Factores naturales y antropogénicos que alteran el Ciclo Hidrológico, el caso del Valle de San Luis Potosí

El ciclo del agua o ciclo hidrológico es el movimiento del agua en el planeta. Este movimiento es cíclico e inicia con el calentamiento del agua por la acción solar, es ascendente por evaporación y descendente, primero por las precipitaciones de agua y nieve; después en forma de escorrentía superficial y flujo subterráneo. Como todo ciclo, no tiene principio ni fin, pero se puede considerar que el ciclo hidrológico se inicia en los océanos y si consideramos que la Tierra es esencialmente un “sistema cerrado” como un todo, ni gana ni pierde agua.

Durante la evaporación, el agua pasa de estado líquido a estado gaseoso, transfiriéndose a la atmósfera. Con la transpiración, el agua pasa a través de las raíces hacia las hojas y a la atmósfera. La combinación de la evaporación y transpiración se llama Evapotranspiración. El escurrimiento es el proceso superficial por el cual el agua fluye por la superficie del terreno hacia los cauces y el mar. En la infiltración, el agua se transporta desde la superficie del terreno hacia las profundidades hasta alcanzar la zona saturada. Una vez en el acuífero, el flujo subterráneo es muy lento.

En promedio el agua en la atmosfera se renueva cada 8 días, en los ríos cada 16 días, en los acuíferos puede tomar decenas, centenares o miles de años.

Los principales factores que afectan al ciclo del agua, pueden ser naturales o antropogénicos. Factores naturales, como la orografía, altura del territorio, el viento, la radiación solar que controla la temperatura y la presión influyen en la humedad del aire; sin embargo, a nivel global, el factor más importante es el clima, cuando este cambia, puede traer grandes cambios en el ciclo del agua. 

El ciclo hidrológico no es estático, es dinámico y en condiciones naturales, sin la intervención del hombre, puede ser estable por cientos o miles de años. A lo largo de la historia de la tierra, la dinámica del ciclo hidrológico ha ido cambiando de acuerdo a las condiciones climáticas. 

En los periodos de glaciación la masa de agua fue concentrada en los casquetes polares, bajaron la temperatura, la precipitación, el escurrimiento, la evaporación, la infiltración, el nivel del mar y en general, el movimiento del agua fue lento. 

Al terminar la glaciación, la dinámica del ciclo hidrológico se acelera, debido al aumento de temperatura; aumentan las precipitaciones, la evaporación, hay mayor acumulación de agua en la atmosfera y se presentan las lluvias extremas, esto ocurre hasta encontrar nuevamente su equilibrio.

Sin embargo, desde la aparición del hombre, el ciclo hidrológico cambia constantemente y con el desarrollo industrial de mediados del siglo XX, las alteraciones fueron de mayor impacto. Se incrementaron las escorrentías, inundaciones y sequías; así como, otros fenómenos y variables relacionados con el clima a nivel regional y mundial. 

Cuando la actividad humana rompe el equilibrio en algún componente del ciclo hidrológico, ocurre una reacción en cadena y el sistema trata de compensar el impacto para recuperar el equilibrio. Para lo cual algunos procesos aumentan y otros disminuyen (Tabla 1), por ejemplo, con la deforestación y urbanización, la infiltración disminuye, lo que provoca que haya más escurrimiento superficial provocando inundaciones en algunas zonas donde no ocurría, ocasionando, además, que la tierra fértil sea arrastrada y aumente la erosión.

La agricultura y fugas de drenaje y red potable, aumentan la evaporación, evapotranspiración, la infiltración y el volumen de agua en el subsuelo. La construcción de obras hidráulicas (las presas) pueden aumentar localmente la infiltración y la evaporación, pero en otras áreas (aguas abajo de la presa) disminuye el volumen de escurrimiento. 

La extracción del agua en acuíferos, disminuye el volumen de agua subterránea y afecta la circulación del flujo subterráneo en el subsuelo. Su extracción y uso, provoca que el volumen de agua que se evapora a la atmósfera aumente y el volumen de agua del escurrimiento también se incremente.

El agua subterránea, también es una componente del ciclo hidrológico que puede ser influenciada por factores naturales (i.e. clima, geología, topografía, orografía, hidrogeología) o antropogénicos (i.e. manejo del recurso del acuífero, cambio de uso de suelo, obras hidráulicas, urbanización, deforestación). 

A nivel mundial, existen varios ejemplos de agotamiento de acuíferos y México no es la excepción, como es el caso del acuífero del Valle de San Luis Potosí. Localizado en una zona árida y semiárida, bajo un régimen extracción intensiva, es equivalente a la extracción de agua fósil, juvenil o connata, que se encuentra en el subsuelo y debido a que no tiene oportunidad de renovación en decenas, centenas o miles de años. La extracción intensiva de agua subterránea en condiciones que amenazan su uso sustentable es conocida como minado de acuíferos.

El acuífero en el Valle 

de San Luis Potosí

En el Valle de San Luis Potosí, el ciclo hidrológico se ha modificado debido al cambiado el uso de suelo, desde la fundación de la ciudad. Hasta antes de los asentamientos humanos, se ubicaban cuerpos de agua superficiales en lo que hoy es el centro de la ciudad y por los arroyos corría agua proveniente de la Sierra de San Miguelito. Con el correr de los años, la ciudad fue creciendo y los cuerpos de agua superficiales desaparecieron. La Sierra de San Miguelito empezó a ser deforestada y con ello dio origen a la erosión del suelo, con lo cual hubo un incremento en el escurrimiento y disminución en la infiltración. También se construyeron hasta 7 presas en la Sierra de San Miguelito, en la zona del vaso se incrementó la evaporación y los arroyos aguas debajo de las presas dejaron de circular agua durante gran parte del año. Con el crecimiento de la zona metropolitana, se redujo la infiltración en el valle, aumento el escurrimiento y la evaporación; además, los acuíferos han sido explotados y algunos ya han sido agotados, los más profundos, presentan problemas de abatimiento de sus niveles e inversión del flujo subterráneo. En las últimas décadas la ciudad ha invadido las inmediaciones de la Sierra de San Miguelito, impermeabilizando aún más el terreno, por lo que, durante el periodo de lluvias, las calles en estas áreas se convierten en verdaderas avenidas.

El desconocimiento de la dinámica de los acuíferos, genera graves problemas a los acuíferos, debido a que en ocasiones el agua subterránea que utilizamos, se infiltró hace miles de años en condiciones climáticas diferentes a las actuales.

Por otro lado, su funcionamiento en distancias, puede ir de escalas con flujos locales a flujos regionales, lo cual resulta difícil de restaurar.

Los fenómenos climáticos extremos, como las inundaciones y las sequías, es probable que aumenten en intensidad y frecuencia. Se espera que el cambio climático afecte también a la calidad del agua de varias formas.

En la División de Geociencias Aplicadas del IPICYT, los investigadores estudian los factores del ciclo hidrológico de manera multidisciplinaria, a fin de poder proponer medidas integrales para contar con el más importante líquido para los seres humanos.

*El Dr. José Alfredo Ramos Leal es Jefe de la División de Geociencias Aplicadas en el Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C. (IPICYT). 

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