el cuadro 14.2, se exponen los criterios fundamentales de esta normativa en referencia a las descargas de aguas residuales en suelos, ríos y embalses naturales y artificiales para su posterior uso en riego agrícola. Los valores hacen referencia al promedio diario (P.D.) que es el valor que resulta del análisis de una muestra compuesta y al promedio mensual (P.M.), que representa el valor que se obtiene de calcular el promedio ponderado, en función del caudal, de los valores que resulten del análisis de al menos dos muestras compuestas (promedio diario).

En cuanto a los microorganismos, el límite máximo permisible de patógenos tomando como indicador los coliformes fecales es de 1000 y 2000 NMP/100mL para el promedio mensual y diario, respectivamente.

La contaminación por parásitos se determina en base a los huevos de helmintos. El límite máximo permisible para las descargas en suelo para uso agrícola es de un huevo de helminto por litro para riego restringido (no se pueden regar legumbres y verduras que se consuman crudas) y de cinco huevos por litro para riego no restringido (se puede regar cultivos como forrajes, granos, frutas, legumbres y verduras).     

Ejemplos de reutilización de 

aguas residuales para riego en México

El caso del Valle de León (Guanajuato)

El Valle de León se localiza en el sector occidental del Estado de Guanajuato, en el centro de México; abarcando parcialmente los municipios de León, San Francisco del Rincón y Purísima de Bustos (Figura 14.1). El área tiene un clima semiárido con una precipitación media de 600 mm/año. Las lluvias se presentan en verano con cierta irregularidad. La temperatura media anual es de 18ºC, con un valor máximo de 35ºC en verano y mínimo de 3ºC en invierno.

En el Valle de León existen 1340 pozos, que extraen un volumen 204 Hm3/año, provocando una sobreexplotación de 108 Hm3 anuales, ya que la recarga es de solamente 96 Hm3/año. En esta zona sólo existe una unidad hidrogeológica principal, constituida por rocas volcánicas, depositadas en un ambiente lacustre, intercaladas con sedimentos aluviales formados por gravas, arenas, arcillas y tobas, predominando el paquete de las tobas volcánicas. La transmisividad de los materiales que integran el acuífero es baja, sobre todo en las zonas cercanas a la ciudad, donde varía de 80 a 450 m2/día (Castañón et al., 1995).

La ciudad de León posee una población de 1.100.000 habitantes y es uno de los centros más importantes de fabricación de calzado en América Latina. El abastecimiento urbano depende, en gran parte, del agua subterránea que se extrae de unos 80 pozos, distribuidos dentro de la mancha urbana y agrupados en seis campos al SW y S de la ciudad.

   

Problemática de las aguas residuales en el Valle de León

La ciudad cuenta con una amplia red de saneamiento (aunque no cubre toda la ciudad) y produce alrededor de 0.35 Hm3/día de aguas residuales, parte de los cuales se descargan sin tratamiento en el río Turbio, el cual está controlado por pequeños embalses. Este caudal incluye 0.08 Hm3/día de aguas residuales industriales procedentes, principalmente, de las fabricas de cuero, la mayoría de las cuales están dispersas dentro la ciudad. La presencia de estas fabricas se refleja en las características químicas de las aguas residuales con altos contenidos en cromo y cloruros.

Las aguas residuales se utilizan desde hace más de 30 años para riego en un área cercana a la ciudad de León, comprendida entre la presa El Mastranzo y la población de Plan de Ayala. La zona de influencia de riego con aguas residuales se ha ido desplazado hacia el sur, conforme el área urbana se ha extendido hacia otras dos áreas; un área comprendida entre la población de Plan de Ayala y Puerta de San Germán, que es regada desde hace 20 años y otra área en la zona conocida como El Monte, que fue puesta en regadío hace 10 años (Figura 14.2).

La rotación de cultivos en la zona es de sorgo en el ciclo primavera-verano y trigo en el ciclo otoño-invierno; en algunos terrenos se siembra alfalfa, la cual queda como un cultivo perenne por siete años en promedio. En esta zona no se cultivan hortalizas. Hacia el oriente del valle, donde se riega con agua subterránea, los cultivos principales son la patata, col y cebolla, que se alternan con sorgo o trigo según la temporada.    

Efecto del riego con aguas residuales

Recarga del acuífero

Como resultado del rápido crecimiento de la ciudad el uso del agua subterránea se ha incrementado de tal forma que el caudal extraído del acuífero es aproximadamente el doble de la recarga media anual. El estudio de la evolución de la piezometría en el valle permite comprobar que en el área de mayor explotación, al sur de la ciudad, el nivel piezométrico ha descendido a un ritmo de 1 a 5 m/año (Chilton et al., 1996) y el descenso total en el centro de esta área es del orden de los 90 m, para el período comprendido entre 1959 y 1995. 

En contraste, dentro del área regada con aguas residuales, al SW de León, ha surgido un acuífero somero colgado, con un nivel piezométrico que se encuentra a una profundidad comprendida entre los 5 y 10 metros (Figura 14.3). Se ha comprobado que este nivel permanece bastante estable en el tiempo y que la infiltración de las aguas residuales es una fuente importante de recarga para este acuífero (Figura 14.3).    

Impacto en la calidad de las aguas subterráneas

Los niveles de fondo de los principales parámetros físico-químicos a nivel regional son bajos, lo cual permite distinguir fácilmente entre el agua subterránea afectada por infiltración de aguas residuales y el agua no contaminada (Figura 14.4), ya que el agua contaminada presenta elevadas concentraciones de la mayoría de los iones mayoritarios (Ca2+, Na+, HCO3-, Cl-, SO42- y NO3-) y bajo contenido en oxígeno disuelto.

La interpretación y modelación de las secciones transversales del acuífero mediante sondeos electromagnéticos transitorios (EMT) en la zona de riego con aguas residuales sugieren que la profundidad de penetración del agua de baja calidad alcanza por lo menos los 40 metros, con una salinidad lo suficientemente alta como para proporcionar un contraste marcado de conductividades, con una amplia zona de transición por debajo de ésta. La zona más profunda y la mayoría de las zonas someras con agua de baja calidad se localizan en las áreas más antiguas de riego con aguas residuales, mientras que por debajo de las áreas de riego más reciente, sólo se observaron pequeños contrastes de conductividad, los cuales son menos constantes.

En los perfiles verticales de calidad del agua subterránea realizados en varios pozos ubicados en el área de riego con aguas residuales se pudo comprobar como las concentraciones de cloro en la parte superior de los pozos oscilaban entre los 800 y 1000 mg/L, en contraste con los valores inferiores a 100 mg/l que se detectan en áreas regadas con agua subterránea (Figura 14.5). A partir de estos perfiles, también se constató que la materia orgánica presente en el agua infiltrada se oxida, transformándose en bicarbonato, y que el nitrógeno orgánico se oxida a nitrato. El sodio es intercambiado por el calcio y ciertas cantidades de sulfato de calcio precipitan. Estos procesos se producen en los primeros 40 metros del acuífero (Chilton et al., 1996).

El agua residual contiene concentraciones significativas de metales pesados y, por lo tanto, el agua subterránea en el área de riego presenta concentraciones más elevadas de metales pesados que en el resto del valle. Sin embargo, la concentración de cromo en el agua subterránea es baja, a pesar de las grandes cantidades presentes en el agua residual, lo cual es debido a que el cromo se ha acumulado en el terreno, al igual que otros metales pesados. En el perfil del suelo la concentración de cromo decrece rápidamente con la profundidad; encontrándose poco cromo por debajo de los 0.3 m de profundidad (figura 14.6). También se ha constatado que las concentraciones de cromo en el suelo presentan un alto grado de correlación con el período de tiempo de riego en cada área, tal y como se puede apreciar en la figura 14.7.

También se ha constatado que el agua residual contiene altas concentraciones de bacterias coliformes, las cuales se han detectado frecuentemente en el agua del acuífero somero. La penetración profunda de estas bacterias a través de la gruesa secuencia de estratos lacustres y volcánicos parece poco probable.     

Reutilización de las aguas residuales 

de la ciudad de México

El Valle de México se encuentra localizado a más de 2240 m.s.n.m. en una cuenca endorreíca por lo cual se tuvieron que construir salidas artificiales para el drenaje. Este sistema es de gran complejidad y conduce tanto las aguas residuales como las pluviales a través de una red primaria de 1212 Km de longitud y una red secundaria de 12326 Km, un río superficial (de Los Remedios), cuatro ríos entubados (Viaducto Piedad, Consulado, Churubusco y San Joaquín), varios colectores semiprofundos, 30 presas, 10 lagunas y 93 Km de drenaje profundo (hasta 200 metros de profundidad y con diámetros de hasta 6 metros).

En la Ciudad de México y área metropolitana se generan alrededor de 48 m3/s de aguas residuales. Del total de agua residual generada se utilizan 4.8 m3/s para reuso urbano (llenado de lagos recreativos, riego de áreas verdes y lavado de automóviles), 3.2 m3/s se emplea en diversos fines en el exlago Texcoco, 38 m3/s se emplean sin tratamiento para el riego del Valle de Mezquital en Tula, Chiconautla y Zumpango (90.000 Ha de cultivos de alfalfa, maíz, trigo y algunas hortalizas) y, por último, 1.6 m3/s escurren a la Presa Enhdo

para ser usados aguas abajo, para riego. Los valores anteriores son promedios anuales y suelen aumentar en años lluviosos.    

Principales características del agua residual

Para tratar los 4.8 m3/s que se reutilizan dentro del Valle de México, se cuenta con 18 plantas de tratamiento; 16 en la Ciudad de México y dos en el área metropolitana. Cabe mencionar que por el drenaje también se conducen, en promedio anual, otros 12 m3/s de agua de lluvia, que se concentra entre los meses de mayo y octubre. En términos de descarga, esto se refleja en una alta variabilidad de cantidad, pero no en calidad, ya que las características físico-químicas del agua son bastante similares en época de lluvias y estiaje, como se puede ver en el cuadro 14.3, donde se presentan los resultados obtenidos en los análisis de las aguas residuales que circulan por el Emisor Central y el Gran Canal, que son dos de los principales colectores del sistema de drenaje. A grandes rasgos, se puede señalar que el agua residual de la Ciudad de México se caracteriza por tener un contenido de sólidos en suspensión totales (SST) de 336 mg/L, con una variación entre 116 y 3368 mg/L, un contenido en huevos de helmintos de 38.5 HH/L, fluctuando entre 10 y 60 HH/L y una variación en el contenido de coliformes fecales de 4.9 . 108 a 1.3 . 109 NMP/100mL (Jiménez y Chávez, 1998).    

Reutilización de las aguas residuales en el Valle del Mezquital

Uno de los destinos del agua residual de la Ciudad de México es el Valle del Mezquital, al norte del Valle de México, en el Estado de Hidalgo (Figura 14.1), el cual es el ejemplo mundial más importante de “uso controlado” de riego con aguas residuales a gran escala. Comprende 90.000 Ha de riego agrícola y en él habitan 550.000 personas en 250 comunidades. Este valle recibe más de 3.5 Hm3/día de aguas residuales por un sistema de canales y túneles, cuyos principales colectores son el Emisor Central y el Gran Canal, los cuales presentan caudales muy variables dependiendo de la operación del sistema de alcantarillado y de drenaje de la Ciudad de México, pero promedian entre 600 - 700 Hm3/año y 400 - 500 Hm3/año, respectivamente.

El área es una depresión alargada y estructuralmente compleja, que está localizada a una altura de 1900-2000 m.s.n.m. y es drenada por el río Tula y dos de sus tributarios (Salado y Actopan). Los estudios hidrogeológicos revelan la existencia de tres acuíferos, el primero se localiza en los aluviones cuaternarios de origen fluvial, el segundo se localiza en los derrames basálticos y el tercero en las calizas del Cretácico (Salinas, 1998). El área tiene un clima árido con un promedio de precipitaciones de alrededor de 500 mm/año, que se distribuyen, principalmente, entre mayo y octubre, y una evaporación de 1750 mm.

Este valle se caracteriza por tener suelos pobres y finos que se localizan sobre una capa de sedimentos aluviales. Un alto porcentaje de los suelos (90%) presenta una textura franco-arenosa; mientras que el resto tiene una textura arcillosa. Además, son suelos ligeramente alcalinos y con una capacidad media-alta de intercambio iónico.

Gran parte de las aguas residuales se encuentran embalsadas por la presa Endho, pero otra parte es conducida por el río Salado desde donde se desvía directamente a los canales de riego (figura 14.8). La presa Endho fue diseñada inicialmente con el propósito de almacenar agua superficial, pero en la práctica actúa como un sistema de oxidación parcial y dilución de las aguas residuales antes de su distribución por los canales de riego. 

Parte de este valle conforma el Distrito de Riego número 03 (DR-03), que se creó en 1904; en aquel entonces era un área árida con pocos recursos de agua superficial y subterránea y

la Ciudad de México tenía una población de menos de 1 millón de habitantes. En la actualidad la ciudad de México, con su área metropolitana, tiene más de 20 millones de habitantes y el área de riego ha crecido vertiginosamente, especialmente desde los años 50 cuando la población que generaba las aguas residuales se mantenía todavía en sólo 3 millones.

El DR-03 opera 210 Km de canales primarios y 365 Km de canales laterales para el riego de un área que tiene una extensión aproximada de 45.000 Ha, con 27.500 usuarios individuales de agua. Este sistema de canales fue construido entre 1926 y 1934. En la actualidad, se lleva a cabo un control sobre las prácticas de cultivo y riego con objeto de reducir el riesgo de transmisión de enfermedades patógenas a los agricultores y animales del área, así como a los consumidores de estos productos agrícolas.

Dentro del DR-03, unas 20.000 Ha se cultivan en forma permanente con alfalfa como forraje. En el resto del distrito se cultiva maíz y otros cereales, dedicando algunas hectáreas para tomates, calabacitas, judías y chiles.    

Efectos por el uso del agua residual

Recarga del acuífero

Un modelo conceptual permite suponer que antes del riego con agua residual, existían en el área dos unidades acuíferas semi-independientes pero con el incremento constante en las entradas de agua residual han aparecido nuevas zonas de descarga y manantiales (figura 14.9), siendo este nuevo acuífero el que se está utilizando para el abastecimiento de la población, así como para uso agrícola e industrial (Chilton et al, 1996).

Hay que tener en cuenta que las láminas de riego que se emplean son muy altas, hasta de 2.3 m/año, ya que la elevada salinidad del suelo de la región es lavada con el agua residual y como resultado se tiene una recarga artificial del acuífero de la zona. La recarga del acuífero, que inicialmente sólo se producía por infiltración de aguas de lluvia, en la actualidad se produce, casi exclusivamente, por infiltración de estos excedentes de riego, así como por infiltración desde los canales y balsas de riego. De los 38 m3/s de aguas residuales empleadas para riego se estima que se infiltran al acuífero 25 m3/s, lo que equivale de 10 a 15 veces la recarga natural A principios de siglo, el nivel de agua subterránea se encontraba a más de 50 metros de profundidad pero en la actualidad, y como consecuencia de la infiltración, el nivel piezométrico ha ascendido y, de hecho, varios pozos son de tipo artesiano con caudales que varían entre 100L/s y 600 L/s.

Otro efecto del ascenso del nivel piezométrico ha sido la aparición de áreas de descarga. En estas áreas se han tenido que construir unos 100 Km de canales de drenaje para reducir el encharcamiento y salinización del suelo. Por estos canales circula un caudal de 1,7 Hm3/día, el cual se descarga en el río Tula.    

Impacto en la calidad del agua subterránea 

La infiltración del agua residual ha cambiado las características físico-químicas del agua subterránea en el valle y puede inferirse la penetración del agua de baja calidad a profundidades significativas en el acuífero. El estudio hidrogeoquímico del acuífero en base a los iones mayoritarios y los elementos trazas permite identificar una recarga en los límites del valle, un agua subterránea con influencia geotermal y un agua subterránea influenciada por el agua residual en el centro del valle (Figura 14.10).

Otra característica química del agua subterránea es la presencia de NO3- en concentraciones superiores a 80 mg/L. El origen de este nitrato está ligado a la gran cantidad de nitrógeno en el agua de riego, tanto en forma amoniacal como nitrítica, con valores máximos de 39 y 22 mg N/L, respectivamente, y a la existencia de suelos arenosos en el valle que facilita el transporte de este elemento al acuífero.

Hay que tener en cuenta que el agua subterránea es utilizada en la zona para cubrir las diferentes necesidades tanto urbanas, industriales como agrícolas. Del acuífero se extraen 164 Hm3/año, de los cuales el 33% se emplea para la industria, 25% en agricultura, 17% para consumo urbano y el 25% restante para otros fines. La dotación promedio del agua municipal es de 191 L/habitante y día y el 71% de la población cuenta con este servicio. El resto de la población toma el agua directamente de los pozos. La cobertura de drenaje de la zona es del 30% y la infraestructura de tratamiento es prácticamente nula.

Riego: El principal beneficio del riego con aguas residuales es el incremento en la productividad agrícola, como consecuencia del aporte de materia orgánica y nutrientes a los suelos del valle, en comparación con otras áreas de características sociológicas y económicas similares pero que emplean agua de primer uso (Cuadro 14.3).

Otro beneficio ha sido la mejoría en la estructura de los suelos debida, fundamentalmente, a la adición de la materia orgánica que está presente en el agua residual, observándose porcentajes de materia orgánica en el suelo de hasta el 6%. Sin embargo, la mayor parte de la superficie está erosionada y el horizonte de tepetate (una especie de caliche) se ubica a poca profundidad, lo cual limita la producción agrícola.

Un problema que puede suscitar el riego con aguas residuales es el que está relacionado con la presencia de metales pesados, los cuales pueden alterar el desarrollo de las plantas y ser introducidos en las cadenas alimenticias. Santos et al. (1998) han estudiado la presencia de Cd, Co, Cu, Ni, Pb y Zn en suelos y en 10 especies diferentes de vegetales que se cultivan en el DR 03. De acuerdo con los resultados analíticos obtenidos se concluyó que los metales pesados presentes en los suelos no superan los límites permisibles, con excepción del Pb que presentó un valor de 114 mg/Kg y del Zn con una concentración de 338 mg/Kg. En el caso de los cultivos, se comprobó que la calabacita absorbió mayor cantidad de Cu, Zn y Co, mientras que el nabo absorbió mayor cantidad de Cd y la avena de Ni.

Incremento de las enfermedades: Se ha determinado que la incidencia de las enfermedades gastrointestinales en esta zona es superior al promedio nacional, llegando para algunos estratos de la población (niños en particular) a exceder 16 veces la media nacional (Cuadro 14.4). 

En algunas muestras de aguas aplicadas sobre el terreno se han obtenido concentraciones de coliformes fecales que oscilan entre 103 y 108 NMP/100 mL. También se ha establecido que el contacto con las aguas residuales está asociado, específicamente, con un mayor riesgo de infección por helmintos (Cifuentes et al., 1992), ya que se han detectado concentraciones de 130-135 HH/L en las aguas residuales que llegan a la presa Endho (Siebe y Cifuentes, 1993).

En relación con la contaminación química, Cortés (1993) señala la presencia de metales pesados, tales como Pb y Cd, en elevadas concentraciones en la sangre de la población.    

Estrategias de control 

Teniendo en cuenta que es necesario evitar las consecuencias negativas de la irrigación con aguas residuales, tanto en la salud de los agricultores como de los consumidores, es indispensable dar un tratamiento al agua residual antes de destinarla al riego. Dicho

tratamiento debe a la vez controlar el problema microbiológico y mantener el aporte de nutrientes del agua residual (materia orgánica, nitrógeno y fósforo). Además, debido a la presencia de agua de lluvia en las descargas, el sistema de tratamiento que se debe seleccionar tiene que ser capaz de soportar altas variaciones en los caudales y responder a ciertos cambios bruscos de calidad. Por otra parte, el problema de la recarga del acuífero con agua salina debe de ser abordado. 

A la vista de esta problemática, se ha definido una estrategia de control de este complejo problema de contaminación con base a dos cuestiones:

a) Controlar los huevos de helmintos a < 1HH/L y los coliformes a menos de 1000 NMP/100 mL, para continuar con la reutilización de aguas residuales.

b) Efectuar un manejo del agua en el valle para reducir la entrada masiva de sales que afecta tanto a los suelos como al acuífero.

 • Para intentar buscar soluciones a la primera cuestión ya se han realizado varias experiencias aplicando diversas tecnologías de tratamiento a las aguas residuales de una de las salidas del drenaje de la Ciudad de México (Emisor Central) durante un período de un año. Uno de los procesos que dio mejor resultado fue un sistema de tratamiento primario avanzado acompañado de filtración y desinfección que permitió obtener un efluente de salida con características que cumplen con la norma mexicana para la reutilización de aguas residuales en agricultura (Jiménez y Chávez, 1998).

 • Otras opciones que se han señalado para mejorar el manejo del riego con agua residual en esta zona son (Chilton et al., 1996):

 • Revestir los canales de distribución para reducir la infiltración.

 • Mejorar la eficiencia del riego para minimizar la infiltración.

 • Desviar aguas residuales para regar otras áreas más adecuadas.

 • Instalar sistemas de tratamiento de diferentes niveles para los distintos efluentes, ya sea que se trate del agua residual de la Ciudad de México o de aguas residuales industriales dentro del valle.

 • Incrementar la extracción del agua subterránea para la producción de cosechas con un valor más alto de mercado y/o para el mejoramiento del drenaje.    

Conclusiones

La falta de tratamiento de las aguas residuales y su evacuación en canales no revestidos provoca contaminación de las corrientes receptoras, así como de los cuerpos de agua, generándose un fuerte impacto económico, ya que este agua pierde la mayoría de sus usos potenciales y queda limitada exclusivamente para riego y, en casos excepcionales, para la generación de energía. Cabe aclarar que aún cuando el riego con aguas residuales es posible bajo ciertas circunstancias, actualmente se lleva a cabo casi sin control alguno, ni en la calidad de las aguas residuales (que debieron ser tratadas), ni del tipo de cultivo a regar.

La infiltración de aguas residuales sin tratamiento, especialmente de aquellas que contienen sustancias tóxicas, metales pesados y compuestos orgánicos persistentes (no biodegradables), está provocando la contaminación de los acuíferos, en un proceso lento pero persistente y cuyo control presenta muchas dificultades. Si a este problema agregamos que el agua subterránea ha sido la fuente principal de abastecimiento de agua potable,

debido a que, normalmente, no requiere de tratamiento previo para su consumo, lo cual ha provocado que se sobreexploten los acuíferos, podemos concluir que esta alternativa de abastecimiento urbano está seriamente amenazada.     

 Capítulo 15El agua y la cultura

El crecimiento demográfico acelerado a nivel planetario y la mayor “eficacia” tecnológica de las sociedades humanas han aumentado el impacto que éstas tienen sobre la naturaleza en general, y sobre los sistemas hídricos en particular.

Este impacto se relaciona, en primer lugar, con el uso y sobreuso directo del agua con fines productivos, higiénicos o fisiológicos.

En segundo lugar, las actividades humanas generan impactos indirectos de diverso tipo sobre los ecosistemas acuáticos, la dinámica geológica y geomorfológica y otros elementos del ambiente.

La forma como se produce esta influencia depende del tipo de organización social, de los sistemas productivos, de los valores y formas de sentir y de los comportamientos, tanto individuales como sociales.

Los conjuntos de estos elementos son normalmente denominados “las culturas humanas”.    

La crisis del ambiente es un problema de cultura

Los problemas ambientales contemporáneos no son meramente tecnológicos. En realidad, son ante todo una emanación de la cultura. Señala Leff, E; 2000: “la crisis ambiental es un problema de nuestro tiempo”. Su profundización y aparente irreversibilidad se relaciona con un tipo de cultura capitalista y globalizante que ha olvidado la noción de esencias y no ha comprendido la existencia de “límites en lo real”1, los límites efectivos del crecimiento económico, los límites determinados por los desequilibrios ecológicos y de capacidad de sustentabilidad vital del planeta. El mismo autor había afirmado que “la crisis ambiental mundial es sobre todo un problema de conocimiento”2.

Los antecedentes de este tipo de enfoque son antiguos. Si bien es con la expansión industrial y los procesos de globalización recientes que sus efectos más críticos empiezan a sentirse a nivel planetario, las raíces del paradigma antinatural se pueden encontrar en algunos de los “grandes pilares” de la filosofía occidental. Señala el propio Leff que la cosificación del mundo (que terminaría en tiempos más recientes con su “economización”) yace en la escisión entre el ser y el ente (Platón), entre el sujeto y el objeto (Descartes)3.

De esa forma se “olvidó” el ser de la complejidad, creándose una racionalidad que tiende a descubrir la complejidad “desde sus límites, desde su negatividad, desde la alineación y la incertidumbre del mundo economizado, arrastrado por un proceso incontrolable e insustentable de producción.”

La importancia de la cultura en la visión ambiental contemporánea es vertebral. Por esa razón, cualquier cambio que se pretenda en esta última requerirá una revisión de las pautas culturales en las que se sostiene.     

Acerca de las Culturas Humanas

Las culturas humanas son complejos de valores, sentimientos, conocimientos, organizaciones sociales y comportamientos, que se desarrollan como resultado de evoluciones históricas particulares, las cuales son, a su vez, condicionadas por el medio natural específico en que se ven inmersas. Debido a la complejidad del proceso cultural, es difícil establecer clasificaciones o divisiones que permitan considerar cada uno de sus elementos por separado. A los meros efectos de ordenar el análisis de la influencia cultural sobre el medio, y a su vez la recíproca influencia de la naturaleza sobre la cultura, hemos representado de manera gráfica las culturas humanas con la forma de un círculo: “el círculo de la cultura” (ver figura 15.1).    

El “Círculo de la Cultura”

Hemos dividido este “círculo” en cinco sectores:

1) los valores

2) la organización social

3) el conocimiento

4) los sentimientos y

5) los comportamientos

El sector de los valores incluye los componentes éticos (naturales y sociales), la espiritualidad y la cosmovisión.

El área de los conocimientos está compuesta por la memoria histórica, los conocimientos empíricos, los conocimientos científicos y tecnológicos y los conocimientos abstractos.

El sector de los sentimientos incluye las formas de sentir, la estética, los gustos y las emociones.

La zona de la organización está constituida por el derecho y la organización social, institucional, política y productiva. 

Finalmente, el sector de los comportamientos incluye las conductas individuales, los comportamientos sexuales, familiares y comunitarios, el relacionamiento concreto con la naturaleza, la expresión artística, y los comportamientos económicos y productivos.    

Interacción de las Culturas con el Medio

La interacción cultural con el medio se ejerce tanto a través de las acciones individuales como grupales. Es por medio de las conductas específicas que los seres humanos influencian y modifican la naturaleza y actúan sobre los sistemas hídricos..

Estos comportamientos no se dan aislados sino que están regidos por el resto de los componentes de la cultura: los valores, los conocimientos, los sentimientos y la organización de la sociedad.

Por esa razón, el análisis del impacto social y cultural sobre la naturaleza debe tener en cuenta todos los elementos antes mencionados.

El componente rector de los comportamientos sociales debe buscarse en el sector de los valores. Allí se define qué es lo que está bien y lo que está mal, y en qué medida es aprobable o reprobable una determinada conducta. También se define en ese sector el rol de los elementos cósmicos y espirituales, así como sus relaciones con las actividades humanas.

Otro componente esencial del comportamiento humano son los conocimientos sociales e individuales. Ellos incluyen no sólo aquellos conocimientos empíricos emanados de las experiencias individuales o colectivas, sino también de su elaboración intelectual y de los sistemas abstractos desarrollados y/o transmitidos contemporánea o transgeneracionalmente.

Las experiencias y conocimientos científicos y tecnológicos también constituyen elementos vertebrales de este sector, representando en gran medida los instrumentos principales para la acción concreta.

Otro sector clave de la cultura humana que influye directamente en los comportamientos, y por lo tanto en el ambiente y en el agua, está formado por el área de los sentimientos, incluyendo en éstos, entre otros, las formas de sentir y emocionarse, los componentes estéticos y los gustos en general.

Finalmente, todos los elementos antes mencionados (valores, conocimientos, sentimientos) se expresan a través de sistemas organizativos jurídicos, institucionales, políticos, sociales, productivos y económicos. De ellos dependen en gran medida la modalidad, la intensidad y la amplitud de la influencia antrópica sobre el medio.

De lo anterior se desprende que las relaciones recíprocas entre las sociedades y la naturaleza son el resultado de las características de las culturas humanas.

El problema no es “como manejar el medio natural” sino “como manejar las sociedades que están inmersas en el medio natural”.

No se trata de “gestionar” la naturaleza, sino de “gestionarnos” nosotros mismos.

Por esa razón, el manejo del medio empieza por el manejo de nuestras propias sociedades (ver capítulo 18).    

Gestión de cuencas

Generalmente, cuando se considera la forma más eficaz de gestión de los recursos hídricos y de las actividades que dependen de ellos se señala la necesidad de utilizar el agua de un territorio organizando la administración en sus unidades naturales de manejo: las cuencas hidrográficas.

En los casos en que las cuencas superficiales y subterráneas coinciden, y cuando no existen transferencias entre los diferentes sistemas, es mucho más fácil y eficaz investigar, interpretar y planificar el uso del agua teniendo el cuenta las redes de drenaje existentes. Ello permite tener una contabilidad localizada en el tiempo y en el espacio de los caudales regulares y excepcionales tanto superficiales como subterráneos (la disponibilidad), así como de las necesidades previstas por las poblaciones, establecimientos agrícolas e industrias. En función de esta información es posible diseñar modalidades o sistemas de extracción, almacenamiento, abastecimiento apropiados o instrumentar cambios a nivel de las áreas de consumo. 

Claro que a medida que se comienzan a introducir variantes al régimen natural, la dinámica del agua se hace crecientemente dependiente de los sistemas económicos y culturales de las sociedades que habitan en la cuenca.

Cuando las cuencas superficiales y las subsuperficiales no coinciden el problema es más complejo aún. 

Resulta difícil definir en forma rigurosa los balances hídricos de dos cuencas superficiales que tienen intercambios con un acuífero subyacente. Del mismo modo no es fácil calcular los balances de dos acuíferos que recargan y/o descargan en una cuenca superficial suprayacente. 

En la naturaleza suele haber ejemplos mucho más complejos: varios acuíferos superpuestos que se comunican localmente entre sí o con la superficie, transferencias naturales de aguas de una cuenca superficial a otra, y a menudo, todo ello simultáneamente.

La dificultad de establecer balances hídricos se expresa en el momento de la planificación. Si ésta es difícil cuando la cuenca es simple, la gestión se hace mucho más ardua cuando la cuenca es compleja.

A ello hay que agregar las modificaciones antrópicas que suelen tener impactos importantes sobre los regímenes. Estas modificaciones pueden ocurrir a nivel de los interfluvios (deforestación, erosión de suelos, canalización), sobre los cauces (extracción, embalse, canalización, transferencia hacia o desde otra cuenca) o en los acuíferos subyacentes (extracción, recarga artificial o inducida, inyección, cambios en la dinámica de flujo subsuperficial).

Las dificultades de manejo son aún mayores si se tienen en cuenta los diferentes intereses y actores sociales y económicos que actúan o juegan su rol en las sociedades utilizadoras del agua.

En realidad, es a nivel de éstas que los problemas del agua se transforman en tales.

Antes del establecimiento de grupos humanos en un área, hay una dinámica del agua, pero no existen problemas del agua. El agua no tiene problemas. La gente los tiene.

Los “problemas” surgen de una percepción de la gente acerca de las limitaciones que pueden existir para ciertas actividades debido a la falta, exceso o localización del agua. 

Por esa razón, corresponde enfocar la gestión del agua como un método (o sea una cultura) para manejar los problemas de la gente que se relacionan con el agua.

Como la gestión hídrica implica antes que nada una gestión social, es necesario coordinarla con los otros aspectos y actividades sociales para que tengan sentido las estrategias y políticas.

Todo ello se relaciona con la cultura específica de la sociedad en cuestión. Cualquier plan de gestión que se pretenda llevar a la práctica va ser a la vez un resultado de la cultura de quienes elaboren ese plan (autoritario, burocrático, respetuoso de los procesos naturales, etc) y de la población que habita el territorio (por ejemplo, la cuenca) donde se le vaya a aplicar.

El plan concebido originalmente puede ser implementado en una forma totalmente diferente a lo previsto como resultado de la indiferencia, oposición, colaboración entusiasta, o interpretación particular que genere en los habitantes del lugar.

En el fondo se trata de gestionar la sociedad (es decir nosotros mismos) aprovechando a un máximo los fenómenos naturales sin generar modificaciones que puedan traer otro tipo de perjuicios (algunos impredecibles) en el futuro.

Si nosotros sabemos manejarnos, las aguas se manejarán “solas” como siempre lo hicieron, desde el principio de los tiempos.     

Diagnósticos y Estrategias

Para poder comenzar a imaginar las estrategias de gestión social requeridas con el fin de lograr una gestión sostenible del agua y otros elementos naturales asociados se requiere abordar todos los aspectos relevantes desde múltiples puntos de vista (para evitar enfoques unilaterales).

Algunas de las preguntas que corresponde responder son las siguientes: 

1) ¿Qué es lo que sabemos o creemos saber sobre el agua? ¿Cuáles son nuestros conocimientos científicos y tecnológicos sobre el tema?

2) ¿Cuáles son los valores sociales y culturales con relación al ambiente en general y en particular al agua? ¿Cuál es la ética natural y social a ese respecto?

3) ¿Cuáles son las formas de sentir acerca del agua? ¿se le considera como un recurso o valor económico? ¿Se la trata con indiferencia, respeto, desprecio?

4) ¿Cuál es la organización jurídica, política y social? ¿Cuál es la organización productiva? Y finalmente:

5) ¿Cuáles son los comportamientos sociales con relación al ambiente y el agua? (individuales, colectivos, económicos, etc).

Una vez respondidas estas preguntas, y basándose en las respuestas obtenidas, se requiere elaborar un diagnóstico socio-económico y cultural para definir las estrategias apropiadas, y más especialmente, los cambios de actitudes y comportamientos requeridos tanto a nivel individual como social.    

Como cambiar las actitudes y comportamientos degradatorios

Cambiar las actitudes y comportamientos degradatorios no es fácil. Al estar enraizados en la cultura, su modificación sólo puede hacerse a través de la revisión de las pautas culturales en que se basa la sociedad de la que forman parte. 

En primer lugar, es necesario redefinir el sector de los valores. Si la ética social es irrespetuosa de los elementos y ciclos naturales, será muy difìcil modificar las conductas destructivas en forma eficaz y duradera.

Por el contrario, cuando el sector de los valores es afirmado sobre una base de respeto al ambiente, los demás cambios son posibles.

Es a nivel de los valores que se seleccionan los conocimientos abstractos, tecnológicos y empíricos utilizados para racionalizar comportamientos y estrategias. Es también a este nivel que se logra la vertebración sólida de los sistemas jurídicos, sociales y productivos, y

que se desarrollan los principios rectores y referencias sensatas que permiten escoger las alternativas de conducta apropiadas. 

Sin embargo, no basta con definir los sistemas de valores o los cambios necesarios, también hay que desarrollar estrategias para su modificación.

Todo intento de cambiar el comportamiento social que pretenda ser eficaz debe apoyarse en estrategias de acción educativa.

La educación es el instrumento social más eficaz para preservar o modificar valores y pautas de comportamiento.

Si bien, normalmente, el proceso educativo tiende a reproducir la cultura, y en ese sentido es una herramienta de conservación y continuidad, es también a través de él que es posible implementar los cambios que se consideren necesarios.

Ello sucede porque la educación no funciona en forma mecánica. Del mismo modo que ocurre con el código genético, sus contenidos y formas sufren “mutaciones” que son hijas del proceso. Estos cambios tienen lugar por muchas razones: a veces son el resultado de las experiencias recientes de los enseñantes y alumnos, otras ocurren al cambiar los instrumentos de expresión: los medios de comunicación de masa, las computadoras, internet. La mera sustitución del sistema tecnológico de comunicación modifica la semántica transmitida. En algunos casos las “mutaciones” educativas son el producto de “evoluciones” o “cambios” paradigmáticos que permean toda la sociedad. El concepto de “evolución paradigmática” es prácticamente un eufemismo para la expresión “revolución de las ideas”. Ya se le llame evolución o revolución, se trata de enfoques radicalmente innovativos que suponen una modificación profunda de las escalas de valores sociales.

El cambio de paradigma puede tener diversos orígenes. En algunos casos, los menos, puede originarse a nivel académico. Más frecuentemente se desarrollan en ciertos sectores culturales (o subculturales), en los grupos y organizaciones políticas o en la trama filosófico-religiosa de la sociedad.

Cuando estas revisiones alcanzan las esferas gobernantes, a veces de forma violenta, pero no necesariamente, suelen “regresarse” a través del sistema educativo, reforzando los propios paradigmas originales que le dieran nacimiento. Al fin, el proceso culmina en algo que podríamos llamar la “institucionalización de los nuevos paradigmas”. 

En el caso de las relaciones entre la sociedad y el ambiente, y en particular entre la sociedad y el agua, el rol de la educación es fundamental para que se produzca el cambio paradigmático necesario.

Con las actuales autoridades políticas y económicas globales no es fácil lograr cambiar la conducta social con relación al ambiente. Los valores y la ética en que se inspiran los sistemas socio-económicos y políticos capitalistas que controlan el mundo actual, están muy alienados de la naturaleza. Si bien se aceptan los discursos ambientalistas, las acciones con contenido ambiental son rechazadas y combatidas.

Coherente con su capacidad de adaptación, el sistema capitalista mundial ha logrado digerir con habilidad las quejas y protestas de la gente que sufre la degradación ambiental. En primer lugar, el “establishment” se maneja muy bien a través de frases hechas y argumentos circulares diseñados para introducir confusión en el razonamiento. En segundo lugar, se defiende por medio de medidas parciales, “paños tibios”, que no resuelven la esencia del problema ambiental global, pero que dan la impresión (equívoca) de tenerlo en cuenta. En tercer lugar, la alianza de gobiernos y empresarios no vacila en recurrir a la violencia, cuando ésta es necesaria, para proteger sus intereses contradictorios con la protección ambiental. Los movimientos ecologistas e indigenistas han sufrido esa violencia en carne

propia. La experimentaron los penang de Borneo, los haida de Canadá, los mayas de Chiapas y Guatemala, los seringueiros de Brasil y muchos otros.

Sin embargo, a pesar de los confusionismos, del fraude, de los engaños y de la fuerza bruta, el paradigma ambiental avanza día a día. Los grupos dominantes utilizan tácticas dilatorias, autorizan la ampliación del discurso ambiental en los sectores no económicos de la cultura. Se puede hablar del medio ambiente en las escuelas, en los liceos, en las universidades. Dentro de ciertos límites se puede investigar el tema. Incluso se le puede presentar en los canales de televisión “educativos”.

Pero no se puede actuar en consecuencia. 

La revolución ambientalista tiene espacio de aulas, pero no tiene marco de acción.

En muchos países, los ministerios y secretarías del medio ambiente están al servicio de los mismos agentes degradadores. En el mejor de los casos su función es poner límites a ciertas acciones económicas de importancia secundaria. En ningún caso controlan los procesos.

Las políticas económico-ambientales se deciden a nivel de los ministerios y secretarías de economía, finanzas y, por supuesto, en los directorios de los bancos públicos y privados.

El “paradigma” ambiental aún no ha llegado a los centros de decisiones financieras y económicas.

Para que la educación sea verdaderamente un instrumento de cambio paradigmático, se necesitará profundizar el discurso, aún más allá de los límites oficialmente autorizados, identificar los puntos álgidos del sistema, y finalmente, revisar todos los aspectos de la cultura que requieren cambios.

No se protege el ambiente tan sólo proporcionando información acerca de las especies que están desapareciendo o sobre los ríos que están siendo contaminados. 

Esta información es valiosa, pero no es suficiente. 

Además se requiere difundir las acciones de degradación concretas que ocurren diariamente y los nombres propios de los responsables. 

Es necesario conocer y difundir las denominaciones y razones sociales de las grandes compañías degradadoras (algunas de ellas financian con publicidad los propios programas ambientales de divulgación), quiénes son los gobernantes y partidos políticos comprometidos con dichos intereses empresariales, y sobre todo cuales son los bancos e instituciones financieras, que promueven estas acciones o inversiones.     

Educación para la sustentabilidad

Como señalábamos antes, las actividades educativas requieren la utilización de elementos ya existentes. Si bien pueden crear nuevos instrumentos “sobre la marcha”, el grueso del sistema operativo de educación está presente en la sociedad, ya sea como potencial humano, ya sea como sus productos materiales. La educación está inmersa en la cultura, y por ende, depende de ella, pero a la vez es un componente esencial de la dinámica cultural que genera los cambios.

Como la educación no es un mero fenómeno de réplica, su papel puede ser fundamental en los procesos de innovación cultural, enfatizando los aspectos apropiados y filtrando otros que se busca eliminar.

Por ello, y sin perjuicio de las políticas económicas globales que antes mencionábamos, es posible concebir y diseñar los procesos educativos de modo que actúen como promotores de comportamientos ambientalmente amigables.

El objetivo es asegurar que los educadores no son meros reproductores mecánicos de elementos culturales inapropiados, y en cambio, se transforman en actores de sustentabilidad y desarrollo. 

En el caso del agua el rol de la educación es particularmente importante.

Las culturas tradicionales antiguas desarrollaron sistemas de creencias y comportamientos basados en conocimientos empíricos que en general eran apropiados a las condiciones eco-hidrológicas locales. La expansión de las culturas imperiales y capitalistas y más recientemente de la cultura global, debilitó o eliminó muchos aspectos positivos y probados de las antiguas culturas.

A pesar de este proceso destructivo, muchos de ellos aún se conservan, tanto a nivel de las comunidades rurales y nativas, como en las culturas mestizas y criollas de las ciudades.

Desafortunadamente, algunos elementos tradicionales ya no son válidos. El agua, que curaba todos los males, hoy está contaminada. Las aguas naturales, hoy, son más bien fuente de enfermedades, que medicinas.

Por ello es necesario armonizar el conocimiento tradicional con las nuevas condiciones. El rol del conocimiento científico y tecnológico es insoslayable. Es a través de éste que será posible recuperar la experiencia histórica de los pueblos e incidir en la sociedad global agresiva y degradatoria, reorientando sus acciones, minimizando sus impactos negativos y promoviendo los positivos.

En esa complementación ciencia-tradición, podrá estar, en gran medida, la solución a muchos de los problemas que aquejan a la sociedad contemporánea.

En la práctica, para resolver los problemas que se relacionan con las actitudes sociales e individuales con relación al agua, puede ser necesario utilizar los medios de comunicación y enfoques persuasivos de máximo impacto. De esa forma se pueden transformar en instrumentos que permitan lanzar campañas efectivas para que la población comprenda las limitaciones existentes y modifique sus hábitos de consumo excesivo e innecesario (Dziegielewski, 1994)4.     

Referencias

1. Extraido de Leff, Enrique, 2000; “Pensar la complejidad ambiental”; p.7; en La complejidad ambiental, Siglo XXI, PNUMA, Centro de Investigaciones Interdisciplinarias, México.

2. Leff, E., 1986; Ambiente y articulación de ciencias, coord.; Siglo XXI, México.

3. Leff, E., 2000, p.8.

4. Dziegielewski, Ben, 1994; “The drought is real: designing a successful water conservation campaign”; en Efficient Water Use, p.p.153-164, editado por Unesco, Montevideo, Uruguay  

Capítulo 16Economía de los recursos naturales: la visión ortodoxa

El concepto de recurso, en tanto que instrumento de la producción, es de aparición relativamente reciente. Su origen se relaciona con el desarrollo de las primeras sociedades industriales, y más en particular, con el proceso de industrialización experimentado por Inglaterra a fines del siglo XVIII. 

Los recursos naturales, a diferencia de los recursos humanos o los “de capital”, como las instalaciones y máquinas, son aquellos que no han sido generados en forma directa por la acción humana. 

En este marco conceptual, el agua, las plantas, los animales y los otros elementos de la naturaleza, pasan a ser considerados como “recursos naturales” y por lo tanto simples componentes de las cadenas productivas. Esta visión se desarrolló tan sólo durante los últimos siglos como resultado del proceso histórico de la “revolución industrial”1. 

En las sociedades tradicionales los componentes de la naturaleza eran considerados2 en forma diferente. En ellas, todo lo natural estaba intrínsecamente conectado a los sistemas espirituales y religiosos. El agua, en particular, era considerada un elemento sagrado que debía ser tratada de forma reverente. El carácter productivo era soslayado en beneficio de su rol espiritual como sustento de la vida. 

En muchas sociedades agro-urbanas pre-industriales (por ejemplo, en la Roma republicana e imperial, en Fez, Marruecos3, a principios del milenio, y en muchas otras urbes antiguas), se construyeron redes de abastecimiento urbano, a la vez que se establecían complejos sistemas de irrigación. Estos desarrollos llevaron a que se fuera perdiendo gradualmente la visión del agua como sustancia esencial, y que cada vez más, se la considerara como un producto. 

Cuando se instauró la revolución industrial en Europa y América del Norte, a fines del siglo XVIII y principios del siglo XIX, estos enfoques utilitarios de los recursos naturales comenzaron a ser racionalizados, en cierto modo, como una forma de explicar los dramáticos cambios sociales y productivos que estaban teniendo lugar en esa época. 

Las primeras corrientes del pensamiento económico prosperaron en este marco filosófico industrialista: la escuela de economistas denominados los fisiócratas en Francia y Adam Smith en Gran Bretaña durante el siglo XVIII, y más tarde David Ricardo o Thomas Robert Malthus. 

Señala Martínez Alier4 que todos estos autores escribieron antes que se definieran las leyes de la termodinámica, y que por lo tanto se explica su particular análisis de la realidad económica. 

A ello hay que agregar el hecho de que en los siglos XVIII y primera mitad del siglo XIX no se experimentaba aún en forma intensa la presión antrópica sobre la naturaleza. 

En la segunda mitad del siglo XIX y durante todo el siglo XX, cuando ya se habían establecido los principios e instrumentos básicos de la física moderna, y era posible pensar las disciplinas económicas en nuevos términos, muchos economistas continuaron ignorando la naturaleza degradable del ambiente y el carácter finito de los recursos. 

En este capítulo trataremos de resumir las ideas económicas industrialistas, que en gran medida dieron lugar a las corrientes neoliberales contemporáneas. Ellas son las que controlan la economía mundial en la actualidad, con sus evidentes, aunque no suficientemente reconocidos, impactos negativos sobre la ecología del planeta. 

Uno de los primeros intelectuales de la sociedad industrial británica que reflexionó sobre los temas sociales y económicos en forma sistemática fue un filósofo escocés llamado Adam Smith. Todavía hoy en día, este autor es considerado por muchos como el fundador de la economía.     

Adam Smith 

Adam Smith (1723) nació en un pueblo de pescadores cerca de Edimburgo y realizó sus estudios en Glasgow. En 1751 fue nombrado profesor de lógica en esa misma ciudad dedicándose además a la ética para luego incursionar en la economía. 

Su primera publicación fue “The Theory of Moral Sentiments” (La Teoría de los Sentimientos Morales) donde describe los principios de la “naturaleza humana” que según él eran la base de la sociedad. 

En dicho trabajo, Smith expresaba su preocupación por saber de donde sacaban los hombres la capacidad para formular juicios morales, incluyendo acerca de su propio comportamiento. Sostenía que en cada ser humano existe un “hombre interior”, un “espectador imparcial” que aprueba o condena. En ese sentido se puede ver en esta concepción un antecedente del concepto de “super-ego” que se haría popular en la sicología dos siglos más tarde. 

De acuerdo a Smith, el hombre5 es “empujado” por las pasiones y “regulado” por su razonamiento y solidaridad con el prójimo. Los hombres tienen impulsos orientados a la búsqueda de sus propios beneficios, pero de esa manera, sin saberlo, como conducidos por una mano invisible, también logran beneficios para la sociedad. 

Más tarde, en 1776, escribió su obra “An inquiry into the nature and causes of the wealth of nations” (Una investigación en la naturaleza y causas de la riqueza de las naciones) en donde reflexionaba sobre el origen de los sistemas económicos. Este trabajo es considerado por algunos como la primera gran obra de Economía Política. 

En él se sostiene que en la historia de la humanidad hubo cuatro fases de organización social: 

1) el estado “rudo” de los cazadores; 

2) el estado de la agricultura nomádica; 

3) el estado feudal agrícola, y finalmente; 

4) la interdependencia comercial. 

Cada fase está acompañada de instituciones apropiadas. 

En la fase 1) no hay prácticamente propiedad, por lo que no existe administración regular de justicia (que, según Smith, es necesaria sobre todo para resolver los conflictos que se relacionan con la propiedad). 

En la fase 2), ya domesticados los animales, aparecen los rebaños como objetos de propiedad individual. Las instituciones se hacen más complejas y se establece la propiedad privada con su tejido indispensable de “ley y orden”, incluyendo las fuerzas represivas (ejércitos) para quienes pretendan violarlas. Smith reconocía algo que muchos de sus seguidores ignoraron más tarde, que el gobierno civil, aunque útil, estaba para defender los intereses de los ricos contra los pobres. 

Más tarde, al desarrollarse la interdependencia comercial, se pasa de una sociedad con salarios marcados y asociaciones a una de “libre mercado”, que él llamó de “libertad perfecta”. 

A pesar de estar en sus antípodas en algunos aspectos, el enfoque de Smith tiene bastante similitud con el que Karl Marx habría de desarrollar un siglo más tarde. La principal diferencia era que para Marx el motor de la historia era la economía, mientras que para Smith, era la “naturaleza del hombre”. 

De acuerdo a Smith, la sociedad de libre mercado estaba estructurada en tres clases sociales, los trabajadores, los terratenientes y los industriales. El surgimiento de este tipo de sociedad resultaba de la interacción de los principales aspectos de la naturaleza humana: la pasión, la razón y la solidaridad. 

Sostenía Smith que así como el individuo tenía un “hombre interior”, la sociedad también poseía un mecanismo análogo, la competencia. Era a través de este mecanismo que la “mano invisible” regulaba todo. Tanto los salarios, las rentas y los beneficios como los precios naturales, estaban condicionados por la competencia. 

Esta determinaba las rentas de los terratenientes, los salarios de los trabajadores y los beneficios de los industriales. En ese sentido, siempre de acuerdo a Smith, el mercado poseía los mecanismos para auto-corregirse. 

El crecimiento económico se explicaba por el ímpetu de adquisición que tienen los hombres. La división del trabajo facilitaba esta expansión. 

Es de hacer notar que si bien Smith predicaba el “laissez faire” (actitud de “dejar hacer”), estaba igualmente en contra de los gobiernos y los monopolios. 

Criticaba la sociedad industrial que en esa época estaba en sus comienzos en Inglaterra. Hacía notar el embrutecimiento que sufrían los obreros. Comparándolos con los campesinos decía: “el obrero se vuelve tan estúpido e ignorante como es posible serlo”. 

En resumen, era suficiente que las fuerzas naturales de la sociedad fueran libradas a su propio impulso para que la economía alcanzase el equilibrio del pleno empleo. Consideraba que todos los intervencionismos eran nocivos promoviendo una actitud de “laissez faire”. 

Incluso en los casos extremos de desequilibrios momentáneos, Smith sostenía que la mejor corrección la podía aportar la “mano invisible” del mercado y su factor regulador, la competencia. 

Al igual que sucedería con otros economistas que le sucedieron, que luego habrían de ser llamados clásicos, Smith concebía la economía como un conjunto de procesos exclusivamente sociales. Los recursos naturales, y por lo tanto el agua, eran meros instrumentos con mínima relevancia en el desarrollo social, su carácter finito y/o degradable no era considerado. 

Este enfoque se prolongaría en el tiempo en el pensamiento económico de muchos autores, incluyendo algunos que muchos consideran opuesto al pensamiento de Smith, como Karl Marx. 

En los años que siguieron, con ligeras variantes, muchos economistas se afiliaron a las tesis de Adam Smith. Esta corriente “clásica” tuvo numerosos exponentes durante el siglo XIX, e incluso en el siglo XX6. Frente a las limitaciones del modelo clásico, algunos autores buscaron superar los inconvenientes introduciendo algunas variaciones que dieron lugar a enfoques modificados generalmente llamados “neoclásicos”. 

   

Los economistas neoclásicos 

Los economistas clásicos suponían que la técnica y los recursos naturales permanecían constantes y que los cambios de población dependían del nivel de la renta. Los neoclásicos discrepan con este aspecto, sosteniendo que la oferta de los factores productivos puede cambiar en forma autónoma e imprevisible. 

A diferencia de los clásicos, los neoclásicos aceptan que una economía acumule capital sin necesidad de incrementar la fuerza de trabajo (independizan la teoría del capital de la teoría de la población). 

Según ellos el nivel de ahorro está determinado por el tipo de interés y el nivel de la renta. La gente prefiere la renta presente a la renta futura, un dólar de hoy, a la promesa de un dólar el año próximo. Por eso, para que haya ahorro, el tipo de interés debe ser positivo. Al prestamista hay que ofrecerle 1.05 dólares el año que viene para que se abstenga de gastarlo ahora en bienes de consumo. 

Por otra parte, cuanto mayor es la renta obtenida en un momento dado (por el capital de cualquier tipo que sea), mayor es su preferencia por la renta presente, y menor la preferencia por prestar. Por eso el interés aumenta al aumentar la renta presente. 

En el modelo neoclásico, para un estado de tecnología y nivel demográfico, el tipo de interés determina el nivel de inversión. El tipo de interés bajo incrementa la inversión. 

El modelo neoclásico del mercado de capitales se expresaría de la siguiente manera:     

S = f (r) donde S: ahorro y f (r) : tasa de interés. 

El ahorro real es una función creciente de la tasa de interés. 

I = f (r) (negativa) 

La inversión es una función decreciente de la tasa de interés 

Dos ejemplos ilustrativos de la economía neo-clásica son el sueco Knut Wicksell (1851-1926) y el inglés Alfred Marshall. Wicksell procuró demostrar que el aumento de la oferta monetaria en el mercado de capitales en efectivo, genera inflación, y una contracción de la misma genera deflación. Este aumento o disminución de la oferta monetaria altera el tipo de interés, el ahorro, la inversión y la demanda agregada. Por su parte, Alfred Marshall, quien había sido influenciado por las teorías de Darwin y Spencer, sostuvo que el desarrollo económico se da en forma gradual y continua. No se trataba de un simple crecimiento o decrecimiento, sino de “un crecimiento orgánico”.     

Un proceso armónico y acumulativo 

Para los neoclásicos, el desarrollo económico es un proceso armónico y acumulativo. La introducción de maquinaria ahorradora de trabajo, provoca primero una reducción de la demanda de trabajo, pero, al decir del economista sueco Gustavo Cassel, se produce una reducción de precios, por lo que aumenta su demanda y a su vez se incrementa la demanda

de mano de obra para producirlos. Ello trae consigo un aumento de salarios monetarios y reales. El progreso técnico hace crecer la renta nacional. 

Los neo-clásicos introdujeron los conceptos de economías internas y externas: 

• Las internas son las que provienen de cambios en la empresa o planta. 

• Las externas, resultan del cambio de escala y una mayor división del trabajo (especialización)     

De acuerdo a Allyn Young “el logro de los rendimientos crecientes depende de la progresiva división del trabajo” Esta depende de la magnitud del mercado, pero la magnitud del mercado también depende de la división del trabajo. 

El ritmo de crecimiento de cualquier industria se ve influido por el crecimiento de otras industrias (dado que se amplían los mercados). 

Por otra parte el descubrimiento de nuevos recursos naturales, el crecimiento de la población y del conocimiento científico, favorecen los rendimientos crecientes. 

Estos factores no son totalmente autónomos. 

Según Marshall “la parte que la naturaleza juega en la producción tiende a rendimientos decrecientes y la parte que el hombre juega tiende a rendimientos crecientes.” 

Los economistas neoclásicos resaltan la importancia del capital. El desarrollo económico es, en cierto modo, una carrera entre la acumulación de capital y el crecimiento de la población. 

El deseo de ahorrar es un requisito principal del desarrollo, la frugalidad es la gran virtud y que además tendería (supuestamente) a aumentar con el tiempo (los hechos han demostrado fehacientemente lo contrario). 

Los economistas neoclásicos también desarrollaron la teoría de los costos comparativos. De acuerdo con ésta, sostienen que si se permite el comercio libre, cada nación tiende, en el largo plazo, a especializarse en la producción de bienes en que tiene ventajas comparativas, que se reflejan en costos de producción más bajos. Se exportan aquellos bienes para los que tiene ventajas comparativas y compra los que tiene desventajas comparativas. 

Al abrirse el mercado se logra una mayor especialización del trabajo y por lo tanto una mayor eficiencia. 

Nótese que, al igual que sucedía con los economistas clásicos, los economistas neoclásicos siguen sin tener en cuenta los aspectos naturales, no sociales, de los procesos económicos. Se ignora el carácter finito y relativo de los recursos naturales, con sus repercusiones económicas inevitables, así como la degradabilidad, en algunos casos irreversible, del ambiente. 

Un ejemplo de un economista moderno que reunió a la vez enfoques clásicos y neoclásicos, integrados en un modelo sistemático, fue Benjamin Higgins.     

Benjamín Higgins 

Benjamin Higgins7 sistematizó los principios de la economía ortodoxa en un sistema formal estructurado a partir de un modelo macroeconómico que presuponía que los elementos de la naturaleza eran meramente “recursos”. 

La ecuación básica que planteaba Higgins estaba constituida por lo que él denominaba “los cuatro principales factores productivos” a saber: 

1. La mano de obra (Mº) 

2. Los recursos naturales (RN) 

3. El capital (K) y 

4. El estado de la tecnología (Tª)     

El Producto Nacional Bruto (PNB) aparecía como una función de todos estos factores: 

PNB= f (Mº, RN, K, Tª)     

A su vez, el avance tecnológico era considerado como función de la acumulación de nuevo capital (delta K) o de la inversión neta positiva (I) 

La inversión, a su vez, aparecía como una función de las utilidades (U) 

I = f (U) = delta K     

La inversión permitía aprovechar y hacer efectivas las nuevas formas de producción más eficientes. 

Nótese que, a diferencia de Adam Smith (que hacía depender I del avance de la tecnología), Higgins la hacía depender de las utilidades. 

Por otra parte, las utilidades dependían de la disponibilidad de mano de obra y del estado de la tecnología: 

U = f (Mº, Tª)     

Esa dependencia se daba de acuerdo con la ley de rendimientos gradualmente decrecientes. La producción aumentaba, pero a partir de un cierto punto no compensaba el aumento del costo de producción, y comenzaban a disminuir las utilidades. 

La mano de obra (población económicamente activa) dependía rígidamente del monto de los salarios totales siguiendo la siguiente función: 

Mº = f (S)     

De acuerdo con Higgins, el aumento de la tasa de salarios permite el aumento de la población. 

A su vez el nivel y tendencia de I determinan el monto de salarios del sistema. Ello debido a que éstas generan mayor mano de obra y en consecuencia aumentan los salarios generales. 

El Ingreso Nacional Bruto, que es idéntico al PNB es la suma de los salarios (S) más las utilidades (U). 

PNB = S + U     

La variable crucial del sistema es la inversión que da lugar a la iniciación del proceso de crecimiento económico, sin limitantes o condicionantes de tipo natural. Ello ocurre de la siguiente manera: 

Se produce un aumento de la inversión neta. Ello provoca una avance tecnológico, mejorando la capacidad instalada o capital instalado (K) del sistema. A su vez, esto afecta los salarios totales, que aumentan, determinando un incremento consecuente de la población. 

Al aumentar los salarios disminuyen las utilidades, mientras que el mejoramiento técnico produce un aumento de las utilidades. 

Con relación a las utilidades y por lo tanto a la nueva inversión (I) hay entonces dos fuerzas que se contrarrestan: 

a) una positiva (el avance tecnológico) y 

b) otra negativa (el aumento de los salarios) 

Por ello es necesario que el efecto del avance tecnológico supere el efecto del aumento de los salarios. 

Si esto es así, las utilidades se invertirían generando un nuevo avance tecnológico que a su vez permite el aumento de salarios. Este aumento sería cada vez menor hasta llegar a un estado estacionario en que las inversiones netas sean igual con 0. 

El estado estacionario se caracteriza por: 

• La inversión neta es igual con 0. 

• La inversión bruta es igual a la inversión de reposición, reemplazo o depreciación. 

• La capacidad instalada (K) permanece constante. 

• La tasa de salarios permanece constante en su nivel mínimo fisiológico de subsistencia. 

• Los salarios totales permanecen constantes. 

• La tasa de natalidad es igual a la de mortalidad, crecimiento poblacional = 0. 

• La población económicamente activa permanece constante. 

• El ahorro neto del sistema es igual con 0.     

Críticas al modelo 

Las críticas al modelo son múltiples. Es un modelo estático e inexacto. No contiene los cambios de la demanda efectiva (consumo + inversión). Los cambios demográficos NO se producen de la manera señalada. La población no aumenta más cuanto más mano de obra se ocupa, a veces puede pasar lo contrario. Puede haber crecimiento de mano de obra sin aumento de población (al disminuir la cantidad de hijos) o crecer la población sin que simultáneamente crezca la mano de obra ocupada. 

El concepto de “recursos naturales” aparece como una entidad inamovible. En la realidad no lo es. En primer lugar, porque los recursos son finitos y relativos. Se consumen y deterioran. Y en segundo lugar, porque cambian con el tiempo, lo que hoy es un recurso, mañana puede no serlo, y viceversa. 

El comercio internacional, la permeabilidad económica en las fronteras y, últimamente la globalización, también introducen modificaciones. 

El sistema estacionario que pregona Higgins no parece factible en el mundo actual. Tal vez haya que replanteárselo en el futuro con principios distintos y bajo condiciones económicas muy diferentes. 

La economía marxista 

La contracara de las teorías económicas clásicas y neoclásicas es mostrada por la economía marxista8. A pesar de las diferencias marcadas con las corrientes ortodoxas, Carlos Marx9 se ubicó claramente en el contexto teórico del industrialismo y, al igual que los economistas clásicos y neoclásicos, tampoco tuvo en cuenta las limitantes entrópicas de la economía. Marx fue un filósofo, economista y activista político del siglo XIX, que procuró interpretar los dramáticos cambios sociales que estaban teniendo lugar en Europa en ese período. 

Un elemento básico en que se apoyó la filosofía de Carlos Marx fue la dialéctica de Hegel, pero a diferencia de este último autor, quien sostenía que “la mente primaba sobre la materia”, Marx argumentaba que “la materia primaba sobre la mente”. Basado en esta premisa procuró explicar la historia a través de un enfoque materialista. Decía: “lo que determina la conciencia de los hombres es su existencia social”. De esa forma la historia aparece como la evolución de la materia a través del tiempo. 

El pensamiento de Marx es crítico, histórico, dialéctico y totalizante. En cada época histórica prevalecen determinados modos de producción, de intercambio y un sistema de organización social acorde con ellos. Éstos, a su vez, sirven de base a la historia política y social de cada época.     

La evolución histórica y social 

De acuerdo a Marx, que en cierta medida toma la visión evolutiva de Smith, las fases sociales e históricas de la evolución de la humanidad son las siguientes: 

• El comunismo primitivo 

• El antiguo estado esclavista 

• La sociedad feudal 

• El capitalismo 

• El socialismo 

En una primera instancia la población mundial era reducida y había recursos naturales en abundancia. Nadie era dueño de la tierra y no existía el “capital”. Los bienes adquiridos por los hombres eran producto de su trabajo. 

En esa época, el Producto Bruto era igual a los salarios totales del sistema económico. No existían rentas sobre la tierra, ni intereses sobre el capital, ni beneficios de los empresarios. Los trabajadores eran los propietarios del poder productivo de la economía. 

A medida que se acrecentó la población, comenzaron a escasear los recursos naturales, y los hombres más fuertes y sagaces se apropiaron de las mejores tierras y racionaron su utilización por un precio (renta de la tierra). Esa clase social no utilizaba todos sus ingresos en adquirir bienes de consumo, generando un margen de ahorro que permitía la acumulación de capital (o sea, los instrumentos de producción, que al principio eran herramientas sencillas, pero luego se fueron haciendo más complejas). 

Posteriormente, los pueblos más fuertes sometieron a los débiles generándose la esclavitud. Como en el proceso productivo se usaban esclavos que sólo requerían el mínimo subsistencial como remuneración se logró una mayor acumulación de capitales. 

La siguiente fase histórica fue el feudalismo. En esta época había dos clases sociales principales: los señores y los siervos. Los siervos sólo tenían su fuerza de trabajo y se veían obligados a entregar a los señores casi toda su producción. 

Marx estimaba esta porción en alrededor del 80%, quedando el 20% restante como el componente subsistencial. 

Este tipo de organización social y económica permitió acumulaciones de capitales aún más voluminosos. 

La cuarta fase es el capitalismo. En ella surgió una nueva clase que controlaba y organizaba el proceso productivo: los capitalistas. Ellos aportaban el capital y la tecnología, adquirían las materias primas, alquilaban o compraban la tierra y contrataban trabajadores a cambio de un salario de subsistencia (valor de cambio del trabajo). 

El exceso de producción más allá de las necesidades de subsistencia es lo que constituye la plusvalía, cuyo efecto es generar aún más acumulación. 

Para obtener mayores beneficios los empresarios intensificaron la utilización de capital, que desplazaba mano de obra, ello permitía aumentar la productividad media y marginal del trabajo e incrementar la plusvalía. El resultado fue un incremento de la desocupación. 

Esta acumulación acelerada concentraba en pocas manos todo el poder productivo de la economía y al mismo tiempo que se formaba un “ejército de desocupados de reserva”. 

De acuerdo con Marx, el proceso acumulativo continúa hasta que los desocupados y obreros se rebelan, tomando el poder productivo de la economía, y finalmente, “expropian a los expropiadores”. 

De allí surge un sistema económico más evolucionado en donde el estado se hace propietario de todos los medios de producción, absorbiendo todas las plusvalías. Es el socialismo científico. Cuando este sistema se extienda a todos los países del mundo no será

necesario el estado y podrá llegarse a la fase más elevada de la evolución social, el comunismo. En ese momento se llegará a una edad “de oro” de la economía.     

El método marxista 

El método marxista se basa en la dialéctica, pues supone que el desarrollo social se manifiesta a través del procesamiento de una secuencia de contradicciones. A una tesis se opone una antítesis, de donde surge una síntesis, que a su vez pasa a ser nueva tesis, y así sucesivamente. 

Es también una metodología totalizadora, pues tiene en cuenta, no sólo la economía, sino todos los aspectos sociales y políticos. 

De acuerdo con Marx la fórmula económica general es: 

Pb = f (Mº, K, RN, Te) 

Donde: 

Pb: Producto Bruto; M°: Mano de Obra; K: Capital; RN: Recursos Naturales; Te: Tecnología.     

El Pb (o Producto Bruto) que actualmente se denomina VBP (Valor Bruto de la Producción) es el valor monetario de los bienes y servicios intermedios y finales generados en un sistema económico durante un período determinado. Incluye además de las remuneraciones a los factores productivos (salarios, beneficios) el valor de la depreciación y de las materias primas. 

El motor del desarrollo capitalista es la innovación técnica, que a su vez depende de la inversión de capital. 

Te = f (I) Donde I: Inversión de capital     

Pensaba Marx que las inversiones netas dependen de las utilidades de los capitalistas (intereses, rentas y beneficios). 

I = f (U’) Donde U’: Utilidades     

A diferencia de los economistas clásicos, Marx decía que las inversiones netas no están subordinadas al nivel del ingreso de los capitalistas (valor absoluto de las utilidades), sino a la tasa de utilidades, cuota de ganancias o tipo de beneficios de acuerdo a la siguientes fórmulas: 

                   U’  =                         Pl u s v a l í a 

                                Capital Variable + Capital Constante 

U’ = Producto Bruto - Salarios = S = P = t 

En donde t es el tipo de beneficios 

Salarios + Capital o sea S + K’ equivalen a v + c 

Que a su vez son iguales a U’ 

En resumen, la plusvalía constituye un trabajo excedente. 

La jornada de trabajo es la cantidad de trabajo medida en horas/hombre que se incorpora al producto. Es el valor de uso del trabajo. 

El valor de la fuerza de trabajo es el salario pagado al trabajador y es igual a las horas/hombre de los bienes necesarios para su reproducción (valor de cambio del trabajo). 

La plusvalía es igual al valor de uso del trabajo (por ejemplo 12 horas) menos el valor de cambio (por ejemplo 5 horas) o sea, 7 horas. 

El capital variable (S) o (v): es el total de sueldos y salarios. Para los clásicos éste era “el mínimo fisiológico de subsistencia”, para Marx, es el “mínimo cultural o social de subsistencia”. 

El capital constante (K’) o ( c ) consiste en la depreciación y en las materias primas. Es constante en el sentido de que “no añade más al valor del producto de lo que pierde en el proceso de producción”; el valor nuevo lo agrega el trabajo.     

Ejemplos ilustrativos 

a) Si una máquina de hilar tiene 10 años de vida útil, su valor total pasará al producto durante un proceso de diez años. 

Los medios de producción solo transfieren valor a la nueva forma del producto en la medida en que, durante el proceso de trabajo, pierden parte de su valor. 

La pérdida de valor está limitada por su valor original o por el trabajo requerido para recrearlos.     

b) Supongamos que para elaborar un producto se requieren. 

• 10 horas hombre de materias primas 

• 10 horas hombre de depreciación (si la máquina costó 100 horas hombre, al año se depreciaron 10, por ejemplo) 

• 30 de trabajo directo 

• O sea un total de 50 horas hombre 

• El valor de la fuerza de trabajo (valor de cambio) es 15 horas hombre 

• El valor total del producto está integrado por: 

• El capital constante: 10 + 10 horas hombre 

• El capital variable: 15 horas hombre (valor de cambio o salario) 

• Quedan 15 horas hombre, que van como beneficio al capitalista: la plusvalía.     

La tasa de explotación (e) es la relación entre el ingreso que reciben los propietarios y los ingresos que perciben los trabajadores. Se aplica a cualquier sistema social. La cuota de plusvalía es la forma que asume en el sistema capitalista. La composición orgánica del capital (n) es igual a la relación entre el capital constante (materias primas, maquinarias, tierra) y el capital variable (salarios, plusvalía). Esta relación es característica de una cierta tecnología media. 

Al cambiar la tecnología cambia n. 

De acuerdo con Marx, los salarios totales (S) están en relación directa con las inversiones netas (I). En esta afirmación coincide con los economistas clásicos. 

Cuando los capitalistas desean aumentar su plusvalía (cosa que siempre quieren) deben acumular más, o sea aumentar sus inversiones netas, empleando métodos productivos intensivos en capital (por ejemplo, tecnificando). A pesar de que aumente la mano de obra, este incremento ocurre en menor proporción. Como existe un ejército de reserva de desocupados que presiona el mercado de trabajo se logra mantener la “tasa de salarios” al nivel social y cultural de subsistencia. Los salarios totales aumentan, pero la tasa permanece constante. El término de la ecuación que realmente aumenta es la plusvalía. 

Para los economistas clásicos la economía tiende al nivel de pleno empleo. Para Marx, la situación es la opuesta, las economías capitalistas tienden a una desocupación crónica (algo que actualmente se suele llamar desocupación estructural). 

Como el mercado está constituido por las clases asalariadas, el nivel de los salarios totales (S) es el que determina el consumo total agregado (C).     

C = f (S) 

Donde: C: consumo total agregado; S: Salarios totales     

Por otra parte, las utilidades o plusvalías de la clase capitalista dependen de las mejoras tecnológicas y del consumo: 

U = f (Te, C) 

Donde: U: Utilidades o plusvalías; Te: Tecnología; C: Consumo     

Podemos definir el Producto Bruto como idéntico a la suma de las utilidades (U) (Intereses + Rentas + Beneficios) o plusvalías más los Salarios totales (S). Es idéntico al Ingreso Bruto- 

Pb = U + S 

Donde: PB: Producto Bruto; U : Utilidades; S : Salarios Totales 

Por otra parte, la demanda agregada (DA) es idéntica al Consumo (C) más la Inversión (I). 

DA= C + I 

Donde: DA: Demanda Agregada; C: Consumo; I: Inversión     

(Higgins introdujo una diferencia entre el capital constante que se usa en la producción (K’) y el total (K) que se considera fijo). 

Por su parte, Marx consideró que todo el capital estaba plenamente ocupado, cosa que no es cierta.     

Leyes a largo plazo 

En el largo plazo las tendencias de la evolución capitalista llevan inexorablemente a: 

• la pauperización de la clase trabajadora, 

• la concentración del capital en manos de unos pocos, 

• la disminución paulatina de la tasa de utilidades, cuota de ganancias o tipo de beneficios 

Esto último se debe a la composición orgánica del capital creciente combinada con una tasa de explotación constante. 

Marx sostuvo que “el incremento gradual del capital constante en proporción al variable tiene como resultado un descenso gradual de la cuota general de ganancia, siempre y cuando permanezca invariable la plusvalía (grado de explotación del trabajo por el capital). 

Según Marx, el proceso de innovaciones técnicas significaba ir aumentando la cantidad de capital por hombre ocupado. De allí, que en el total, la tasa de utilidades (que depende de la plusvalía) disminuye. A no ser que aumente la plusvalía en forma suficiente para compensarlo. 

Para aumentar la plusvalía los capitalistas pueden: 

* aumentar el número de horas trabajadas, contratar mujeres y niños, 

* disminuir la tasa de salarios (no pueden hacerlo por debajo de la tasa cultural de subsistencia), 

* aumentar las inversiones, incorporando mejoras tecnológicas, aumentando la capacidad instalada, empleando métodos intensivos en capital (que son desplazadores de mano de obra). 

Las dos primeras opciones tienen límites. La tercera es la que se prefiere. 

Las fuerzas que crean presión hacia el ascenso de la tasa de ganancia y que podrían contrarrestar la tendencia decreciente a largo plazo son las siguientes: 

1) Abaratamiento del capital constante y manteniendo estable el capital variable o sea los salarios; 

2) Aumento en la intensidad de la explotación (ampliación de la jornada de trabajo, racionalización, mayor intensidad del trabajo); 

3) Disminución de la tasa de salarios a niveles inferiores al valor de la fuerza de trabajo (subsistencia cultural). No es posible por mucho tiempo; 

4) El efecto del ejército de desocupados tiende a aumentar la tasa de explotación; 

5) El intercambio comercial con otros países, abaratando los recursos naturales, alimentos, etc.     

Disociación del sistema capitalista 

El marxismo sostiene que el sistema capitalista carece de los mecanismos para que las demandas coincidan con las decisiones de producción. Esta disociación explica las crisis de realización. 

Hay crisis de subconsumo, con exceso de producción y de desproporción, que implican acumulación de materias primas y bienes de capitales, porque son distintos los empresarios que producen las materias primas y los bienes de capital de los que los demandan. 

Las de subconsumo son particularmente importantes, porque el capitalismo trata de ampliar la producción sin preocuparse por el consumo, que es lo único que puede darle sentido. 

El consumo es bajo porque los capitalistas deben ahorrar para poder acumular (invertir) y los trabajadores no pueden consumir porque su poder adquisitivo es bajo. 

En pocas palabras, hay que pagarles lo menos posible para invertir más, lo cual impide el consumo de lo producido.     

Críticas al enfoque marxista 

Algunas de las críticas más habituales se relacionan con las previsiones de Marx acerca de la evolución futura del sistema que en ciertos aspectos resultaron erradas. El sistema capitalista no entró en colapso, no se cumplió la teoría de la miseria creciente en los países capitalistas, ni tampoco continuaron ocurriendo las crisis cíclicas (se dieron hasta la depresión de 1930, luego los enfoques keynesianos disminuyeron estas fluctuaciones). Los críticos señalan algunas otras imprecisiones del modelo, que no es del caso reseñar. De todas maneras, es necesario tener en cuenta que el marxismo, a pesar de presentarse a menudo como la antítesis de las visiones económicas clásicas, no lo es. En realidad, las diferencias principales del marxismo con las visiones ortodoxas se dan en el campo de la política. La interpretación histórica de Marx tiene muchos puntos comunes con la de Smith, y en el fondo, todos los economistas industrialistas (tanto los clásicos y neoclásicos como los marxistas), basan su enfoque en su creencia que la sociedad puede transformar eficaz y positivamente la naturaleza, sin más limitaciones que las impuestas por las estructuras sociales, políticas y económicas imperantes. 

La naturaleza no tiene valor por sí misma. Su valor es función del potencial que tenga para ser transformada por el trabajo y utilizados a nivel social. 

Los recursos naturales no son una limitante. Ellos están allí listos para ser extraídos. El único problema es que pueden costar más o menos trabajo obtenerlos. 

En el fondo, la visión marxista, al igual que la clásica y neo-clásica es “circular”, no hay flujo económico, solo consumo y reciclado. 

Pasarían muchas décadas antes que algunos economistas comenzaran a poner en tela de juicio el paradigma de los economistas industrialistas.     

El keynesianismo 

El pensamiento y obra de John Maynard Keynes (1883- 1946) marcaron una etapa muy importante en la evolución de la economía mundial. Keynes es considerado por muchos como el economista más trascendente del siglo XX, en particular como resultado de su famoso libro titulado Teoría General Económica10. 

Antes del keynesianismo predominaba la teoría del equilibrio económico como tendencia natural. Keynes refutó el automatismo pregonado por los clásicos y neoclásicos e insistió en que el mercado por sí solo y espontáneamente no era capaz de generar fuerzas para restablecer el pleno empleo. 

Sostenía este autor que para lograr este equilibrio era necesario utilizar otros métodos. 

Por ejemplo, el estado debía dejar de ser un “vigilante nocturno” y, en cambio, tendría que transformarse en promotor de la actividad económica. Ello se lograba, de acuerdo con este autor, impulsando la Demanda Efectiva Agregada, a través de la Política Fiscal y Monetaria, creando empresas estatales o participando de las privadas con el objetivo de elevar el Ingreso Nacional y el empleo. 

Decía Keynes que la economía puede estar en diferentes estados de equilibrio con desocupación dependiendo de la variable crucial: la inversión. Para él, la teoría clásica es simplemente un caso particular. 

Existen, agregaba, varios tipos de desempleo: 

1. El desempleo friccional (de espera), es la tasa “natural” de desempleo (4 a 6%), 

2. El desempleo estacional, 

3. El desempleo cíclico (que aumenta durante las depresiones cíclicas), 

4. El desempleo estructural (ciertas ramas de la industria son abandonadas los trabajadores especializados no tienen donde ejercer su oficio) y, 

5. El desempleo institucional (por ejemplo, el desempleo que es el resultado de negociaciones laborales, de limitaciones sindicales o de políticas públicas o privadas que restringen la movilidad del trabajador). 

Para los economistas clásicos el desempleo era en gran medida voluntario y transitorio. Según Keynes éste podía ser involuntario y permanente. 

Los clásicos decían que “la oferta crea su propia demanda” por lo que la Oferta Agregada Global es igual a la Demanda Agregada Global de bienes y servicios. También decían que entre los diversos factores económicos hay relaciones de dependencia mutua y no de causalidad. Todo se equilibra en el mercado. De acuerdo con estos presupuestos, los clásicos eran indiferentes a las políticas monetarias. 

Keynes en cambio consideraba que: 

• La Demanda Efectiva Global puede ser insuficiente para absorber todo lo que podría ofrecerse por los productores, 

• Hay relaciones de causalidad entre los factores productivos, unos pueden influir a otros sin ser influidos a su vez, 

• El Ingreso Nacional Real no es nunca una variable conocida, 

• El dinero no es “neutral”, 

• El equilibrio se logra cuando la Oferta Agregada Global es igual a la Demanda Agregada Global aunque ambas sean muy débiles (la demanda puede ser muy débil, y la oferta se adapta a ella). 

Según Keynes el Nivel del Ingreso Nacional Real y del Empleo depende de: 

• La Propensión Marginal a Consumir (PMC). 

• Del Incentivo Para Invertir, que a su vez depende de la Eficiencia Marginal del Capital y de la Tasa de Interés, la que depende de la preferencia por la liquidez y de la cantidad de dinero circulante. 

El Ingreso Nacional Real es el valor total de las remuneraciones efectivamente pagadas en un período determinado expresado en precios constantes con referencia a un año base. 

La Propensión Marginal a Consumir (PMC) es la relación entre el nivel de ingreso y el gasto para el consumo de ese ingreso (salario). Se define como el incremento del gasto de consumo cuando el ingreso disponible aumenta en una unidad monetaria más, ambas medidas en unidades de salario. 

La PMC está sometida a una ley psicológica fundamental: “la gente tiende a aumentar sus gastos de consumo al aumentar sus ingresos pero menos que proporcionalmente” 

El multiplicador de la inversión es el coeficiente que aplicado al aumento de la inversión nos da el aumento del ingreso real producido como consecuencia de ésta. 

El incentivo para invertir depende de la Eficiencia Marginal del Capital (EMK) y de la tasa de interés. 

Se calcula el rendimiento de la inversión por los años que sea (con sus descuentos correspondientes para traerla al presente) y se le compara con el rendimiento producido a puro interés. 

Si EMK es igual o menor que r entonces no vale la pena invertir. Si es mucho mayor sí valdría la pena. 

Los clásicos pensaban que el ahorro dependía de la tasa de interés. Keynes lo niega. En su opinión el ahorro depende del ingreso real. 

El interés no es el precio del ahorro, sino la suma que el prestatario paga a los capitalistas para que renuncien a la liquidez. Cualquiera que renuncie a la liquidez pierde el derecho a elegir el momento en que va a gastar su dinero. Para que el capitalista renuncie a esto, debe ser compensado. 

En EE.UU., que posee una economía altamente monetarizada desde hace muchas décadas, el aumento del circulante ha tenido efecto estimulante en ciertos momentos críticos (este método se aplicó durante la depresión de 1930). 

Se señala, siguiendo a Keynes, que en muchos países menos desarrollados, la Oferta Agregada de bienes y servicios (o la producción real) es inelástica, debido a rigideces estructurales (por ejemplo, dependientes de un sector agrícola poco flexible, que tiene ciclos anuales de maduración, etc.). Por esa razón, si aumenta el circulante, se genera inflación, precios más altos, tasas de interés más elevadas y pérdida del poder adquisitivo del dinero. En estos países la solución monetarista no ha funcionado.     

Elementos principales de la política económica keynesiana 

En resumen, las estrategias keynesianas se basaban en la adopción de políticas monetarias que favorecieran la expansión de la economía. Se requería aumentar la oferta monetaria para que bajaran las tasas de interés, procurando mantenerlas por debajo de la Eficiencia Marginal del Capital (en otras palabras que no valiera la pena simplemente depositar el dinero en el banco, sino más bien invertirla en destinos más productivos). 

Lo anterior se lograba mediante el aumento de la inversión pública (por ejemplo construyendo grandes obras públicas), implementando políticas de redistribución de la renta en beneficio de la clase más gastadora (los asalariados y empresarios que son quienes realizan grandes inversiones), y volviendo a políticas proteccionistas.     

Críticas al modelo keynesiano 

Si bien el enfoque económico keynesiano fue revolucionario con relación a los preceptos de la economía clásica y neoclásica, no significó ningún avance desde el punto de vista de la sostenibilidad ambiental a largo plazo de los procesos económicos. Al contrario, sus visiones monetaristas alejaron el elemento natural del razonamiento económico. Al promover el crecimiento económico a través de medidas financieras, el keynesianismo creó las condiciones para una mayor virtualización del capital (que incluso se habría de independizar de sus “encajes” en metales preciosos) y que habría de culminar en la irresponsabilidad económica de la sociedad global actual. 

Keynes, mantuvo el esquema económico circular de sus predecesores, ignoró la naturaleza entrópica de los flujos naturales y, por ende, no tuvo en cuenta el carácter finito de los recursos ni las consecuencias sociales de la degradación del ambiente. 

Al mismo tiempo, sus “recetas” para promover la expansión económica fueron eficaces. Con gran habilidad, diseñó y logró la implementación exitosa de estrategias monetarias que permitieron construuir algunos de los mayores proyectos hidráulicos de la historia, grandes represas, acueductos y proyectos de irrigación. Desafortunadamente, el análisis keynesiano no se interesaba en averiguar las consecuencias a largo plazo, tanto ecológicas como sociales, de dichos proyectos.     

La escuela desarrollista: el modelo de Walter W. Rostow 

Algunos años más tarde, apoyándose en las interpretaciones neo-clásicas y keynesianas se fue consolidando una escuela de pensamiento económico, que podríamos llamar “desarrollista”, y que alcanzó su mayor expresión en Walter W. Rostow a través de su principal trabajo titulado: “Las Etapas del Crecimiento Económico”11. 

De acuerdo a Rostow, las sociedades pasan fatalmente por cinco categorías: 

• La sociedad tradicional, 

• Las condiciones previas para el desarrollo, 

• El impulso inicial, 

• La etapa tecnológica o de madurez, 

• La etapa del alto consumo en masa. 

A continuación sintetizamos la descripción que hace Rostow de cada una de estas etapas.     

La sociedad tradicional 

Es aquella en que la ciencia y la técnica no son causas determinantes de la actividad económica. La producción tiene un tope limitado por las posibilidades científicas y técnicas. La actividad agrícola es dominante. En esta etapa se encontraban las civilizaciones de China, la Europa medieval, la región mediterránea y el Medio Oriente.     

Las condiciones previas para el desarrollo 

Es la etapa en que la sociedad se prepara para un crecimiento sostenido. Empieza por la creación de una infraestructura económica (ferrocarriles, puertos, caminos), o sea la formación de un capital social fijo y un marco económico para pasar de la agricultura y el comercio a la sociedad manufacturera. Para que esto suceda se necesita que el ingreso sea superior a los niveles de consumo, y que el poder político económico pase de los poseedores de la tierra (que invierten en casas de campo, sirvientes, adornos y templos) a aquellos que inviertan en caminos y ferrocarriles, escuelas y fábricas. El ejemplo clásico es Inglaterra a fines del siglo XVIII.     

El impulso inicial 

De acuerdo a Rostow, el “impulso inicial” es la gran línea divisoria en la vida de las sociedades modernas. 

Es la acción conjunta de los medios que operan en la tecnología productiva y en la estructura social y política de la sociedad con tres condiciones: 

• Un aumento en la tasa de inversión productiva; 

• Desarrollo de uno o más sectores, esencialmente manufactureros que tengan una alta casa de crecimiento; 

• Existencia o aparición de una estructura política social e institucional que aproveche los estímulos a la expansión confiriendo al crecimiento un carácter continuo. 

Los estímulos pueden provenir: 

• de una revolución política que afecte el equilibrio del poder social y la naturaleza institucional, distribución del ingreso, etc; 

• de una innovación tecnológica; 

• de inversiones de capitales extranjeros.     

La etapa tecnológica o de madurez 

Es la que tiene lugar cuando la sociedad ha aplicado de forma efectiva todos los medios de la tecnología moderna a la tasa total de sus recursos. En esta etapa se invierten continuamente entre un 10 y un 20% de los recursos financieros. Durante este período cambia la distribución de los sectores ocupacionales, disminuye la población dedicada a la agricultura y aumenta la que se dedica a la industria y a los servicios.     

La etapa del alto consumo en masa 

En esta fase, el centro de gravedad se desplaza de la oferta a la demanda. En forma concomitante aparecen otros objetivos: 

a) persecución nacional de influencia y poder externo, la política militar exterior consume grandes recursos; 

b) empleo de recursos por parte de un estado “benefactor”; 

c) expansión de los niveles de consumo más allá de la alimentación y otras necesidades elementales.     

Críticas al enfoque desarrollista de Rostow 

Rostow y los “desarrollistas” de la década de 1960, dejaron de lado las limitaciones inevitables introducidas por la escasez de recursos naturales. Éstas eran tan sólo consideradas como factores geopolíticos a tener en cuenta en el momento de la expansión característica de la etapa del “alto consumo en masa”. Cuando se terminan los recursos en un país, hay que ir a buscarlos a otros países. Como a veces hay que hacerlo contra la voluntad de los gobiernos y pueblos de estas naciones, puede ser necesario obtenerlos por la fuerza. Esto provoca un aumento de los costos, por los gastos públicos en defensa (militares) que pueden requerirse en estos casos. 

Al igual que Smith, Higgins y Keynes, en la visión de Rostow están excluidos los temas ambientales. Se sigue utilizando el modelo circular cuyo carácter inapropiado ya empezaba a vislumbrarse en la época en que Rostow escribió su obra.     

Conclusiones generales 

Los economistas ortodoxos del industrialismo, llámense clásicos, neoclásicos, marxistas o desarrollistas, se basaban todos en algunos principios fundamentales: 

· Los seres humanos pueden transformar el mundo para su propio beneficio en forma definida; 

· Los recursos naturales son inagotables; 

· El ambiente es indegradable. 

Desde el punto de vista ético-filosófico todos estos economistas pensaban que: 

· Las sociedades humanas tienen derecho o están predestinadas a transformar el mundo; 

· Todos los elementos de la naturaleza pueden ser considerados “recursos” o “mercancías” y ser utilizados con fines económicos; 

· Los seres humanos pueden apoderarse de dichos recursos de acuerdo con las necesidades sociales, políticas o económicas; 

· La desaparición de ambientes naturales, especies o variedades de plantas o animales, es irrelevante.     

Estos economistas y sus seguidores políticos han estado dirigiendo las políticas mundiales por más de dos siglos. Durante este período los gobiernos y empresarios se han dedicado a utilizar los elementos de la naturaleza como si fueran mercancías y verter todo tipo de contaminantes en el ambiente, provocando numerosos perjuicios, muchos de ellos irreversibles. 

No es extraño que las sociedades contemporáneas se encuentren en la coyuntura crítica en que se hallan. Para detener este marcha precipitada hacia la catástrofe planetaria se hace necesario desarrollar herramientas de análisis económico que permitan formular nuevas estrategias políticas. 

Durante el siglo que acaba de terminar hubo varios economistas y autores que han intentado repensar la economía ambiental para evitar nuevos y viejos errores. 

La mayoría de estos pensadores económicos fueron ignorados, prohibidos, radiados o ridiculizados por la casta económica dominante. 

Sin embargo, es a través de sus ideas nuevas que ha de ser posible repensar nuestro futuro como especie en este mundo.         

Referencias 

1. Sobre todo a partir de mediados del siglo XVIII. 

2. Y aún lo son en muchas sociedades tradicionales sobrevivientes. 

3. Fez fue capital del reino marroquí en los siglos XI y XII. 

4. Martínez Alier, J., 1995; Curso de Economía Ecológica, p. 15; Serie Textos Básicos para la Formación Ambiental N°1; Red de Formación Ambiental, PNUMA, México. 

5. La utilización de la palabra “hombre” para significar “ser humano” se debe simplemente a que esa fue la palabra que utilizó el autor a quien estamos citando o describiendo. 

6. Como por ejemplo el caso de Benjamin Higgins (ver, en el mismo capítulo) 

7. Tomado de Melgarejo, H, 1997. 

8. Basado en la síntesis de Melgarejo, H. 1997. 

9. Carlos Marx, 1818-1883. 

10. Keynes, J.M., 1929; Teoría General Económica. 

11. Rostow, W., 1962; Las etapas del crecimiento económico; Editorial Fondo de Cultura Económica, México.   

Capítulo 17La economía ecológica:  

el enfoque entrópico

La visión económica ortodoxa tiende a ignorar el carácter limitado de los recursos naturales y la vulnerabilidad del ambiente. 

Cada vez que se extrae una substancia, material u organismo de la naturaleza quedan huellas de algún tipo en los sistemas naturales: huecos de canteras y minas, napas desecadas, paisajes deforestados, numerosas especies eliminadas. Muchos de estos cambios tienen carácter irreversible. Los minerales extraídos, los suelos de bosques erosionados, los acuíferos secos, las especies extinguidas, a menudo desaparecen para siempre. 

Al mismo tiempo, los elementos de la naturaleza que son utilizados en volúmenes y números crecientes por los procesos industriales son transformados en productos y residuos. Los productos son usados o consumidos, generando a su vez más residuos. Al fin de cuenta, todos los recursos naturales se convierten en residuos. 

Según los modelos de los economistas industrialistas, parecería que estos residuos que se vierten en el ambiente se reciclaran de alguna manera para volver a aparecer en la cadena productiva como recursos naturales. 

En los hechos, esto ocurre naturalmente, aunque en forma parcial, gracias a la acción transformadora de la radiación solar. Artificialmente el reciclado es posible sólo en algunos casos, a través de la utilización de una tecnología adecuada y un cierto consumo de energía. En otros, esta reconstitución resulta poco factible o impracticable, ya sea debido a los costos elevados, o a la mera imposibilidad física o tecnológica. De un modo u otro, una porción creciente y acumulativa de los recursos-residuos permanece en el ambiente indefinidamente como materia degradada. 

Este fenómeno de la irreversibilidad final de los procesos industriales fue ignorado durante mucho tiempo por políticos y economistas. El resultado visible de esta indiferencia ha sido una creciente dilapidación de los “recursos naturales” y el deterioro de los sistemas ecológicos del planeta. 

Ya desde la primera mitad del siglo XX aparecieron pensadores que pusieron en tela de juicio los principios y bases físicas de la economía industrial. Los escritos y afirmaciones de estos autores fueron ignorados, e incluso ridiculizados. Sin embargo, a medida que han transcurrido las décadas, se ha vuelto más evidente que la economía ortodoxa es incorrecta. Frente a las pruebas acumuladas, una nueva visión ha comenzado a desarrollarse: la economía ecológica. 

A pesar de lo irrefutable de su posición, los economistas ecológicos son todavía una ínfima minoría y no han logrado ocupar posiciones de poder en los sistemas económicos globales o nacionales. 

De todas maneras, es en este nuevo enfoque que se encuentran las semillas de una nueva forma de ver el mundo natural y de imaginar el papel que pueden jugar las sociedades en su propia preservación o destrucción.     

Los antecedentes de la economía ecológica: 

S. A. Podolinsky1 y Frederick Soddy2 

Uno de los primeros autores que planteó las bases para desarrollar una visión económica sobre principios ecológicos fue el pensador ruso S.A. Podolinsky. 

Sus ideas son conocidas por los comentarios de Engels, quien si bien apreció su esfuerzo, no estuvo de acuerdo con su idea de “mezclar la economía con la física”. Como señala Martínez Alier, 1995, en ese momento se perdió la oportunidad de desarrollar un marxismo ecológico. 

Podolinsky comparó la productividad energética de los ecosistemas rurales: bosques, praderas naturales y artificiales, cultivos. Constató que una caloría de trabajo humano o animal contribuía a producir entre 20 y 40 calorías adicionales. Esta relación de conversión fue denominada por Podolinsky: coeficiente económico. Para que la sociedad fuera sostenible este coeficiente debía ser como mínimo 1:5. 

De acuerdo a Podolinsky, la especie humana era una máquina termodinámicamente perfecta3 , pues con la energía obtenida por el trabajo lograba alimentar su propia caldera. Como señala Martínez Alier, 1995b, “el secreto estaba no sólo en el ingenio y en el trabajo físico humano, sino en la fotosíntesis”. 

Medio siglo más tarde, las reflexiones de Podolinsky fueron desarrolladas en forma independiente por otro autor que tampoco había surgido de los rangos académicos de la economía, sino de la física y de la química: Frederick Soddy. 

Soddy (1877-1956) fue más conocido como un eminente investigador que estudió la desintegración radiactiva y contribuyó a la elaboración de la teoría moderna de la estructura atómica, que como economista. Fue en ese carácter que obtuvo el Premio Nobel en 1921. En tanto que científico prestigioso fue nombrado miembro de las academias de ciencias sueca, italiana y rusa y ejerció la docencia como profesor en McGill, Glasgow, Aberdeen y Oxford. 

Si bien Soddy creía en el progreso científico, también pensaba que la ciencia era a la vez una bendición y una maldición para la humanidad. No aceptaba la idea en boga de que los científicos no tenían responsabilidad por el uso que se hacía de sus trabajos. Señalaba que, si bien los banqueros y economistas tenían más responsabilidad que los científicos, éstos tampoco eran completamente inocentes. Según Soddy el verdadero problema del mundo contemporáneo no era que la ciencia estuviese errada sino que estaba dirigida por una economía inapropiada. 

Fue por esa época (década de 1920) que se había comenzado a descubrir la enorme energía que residía en el átomo. Frente a estos nuevos conocimientos, Soddy reflexionaba que, al disponer de esta fuente fantástica de energía, todas las naciones se lanzarían a la tarea de aplicarla para la guerra (cosa que ya estaban haciendo con las armas químicas y venenosas). Sostenía que el sistema económico imperante contenía en sí los elementos necesarios para destruir la humanidad, sólo faltaba que la ciencia le proporcionara los medios técnicos para hacerlo. 

Pensaba este autor que debía haber algo sustancialmente erróneo con la economía mundial que impedía el aprovechamiento positivo de los descubrimientos de la ciencia. Fue en ese momento que se lanzó a la solitaria tarea de elaborar una nueva visión crítica de la economía, que finalmente plasmó en su obra “Wealth, Virtual Wealth and Debt”4. 

Su trabajo no fue bien recibido por la elite económica contemporánea. En un comentario del Times Literary Supplement se señalaba: “Es una lástima ver a un respetado químico arruinar su reputación escribiendo sobre un tema en el que era bastante ignorante”. 

Además de algunas pocas críticas que buscaban ridiculizarlo, los trabajos de Frederick Soddy fueron ignorados. Habrían de pasar cuatro décadas antes que pudieran ser retomados por otros autores.     

El enfoque económico de Soddy 

Decía Soddy que “la economía está a mitad de camino entre el electrón y el alma...”; los principios y éticas de la ley y convenciones humanas no pueden ir contra las leyes de la termodinámica. Para los humanos, como para otras máquinas, los problemas físicos de la vida son problemas de energía. 

Las sociedades anteriores al siglo XIX vivían de los ingresos de la energía actual o reciente, la luz solar capturada por las plantas, que en cierto modo podían ser consideradas “las capitalistas originales”. 

Hoy, en la sociedad moderna, las cosas han cambiado, los humanos aumentan su ingreso consumiendo el capital energético almacenado en las rocas, al decir de Soddy: “la luz acumulada de los veranos paleozoicos”. 

La contradicción actual de los seres humanos es que mientras pueden usar la energía fósil para las máquinas, sus “motores internos” sólo pueden ser alimentados por nueva luz solar transformada por las plantas. 

La vida depende del flujo continuo de energía que es renovado diariamente. Sin embargo, hay límites para su almacenamiento y se “estropea” si se le acumula en exceso de las necesidades actuales. Sostenía Soddy que se podía mejorar la capacidad de extraer el ingreso de energía, pero la energía misma no podía ser aumentada significativamente, ni almacenada más allá de un cierto grado. Inclusive, el mero mantenimiento del capital físico contra la fuerza destructiva de la entropía, también requiere energía. Es cierto, decía el pensador británico, que hay energía almacenada en el carbón, pero llevó épocas geológicas su acumulación. El uso de la energía fósil es inevitablemente una fase pasajera. 

Se preguntaba: ¿de que vive el hombre? Y se respondía: de la luz del sol. 

Para vivir de ella, sostenía, los seres humanos deben obedecer a las leyes de la termodinámica. 

La riqueza es la forma humana útil de la materia y la energía. Por un lado tiene una dimensión física y por el otro una teleológica o de utilidad. El principal error de la economía es confundir la riqueza, una magnitud de dimensiones físicas irreductibles, con la deuda, que es tan sólo una cantidad virtual. 

Las cantidades físicas positivas, representan riquezas y pueden ser vistas y tocadas (por ejemplo, dos cerdos), mientras que las cantidades físicas negativas son magnitudes imaginarias sin dimensión física. Para decirlo gráficamente: los cerdos negativos no existen, aunque la lógica económica ortodoxa hace de cuenta como si existieran. 

Allí está la contradicción, las riquezas están sujetas a las leyes de la física y las deudas están regidas solamente por las leyes de las matemáticas. 

A diferencia de las riquezas que envejecen, se “pudren” o consumen, las deudas no se estropean, ni son consumidas. No sólo no se deterioran sino que crecen a tanto por ciento anual de acuerdo a las leyes del interés simple o compuesto. 

Decía Soddy que, mientras el proceso de deterioro compuesto es común y corriente, el proceso de interés compuesto es físicamente imposible. La regla del interés compuesto tiende al infinito mientras que la regla del deterioro compuesto tiende a 0. 

La pasión de estos tiempos, continuaba el autor, es transformar la riqueza (que se pudre y deteriora) en deuda (que otorga un ingreso permanente). 

Nadie puede acumular todo lo que necesita para su vejez, pues se echaría a perder. Por tanto debe convertirlo en deuda (crédito) para lograr ingreso futuro. Pero de todas maneras hay también un límite a la cantidad de excedentes actuales que podrán ser intercambiados en corrientes perennes de ingresos futuros. 

Soddy sostiene que la acumulación de los excedentes actuales no puede nunca ser cambiada en ingreso futuro en el sentido físico, sino, tan sólo, por medio de ciertas convenciones sociales. 

A pesar que el prestamista puede sentirse confiado de que su riqueza todavía existe en algún lugar en forma de capital, ésta ya ha sido usada por el prestatario, para su consumo y/o inversión y ya no podrá ser usada más tarde. Más bien se transformará en deuda... o algo así como “la luz del sol futura”. 

Según Soddy el capital es igual al ingreso no ganado dividido por la tasa de interés y multiplicado por 100. 

A pesar que la deuda sigue la ley del interés compuesto, el ingreso futuro real en que se basa la deuda, no podrá crecer a interés compuesto por mucho tiempo. 

Al transformarse en deuda parecería que la riqueza esquiva las leyes de la naturaleza, en particular, la segunda ley de la termodinámica (la ley de la degradación de la materia con el tiempo). 

La idea de que la gente puede vivir del interés de sus mutuas deudas es una gigantesca ilusión. No es posible ni justo para la comunidad o cualquier individuo, vivir de los intereses de las deudas sociales o individuales. Si ello no se prohibe o limita, las crecientes sumas acreditadas a los acreedores sobre un ingreso (cuyo crecimiento es limitado) serán superiores a los que los futuros productores de este ingreso podrán o estarán de acuerdo en aportar. Inevitablemente se han de desencadenar conflictos. 

Como no hay relación entre el crecimiento de la deuda y de la producción, en algún momento se producirá la cancelación o repudio de la deuda. 

El incremento de signo positivo de la deuda debe ser compensado por incrementos de signo negativo que lo contrarresten y lo traigan a la realidad. Ellas son la inflación, las bancarrotas y quiebras y los impuestos confiscatorios, todos estos, factores generadores de conflictos y violencia. 

Convencionalmente se acepta que estos tres fenómenos son patológicos, pero el interés compuesto se acepta como normal.     

Explicación histórica 

Sostenía Soddy que no se podía continuar con la convención absurda del incremento espontáneo (compuesto) de la deuda que va contra los principios básicos del “decremento” espontáneo de la riqueza. Pensaba que eran ideas absurdas y contradictorias que habían surgido porque la propiedad de la tierra generaba rentas sin trabajar, y del mismo modo se pensó (ilógicamente) que el dinero, que compraba la tierra, podía también generar una renta (el interés). No se consideró, que el dinero y la deuda son en realidad “unidades de medida”, y en cambio se supuso erróneamente que podían regirse por las mismas leyes que gobernaban al objeto o fenómeno que medían. 

Obviamente, en ello hay una flagrante contradicción, pues el dinero, que es una unidad de medida de las riquezas, se puede crear y destruir al margen de éstas. ¿Cómo puede servir para ambas cosas? ¿Cómo puede ser utilizado para medir las riquezas, para ser creado de la nada, y además, ser prestado a interés? Para Soddy esto es disparatado. Y sin embargo, esa era la base absurda en que se apoyaba la economía capitalista. 

El problema se agravaba a medida que los bancos y gobiernos creaban “las riquezas virtuales”. Originalmente, el dinero se diseñó para evitar los inconvenientes del trueque. Los individuos aceptaban “abandonar sus riquezas” por una cantidad de dinero (que se suponía era equivalente a esas riquezas). Sin embargo, si todos los que tienen dinero quisieran recuperar sus riquezas al mismo tiempo sería imposible, porque ya están en mano de alguien. Y de todos modos, ¿quien se quedaría con el dinero? 

Increíblemente, la gente se comporta como si las riquezas virtuales fueran bienes físicos. 

En realidad, el dinero es hoy una forma de deuda nacional en manos de los individuos y debidos por la comunidad, intercambiable por riqueza mediante transferencia a otro individuo. 

La Riqueza Virtual de una comunidad no es una cantidad física sino una cantidad de riqueza negativa imaginaria (negativa, pues quien tiene dinero se priva de obtener un bien voluntariamente). No obedece las leyes de la conservación, su origen es psicológico. 

La existencia del dinero depende de que esa “deuda” nunca se liquide y de que la masa monetaria se mantenga. 

Para traer racionalidad a la economía Soddy recomendaba las siguientes medidas: 

1) Un requisito de 100% de reserva en los bancos (ello habría de impedir que con el dinero se creara riqueza inexistente). 

2) El estado debía crear o destruir el dinero para mantener su poder de compra constante. 

3) Las tasas de cambio de las diferentes monedas debían flotar libremente.     

Trascendencia de las ideas de Soddy 

Las soluciones de Soddy llegaron en forma muy inoportuna pues iban a contrapelo de las políticas económicas monetaristas keynesianas que se habrían de imponer en Estados Unidos a partir de la década de 1930. 

Hoy más que nunca, las ideas de este pionero de la economía ecológica tienen relevancia. Las imágenes virtuales de la riqueza: el dinero y los papeles de deuda en todas su forma, se multiplican a ritmos cada vez más acelerados. Billones y trillones de dólares van y vienen

en el ciberespacio sin que se sepa muy bien que es lo que representan. Los “cerdos negativos” se reproducen ilimitada e incontrolablemente mientras que el número de cerdos reales, de signo positivo, se mantiene estable. La contradicción es cada vez más patente. 

Al respecto comenta Jack Weatherford, el famoso antropólogo estadounidense en su obra “La historia del dinero”: “Un espectro está espantando el mundo, el espectro del dinero con su presencia inmaterial y electrónica, sin forma ni figura. Recorre hambriento el globo día y noche; no conoce fronteras ni estaciones del año. Esta bestia extraña apareció tan recientemente en la escena del mundo que ni siquiera tenemos un nombre para él.” 

Muchos años habrían de pasar antes que otros autores retomaran los conceptos de Soddy. Fue recién en la década de 1960 que un economista rumano, residente en Estados Unidos, habría de desarrollar en profundidad una visión análoga a la propuesta por Soddy, Nicholas Georgescu-Roegen. 

Si bien Georgescu no conocía los trabajos de Soddy, éstos representaron el primer antecedente, injustamente desconocido y relegado, del pensamiento económico ecológico contemporáneo.     

Nicholas Georgescu-Roegen 

Nicholas Georgescu-Roegen (1906-1994) fue durante la primera parte de su vida académica un economista “ortodoxo”. Recién a los 59 años (en 1965), presentó un trabajo en donde proponía repensar la economía analítica, y 6 años más tarde, en 1971, publicó su trascendente libro titulado: “The Entropy Law and the Economic Process”5. 

Básicamente la revisión económica propuesta por Georgescu, se basa en el “rediseño” del diagrama de flujo del proceso económico utilizado hasta entonces en los tratados de economía. 

En éstos, los procesos económicos estaban habitualmente representados por un flujo circular, que iba desde las industrias a los hogares y viceversa, sin entradas ni salidas. De acuerdo a Georgescu, este diagrama circular servía en cierta medida para analizar los intercambios, pero fallaba miserablemente como instrumento para estudiar la producción y el consumo en forma apropiada. En el diagrama ortodoxo se representaba la economía como un circuito en que el mantenimiento y el reemplazo tenían lugar internamente, sin dependencia del ambiente. Era, sostenía el autor rumano, como si estudiáramos el aparato circulatorio de un animal, sin mencionar el aparato digestivo, en este enfoque económico ortodoxo, el aparato circulatorio pasaba a ser, una especie de máquina de perpetuo movimiento. 

Sin embargo, en la vida real, los animales tienen sistemas digestivos conectados al ambiente en ambos extremos. Continuamente toman materia con baja entropía y la evacúan con alta entropía. Por definición, los organismos no pueden reciclar sus propios residuos finales. 

En la economía “industrialista” se tenía en cuenta tan sólo el aparato circulatorio. Esto ocurría tanto en la economía marxista como en la neoclásica. 

La conclusión a que llegaba Georgescu, era que los textos económicos revisados debían basarse en un diagrama diferente: el flujo de materia y energía debía provenir de las fuentes ambientales, pasando a través de las industrias y hogares, y evacuarse al ambiente por una boca de salida o “environmental sink”. Por un lado entran las materias primas (básicamente, recursos naturales) y por el otro salen los residuos degradados. 

Decía Georgescu que, si bien era imaginable una economía sin flujo circular (por ejemplo, una economía de campesinos autosuficientes en donde no hubiera intercambio), no podía existir una economía que careciera de este flujo entrópico. 

Las ideas de Georgescu no podían ser aceptadas por la oligarquía económica mundial, tenían demasiadas implicaciones para los circuitos económicos que mantenían los estamentos de poder. El concepto de flujo entrópico es mucho más que la mera modificación de un simple diagrama, en realidad es como un caballo de Troya. Una vez que se le acepta entre las tapas del libro, sus implicaciones atacan todos sus capítulos y conceptos6. 

El flujo circular “mecanicista” es reversible y no cualitativo. Se basa en los mecanismos de las ganancias y el auto-interés. Al utilizar la mecánica como instrumento de análisis, los fenómenos económicos se presentan como si fueran reversibles y desprovistos de “calidades”. 

Por el contrario, el flujo entrópico es cualitativo e irreversible. 

De acuerdo a la visión entrópica, la economía es un sistema abierto que extrae energía y materia utilizable del ambiente y lo retorna bajo la forma de residuos inutilizables. Por su parte el sistema global, en lo referente a la materia, puede ser considerado como un sistema cerrado, porque intercambia cantidades insignificantes de materias con el espacio circundante. Con relación a la energía, en cambio, el sistema es abierto, al recibir radiaciones solares y emitir ondas térmicas (McMahon y Mrozek, 1997)7.     

El flujo entrópico 

La entropía es la medida de la diferencia cualitativa entre recursos útiles y residuos inútiles. El cambio entrópico que se produce al pasar de los primeros a los segundos es cualitativo e irreversible. 

Por esa razón, los modelos mecanicistas no son adecuados para analizar los flujos económicos, que, como todos los demás procesos naturales, están sujetos a la segunda ley de la termodinámica. 

Agregaba Georgescu que el flujo entrópico, necesario para mantener el proceso económico, induce necesariamente cambios cualitativos en el mismo ambiente del que depende, porque lo que a él se devuelve es cualitativamente distinto de lo que de él se extrae. A medida que el ambiente cambia, la economía debe adaptarse. En ese sentido puede considerarse como un proceso de “coevolución”. 

El modelo aritmético (aritmomórfico) no sirve, pues no puede lidiar con conceptos dialécticos que incluyen penumbras que evolucionan. Para poder englobar estos conceptos cambiantes se requiere utilizar enfoques dialécticos. 

De acuerdo a la visión circular de la economía, la producción consistiría en “ordenar” bloques indestructibles con el fin de obtener ganancias, mientras el efecto del consumo sería “desordenar” dichos bloques, destruyendo su capacidad para brindar utilidad. En ese esquema de la economía, la producción tomaría los bloques desordenados nuevamente y los reordenaría. De esa forma, el ciclo podría continuar indefinidamente. 

Esto no es contradictorio con la primera ley de la termodinámica (de la conservación de la materia y energía), pero sí lo es con la segunda ley: la ley de la entropía. 

En el “tratado económico” mecanicista los recursos naturales y el ambiente son un “anexo”. En el libro revisado a la luz del flujo entrópico, ellos constituyen la esencia del análisis. 

Otra diferencia entre ambos tipos de enfoques es la que se relaciona con el crecimiento ilimitado. De acuerdo al libro ortodoxo, el crecimiento puede continuar indefinidamente, pues el valor de cambio abstracto no tiene dimensión física. Las “anomalías” ambientales que se producen, tales como agotamiento de los recursos o degradación del ambiente, son meramente definidas como “externalidades”, que se ubican fuera del circuito económico. 

El enfoque del flujo entrópico es totalmente diferente. El crecimiento económico se encuentra con importantes barreras físicas: el vaciamiento de recursos, la degradación ecológica, la polución. 

En las economías agrarias tradicionales estas diferencias de enfoques no tienen mayor trascendencia pues dependen de la luz solar que es una fuente abundante de recursos de baja entropía. 

Las economías industriales, en cambio, son dependientes de fuentes de baja entropía que son bastante escasas (combustibles fósiles y minerales) y se focalizan en la acumulación de valor de cambio abstractos o sea de “deudas” (o sea, como decía Soddy, de los cerdos “negativos”). 

En la visión entrópica de la economía, la polución y vaciamiento son consecuencias esperables y no externalidades sorprendentes como en el diagrama de flujo circular. 

Por supuesto, se reconoce la posibilidad de la adaptación tecnológica. Pero aún cuando ella ocurre, ambos enfoques se hacen notar. 

Las nuevas tecnologías pueden ser concebidas para lograr simplemente más producción (beneficiando el presente a expensas del futuro) o más calidad de vida (beneficiando el futuro y el presente a la vez). 

En la ideología económica ortodoxa se piensa que los bloques de recursos naturales sólo tienen valor por que la sociedad se los agrega. Georgescu señalaba que la naturaleza también les agrega valor y que ese valor es lo que verdaderamente diferencia los recursos de los residuos. 

Filosóficamente, ambos sistemas conceptuales presentan también profundas diferencias, en el diagrama de flujo circular existe una armonía intergeneracional y una mano amiga, en el diagrama de flujo entrópico existen los elementos para el conflicto intergeneracional y una zancadilla potencial. 

Los países pobres no podrán salir de la pobreza simplemente dando vuelta más rápido las ruedas de su diagrama circular. Más bien deberán redistribuir sus riquezas, controlar su población, repensar el ritmo y forma de utilización de sus recursos. 

En la actualidad, las cuentas nacionales de los países se calculan de acuerdo a los principios de la economía del flujo circular. Se tiene en cuenta la depreciación de los bienes artificiales, pero se olvida la depreciación de los recursos naturales. 

Un país podría agotar sus minas, cortar sus bosques, erosionar sus suelos y terminar con la vida silvestre y pesquerías, mientras sus cuentas nacionales registran crecimiento y prosperidad. 

Al analizar el flujo entrópico es importante prestar atención al capital natural que produce ese flujo vital. De acuerdo a Georgescu, el capital y el trabajo son agentes que transforman el flujo de recursos naturales en un flujo de productos. Pensar que el capital es un buen

sustituto de los recursos, sostiene el economista rumano, es como imaginar que se puede hacer una casa igual de grande con el doble de serruchos y la mitad de la madera. Del mismo modo, el concepto de población óptima debe ser reanalizado. En vez de preguntar ¿cuánta población? debemos preguntar: ¿cuánta población? ¿por cuánto tiempo? y ¿en qué recursos se ha de basar? 

Esas preguntas aún están ausentes de los análisis económicos contemporáneos. 

Hace más de treinta años que Georgescu presentó su visión revolucionaria de la economía. Sus puntos de vista no han sido rebatidos. A falta de buenos argumentos, los economistas ortodoxos han preferido ignorarlos. 

Sin embargo, las ideas de Georgescu cada vez aparecen más sólidas y congruentes. Si bien murió sin ser reconocido plenamente, su obra ha pasado a ser una referencia impostergable para modificar los enfoques y políticas económicas cuyo carácter insostenible se hace cada vez más evidente.     

La riqueza, la pobreza y la degradación ambiental8 

El “establishment” político-económico ha tratado de desviar la atención acerca de las causas y “culpas” de la degradación ambiental. Cuando es obvio que ésta es sobre todo el resultado directo del exceso de consumo en los países más industrializados, se ha buscado invertir la carga de la culpa, adjudicándole la responsabilidad a los pobres. Para ello se produjo un documento internacional que fue publicado y difundido en 1987, bajo el título de Nuestro Futuro Común. Este informe es generalmente conocido también como “El Informe Brundtland”9. 

El mensaje de este informe es que el crecimiento económico es un remedio a la vez contra la pobreza y la degradación ambiental. 

Concordante con los conceptos de Nuestro Futuro Común se ha señalado, por parte de los economistas del GATT, hoy rebautizado bajo las siglas OMC, que la riqueza es buena para el ambiente. Si bien se reconocen los “excesos” del libre comercio, éstos se compensan con los efectos positivos de “la riqueza”. 

Uno de los temas centrales del informe es la idea que la pobreza degrada el ambiente. Señala Martínez Alier10 que de esa forma se le termina echándole la culpa a las víctimas. Se insiste en el crecimiento, y se relegan a un segundo plano las cuestiones de la redistribución la equidad, y la sostenibilidad. 

En los hechos, prosigue este autor, las relaciones entre riqueza y degradación ambiental son numerosas y variadas: las emisiones de dióxido de carbono, de dióxido de azufre y la contaminación radiactiva aumentan en las sociedades “ricas”. 

A ello hay que agregar la presión de las exportaciones sobre una base de recursos limitada en los países pobres. Allí no es la pobreza la causa última de la degradación, sino las demandas de materias primas para las compañías transnacionales, situadas en los países ricos. 

La producción y consumo excesivo en los países ricos también desplaza a los pobres de las mejores tierras, empujándolos a territorios marginales vulnerables y promoviendo indirectamente la degradación ambiental. 

Por esa razón, en la mayor parte de los casos, la degradación no proviene de la presión demográfica sino de demandas externas o de desigualdades internas. 

1. Sin lugar a dudas, son los cultivos a escala industrial, frecuentemente destinados a la exportación o a suministrar productos a los mercados internos más ricos, los que causan la mayor parte de la degradación. 

2. Por su parte, la situación de pobreza, cuando fuerza a la gente a concentrarse en grandes números en pequeñas áreas, puede efectivamente dar lugar a situaciones de degradación, pero en este caso las causas de éste fenómeno son otras. En primer lugar, los campesinos sin tierra se ven obligados a concentrarse en suelos de menor productividad y forzados a la sobreexplotación agrícola por falta de opciones. En segundo lugar, la concentración urbana en condiciones inadecuadas fuerza a los pobladores a instalarse como pueden en áreas inestables, insalubres o peligrosas. En ambos casos la causa son las desigualdades internas. 

No se arreglan estos problemas con el “crecimiento económico” (mal llamado desarrollo económico por algunos), pues éste más bien tiende a aumentar la degradación “industrial”, y no resuelve el problema de la desigualdad, sino que lo agrava. 

Los procesos de degradación ambiental son desencadenados por las exigencias de los mercados ricos (externos e internos) y la acumulación asimétrica de la riqueza (incluyendo la tierra y las viviendas) que empuja a los pobres a actividades inapropiadas. 

La visión entrópica lleva a concluir que el crecimiento no puede sustituir para siempre la redistribución y el control demográfico.     

Reflexiones sobre el valor entrópico del agua 

Siguiendo la visión entrópica de los economistas ecológicos hemos procurado aplicar algunos de los principales enfoques de éstos al tema hídrico. Desde el punto de vista biológico el agua es indudablemente el recurso más valioso. Este valor rara vez se refleja en los puntos de vista de la economía ortodoxa. En la realidad, un enfoque económico holístico y sostenible requiere la consideración especial y principal de los recursos y sistemas hídricos. El concepto de entropía, que fue tomado como base de su discurso ideológico por Georgescu y otros, también puede resultar una herramienta analítica importante al considerar el tema del valor del agua     

El concepto de entropía 

La entropía es un concepto complejo, que busca describir la dirección natural de los procesos físicos en el universo. Éstos tienden a darse desde ordenado a lo desordenado, de lo heterogéneo a lo homogéneo. La energía concentrada en un lugar del espacio tiende a difundirse en todas direcciones. Localmente dicha difusión puede verse obstaculizada por otras fuerzas físicas, como la atracción gravitacional11. Estas barreras a la difusión global de la energía producen sistemas casi cerrados que constituyen ámbitos circunscriptos donde actúa la ley de la entropía. Si los cuerpos celestes no emitieran ni recibieran energía (o su versión concentrada: la materia) se podrían considerar como sistemas cerrados y para estos casos se podría aplicar la Segunda Ley de la Termodinámica cuyo enunciado sostiene: “La entropía de un sistema cerrado nunca disminuye y cada vez que es posible aumenta”12. 

En la realidad el único sistema totalmente cerrado es el universo entero, y es a él que se aplica el concepto antes mencionado. 

El concepto de entropía también se aplica a los sistemas abiertos (o semiabiertos). Del mismo modo, éstos tienden a desordenarse y uniformizar su materia y niveles de energía. Debido a su carácter abierto, pueden experimentar procesos locales de disminución de la

entropía que se explican por un aumento de la entropía en otro lugar. El balance general es un incremento de la entropía. 

El planeta Tierra está sometido a los procesos entrópicos del sistema solar, de la galaxia y del universo. Las radiaciones electromagnéticas recibidas de estrellas y galaxias son el resultado de la uniformización entrópica de la energía en los ámbitos interestelar e intergaláctico. Por su parte, y con mucho más relevancia en la dinámica terrestre, la radiación solar es el resultado exterior de los procesos entrópicos de generación de energía que tienen lugar en el interior del Sol. Se trata de una estrella que “consume” su “combustible” nuclear y evoluciona entrópicamente a una situación de madurez estelar que terminará en su apagamiento total en el futuro lejano. 

A su vez, la Tierra está experimentando su propia evolución entrópica a través del agotamiento de su combustible interior (energía generada por las sustancias radioactivas de las rocas, por ejemplo K40 , isótopos radioactivos de U y Th, etc.). 

En definitiva, la evolución geológica de la Tierra es el resultado de la interferencia de estas dos tendencias entrópicas, la del Sol que en su maduración difunde y por ende “comparte” su energía, y la de la propia Tierra que, en forma similar, aunque menos intensa, está irradiando continua y a veces insensiblemente su caudal energético. Esta radiación se manifiesta claramente a través de los volcanes, lavas y otros fenómenos efusivos, o en forma menos visible a través del flujo de energía desde el interior del planeta en dirección al espacio. 

A escalas más reducidas son frecuentes los fenómenos en que parecería que la entropía disminuye en vez de aumentar. Sin embargo, en todos los casos se trata de procesos parciales que son compensados con creces por incrementos entrópicos en otras partes. 

Desde el punto de vista práctico, la entropía se manifiesta en un conjunto de fenómenos físicos que, dadas las condiciones apropiadas, tienen lugar en una única dirección. Hay numerosos procesos que son ilustrativos del funcionamiento entrópico. Por ejemplo, el agua líquida en contacto con un gas tiende a evaporarse, y ello ocurre porque las moléculas del vapor de agua están más uniformemente distribuidas que las del agua, en otras palabras, “tienen un grado más de libertad”. Del mismo modo, dadas las condiciones apropiadas de temperatura y presión, el hielo tiende a fundirse o a sublimarse. Igualmente, cuando dos objetos se encuentran en contacto el calor se escapa de los cuerpos calientes a los fríos, y cuando un recipiente con gases o líquidos a alta presión se comunica con otro a presión más baja, estos gases y líquidos tienden a fluir de los recipientes de alta a los de baja igualando las presiones respectivas en los recipientes.     

El valor entrópico del agua 

El volumen de agua del planeta es finito pero su potencial teórico para el uso es ilimitado. Lo que en verdad está acotado es la rapidez del flujo. Ésta depende sobre todo de la energía, y la energía disponible en la superficie de la Tierra es limitada, casi enteramente suministrada por la radiación solar. La energía geotérmica (de origen radioactivo) es tan sólo una ínfima parte del balance energético global. Otro factor limitante a largo plazo es la irreversibilidad final de su degradación entrópica, que si bien se expresa sobre todo a escalas temporales muy grandes, puede ser acelerada a través de la intervención humana. 

El valor entrópico del agua es en realidad su valor evaluado en el marco de la evolución entrópica de la vida en el planeta. Se trata de un valor que disminuye a medida que aumenta la entropía, y que por ende podría denominarse con más rigor: valor anti-entrópico. Como los seres humanos consideramos que la entropía es una desvalorización de los recursos,

utilizaremos la expresión valor entrópico para definir la ausencia de desvalorización, o dicho de otro modo, la ausencia de entropía. 

El valor entrópico del agua se relaciona con la energía consumida/ utilizada para llevar al líquido a un estado de menor entropía que se busca establecer. 

En ese sentido, el valor entrópico está dado por la energía requerida para obtener una determinada calidad de agua13 a partir de un nivel de referencia. 

En los sistemas naturales el mayor valor entrópico se logra a partir de la condensación del vapor de agua de la atmósfera en las nubes y su precipitación a través de las lluvias, de la nieve o del granizo. La caída del agua, tanto como su escurrimiento posterior rumbo a niveles menores de energía potencial, implica un aumento de la entropía y por ende una pérdida del valor entrópico del recurso. 

Luego de precipitada, el agua de lluvia se escurre y/o infiltra, y en su flujo disuelve e incorpora sustancias dando lugar a pérdidas adicionales de valor entrópico. Al mismo tiempo que fluye, el agua se transforma, cada vez más, en un medio adecuado para el desarrollo de organismos vivos, cuya presencia tiende a provocar aún una mayor disminución de este valor. 

El uso humano del agua es un factor que acelera el deterioro creciente de su valor entrópico y que se agrega a la degradación debida a procesos naturales. 

La agricultura de irrigación, tipo de uso hídrico mayor, cuando se le considera en términos de volumen, utiliza aguas de una cierta calidad y las regresa al medio natural con una calidad menor. La pérdida de valor debido a la agricultura depende de las prácticas y sistemas de irrigación utilizados. En algunos casos, se utiliza agua de alta calidad (mayor valor entrópico) y se vierte muy contaminada por agroquímicos o sales (menor valor entrópico). En ese caso, la pérdida de valor es muy grande. En otros, se usa agua de menor calidad, y se vierte al medio sin sustancias químicas ni sales (por ejemplo en el caso de la agricultura orgánica). En esta situación la degradación puede ser muy escasa. 

Las ciudades, en cambio, a pesar de consumir menos agua que la agricultura, tienden a ser grandes degradadoras del agua consumida. En su mayor parte, toman el agua de la naturaleza, la someten a ciertos tratamientos de potabilización (que consumen energía), elevando su valor entrópico, y luego la arrojan al medio cargada de numerosos contaminantes. El reuso de las aguas residuales urbanas, que significa elevar nuevamente el valor entrópico, requiere utilizar grandes cantidades de energía, que muchas veces están fuera del alcance de las sociedades en cuestión. 

Por su parte, las industrias tienen en general, aunque no siempre, intensos efectos nocivos sobre los recursos hídricos. Estos son variables de acuerdo al tipo de actividad y tecnologías de producción utilizadas. Algunas industrias requieren aguas de gran valor entrópico (por ejemplo agua destilada) y la arrojan cargadas de químicos que disminuyen su calidad en forma notable. En otros casos, la calidad del agua residual no es muy inferior a la del agua original (por ejemplo cuando el agua se usa solamente para procesos de enfriamiento). De todas maneras, como regla general, el potencial de degradación del agua de la actividad industrial es muy grande. 

A pesar que el efecto final de la utilización humana del agua es la reducción del valor entrópico, en muchos casos, en las etapas previas a su utilización, se pueden realizar “tratamientos” que, si bien consumen energía, dan lugar a un aumento temporario del valor entrópico que la hacen apta para ser utilizada con el fin propuesto. 

El agua potabilizada tiene un valor entrópico mayor que el agua natural no potable. La diferencia estriba, sobre todo, en la cantidad de energía requerida para obtener la primera a

partir de la segunda. Del mismo modo el agua residual tratada tiene un valor entrópico superior al del agua residual cruda. 

En los hechos se han aplicado diversas metodologías para calcular el valor de la calidad del agua. Como señalan Kneese y Bower (1968)14, las pautas de calidad requeridas no pueden ser establecidas meramente en términos económicos, pues los beneficios directos o indirectos de una determinada calidad de agua son difíciles de calcular en forma precisa. 

Si bien el valor entrópico tampoco puede ser fácilmente expresable en términos cuantitativos, ofrece un instrumento para definir, aunque sea cualitativamente, las escalas de valor requeridas para la formulación de estrategias apropiadas para optimizar la utilización de los recursos hídricos disponibles.     

Los sistemas naturales de reciclado 

Todas las aguas residuales que no son recicladas artificialmente se integran al ciclo hídrico y quedan sometidas a los sistemas naturales de reciclado. Éstos se basan fundamentalmente en la acción solar, ya sea directamente a través de la evaporación (que es en cierto modo una “destilación” natural) y posterior condensación, o indirectamente, a través del filtrado que ocurre en ciertas formaciones geológicas debido a la acción de la gravedad, o de la vegetación (que absorbe ciertas sustancias, produciendo un efecto purificador, con el consecuente aumento del valor del agua). 

La capacidad planetaria de reciclado natural del agua es limitada, tanto local como globalmente. A nivel local, las aguas suelen permanecer durante un cierto tiempo con sus condiciones de calidad deteriorada, hasta ser evacuadas al mar o evaporadas, reintegrándose, más tarde, en ambos casos, al sistema natural bajo la forma lluvias, nieves y granizos. 

A nivel global, las aguas residuales no tratadas tienden a diluirse en océanos, mares y lagos, incorporándose a éstos y disminuyendo la calidad de los sistemas hídricos. Este proceso es claramente visible en la cercanía de las costas en donde la calidad de las aguas marinas se ve sensiblemente deteriorada por los aportes de ciudades e industrias. 

Las aguas del mar son aguas superficiales de gran entropía (y por lo tanto con bajo valor entrópico). Este valor natural, ya reducido, se ve disminuido aún más por la acción humana. El valor entrópico de las aguas marinas se encuentra en una fase de clara degradación dificultando los procesos de reciclado natural. 

También el agua atmosférica (vapor de agua, nubes, lluvias, nieve, granizo) está sufriendo el impacto antrópico. La lluvia ácida, provocada por la formación de ácido sulfúrico a partir de la emisión de compuestos de azufre en ciertas industrias, es un caso típico de disminución de valor entrópico en la porción cuspidal del ciclo hídrico. En otras palabras, en las zonas afectadas por este fenómeno, incluso la lluvia ha visto reducido su valor entrópico. 

A medida que los mares y atmósfera tienen mayores dificultades para “digerir” los caudales crecientes de aguas residuales humanas, la calidad general del agua planetaria disminuye, se hace más difícil la eliminación de la carga de contaminantes y la vida marina se ve crecientemente afectada. 

De a poco, a medida que la población y las actividades humanas se incrementan, los grandes cuerpos de agua, lagos, océanos y mares pasan a ser grandes cubetas de almacenamiento de aguas residuales. 

Irresponsable e irreversiblemente, los seres humanos están transformando el mundo de las aguas naturales en un mundo de aguas residuales.     

Criterios de clasificación 

Para clasificar los diferentes tipos de aguas de acuerdo a su valor entrópico hemos usado un cierto número de criterios, que se relacionan a la vez con procesos de tipo entrópico y con los requerimientos de energía necesarios para llevar las aguas de los niveles inferiores (de menor valor entrópico) a otros superiores. En algunos casos, cuando los procesos son irreversibles, está “elevación” de nivel entrópico puede no ser factible. 

Los principales criterios utilizados son los siguientes: 

• El valor entrópico tiende a disminuir a medida que el agua desciende. El agua de las nubes o de las montañas es más valiosa que la de los ríos, del mar o de los acuíferos de llanura; 

• También disminuye al aumentar el tenor de sustancias disueltas, por ejemplo sólidos. El agua “dulce” con pocas sales15 tiene mayor valor entrópico que las aguas salobres16, y éstas a su vez mayor valor que las aguas del mar17 y las salmueras; 

• El valor entrópico tiende a disminuir a medida que aumentan los organismos vivos y la materia orgánica derivada de ellos. Luego de un cierto umbral el aumento de la entropía (con su consecuente disminución del valor entrópico) puede llevar a la reducción e incluso desaparición de los procesos vitales y materia orgánica; 

• El valor entrópico disminuye a medida que aumenta la contaminación de las aguas.     

En base a los criterios antes mencionados proponemos un cuadro clasificatorio de las aguas terrestres de acuerdo a su valor entrópico. Para facilitar el análisis las dividimos en 10 categorías en donde el 10 es el mayor valor entrópico y el 0 es el valor entrópico nulo (máxima entropía). Las causas que pueden disminuir la calidad del agua son variadas, algunas son naturales y otras se derivan del tipo de utilización. Por esa razón, puede haber aguas con características muy diferentes que estén clasificadas al mismo nivel. La razón es que todas ellas requieren cantidades comparables de energía para ser elevadas a los niveles máximos de valor entrópico. 

En el cuadro incluimos además algunos rasgos de los diferentes tipos de valores de aguas: la utilización posible, la posición geológica y la presencia de vida.     

Conclusión 

Teniendo en cuenta la calificación entrópica de las aguas naturales y residuales y el mínimo valor entrópico requerido para su utilización, es posible lograr una optimización de uso del recurso. Las políticas de gestión deben tender a reducir el deterioro de los sistemas hídricos producido por las actividades humanas. Ello se logra destinando las aguas con el menor valor ambiental posible para cada propósito específico. Corresponde definir cual es el mínimo valor entrópico para cada función. Así, por ejemplo, el agua destinada para ser bebida debe tener un valor entrópico elevado, mientras que el agua para el lavado o el riego puede poseer un valor bastante menor. En base a ello hay que diseñar los procesos de utilización hídrica de manera de disminuir a un mínimo la desvalorización entrópica. 

En forma prioritaria deben ser revisados cuidadosamente aquellos usos que dan lugar a un deterioro muy pronunciado de la calidad, sobre todo cuando se consumen grandes volúmenes. De ese modo será posible administrar los recursos hídricos de la forma más apropiada y sostenible para satisfacer de la mejor manera las necesidades de las comunidades y naciones. 

En resumen: el valor entrópico puede ser utilizado como factor de ponderación al analizar los costos y ventajas de las diversas alternativas de explotación de las aguas que provienen de diferentes fuentes.     

Referencias 

1. Referencia de Martínez Alier, J., Curso de Economía Ecológica, 1995b, p.16. 

2. La primera parte de este capítulo, referente a los enfoques de Soddy y Georgescu, está basado sobre todo en el libro Beyond growth de Herman E. Daly (1996). 

3. Mártinez Alier, J., 1995b, p.17. 

4. Soddy, Frederick, 1926; Wealth, virtual wealth and debt; reimpreso por Omni Publications, Hawthorne, California, 1961. 

5. Georgescu-Roegen, Nicholas, 1971; The entropy law and the economic process; Harvard University Press, Cambridge, Massachusets. 

6. Daly, 1996, op.cit. 

7. Del trabajo “Economics, entropy and sustainability” de McMahon, George F. y Mrozek, Janusz R. en Hydrological Sciences-Journal-des-Sciences Hydrologiques, 42 (4), agosto de 1997, pp. 501- 512. 

8. Este documento ha sido analizado por Martínez Alier, J., 1995a. 

9. Es el informe preparado por la Comisión Mundial sobre el Ambiente y el Desarrollo (World Commission on Environment and Development, WCED), bajo el título “Nuestro futuro común” también conocido como “El Informe Brundtland” (“Our common future” o “The Brundtland Report”), Oxford University Press, Oxford, Reino Unido. 

10. Del libro de Joan Martínez Alier publicado por primera vez en Barcelona en 1992 por Icaria Editorial, con una edición ampliada en 1995 por Icaria y Nordan, Montevideo, con el título De la economía ecológica al ecologismo popular. 

11. Es el caso de los “agujeros negros” (black holes). 

12. La Primera Ley de la Termodinámica es la ley de la conservación de la energía y la Tercera Ley, también conocida como el teorema de Nernst, afirma que si uno pudiera alcanzar el cero absoluto todos los cuerpos tendrían la misma entropía. 

13. “Calidad” en el sentido de “apto para ser utilizado socialmente”. 

14. Señalan Kneese y Bower, 1970: “El nivel de calidad de agua a ser alcanzado en cada uno de los cursos de agua de la nación no puede ser establecido directamente en términos económicos- porque todos los beneficios relevantes de la mejora de la calidad no pueden ser calculados…”. 

15. por ejemplo 100 a 1000 ppm de sólidos disueltos. 

16. por ejemplo 1000 a 10,000 ppm de sólidos disueltos 

17. Las aguas de mar contienen unos 35,000 ppm de sólidos disueltos, las salmueras más de 200,000 ppm.   

 Capítulo 18Gestión hídrica y conflictos

Las sociedades urbanas contemporáneas están sufriendo una situación contradictoria de difícil solución: a medida que disminuye la cantidad y calidad del agua disponible, debido a la extracción excesiva y al vertido creciente de aguas residuales, aumentan los requerimientos sociales por el recurso hídrico. Las ciudades se extienden, las zonas industriales se multiplican y los cultivos irrigados se expanden, aún en las regiones húmedas. Ello hace que se incremente la demanda de agua en todos los niveles y sectores sociales y económicos.

Como las necesidades son cada vez mayores, y la oferta menor, también aumenta el potencial de que ocurran situaciones conflictivas. A veces ello no ocurre. Puede suceder que cuando varios usuarios utilizan, o aspiran a aprovechar, el mismo recurso, pueden preferir ceder una parte del mismo, a través de la negociación, antes que verse envueltos en confrontaciones que pueden desplazarlos en beneficio de pretendientes más poderosos. 

Sin embargo, en los casos en que las discrepancias no se resuelven por la vía negociada, se puede llegar a situaciones abiertamente litigiosas. La mayor parte de los conflictos del agua se dan en las zonas en donde la demanda se aproxima o excede la disponibilidad. 

Ello ocurre con particular frecuencia en las cuencas fluviales situadas íntegra o parcialmente en zonas áridas. En éstas, el principal factor de escasez se relaciona con las bajas precipitaciones y la alta evaporación que impiden la agricultura de solano, haciéndose necesaria la irrigación. Como las actividades de riego son grandes consumidoras de agua (ver capítulo 10), la demanda se incrementa considerablemente.

En otros casos, la insuficiencia hídrica no se debe a la aridez climática, ni al tamaño reducido de las cuencas, sino a la elevada densidad de población. Esta situación se da sobre todo en algunas regiones altamente urbanizadas, en donde los recursos hídricos próximos y accesibles ya se encuentran bajo explotación, y resulta imposible o muy oneroso desarrollar otros nuevos.

Si las cuencas conflictivas se encuentran en un solo país, resulta más fácil lograr una coordinación en la utilización del recurso, pues los canales institucionales que permiten resolver los litigios son más accesibles. Cuando se producen conflictos, las autoridades pueden terciar en los mismos. Si éstas son parte en la confrontación, ellas mismas están en condiciones de tomar las decisiones y aplicarlas. En esos casos, la intervención del poder público puede reducir la frecuencia e intensidad de los conflictos. 

Sin embargo, las cosas no siempre son tan simples. Cuando hay en juego intereses económicos o políticos de gran cuantía, las propias autoridades pueden ceder frente a las presiones de alguna de las partes en pugna. Ello determina que la solución a muchos de los litigios termine dirimiéndose en la arena política. 

Un ejemplo ilustrativo de esta situación es el río Mississippi en Estados Unidos. Su cuenca posee dimensiones subcontinentales desaguando una amplísima zona del país1. La deforestación y ocupación agrícola de la cuenca que ocurrió a fines del siglo XIX y primera mitad del siglo XX, dio lugar a un dramático cambio del régimen fluvial en los cursos medios e inferiores de los principales afluentes (ríos Missouri, Des Moines, Ohio, etc.) y en el propio valle principal del Mississippi. Disminuyeron la evaporación y la infiltración, aumentaron la erosión de los suelos y el escurrimiento, dando lugar a picos de crecida más elevados, con acumulación de aluviones tanto en las planicies ribereñas como en el delta del río, en su desembocadura en el Golfo de México. Los problemas se vieron agravados

por la ocupación indiscriminada de la llanura de inundación y la eliminación de los humedales fluviales que ayudaban a amortiguar las descargas. Para evitar el anegamiento de las propiedades, construcciones y cultivos de las zonas adyacentes a las márgenes, se construyeron numerosos diques laterales que terminaron encajonando el caudal y creando las condiciones para inundaciones enérgicas (Ellis, 19932; Faber, 19943).

Las crecientes de 1993 fueron particularmente destructivas: se anegó gran parte de la llanura aluvial del río Missouri, causando serios daños en sus ciudades ribereñas (Omaha, Kansas City), del río Des Moines, y del curso alto del río Mississippi, afectando una extensa zona de los estados de Illinois y Missouri (las ciudades de Davenport, West Quincy y Hannibal) (Adler, 1993)4.

Los problemas del Mississippi son complejos debido a la multitud de actores e intereses que hay en una cuenca tan extensa y poblada. Para resolverlos se requiere la convergencia de voluntades políticas de los gobiernos de más de 30 estados, cientos de municipalidades, el poder público federal, los intereses privados de numerosas compañías, y los puntos de vista de varias decenas de millones de personas que habitan en la cuenca. En esas condiciones, no será fácil replantear el modelo degradatorio actual para establecer en su lugar un enfoque integral ambiental y socialmente sostenible.

Existen muchas otras cuencas nacionales complejas que presentan problemas análogos. Algunos ejemplos latinoamericanos son la cuenca del río San Francisco en Brasil, que es utilizada para abastecimiento de agua, irrigación, generación hidroeléctrica, y en menor grado, para la navegación, la del Lerma-Chapala-Santiago, en México, usada casi exclusivamente para irrigación y, a partir de los acuíferos subyacentes, para el abastecimiento urbano, y la cuenca del río Magdalena, en Colombia, de donde se extrae agua para el aprovisionamiento de las poblaciones, energía hidroeléctrica (en algunos afluentes), y que también es utilizada como vía navegable.    

Las cuencas internacionales

Cuando las cuencas están compartidas por dos o más países, los problemas de gestión fluvial, de por sí complejos, se hacen aún más enredados. En muchas cuencas internacionales no existen canales institucionales predeterminados que permitan resolver las situaciones litigiosas. En casos de conflictos, el camino que generalmente se utiliza para resolverlos, es la negociación. En algunas cuencas multinacionales se han creado consejos de cuenca que han permitido enfocar mejor los problemas de los sistemas hídricos en cuestión. Hace más de 180 años que existe una Comisión Central para la Navegación del río Rin, en Europa. Esta comisión, que originalmente se ocupaba de decidir sobre problemas relacionados con la navegación, ha ampliado su jurisdicción para atender muchas otras situaciones litigiosas o potencialmente conflictivas (Bour,1995).5

En otros cursos fluviales, la coordinación es escasa e incluso inexistente. El río Danubio, con una longitud de 2,600 km., y una cuenca de 817,000 km2, compartida por quince países, es uno las vías fluviales más internacionales que existen. Este gran río ha sido afectado repetidamente por obras o eventos ocurridos en su cuenca, que han perjudicado a zonas y países que se encontraban aguas abajo de la causa de la perturbación. Un ejemplo de ello es la obra eslovaco-húngara Gabcikovo-Nagymaros, que implicó un desvío de aguas sin consulta a los otros países de la cuenca. Otro ejemplo, fue un reciente episodio de contaminación con cianuro, ocurrido en Rumania. La polución afectó a decenas de miles de metros cúbicos de agua, con concentraciones que superaron los 10 miligramos de cianuro por litro, sobrepasando varios cientos de veces los límites de seguridad admitidos. La masa de agua contaminada con cianuro rebasó el 30 de enero del 2000 el dique de retención de un embalse con residuos químicos procedentes de una mina de oro de propiedad rumano-australiana en la localidad rumana de Saram. Posteriormente, el agua envenenada llegó al

río Tisza, el segundo más importante de Hungría, y a su afluente el Szamos. El ríoTisza desemboca en el río Danubio, en Yugoslavia, país al que también alcanzó el vertido. “El cianuro se desplaza como un corcho sobre el agua. Pero elementos del cianuro, en particular minerales pesados como el zinc y el plomo, se depositan en los meandros donde el agua avanza menos rápidamente”, indicó en Budapest, Gabor Horvath, portavoz del Ministerio de Relaciones Exteriores de Hungría.

“Ahora es un río totalmente estéril”, agregó el presidente de la Comisión Parlamentaria del Ambiente, Zoltan Illes, quien señaló que en el Tisza “especies enteras fueron totalmente destruidas y no reaparecerán nunca”. 

La navegación por el río Danubio ha estado prácticamente paralizada desde la guerra de Kosovo, cuando los bombardeos de la OTAN destruyeron en abril pasado varios puentes yugoslavos. Antes de los bombardeos, 100 millones de toneladas de mercancías transitaban cada año por el sector serbio del río Danubio6. 

Debido a estos múltiples problemas y la falta de controles, el río Danubio se ha transformado en la cloaca de media Europa. En él se vierten enormes volúmenes de fertilizantes y pesticidas, residuos de plantas papeleras, químicas, fundiciones y curtiembres, y las aguas negras insuficientemente tratadas de numerosos centros urbanos (Budapest, Bratislava, Belgrado, etc.). El marco geopolítico imperante durante la “Guerra Fría” dificultó la coordinación regular y esa situación aún persiste. La gran cuenca continúa sufriendo esta falta de gestión integrada. Los ecosistemas acuáticos, y en particular los humedales del delta, están extremadamente degradados, no hay peces, y el propio Mar Negro, adonde van a parar las aguas del río Danubio se encuentra cada vez más eutroficado.

En Africa, la gestión integrada de las cuencas hidrográficas internacionales es aún relativamente reciente. Han habido intentos de coordinación en las cuencas del río Senegal (Senegal, Malí, Mauritania), del río Níger (Malí, Níger, Nigeria) y de la cuenca del Chad (Chad, Níger, Camerún y Nigeria). 

El caso con mayor potencial de confrontación del continente es el del río Nilo, que atraviesa extensas zonas áridas, pero en cuyo estrecho valle se alberga una altísima densidad de población. La construcción de la presa de Aswan permitió expandir las tierras agrícolas aunque ocasionó múltiples problemas ambientales que en gran medida contrarrestaron los beneficios (Kashef, 1981)7.

Como se trata de una cuenca que se vuelve más seca, vulnerable y poblada hacia las tierras más bajas del norte, la extracción excesiva o la contaminación producida aguas arriba (Sudán, Etiopía, y en menor grado, Uganda) pueden causar serios perjuicios en las poblaciones que habitan el valle inferior (Egipto). Si bien todavía no han ocurrido conflictos graves, el riesgo de que ocurran aumenta a media que crecen la población y el consumo hídrico (ver Capítulo 10).

En Asia, una cuenca que se encuentra en franco proceso de degradación y desecación es la del Mar de Aral, compartida por las repúblicas de Kazakhstan, Kirghizia, Turkmenistán y Tajikistán, todas ellas antiguas integrantes de la desaparecida Unión Soviética. Este gran lago, que hace poco tiempo se extendía por 50,000 km2, está nutrido casi exclusivamente por el flujo de los ríos Amu-Darya y Syr-Darya. El Mar de Aral contenía ecosistemas únicos debido a su aislamiento geográfico, y sus recursos únicos eran aprovechados por una población litoral numerosa. Esta situación terminó a principios de la década de 1960, cuando el gobierno soviético implementó un proyecto de irrigación gigantesco para producir algodón utilizando las aguas de los dos ríos. A medida que el agua era desviada a las plantaciones de algodón el caudal de estos cursos de agua se fue reduciendo sustancialmente. El volumen devuelto a los ríos y al lago era, y todavía es, una fracción del volumen antiguo, y su calidad es muy inferior, debido a que sus aguas llegan fuertemente

cargadas por productos agroquímicos nocivos y sales. Después de tres décadas de degradación, el Mar de Aral está muriendo. Sus puertos yacen en seco e inactivos y los ecosistemas acuáticos han perdido gran parte de su anterior diversidad (Pearce, 1994a). El volumen de agua es 30% de lo que era hace 35 años. El proceso no se ha detenido, la disminución del volumen se estima en unos 27 km3 por año, los acuíferos vecinos se han secado y el gran lago desaparecerá completamente en los próximos 10-12 años (Pearce, 1994b; Ellis, 1990)8.

En América del Sur, una de las cuencas internacionales más conocidas es la del Paraná- Paraguay. La deforestación de la cuenca alta del río Paraná, en Brasil, y de la cuenca del río Paraguay en la República del Paraguay y en Brasil, unida a la colmatación creciente del Gran Pantanal, en el curso alto de este último río, ha producido inundaciones destructivas en muchas ciudades ribereñas de la Argentina (Barreto et al, 1993).9

En los últimos años, y con el apoyo de los gobiernos de la región, se propuso un ambicioso proyecto para canalizar el eje fluvial Paraná-Paraguay, aguas abajo del Gran Pantanal, que se denominó “Hidrovía”. Como resultado de varios estudios de impacto ambiental10 y la oposición de numerosas Organizaciones No Gubernamentales, ambientalistas e indígenas, parecería que finalmente el proyecto sería descartado. La experiencia de participación de los múltiples actores en los ámbitos local, regional y global puede ser un importante antecedente a tener en cuenta en el caso de otros proyectos análogos en el futuro.

Los ejemplos antes mencionados indican que las mejores estrategias para el manejo de cuencas internacionales en general, y para la gestión de las cuencas de alta complejidad en particular, es desarrollar metodologías de manejo holísticas e integradas que tengan en cuenta las características ambientales de las cuencas, las opiniones e intereses de los diversos actores y los tipos de uso legítimos y sostenibles, y procuren coordinarlos en un marco participativo y equitativo (Burton, 1995, Dourejanni,1991, Garduño,1994).11,12,13     

Competencia y complementariedad entre los tipos de uso

Los tipos de uso del agua posibles son diversos. El abastecimiento urbano y la irrigación necesitan grandes volúmenes hídricos. La navegación requiere la preservación de los sistemas hidrográficos, mientras que el ecoturismo favorece la conservación de los ecosistemas naturales. En ciertas actividades, el agua utilizada es vertida al ambiente en forma de aguas residuales industriales o domésticas, con su calidad muy deteriorada, mientras que otras la devuelven sin modificaciones sensibles (uso hidroeléctrico).

Si bien hay categorías de uso que no se afectan mutuamente, e incluso pueden ser complementarias, hay otras que compiten entre sí y poseen un potencial mayor para el desencadenamiento de conflictos. 

La explotación hidroeléctrica de los ríos navegables crea notorios inconvenientes a la navegación. Hay que construir y operar esclusas, y una vez instaladas éstas, se prolongan los tiempos de navegación. El resultado es un aumento general de los costos. Por esa razón, las compañías de navegación fluviales y los operadores privados o locales de embarcaciones, pueden entrar en conflicto con las empresas productoras de electricidad.

La degradación provocada por el vertido de aguas residuales domésticas o industriales tiene un fuerte impacto negativo en la pesca y el turismo, aunque este efecto es menor en la navegación y la generación hidroeléctrica. La presencia de efluentes de este tipo genera reacciones adversas entre las comunidades de pescadores, los operadores turísticos y la población local. 

Uno de los casos más frecuentes de litigios por los recursos hídricos se da en la competencia entre los servicios urbanos de agua potable y las asociaciones de agricultores de riego.

La utilización de agua fluvial o subterránea para la irrigación disminuye su disponibilidad para el uso urbano. Ello puede plantear situaciones críticas en los lugares en donde los recursos no son suficientes. Tanto los usuarios urbanos como los agricultores de riego requieren grandes volúmenes de agua. La diferencia estriba en el consumo per cápita. Individualmente, los agricultores consumen mucha más agua que los habitantes de las ciudades porque el costo se comparte entre muchos, y su consumo por persona es mucho menor. Debido a este factor económico, y a la diferencia demográfica entre ambos sectores, en la competencia entre irrigadores y ciudades, son éstas últimas las que tienden a imponerse. En algunos casos, ello puede ocurrir en detrimento de las actividades agrícolas tradicionales de muchos granjeros que dependen de la irrigación. A veces, las zonas urbanas se ven afectadas por las prácticas agrícolas, como es el caso del lago Chapala en México, cuyos aportes se han visto reducidos debido a la explotación agrícola intensiva de su cuenca de recepción en la zona denominada “El Bajío”14 En otros, las políticas de aguas especulativas pueden terminar en el despojo de los pequeños agricultores o comunidades indígenas, desviando el agua para grandes compañías dedicadas a la explotación agrícola comercial o a la especulación urbana (por ejemplo, la transferencia de agua desde el valle Owens al valle de San Fernando, en California, en la década de 1920) (Reisner, 1986)15.

En algunas zonas periurbanas, las aguas residuales urbanas o industriales, pueden ser utilizadas, con ciertas restricciones, aunque con costos relativamente más bajos, para la irrigación agrícola. Debido a esta reducción de costos, existe potencial para la negociación y para la dilución de la situación conflictiva (ver capítulo 17).

Si se plantea el problema de determinar qué usuarios han de tener prioridad para el uso del agua, la decisión final se toma, normalmente, de acuerdo a diversas consideraciones socioculturales, económicas, técnicas y ambientales cuyo peso relativo varía de acuerdo a la coyuntura política del momento.

Cuando se solicitan opiniones sobre las diferentes prioridades hay una tendencia casi unánime a priorizar la salud y el abastecimiento público. Esta percepción generalizada es claramente de tipo cultural. 

En una encuesta presentada por Jean Burton del Réseau Francophone de gestionnaires d’Ecosystemes Fluviaux et Lacustres16 se confirma este tipo de preferencia: 96.4% de los encuestados priorizan la salud y 89.7 % el abastecimiento público (ver cuadro 18.1).

En segundo lugar, se ubican los usos de tipo económico, como la producción de energía y la irrigación agrícola (80.6% y 73.6% respectivamente). A continuación vienen el uso ambiental y extractivo (la conservación y la pesca) con niveles de priorización de 73% y 71.3 %. 

Otros destinos, como la navegación, la cría de ganado, la forestación, el turismo y la disposición de aguas residuales, reciben una consideración menor.

En general, las prioridades asignadas por los diferentes administradores o actores en las estrategias de gestión de aguas, se relacionan con sus propias ubicaciones en la estructura técnica, institucional o económica de las cuencas o sistemas políticos considerados. 

En definitiva, la toma de decisiones en el campo hídrico es el resultado de un complejo juego político en donde criterios e intereses se entremezclan dando lugar a desenlaces difíciles de controlar, e incluso de prever. Por esa razón, si bien la gestión cotidiana del recurso puede desarrollarse en un marco técnico, la selección de alternativas es, sobre todo,

un proceso político, y por ende, en tanto que tal, responde a la dinámica económica y cultural de cada sociedad o país. 

En el campo del agua, como en cualquier otra temática con potencial conflictivo, es siempre mejor resolver los problemas que llegar a la confrontación. Ello implica dialogar, negociar y ponerse de acuerdo a todos los niveles, y más particularmente, a nivel social y cultural. Es allí donde verdaderamente se definen las alternativas viables. En otras palabras, la gestión del agua es antes que nada la gestión de la propia sociedad.     

Enfoques de la gestión hídrica

La gestión hídrica puede ser encarada desde muchos puntos de vista. El enfoque más destructivo es el meramente extractivo que considera al recurso como un producto a ser extraído sin tener en cuenta el impacto de la extracción. El enfoque tecnológico tiene lugar cuando la “extracción” se realiza eficientemente, utilizando procedimientos técnicos tendientes a “optimizar” la explotación del recurso. En la mayor parte de los casos las decisiones acerca de los problemas hídricos se toman en un marco político, y por lo tanto las consideraciones técnicas o de otro tipo pueden pasar a un segundo plano. La mayor parte de las estrategias de gestión hídrica son además condicionadas por factores económicos o sociales. 

Durante gran parte del siglo XX, las políticas hídricas se basaron en este tipo de enfoques, sin tener en cuenta mayormente las consecuencias ambientales de las obras e intervenciones. El resultado fue la degradación de muchos sistemas naturales. Desde la década de 1970, debido a la crisis ambiental que se desencadenó, los proyectos hídricos comenzaron a incorporar estudios de impacto ambiental, con un cambio gradual de énfasis en los enfoques. 

En los hechos, esto no ha sido suficiente, la degradación hídrica continúa. Se comprueba cada vez con mayor fuerza que la protección de los sistemas hídricos requiere sobre todo un cambio a nivel de las visiones y actitudes de la población. Cuando los ríos adquieren valor espiritual las campañas y estrategias de protección y conservación resultan mucho más eficaces.     

Ejemplos de gestión hídrica con potencial conflictivo a nivel mundial

Gestión de aguas tradicional en Bali18

Uno de los casos más interesantes de gestión de aguas, en este caso de sistemas de irrigación es de la isla de Bali, en el archipiélago de Indonesia. La población, de religión hindú, a diferencia del resto del país que es predominantemente musulmana, depende en gran medida del cultivo irrigado del arroz utilizando métodos tradicionales. 

Luego de muchos siglos de agricultura arrocera se ha creado un ecosistema artificial, con un pH y una microbiota modificada. En las terrazas anegadas cíclicamente crecen algas fijadoras de nitrógeno, el contenido en fósforo, enriquecido por la liberación de nutrientes de los suelos volcánicos, se mantiene elevado aún con dos cosechas anuales.

El arroz se cosecha dos veces en dos ciclos, uno es el ciclo del arroz de maduración larga (de 200-210 días) relacionado con la época de las lluvias y el otro es el del arroz de maduración corta. Este último requiere irrigación organizada. El período de barbecho entre ambas cosechas es de apenas un mes.

Los ciclos agrícolas balineses se desarrollaron junto con sistemas de información tradicionales dando lugar a una agricultura sostenible que optimizó la conservación del recurso en un marco de máxima productividad19.

Cuando Marx analizó el tema de la formación del estado señalaba que “la necesidad de uso común de agua llevó al desarrollo de poderes centralizados”. Seguramente el autor alemán estaba pensando en Egipto o Mesopotamia. Sin embargo, en Balí no sucedió de esa forma, más bien se desarrolló un sistema altamente descentralizado.

En Bali, la irrigación está en manos de las asociaciones locales de agricultores o subaks. Cada distrito tiene un número determinado de subaks. Por ejemplo el distrito de Badung (dimensiones de 115 km x 40 km) posee 151 subaks. El mayor subak de este distrito controla 328 has de terrazas.

El éxito de los sistemas de irrigación de Bali depende en un juicio muy preciso de caudales actuales y previstos, del nivel del agua en la tierra, del momento de la irrigación, y otras modalidades de gestión. Quienes están en mejores condiciones de juzgar sobre estos asuntos tan delicados son los miembros experimentados de las comunidades locales, y no autoridades burocráticas remotas.

A nivel regional, las decisiones locales se coordinan a través de un mecanismo cronológico profundamente enraizado en la cultura. En Balí se utilizan dos calendarios, uno de origen hindú de 12 meses luni-solares y otro javanés-balinés Uku independiente de los eventos naturales.

Los elementos “sincronizadores” son los rituales agrícolas. Éstos son organizados por medio de redes de “templos de agua” que aseguran la distribución racional y equitativa de los recursos hídricos. La religión que sirve de sustento a este sistema es el Agama Tirtha, o religión de los templos de agua. 

Hay un templo supremo o Pura Ulun Danu Batur con 147 dioses que tiene registro de los 204 subaks bajo su jurisdicción y manda invitaciones para el festival anual en el mes 10 del año ritual.

El festival permite conectar los calendarios definiéndose un año de irrigación, aconseja la creación de nuevos subaks, la apertura de nuevos manantiales, la excavación de túneles y canales y el control de pestes.

Cuando en Indonesia se decidió utilizar métodos de irrigación “modernos” el gobierno envió técnicos especializados en el tema con el fin de “mejorar” los procedimientos de irrigación. Fue en ese marco de modernización que se estableció el Bali Irrigation Project. Se promovieron nuevos sistemas agronómicos, incluyendo modificación de las técnicas de cultivo, introducción de sistemas de control de rendimientos, impuestos al agua, uso de pesticidas organoclorados y rediseño aerofotogramétrico de los sistemas de irrigación. Los consejos técnicos incluían ignorar los templos de agua, plantar lo más frecuentemente posible y reducir o eliminar el barbecho. El resultado fue catastrófico, los nuevos diseños de riego no funcionaban apropiadamente, las aguas se contaminaron con agroquímicos, el ecosistema artificial se desarticuló, murieron los peces y las aves.

Durante mucho tiempo el sistema tradicional de riego basado en el Agama Tirtha funcionó exitosa y armónicamente. Hasta épocas recientes su “invisibilidad” para los extraños le permitió sobrevivir. 

Ahora su invisibilidad fue su problema. Los técnicos de Jakarta y de los organismos internacionales que los aconsejaron, ni siquiera se enteraron de la existencia de la compleja red de los templos de agua. El nuevo “diseño” de irrigación se superpuso al sistema tradicional.

En la actualidad coexisten los dos sistemas, el Agama Thirta, eficaz y sostenible, y el “burocrático”, ineficaz e insostenible. Del predominio del primero dependerá el futuro agrícola y ambiental del territorio balinés.    

Semillas de futuros conflictos

Arabia Saudita, un enorme país de 2.5 millones de km2 es uno de los países más áridos del mundo. Promedialmente llueve menos de 100 mm. Con la excepción de una pequeña zona montañosa al sureste, la pluviosidad no excede los 200 mm. En este gran territorio habitan 15 millones de habitantes generalmente concentrados en una decena de ciudades20. 

Los recursos hídricos de Arabia son muy escasos (no hay un solo río en todo el país) e insuficientes para atender las necesidades de consumo e irrigación. Tradicionalmente, los árabes desarrollaron una cultura adaptada a esta escasez de agua, manteniendo su consumo familiar restringido y limitando la irrigación a huertas pequeñas o plantas de bajos requerimientos.

Al descubrirse y luego desarrollarse la extracción petrolera, llegaron cuantiosos recursos financieros que permitieron aumentar considerablemente la extracción de agua, a menudo fósil, de los acuíferos del país. Debido a la escasez de recarga muchos reservóreos fueron agotados rápidamente. En otros casos, la calidad del agua se vió deteriorada por el influjo de aguas salobres o saladas.

Algunas zonas fueron afectadas más tempranamente por el sobrebombeo. En el Najd, en la región centro-oriental del país, donde se encuentra el área metropolitana de Riyadh (capital de la nación con más de dos millones de habitantes) fue necesario recurrir a la desalinización de las aguas del mar (provenientes del Golfo Pérsico o Arabe situado a unos 400 km de distancia). El alto costo de las inversiones fue solventado con los ingresos petroleros, mientras que el combustible puede ser obtenido a precios muy bajos. 

A pesar de las dificultades para obtener agua, el gobierno árabe desarrolló una estrategia agrícola expansiva, aplicando fuertes subsidios a varios cultivos irrigados. Uno de ellos es el trigo.

Debido a estas políticas, Arabia Saudita se ha vuelto autosuficiente en producción de trigo desde 1984. En 1992 hicieron pagos por 2,100 millones de dólares subsidiando los cultivos con una cosecha de 4 millones de toneladas.

El agua utilizada para la irrigación es generalmente agua subterránea fósil que se calcula se acabará en menos de 40 años. En la provincia oriental del país uno de dichos acuíferos es la formación calcárea Umm er Radumah de la cual depende, no sólo esta zona del Reino, sino también la vecina isla de Bahrein.

Estas estrategias son claramente insostenibles en el largo plazo. Los acuíferos no podrán mantener este tipo de extracción por mucho tiempo, y, cuando escasee el petróleo, el costo del agua desalinizada resultará prohibitivo para el uso agrícola. 

Ya existen problemas de abastecimiento en las zonas urbanas, cuyo crecimiento continúa en forma acelerada. Se puede prever que en el futuro cercano, las necesidades de estas áreas obligarán a reducir e incluso eliminar la agricultura irrigada del trigo y otros cultivos de gran volumen y bajo precio. Mientras tanto, la implementación de estas políticas ha ido creando expectativas en las zonas de riego que pueden terminar provocando desajustes sociales y económicos con potencial para el desencadenamiento de conflictos entre los diversos sectores. 

Al igual que Arabia Saudita, Libia también posee clima árido en casi todo su territorio. Se trata de un país de más de 1 millón de km2 con una población relativamente escasa con solo 5 millones de habitantes, pero de crecimiento muy rápido. También es una nación con una importante producción petrolera. Basándose en los ingresos obtenidos del petróleo, el gobierno libio ha decidido explotar intensivamente ciertos acuíferos fósiles localizados en las zonas más áridas meridionales. Para ello ha emprendido la construcción de una red de acueductos para conducir el agua del desierto a las zonas sobrebombeadas del Mar Mediterráneo. El acuífero del Sur, del que depende el proyecto, fue recargado hace unos 30,000 años y por lo tanto se trata de un recurso no renovable. 

En la primera fase, la tasa de extracción será de 730 millones m3 y en una segunda etapa se aumentará a un volumen aún mayor. El costo del proyecto se calcula en unos 25,000 millones de dólares. 

Se piensa que, a este ritmo, en menos de 40 años comenzarán a secarse los pozos.

En ese período se procurará promover el crecimiento económico y demográfico en las zonas abastecidas por el proyecto. 

Sin embargo, la estrategia es un callejón sin salida, en vez de reducir el consumo en un país con escasísimos recursos hídricos, se le incrementa. Al cabo de poco más de una generación habrá una población mucho más numerosa dependiendo de un recurso que ya no existirá más. En Libia se están sembrando, innecesariamente, las semillas de conflictos futuros21.    

Los tribunales del agua

Los conflictos relacionados con el agua se dan a todos los niveles y espacios. Las naciones y provincias,  las empresas, los particulares, las comunidades, en fin, todos los protagonistas de la vida humana, pueden tener, y en los hechos tienen, litigios relacionados con el tipo de uso y el derecho de acceso al agua.

En este campo, como en otras áreas de la vida social, los más poderosos llevan las de ganar. Los sistemas legales e instituciones judiciales tienden a favorecer a aquellos con mayor fuerza política o económica. En muchos países los tribunales del estado se encuentran fuera del acceso de los grupos locales, que se ven obligados a contemplar impotentes la destrucción de sus cuerpos de agua y el avasallamiento de sus derechos naturales.

En América Latina estos problemas son particularmente graves. El continente se encuentra embarcado en un proceso de degradación de sus aguas, con perjuicio de la gran mayoría de la población, y los sistemas legales e institucionales existentes son insuficientes e inadecuados para resolver los problemas en forma apropiada y justa. 

Debido a ello algunos grupos de la sociedad civil han decidido crear  tribunales de opinión que conozcan en los casos de violaciones de los derechos colectivos sobre el agua y el ambiente.

Los primeros antecedentes en la materia tuvieron lugar en Holanda, en Rotterdam en 1983, cuando se  juzgaron los ecocidios y daños cuasados por la contaminación de la cuenca hidrográfica del río Rin, y en Amsterdam, en 1992, cuando se juzgaron casos de agresión a los sistemas hídricos a nivel mundial.  Al año siguiente, en 1993, se estableció el Tribunal Nacional del Agua de Brasil en Florianópolis para tratar casos de violación de los derechos de aguas y ambientales en ese país.

Desde entonces, el proceso ha continuado avanzando y en agosto del 2000 se reunió por primera vez el Tribunal Centroamericano del Agua como resultado de un procedimiento prolongado y participativo que involucró a los principales actores sociales ambientalistas de América Central.22

La protección de los recursos hídricos no es fácil. Se requiere la participación de toda la ciudadanía. Los agentes de degradación son poderosos y se mueven en la impunidad, muchas veces con la complicidad de los gobiernos y aprovechando los sistemas judiciales favorables.

Pensamos que en los próximos años, se hará necesaria la multiplicación de estos espacios de poder ciudadanos en el resto de América Latina y en otras partes del mundo, para asegurar que la preservación del agua no queda meramente en la retórica de los discursos políticos y académicos.     

Referencias

1. Los 27 estados de la cuenca son Montana, Wyoming, Colorado, Nuevo México, Dakota del Norte, Dakota del Sur, Minnesota, Wisconsin, Iowa, Nebraska, Kansas, Missouri, Oklahoma, Illinnois, Iowa, Indiana, Kentucky, Ohio, West Virginia, Tennessee, Arkansas, Louisiana, Mississippi, Alabama, Pennsylvania, Texas y Nueva York.

2. Descripto gráficamente en el artículo de W. S. Elllis en una edición especial de la revista National Geographic de 1993 (ver bibliografía).

3. Faber, Scott, 1994; Letter on the Upper Mississippi River- Illinois Waterway System Navigation Study; Documento de Flood Plain Programs American Rivers

4. La revista Newsweek publicó una serie de reportajes sobre esta creciente el 26 de julio de 1993, en particular uno de Jerry Adler titulado “Troubled waters”.

5. Bour, Albert, 1995; “The Rhine river, two centuries of integrated management”, en Ecodecision, N° 17, Summer 1995, pp.57-60.

6. Noticia tomada de CNN, edición Internet, 15/2/2000. 

7. Abdel-Asiz I. Kashef, 1981 (“Technical and ecological impacts of the high Aswan dam”; Journal of Hydrology, 53, p.73-84)) y Susan Walton (Environment; mayo de 1981, vol.23, N°4) analizan críticamente las consecuencias negativas de la presa de Aswan.

8. Ellis, William S., 1990; “The Aral, a soviet sea lies dying”; en National Geographic, Vol. 177, Nº2; febrero de 1990; pp.72-93.

9. La ciudad de Resistencia, capital de la provincia del Chaco experimentó inundaciones destructivas en 1983 y 1986 atribuibles al cambio de cobertura vegetal en las cuencas altas. (Barreto, M.A. et al, 1993; En torno a las inundaciones recurrentes en el Nordeste argentino).

10. Uno de los principales estudios interdisciplinarios sobre el tema fue realizado por un equipo multidisciplinario de investigadores y profesionales de la región en 1995-1997. El trabajo fue supervisado por D. Antón, y patrocinado por el Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo de Canadá y ALADI con el título Gestión Participativa de la Cuenca Hidrográfica Paraguay-Paraná. Se recomienda, además, la lectura del informe hidrológico de Ponce, V. M. (1996), de Hirsch, D. (1996) y el artículo de Sutton, S. (1995). 

11. Burton, Jean, 1995; “A practical approach to integrated river basin management”; Ecodecision, N° 17, Summer 1995, pp.27-30.

12. Dourejanni, Axel, 1991; Procedimientos de gestión para el desarrollo sustentable; Comisión Económica para América Latina y el Caribe; pp.73; Santiago de Chile.

13. Garduño, Héctor, 1994; “Efficient water use: a multi-dimensional approach”; en Efficient Water Use, pp.15-26, ed. por Unesco, Montevideo, Uruguay.

14. El Bajío es una zona de la región centro-occidental de México, donde se practica la agricultura de riego en gran escala, que se encuentra situada al este del lago Chapala, e incluye el estado de Guanajuato y otros estados adyacentes (Querétaro, norte de Michoacán, este de Jalisco, etc.).

15. El libro de Reisnee, 1986, The Cadillac desert constituye una referencia rigurosa e insoslayable para analizar la historia de los problemas y conflictos del agua en el Oeste de Estados Unidos.

16. Trabajo realizado por Jean Burton del Réseau Francophone de Gestionnaires d’Ecosystemes Fluviaux et Lacustres.

17. Según Jean-Claude Lasserre; “Of rivers and people”, en Ecodecision, Número 17, Verano 1995.

18. Esta sección fue elaborada en base al trabajo de J. Stephen Lansing, “Religion and irrigation in Bali”; en American Anthropology, 89, 1987.

19. Lansing, 1987, op.cit.

20. Esta parte del capítulo se basa en las experiencias personales del autor en el período 1978-1985.

21. La revista National Geographic publicó un informe muy gráfico sobre los problemas hídricos en el Medio Oriente (Vesilind, Priit J., 1993; “Middle East water, critical resource”; en National Geographic, Vol. 183, Nº5; mayo de 1993, pp.38-71).

22. El Tribunal Centroamericano del Agua sesionó en San José de Costa Rica y su función fue el análisis de denuncias, la realización de audiencias públicas sobre las mismas, el juzgamiento de casos, la emisión de sentencias, la solución de conflictos y la formulación de recomendaciones en temas hídricos conflictivos en América Central. Fue organizado por varios grupos civiles del subcontinente, en particular por la Fundación Güilombé de Costa Rica. Se prevé que este tribunal habrá de seguirse reuniendo en el futuro (también a nivel latinoamericano) para proseguir ampliando los espacios participativos en la administración de la justicia ambiental.

ConclusiónSomos agua

Los seres humanos, como todos los demás organismos, somos absolutamente dependientes del agua. Nuestros sistemas fisiológicos necesitan un medio hídrico, tanto para las actividades metabólicas, como para la reproducción celular y de la especie. El cuerpo humano es en sí una compleja solución acuosa protegida en forma parcial por la piel y otros elementos aislantes. 

El agua es el medio necesario para la ingestión, digestión y absorción de los alimentos, para la circulación del oxígeno de la respiración dirigido a las células, y para la evacuación de los productos residuales de la actividad celular, tanto los gaseosos, como los líquidos y sólidos. 

Cada uno de nosotros somos un “ecosistema que camina”. En nuestro organismo hay billones de células con ADN humano y cientos de millones de individuos de microorganismos con ADN diferente, 2000 tipos distintos de bacterias, hongos y otras especies. La mayor parte son imprescindibles para la propia sobrevivencia. Y todas ellas requieren del agua. Las enfermedades que nos aquejan son verdaderos desajustes ecosistémicos, similares a los que ocurren en un bosque cuando se introduce una especie exótica agresiva. 

Hemos evolucionado como especie en contacto con el agua. Muchas de nuestras características genéticas se originaron a orillas de lagos y mares. Por esa misma razón, la mayoría de las enfermedades humanas son de origen hídrico. Numerosos microorganismos y parásitos se adaptaron a nuestra especie. La mayoría, al igual que nosotros, son de origen africano. 

Por esa razón, desde los albores de los tiempos históricos, a medida que se formaron las culturas, el agua fue un elemento central de las mismas. Así, los seres humanos desarrollaron comportamientos que tenían en cuenta, en forma principal, la presencia del agua y de sus ciclos: la evaporación, las nubes, las lluvias, el consumo vegetal y animal de agua, los manantiales, los humedales, los ríos, los lagos y finalmente, los océanos. En cierto modo, se pueden caracterizar las culturas humanas de acuerdo a la forma como conciben y tratan los diferentes componentes y fases del ciclo hídrico.       

La radiación solar es el motor de la vida

Desde otro punto de vista, los seres humanos somos una máquina entrópica, descomponedores especializados de carbohidratos y otras moléculas orgánicas producidas por la fotosíntesis. En tanto que tales, no somos muy diferentes de las moscas, los hongos y las bacterias. 

Consumimos hojas, semillas, frutos, raíces y tallos, o las carnes de los animales que los comen, y los oxidamos, apoderándonos de los nutrientes y devolviéndolos como residuos. 

Bebemos agua de “buena calidad”, con pocas sales disueltas y sin materia orgánica, y la regresamos al medio con muchas sales y bastante materia orgánica. 

En las últimas décadas esta relación armónica con los sistemas naturales se fue deteriorando. Uno de las causas ha sido el aumento del número de invididuos humanos. Somos 6,000 millones de personas que requieren agua y carbohidratos cada día. 

También necesitamos carbohidratos para alimentar a mil millones de vacunos, dos mil millones de ovejas, tres mil millones de cerdos y diez mil millones de gallinas, patos, gansos y guajolotes. Estos animales nos proveen con su carne, su leche, sus cueros, su lana y sus huevos. 

Y también necesitamos enormes cantidades de productos fotosintéticos para mantener vivos a los peces capturados o criados para consumo de las grandes ciudades. Estos ya superan las 100 millones de toneladas al año. 

Y por supuesto, se necesita además la energía para que subsistan todos las plantas y animales silvestres cuyo número es prácticamente imposible de estimar. 

Los ecosistemas que nos dan de comer, ya sean cultivados o no, requieren energía solar y agua. El agua les viene directa o indirectamente de la lluvia, que a su vez es originada por la energía solar. 

Por esa razón, la radiación solar es el motor de la vida.       

Degradación y reciclado

Al aumentar la población, se incrementan las necesidades. Pero la energía solar no aumenta. 

En otros tiempos geológicos, el agua de lluvia de buena calidad se degradaba de forma natural. En la actualidad, los seres humanos estamos acelerando el proceso. Le arrojamos muchas más sales y materia orgánica, y además, sustancias tóxicas que antes no existían en la naturaleza de esa forma. 

Antes que las “civilizaciones” alteraran los procesos, el agua era reciclada naturalmente por el sol. En el presente ello no alcanza, se generan demasiados líquidos residuales. Para eliminarlos se han establecido nuevas formas de tratamiento que requieren agregar energía, generalmente obtenida de los combustibles fósiles. Como la energía es cara se trata de minimizar el tratamiento. El resultado es que cada vez hay más aguas residuales que NO son recicladas ni natural ni artificialmente, y que se van acumulando en los cuerpos acuáticos, ríos, lagos y mares costeros. 

Con el correr del tiempo, a medida que vayan haciéndose más caros los combustibles fósiles (que en realidad no son más que radiación solar acumulada), y finalmente, cuando los últimos yacimientos terminen agotándose, será el tiempo de la verdad. 

En ese momento, quedaremos limitados exclusivamente al reciclado natural, que será ampliamente insuficiente. Diez mil millones de seres humanos en un mundo totalmente contaminado y sin los medios para descontaminarlo. 

A pesar de que este desenlace es obvio, los políticos hacen muy poco para evitarlo, y la mayor parte de los economistas siguen hablando neuróticamente de “crecimiento”.       

Nuestra Madre Agua 

Las mujeres y los hombres se formaron a orillas de los mares, de los ríos y lagos. En forma instintiva, siempre han buscado las playas y torrentes para bañarse o tenderse al sol. En todos los tiempos han utilizado las aguas para beber y alimentarse, para regocijarse y para llevar a cabo sus ofrendas y ceremonias. Estas necesidades no han cambiado. 

Desde tiempos inmemoriales, el agua, en todas sus formas, ha sido asociada a las fuerzas espirituales más profundas, originarias. En la mayor parte de las culturas tradicionales, es el símbolo de la purificación, del renacimiento, de la vida. 

Cuando las sociedades, llamadas modernas, convirtieron esta antigua esencia en un recurso, y luego lo transformaron en un producto, se produjo una gran pérdida a nivel de la conciencia. 

En la nueva ideología mercantilista, los viejos ríos y lagos, y el océano primigenio, pasaron a ser mercancías y recipientes de residuos, en vez de gestadores de vida. 

Como consecuencia del sobrebombeo y la deforestación, los manantiales se secan inexorablemente. 

El mundo de las aguas que lavan y purifican, se va transformando poco a poco en un mundo de aguas que ensucian y contaminan. 

A pesar que no queda mucho tiempo para cambiar el rumbo, todavía es posible. 

El primer paso es recuperar los antiguos sistemas espirituales que nos permitieron, por tanto tiempo, convivir en este mundo-útero de la Madre Agua. 

Individualmente deberemos repensar nuestras relaciones con todas las aguas que nos rodean. Ellas deben ser algo más que meros basureros de un consumo inapropiado. 

Colectivamente, estamos obligados a revisar los principios y estrategias de dilapidación y codicia. 

Las aglomeraciones urbanas del presente son engendros patológicos e insostenibles que deben cesar de crecer si se aspira a sobrevivir en el futuro. 

Si continuamos en ese camino sin salida, ni el planeta, ni sus aguas, nos podrán mantener por largo tiempo. La avaricia histórica de esta sociedad consumista y capitalista, nos está llevando a todos a un abismo del que no se regresa. 

Habrá que detener esta marcha enloquecida y mirar alrededor. Levantar la vista para observar las nubes, respirar el aire del mar con mucha fuerza y sentir las humedades y las nieblas, para encontrar las diversas formas que asume el agua-vida en cualquier parte. 

En el fondo se trata de recuperar las raíces más profundas de la especie. Ellas están aún sumergidas en las aguas azules y verdosas, en los innumerables destellos titilantes, en las gotas de lluvia que aún hoy nos siguen mojando, y de alguna manera, bendiciendo. Tal vez podamos, al fin, con ellas, saciar nuestra sed de ensoñaciones y esperanzas. 

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 PortadaLa Clanchana

La pintura de la tapa está inspirada en la antigua leyenda mexicana “La Clanchana”, también llamada Achane o Sirenita de Tilapa.

Se sabe que en las lagunas del río Lerma y del volcán Xinantecatl (Nevado de Toluca) habitaba una criatura mitad pez, mitad mujer; muy poderosa y encantadora. Ella estaba relacionada con los nacimientos del agua, de los ríos, de las lagunas, y la pesca. Se comunicaba con los pescadores; a veces les permitía gran abundancia de peces, otras, si éstos no oían sus demandas, impedía que cayeran presas en sus redes. Su comportamiento con las mujeres era benévolo. Su largo cabello solía secárselo al sol sentada en las rocas. Llevaba sus hijos, todos los animales del agua, en las axilas, en el pubis, o colgados de la cintura. En ocasiones se transformaba en una serpiente grande y negra. Se habla también de la presencia de un Clanchano, y que juntos eran el padre y la madre del agua; espíritus de la vida lacustre y todo lo tocante a la laguna.

Eran dioses, no sólo del agua y de sus frutos animales y vegetales, sino tambien de las especies terrestres. Deidades de la tierra, de los mantenimientos y de la fecundidad. Eran también la pareja primigenia.

Con esta visión, no estamos lejos de la convincente hipótesis del ser humano anfibio que desarrollara la escritora galesa Elaine Morgan, la cual sostiene que como especie nacimos en el agua. Esa es la razón por la cual carecemos de vellosidad en el cuerpo como otros mamíferos y nuestros bebés son capaces de nadar y flotar debido a su grasa corporal, en recuerdo de nuestro pasado acuático. Se explica de ese modo la larga melena que poseen los adultos humanos, que permitían que se prendiesen las crías recién nacidas. 

Todos sabemos que en todas las culturas, cuando los seres humanos imaginan la más placentera situación, la visualizan a la orilla del mar, en una bella playa arenosa, bajo el sol, junto a los árboles.

Estas son tal vez algunas de nuestras reminiscencias más remotas. Desde la década de 1960, época en que el investigador Alister Hardy delineó su teoría del simio acuático, Elaine, por entonces una ama de casa, se transformó en una ardiente defensora de dicha posición. Con el apoyo del propio Hardy escribió varios libros sustentando un enfoque feminista del origen de la mujer. Así surgieron sus conocidas obras: The Descent of Woman, The Aquatic Ape y The Aquatic Hypothesis.

Durante más de 30 años fue ignorada por la comunidad científica, en su mayoría hombres. Finalmente logró ser escuchada y hoy su teoría aparece como la más probable. 

María Esther Francia Artista plástica    

Información tomada de la antropóloga Beatriz Albores de su libro “Graniceros”.