Agua Subterránea

Foto: Javier Aparicio

La evaluación del agua subterránea ha sido una tarea que ha adquirido gran importancia en las últimas décadas en nuestro país, como consecuencia del incremento de la demanda por el recurso. Así, tanto las personas involucradas directamente con el sector hidráulico como aquellas relacionadas de manera indirecta, han prestado mayor interés en los conceptos hidrogeológicos que forman la base el estudio de las aguas subterráneas.

La geohidrología (o hidrogeología) se encarga del estudio del agua subterránea, su origen, ocurrencia, movimiento y calidad. Una de las principales dificultades del estudio del agua subterránea es que ésta no puede verse directamente en el subsuelo y, en ocasiones, ocurre en ambientes complejos.

El agua subterránea es parte de la precipitación que se filtra a través del suelo hacia los estratos porosos y en ocasiones los satura de agua. Se mueve lentamente hacia los niveles bajos, generalmente en ángulos inclinados (debido a la gravedad) y, eventualmente, llegan a los manantiales, los arroyos, lagos y océanos.

Un par de factores importantes son los responsables de la existencia del agua subterránea: la gravedad, que mueve al agua hacia el centro de la Tierra, y el tipo de rocas, que de acuerdo con su porosidad, almacenarán más o menos agua.

Acuíferos

La mayor parte de los espacios porosos de las rocas bajo el nivel freático están llenos de agua. Pero las rocas tienen una porosidad diferente y características permeables diferentes, lo que significa que el agua no se mueve de igual manera en todo tipo de rocas.

Cuando la roca almacenadora de agua permite que la misma se fluya hacia los pozos y en los arroyos, recibe el nombre de “acuífero”.

De manera general, un acuífero es una unidad geológica saturada que contiene y transmite agua de buena calidad, de tal manera que pueda extraerse en cantidades económicamente aprovechables. De acuerdo con las condiciones de presión a que se encuentra sometida el agua en el subsuelo, los acuíferos se clasifican en: libre, confinado, semiconfinado, colgado, acuitardo, acuicludo y acuifugo.

Calidad del agua subterránea

Debido a que el agua subterránea se mueve a través de las rocas y la tierra del subsuelo, puede fácilmente disolver substancias durante este movimiento. Por dicha razón, el agua subterránea muy frecuentemente puede contener más substancias que las halladas en el agua superficial.

La contaminación del agua puede definirse como la modificación de las propiedades físicas, químicas o biológicas que restringen su uso. Las sustancias que modifican la calidad del agua de los acuíferos se dividen en: las presentes en la naturaleza y en aquellas producidas por las actividades del hombre (antropogénicas). Dentro de las primeras se encuentran: arsénico, flúor y elementos radiactivos, entre otros (Nielsen, 1991); mientras que en las segundas se incluyen bacterias, virus, nitratos, orgánicos sintéticos e hidrocarburos (solventes, pesticidas, etc.) y materiales pesados.

Las fuentes de contaminación se pueden originar en la superficie del terreno, por ejemplo, la agricultura; en el subsuelo por arriba del nivel freático, por ejemplo, basureros a cielo abierto; y en el subsuelo por debajo del nivel freático, como es el caso de pozos abandonados.

Los acuíferos costeros pueden contaminarse por intrusión salina y las fosas sépticas son, quizá, las fuentes de aguas residuales que más contribuyen a la contaminación del agua subterránea.

Estimación del balance de agua en el mundo

Los volúmenes existentes de agua subterránea, con exactitud, se desconocen, pero pueden estimarse de acuerdo con la siguiente tabla (el agua subterránea se anota como A.S.):

Si no consideramos los océanos, por sus altos niveles de salinidad, el agua subterránea representa aproximadamente 2/3 del agua dulce del mundo. Si tomamos en cuenta sólo el agua dulce utilizable, es decir, eliminamos las capas de hielo, los glaciares y las aguas de la atmósfera y de la biosfera, el agua subterránea representa el 95%; los lagos, pantanos, presas y ríos el 3.5%, y la humedad del suelo el 1.5 por ciento.

El agua subterránea en México

Anualmente, México recibe del orden de 1.51 billones de metros cúbicos de agua en forma de precipitación. De esta agua, el 72.5% se evapotranspira y regresa a la atmósfera; el 25.6% escurre por los ríos o arroyos y el 1.9% restante se infiltra al subsuelo y recarga los acuíferos, de tal forma que los acuíferos del país reciben 78.5 mil millones de metros cúbicos de agua dulce renovable y se les extraen por medio de pozos, norias, galerías filtrantes y manantiales 27.5 mil millones de metro cúbicos. Así, el balance subterráneo refleja en principio una gran disponibilidad de agua en el subsuelo, sin embargo, esta situación es engañosa ya que gran parte de los principales acuíferos del país se encuentran seriamente sobreexplotados.

La unidad básica para el manejo del agua es la cuenca hidrológica, en la cual se considera la forma en que escurre el agua en la superficie (cuencas hidrográficas) y en el subsuelo (acuíferos). Con esta base, se integraron las trece regiones hidrológico-administrativas en que se organiza el país para fines de administración del agua.

En lo que se refiere a las aguas subterráneas, el país se divide en 653 acuíferos o unidades hidrogeológicas, conforme a lo publicado en el Diario Oficial de la Federación, el 5 de diciembre de 2001.

La importancia del agua subterránea queda de manifiesto al considerar que el 70% del volumen que se suministra a la población, el 33% del que se destina a la agricultura y el 62% del que utiliza la industria tienen ese origen.

Sobreexplotación de acuíferos

A partir de la década de los años setenta, ha venido aumentando sustancialmente el número de acuíferos sobreexplotados: 32 en 1975, 36 en 1981, 80 en 1985, 97 en 2001, 102 en 2003 y 104 en 2006. De ellos se extrae casi el 60% del agua subterránea para todos los usos.

FUENTE: Conagua. Subdirección General de Programación. Elaborado a partir de datos de la Subdirección General Técnica.

Acuíferos con intrusión marina y/o bajo el fenómeno de salinización de suelos y aguas subterráneas salobres

La intrusión marina se entiende como el fenómeno en el que el agua de mar se introduce por el subsuelo hacia el interior del continente, ocasionando la salinización del agua subterránea. Esto ocurre cuando la extracción de agua provoca abatimientos del nivel de agua subterránea por debajo del nivel del mar, alterando el balance dinámico natural entre el agua de mar y el agua dulce. El fenómeno de salinización de suelos y aguas subterráneas salobres son factores que afectan las aguas subterráneas; el primero, al propiciar la recarga con agua salinizada y, el segundo, al inducir el arrastre de agua congénita salina.

Existen 17 acuíferos en el país con problemas de intrusión marina, ubicados en los estados de Baja California, Baja California Sur, Colima, Sonora y Veracruz de Ignacio de la Llave. Entre éstos se encuentran Maneadero y San Quintín, Baja California; Santo Domingo, Baja California Sur, y Caborca, Costa de Hermosillo, Valle de Guaymas y San José de Guaymas, Sonora.

Uno de los parámetros que permite evaluar la salinización de aguas subterráneas son los sólidos disueltos totales (SDT), en miligramos por litro (mg/l).

De acuerdo con su concentración, las aguas subterráneas se clasifican en: dulces (<1 000 mg/l), ligeramente salobres (1 000-2 000 mg/l), salobres(2 000-10 000 mg/l) y salinas(>10 000 mg/l).

El límite entre el agua dulce y la ligeramente salobre coincide con la concentración máxima señalada por la modificación de la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994, que establece los límites máximos permisibles que debe cumplir el agua para consumo humano y tratamiento en materia de calidad del agua para consumo humano.

¿Qué es mejor? Agua subterránea vs. agua superficial

Ventajas del agua subterránea

1. Según estimaciones, el 95% o más del agua dulce utilizable se encuentra bajo la superficie del terreno.
2. Es el único recurso disponible en zonas desérticas.
3. Hay menores pérdidas por evaporación.
4. Hay menor exposición a la contaminación.
5. Su disponibilidad es menos afectada por las variaciones climáticas.
6. Su distribución es más amplia en el área.
7. No hay pérdida de la capacidad de almacenamiento.
8. La temperatura del agua es constante.
9. Su composición química es casi constante.
10. No tiene turbiedad ni color.
11. No necesita purificación, por no existir organismos patógenos.
12. Hay un gran campo de estudio en nuestro país.

Desventajas del agua subterránea

1. No es visible, por lo tanto se dificultan su estudio, cuantificación, explotación racional y manejo.
2. En muchas regiones las rocas no contienen suficiente porosidad o permeabilidad para proporcionar la cantidad de agua requerida.
3. En algunas zonas tiene mayor contenido de sólidos disueltos que el agua superficial, en la misma región.
4. Falta mucho personal capacitado, a todos los niveles.
5. Falta de datos.

El Instituto Mexicano de Tecnología del Agua cuenta con nueve especialistas que se dedican a realizar estudios relacionados con la determinación del origen y el aprovechamiento del agua subterránea.