HIDROGEOLOGÍA

El agua invisible de la vida

Desde que la necesidad de gestionar mejor las reservas mundiales de agua se ha convertido en un objetivo fundamental para los gobiernos del planeta, han salido a la luz las amenazas que se ciernen sobre el agua subterránea. No obstante, sigue habiendo incoherencias…

Principales tipos de capas freáticas:
Principales tipos de capas freáticas:

  1. Capas aluviales: arena y grava, espesor 10-50 m, 100-150 l/m3 de roca, relación con la corriente de agua.
  2. Capas cautivas: arena, arenisca, caliza, cubierta por una capa impermeable, alimentación localizada.
  3. Capas libres: carbonato cálcico, caliza, arenisca, 30-100 l/m3 de roca, no tienen cobertura impermeable.
  4. Medio fisurado: granito, pizarra, 5-30 l/m3 de roca, alimentación por toda la superficie.
Fuente: Les eaux souterraines, connaissance et gestion, de Jean-Jacques Collin, dessin de J.F. Rieux, BRGM Éditions et Hermann Éditeurs des Sciences et des Arts
Principales tipos de porosidad
Principales tipos de porosidad

¿Dónde se puede encontrar agua subterránea? El agua se desliza por los intersticios de los granos de arena, las fisuras de las rocas y los intersticios por disolución.

Fuente: Environnement Canada. Página web sobre el agua dulce: www.ec.gc.ca/water/.
Reproducido con la autorización del ministro de Obras Públicas y Servicios Gubernamentales, 2008.
Flujo del agua subterránea
Flujo del agua subterránea

Fuente: Environnement Canada. Página web sobre el agua dulce: www.ec.gc.ca/water/.
Reproducido con la autorización del ministro de Obras Públicas y Servicios Gubernamentales, 2008.

Desde la Antigüedad clásica, los zahoríes buscan agua con tan sólo un palo. A ciegas, opinarán la mayoría de los científicos, puesto que la distribución del agua subterránea está condicionada por las peculiaridades de la geología local. Los conocimientos geológicos necesarios para su explotación se desarrollaron sobre todo en el siglo XIX, pero tan sólo hace unos veinte años que disponemos, en algunos países, de imágenes de los suelos en tres dimensiones que permiten localizarla y administrarla.

El agua tan sólo forma ríos y lagos en los suelos cársticos mientras que, en general, suele tomar la forma de una multitud de gotitas que se infiltran en medios subterráneos porosos. Algunos suelos actúan como inmensas esponjas que filtran una parte del agua de lluvia y la almacenan en una “zona de saturación”, lugar en el que todos los intersticios están llenos de agua.

Orígenes del agua subterránea

Este agua forma las capas freáticas y queda retenida por un periodo que varía entre unos días y varios miles de años. Forma parte del ciclo hidrológico, variando su velocidad de circulación según el acuífero (la formación geológica por la que transita) puesto que, exceptuando las capas fósiles de las regiones desérticas, cuyas reservas son limitadas debido a la escasez de las precipitaciones, el agua subterránea circula y se renueva, lenta o rápidamente, según el tipo de suelo en el que esté encerrada y el grado de inclinación, de la capa impermeable en la que subyace el acuífero.

Si bien cada acuífero es único debido a sus especificidades geológicas, se pueden clasificar según la forma en la que su agua se encuentre retenida o circule. En un “acuífero poroso”, compuesto por materiales blandos como la arena o la grava, el agua circula entre los granos de la roca. En un “acuífero fisurado”, se mete a través de las fisuras que recorren capas geológicas como las de granito o de pizzara. Los “acuíferos cársticos”, constituidos de carbonato cálcico o caliza, comportan fisuras, cavidades y, a veces, poros.

Se dice que una capa freática es “libre” cuando fluctúa de arriba a abajo libremente, en general, en un acuífero de poca profundidad. Por el contrario, si está recubierta por una capa de suelo impermeable, la capa es “cautiva”. Se encuentra entonces a mayor profundidad y el agua, bajo presión, en ocasiones sale a la superficie a través de un pozo artesiano. Las “capas aluviales” constituyen un tipo especial de capas libres, y se forman en las grandes extensiones de arena y de grava que bordean los ríos.

Unos conocimientos esenciales

La mayoría de los medios acuáticos dependen en gran medida de la regulación natural que ejercen las aguas subterráneas. Por ejemplo, muchos ríos se secarían en verano si no estuvieran alimentados por las capas aluviales que los bordean o, por el contrario, se desbordarían sistemáticamente en invierno si el suelo no absorbiera el exceso provocado por las precipitaciones. El agua subterránea proporciona casi un tercio del volumen de todas las corrientes de agua del planeta, es decir, aproximadamente 12.000 km3 al año.

Por lo tanto, este recurso vital contribuye en gran medida a regular el flujo de las aguas de superficie, por lo que hay que estudiar su mecánica para comprender y prever las inundaciones. Estos conocimientos también son determinantes en el área de la construcción, tanto para evitar las subidas de las capas freáticas en las construcciones como para garantizar la estabilidad del suelo en el que se erigen, puesto que los acuíferos forman parte integrante de la geología propia de una región. Por ejemplo, en Méjico, la bajada del nivel de las aguas debida a la sobreexplotación de las capas freáticas ya ha provocado hundimientos de terreno y destruido numerosas infraestructuras. En Riad, en Arabia Saudí, la incorporación de agua potable procedente de las plantas de desalinización provoca la subida de las capas freáticas, cuya agua causa daños en los sótanos y perturba la red de distribución de agua corriente.

Las industrias a menudo emplean el agua subterránea, que suele ser de fácil acceso, excelente calidad y con buen caudal, esencialmente como líquido de enfriamiento. Pero sobre todo es vital para el riego: alrededor del 40 % de la agricultura mundial depende, al menos en parte, de este tipo de agua.

No obstante, las aguas del subsuelo tienen un valor inestimable porque constituyen una extraordinaria reserva de agua potable. Con excepción de la enorme cantidad de agua dulce inexplotable que contienen los glaciares y los casquetes polares, cerca del 97 % de las reservas accesibles del planeta se esconden bajo tierra. En Europa, alrededor del 50 % del agua potable proviene de las capas freáticas.

Recurso vital amenazado

“Por lo general, las aguas subterráneas son de mejor calidad que las aguas de superficie, puesto que han sido filtradas previamente en la ‘zona no saturada’ que está por encima del depósito”, precisa Maciej Kłonowski, hidro - geólogo de EuroGeoSurveys. Si las condiciones geológicas lo permiten, pueden ser bom beadas localmente. Son dos ventajas que hacen que su explotación sea poco costosa.

No obstante, con frecuencia quienes explotan estas aguas y sus consumidores ignoran el papel vital que desempeñan estas aguas. Las consecuencias las pagan los países del área mediterránea principalmente. En España, de 100 acuíferos, más de la mitad están sobreexplotados. En la cuenca del río Segura, el ratio existente entre la cantidad de agua extraída de las capas freáticas y la cantidad de agua renovada por las precipitaciones pasó de menos del 20 % en los años ochenta al 130% en 1995.

“Cuando se bombea el agua de una capa freática, hay que hacerlo de forma sostenible”, destaca Maciej Kłonowski. “La sobreexplotación de un acuífero puede conllevar la modificación de la composición química del agua, por ejemplo, con un aumento nefasto de la concentración de hierro o de manganeso. Otra posible consecuencia es la elevación de salmuera proveniente de los acuíferos profundos subyacentes o, en las regiones costeras, la infiltración del agua del mar en la capa freática. Todos estos factores hacen que el agua subterránea no sea apta para el consumo y, teniendo en cuenta que no se puede tratar una capa freática o que puede ser un proceso extremadamente caro, se termina abandonando el acuífero durante años e incluso para siempre”.

En las regiones áridas o semiáridas, en las que el agua subterránea es más necesaria, el recurso está muy mal gestionado. “En España se utiliza una gran cantidad de agua para el cultivo de productos agrícolas precoces, como las fresas, con métodos de riego mal adaptados: el agua simplemente se rocía sobre los campos, malgastándose debido a la evaporación. Esto demuestra hasta qué punto hay que ajustar las actividades de superficie a la cantidad de agua disponible para preservar las capas freáticas de forma sostenible”, recuerda Wilhem Struckmeier, secretario general de la Asociación Internacional de Hidrogeólogos (IAH, por sus siglas en inglés). “Este desconocimiento, incluso olvido del papel fundamental de las aguas subterráneas no sólo se da en los países del Sur. En el Norte tampoco se aprecia lo suficiente este recurso, pero las consecuencias de su mala gestión son menos evidentes, puesto que abunda el agua en la superficie”.

Un conocimiento fragmentado

El desarrollo de las industrias y la intensificación de la agricultura aceleraron la explotación del agua subterránea a partir de los años cincuenta. “Por desgracia, la financiación de la investigación en hidrogeología se destinó principalmente a lograr los conocimientos necesarios para el desarrollo de la ingeniería civil. Los esfuerzos se concentraron en facilitar la extracción, y no en estudiar el papel del acuífero en el ciclo del agua ni en saber cómo funcionaba globalmente la capa freática. Aunque en Europa podamos explotar las capas freáticas, aún disponemos de pocos conocimientos hidrológicos para hacerlo de forma sostenible”, lamenta Wilhem Struckmeier.

El lanzamiento de la ambiciosa Directiva Marco Europea del Agua, en el año 2000, supuso un cambio radical en la política de la Unión Europea en la materia. Se iniciaron numerosas investigaciones con vistas a mejorar la gestión de este recurso vital. El proyecto AQUATERRA es buen ejemplo de ello. Pretende comprender mejor las múltiples interacciones que rigen el sistema río/sedimentos/agua/suelo de las cuencas fluviales(1). “Estudiamos el movimiento de la contaminación a través de estos diferentes compartimentos, un campo aún poco conocido. No se sabe cómo el suelo puede almacenar durante años, incluso miles de años, contaminantes como los HAP(2), por ejemplo. También quedan por despejar numerosos interrogantes sobre los procedimientos microbiológicos que intervienen en la degradación de algunos contaminantes en los suelos y en el agua”, explica Johannes Barth, hidrogeólogo de la Universidad de Tübingen (Alemania) y coordinador científico de AQUATERRA.

La baza principal de este proyecto es que reúne a un amplio abanico de científicos y de protagonistas conocedores del tema: geólogos, investigadores de socioeconomía, ingenieros medioambientales, químicos, administradores, responsables políticos, etc. Se reúnen con vistas a sentar las bases científicas necesarias para la elaboración de modelos digitales que apoyen la gestión de las cuencas fluviales. Las teorías investigadas en los laboratorios serán probadas en las cuencas del Ebro, del Danubio, del Meuse, del Elba y las fuentes de Brévilles. Se han elegido estos sistemas hidráulicos tan diferentes a propósito, a fin de facilitar la extrapolación de los resultados de AQUATERRA a otras cuencas.

El proyecto ya ha hecho posible que se comprenda mejor la importancia de las llanuras aluviales que bordean los ríos: “No sólo permiten prevenir las inundaciones, sino que su dinámica de pH y la particularidad de su condición de oxidorreducción hacen que desem - peñen un papel determinante en el ciclo de reabsorción de los contaminantes”, explica Johannes Barth.

Del dicho al hecho

La explosión de la demografía mundial, las consecuencias inciertas del calentamiento climático, la desigualdad en el acceso al agua de los pueblos, etc., podrían llevar a una “crisis del agua”, por lo que tendría que haber una gestión global sostenible de las aguas subterráneas. No obstante, siguen existiendo enormes incertidumbres científicas al respecto. Estos depósitos de agua dulce, aunque estén ocultos bajo tierra, están unidos a los suelos y al resto del ciclo del agua. Su vulnerabilidad frente a las actividades humanas de superficie también podría llevarnos a cuestionar nuestros modos de consumo y de producción, en particular los agrícolas. Todas estas realidades hacen que tan sólo un enfoque pluridisciplinario consiga encontrar las respuestas adecuadas para gestionar el agua subterránea de forma sostenible.

En 2004, los gobiernos europeos, en una directiva sobre las aguas subterráneas, destacaron la importancia de las aguas aún escondidas en toda la Tierra. Pero estas buenas intenciones apenas se han traducido en hechos. “Tan sólo una convocatoria de proyectos concernía directamente a las aguas subterráneas en el Séptimo Programa Marco”, lamenta Johannes Barth. “¡Qué aberración tratar cuestiones medioambientales de tal envergadura ofreciendo tan pocos medios a la investigación científica relacionada con el agua!".

Wilhem Struckmeier opina lo mismo: “Hacen falta más fundamentos científicos sólidos para poder establecer un sistema de protección eficaz de las aguas subterráneas. No existe ninguna definición clara de lo que tiene que considerarse como ‘una masa de agua subterránea’, término utilizado en la Directiva europea sobre aguas subterráneas. Además, las modalidades de recogida de datos sobre la calidad de estas aguas son demasiado heterogéneas y poco pertinentes en numerosos países europeos. Las ayudas financieras de la Unión en este campo se centran mucho en la reabsorción de los contaminantes o en la sobreexplotación de las capas freáticas, en detrimento de los proyectos que pretenden mejorar su gestión. Yo creo que Europa se centra demasiado en las consecuencias de los problemas y no lo suficiente en su origen”.

Julie Van Rossom

  1. Una cuenca fluvial es una porción de territorio delimitada por la línea de las cumbres, cuyas aguas alimentan un desagüe común como un río, un lago o incluso el mar.
  2. Hidrocarburos policíclicos aromáticos, un tipo de contaminante orgánico persistente (COP).

TOP

Más información

  • Aquaterra
    46 socios – 15 países (AT-BE-CH-CZ-DE-DKES-FR-IT-NL-PL-RO-RS-SK-UK).
    www.eu-aqua
    terra.de
  • Asociación Internacional de Hidrogeólogos (International Association of Hydrogeology o IAH)
    Más de 3.500 miembros de unos 135 países.
    www.iah.org