Importancia y Vulnerabilidad del Agua Subterránea

El agua subterránea es un suministro de agua vital para la humanidad, constituyendo el 99% del agua dulce líquida de la Tierra y jugando un papel importante en el ciclo del agua. Proporciona agua potable, en su totalidad o en parte, para hasta el 50% de la población mundial y representa el 43% de toda el agua utilizada para el riego. Este recurso es de esencial importancia para nuestra civilización, ya que supone la mayor reserva de agua potable en las regiones habitadas por los seres humanos. A nivel global, el agua subterránea representa unas veinte veces más que el total de las aguas superficiales de todos los continentes e islas, destacando su importancia como reserva y recurso de agua dulce.

La población de la Tierra, de casi 8.000 millones de habitantes en 2020, se espera que alcance los 11.000 millones en 2100. Ante este crecimiento, los seres humanos tendrán que aprender a producir suficientes alimentos sin destruir el suelo, el agua y el clima, un desafío considerado el mayor al que se ha enfrentado la humanidad. La gestión sostenible de las aguas subterráneas es fundamental para la solución de este problema.

Definición y Características del Agua Subterránea

El agua subterránea es el agua presente bajo la superficie terrestre, en espacios rocosos, suelos porosos o en los huecos de las formaciones rocosas. Cerca del 30% de toda el agua dulce disponible en el mundo es agua subterránea. Se trata de aguas que se encuentran bajo tierra, en los acuíferos, que son formaciones de rocas, arenas y gravas que contienen cantidades significativas de agua.

Una acumulación de agua subterránea es considerada un acuífero cuando puede proporcionar una cantidad de agua suficiente para su aprovechamiento por el hombre. La profundidad a la que los espacios de suelo poroso y las grietas o huecos en las rocas están llenos de agua se conoce como nivel freático. Un acuífero es un terreno rocoso permeable dispuesto bajo la superficie, donde se acumula y por donde circula el agua subterránea. Puede encontrarse ocupando los intersticios (poros y grietas) del suelo, del sustrato rocoso o del sedimento sin consolidar, los cuales la contienen como una esponja.

Las rocas almacén pueden ser de materiales muy variados como gravas y areniscas porosas poco cementadas (antiguos sedimentos marinos, de río, playa, eólicos), limos, ciertos tipos de arcilla, calizas agrietadas, e incluso formaciones volcánicas.

Tipos de Acuíferos

Se distinguen principalmente dos tipos de acuíferos:

• Acuíferos porosos: El agua subterránea se encuentra embebida en una esponja, dentro de poros intercomunicados entre sí, cuya textura permite la "permeabilidad" (transmisión interna de agua). Aunque las arcillas presentan una máxima porosidad y almacenamiento, su permeabilidad es nula.
• Acuíferos fisurales: El agua se encuentra ubicada sobre fisuras o diaclasas, también intercomunicadas entre sí. A diferencia de los acuíferos porosos, su distribución hace que los flujos internos de agua se comporten de manera heterogénea, por direcciones preferenciales.

Otros tipos de acuíferos incluyen:

• Acuífero cautivo o confinado: Se produce cuando la roca permeable donde se acumula el agua se localiza entre dos capas impermeables.
• Acuífero libre o freático: Es aquel acuífero que se encuentra en contacto directo con la zona subsaturada del suelo.
• Acuíferos artesianos: Son aquellas formaciones en las que el agua subterránea se encuentra encerrada entre dos capas impermeables y es sometida a una presión superior a la atmosférica.

Recarga y Movimiento del Agua Subterránea

El agua subterránea se recarga desde la superficie, siendo la precipitación (lluvia, nieve, etc.) su principal fuente. Una vez que la precipitación alcanza el suelo, se reparte en tres fracciones:

1. Escorrentía: La parte que se desliza por la superficie del terreno, formando arroyos y ríos.
2. Evapotranspiración: El agua que se evapora desde las capas superficiales del suelo o pasa a la atmósfera con la transpiración de los organismos.
3. Infiltración: La parte que se filtra a través del suelo hasta llegar al material rocoso saturado de agua.

Las zonas de recarga son aquellas donde el agua de lluvia puede entrar en contacto directo con un afloramiento del agua subterránea, o donde las precipitaciones atraviesan diferentes capas de suelo antes de integrarse al agua subterránea. La litología (naturaleza del material geológico) influye a través de su permeabilidad, la cual depende de la porosidad, el diaclasamiento y la mineralogía del sustrato. La presencia de vegetación densa también influye, reduciendo la escorrentía y aumentando la infiltración.

La renovación del agua subterránea es lenta en comparación con la de los depósitos superficiales, como los lagos y los cursos de agua, lo que resulta en un tiempo de residencia muy largo. Este movimiento lento se debe a que el agua se desplaza a través de formaciones de suelo y roca, a veces solo unos pocos centímetros por día, lo que limita la mezcla física.

Relación con las Aguas Superficiales

Las aguas subterráneas y superficiales forman parte del mismo ciclo hidrológico. Las aguas superficiales son aquellas que circulan sobre la superficie del suelo, produciéndose por la escorrentía generada a partir de las precipitaciones o por el afloramiento de aguas subterráneas. Por su parte, las aguas subterráneas, tras alimentar manantiales, ríos, lagos y humedales, finalmente se filtran a los océanos.

En tiempos de sequía, el agua subterránea puede servir para mantener el flujo de agua superficial. En algunas situaciones especiales, el agua subterránea mana (brota) de forma natural en distintas clases de surgencias en las laderas (manantiales) y, a veces, en fondos del relieve, siempre allí donde el nivel freático intercepta la superficie.

Un flujo particular es el flujo hipodérmico o "interflujo", que circula de modo somero y rápido por ciertas formaciones permeables de escasa profundidad, generalmente ligadas a alveos fluviales. Estos flujos intervienen más en el balance neto de las aguas superficiales que en las aguas subterráneas, donde solo actúan como balance transitorio.

Acceso y Extracción del Agua Subterránea

Cuando no hay surgencias naturales, al agua subterránea se puede acceder a través de pozos, perforaciones que llegan hasta el acuífero y se llenan parcialmente con el agua, siempre por debajo del nivel freático, en el que provoca además una depresión local. El agua se puede extraer por medio de bombas. La extracción de agua subterránea es común para su uso en agricultura, industria y consumo humano.

Sin embargo, los pozos se pueden secar si el nivel freático cae por debajo de su profundidad inicial, lo que ocurre ocasionalmente en años de sequía. El descenso del nivel freático medio se produce siempre que hay una extracción continuada de agua en el acuífero, aunque este descenso no significa necesariamente que el acuífero esté sobreexplotado, sino que el nivel freático busca una nueva cota de equilibrio.

En EE. UU., por ejemplo, se perforan cerca de 400.000 pozos al año, y se extraen más de 120 billones de metros cúbicos al año, suministrando más del 70% del abastecimiento público y de las industrias.

Calidad y Vulnerabilidad a la Contaminación

Comúnmente, la calidad de las aguas subterráneas es “buena”, lo que significa que pueden utilizarse de forma segura y asequible sin necesidad de niveles avanzados de tratamiento. El agua subterránea tiende a ser de tipo dulce y potable, ya que la circulación subterránea depura el agua de algunas partículas y microorganismos contaminantes. Sin embargo, el agua subterránea suele ser menos vulnerable que el agua de superficie, lo que no significa que sea inmune a la contaminación.

Factores que Afectan la Calidad y Vulnerabilidad

Las aguas subterráneas son, en general, menos vulnerables a la contaminación debido a varios factores:

• Contacto Limitado con la Atmósfera: A diferencia de los ríos o lagos, el agua subterránea reside en rocas porosas o capas de suelo donde el reabastecimiento de oxígeno es mínimo. El oxígeno se consume gradualmente y hay poca oportunidad de reabastecimiento.
• Movimiento Lento a Través de Materiales Subterráneos: El movimiento lento del agua subterránea limita la mezcla física que podría introducir oxígeno desde otras partes del acuífero, lo que contrasta con las aguas superficiales que circulan rápidamente.
• Consumo por Microorganismos: Los microorganismos que ocurren naturalmente en el agua subterránea consumen oxígeno al descomponer materia orgánica, agotándolo rápidamente en acuíferos confinados con material orgánico significativo.
• Reacciones Químicas con Minerales Subterráneos: La interacción química entre el agua subterránea y los minerales circundantes (como hierro, manganeso o sulfuro) puede consumir oxígeno disuelto.
• Profundidad y Confinamiento de los Acuíferos: Los acuíferos más profundos tienden a carecer aún más de oxígeno, ya que el agua está atrapada entre capas impermeables, aislándola de la atmósfera y las fuentes de agua superficial.

Fuentes y Tipos de Contaminación

A pesar de su resiliencia, la contaminación resultante de la actividad humana genera productos químicos y desechos que pueden filtrarse al subsuelo, permaneciendo allí por largos periodos debido a la baja tasa de renovación y al largo tiempo de residencia. Esto se debe a que el agua subterránea no puede ser fácilmente tratada artificialmente como los depósitos superficiales, debido a su difícil acceso.

Las fuentes de contaminación pueden ser:

• Residuos sólidos: Propagación desde la superficie (vertederos).
• Residuos líquidos: Propagación subterránea desde la zona no saturada (vertidos industriales, aguas residuales).
• Contaminación industrial: Principalmente por el vertido de residuos sólidos en vertederos y líquidos en cauces superficiales, así como por la pérdida de sustancias durante su transporte y almacenamiento.
• Contaminación agrícola: Infiltración de nitratos y otros abonos químicos muy solubles.
• Contaminación doméstica: Pozos sépticos que no funcionan bien, lagunas de retención de desperdicios sólidos no impermeabilizadas y productos químicos utilizados en hogares y patios.
• Contaminación por intrusión salina: En áreas costeras, cuando la tasa de extracción de agua dulce es muy alta, el agua de mar puede penetrar en los acuíferos de agua dulce.

Ejemplos graves de contaminación incluyen el caso del bajo valle del Ganges, donde la contaminación por arsénico está causando intoxicación crónica a millones de personas. Se estima que alrededor del 10% de la población mundial, unos 300 millones de personas, se abastecen de reservorios subterráneos contaminados con arsénico y fluoruro.

Combate contra la Contaminación

La contaminación de las aguas subterráneas, además de con una gestión sostenible, se combate desde dos frentes:

• Métodos preventivos: Cuya finalidad es evitar la contaminación anticipándose al problema. Las zonas de recarga de acuíferos son particularmente delicadas desde el punto de vista de la contaminación hídrica, ya que las sustancias contaminantes, una vez que entran en los acuíferos, permanecen allí durante períodos muy largos.
• Métodos curativos: Que se aplican una vez el agua se ha contaminado, aunque son difíciles de implementar debido al difícil acceso y el largo tiempo de residencia del agua subterránea.

La gestión sostenible de las aguas subterráneas es un desafío importante debido a su sensibilidad a la contaminación y a la sobreexplotación. Es esencial que los países se comprometan a desarrollar un marco adecuado y eficaz de gobernanza de las aguas subterráneas, como remarcó Azoulay en la entrega del Informe Mundial de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos 2022.

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