MARCOS ADRIÁN ORTEGA GUERRERO
Doctor en Ciencias. Investigador del Centro de Geociencias, Campus Juriquilla, Universidad Nacional Autónoma de México.

La gestión del agua en México ha sido errónea durante las últimas décadas porque se ha basado en conceptos técnicos y científicos falsos, lo que ha creado numerosos conflictos por el agua en distintas regiones del país y ha provocado daños severos al ambiente y a la salud de las personas. Rectificar esta situación implica retos científicos, técnicos, educativos y jurídicos que es necesario enfrentar de manera urgente. El primer paso para elaborar un nuevo sistema de gestión de este preciado elemento es adoptar un modelo científico adecuado que permita entender el ciclo del agua en su conjunto. Por eso, proponemos que es indispensable utilizar el paradigma de los Sistemas Gravitacionales de Flujo de Agua Subterránea Tothiano-Freezeanos (SGFAS-TF) como base para la elaboración de regulaciones que permitan una gestión sustentable del agua.

En México, el 97 % del agua es subterránea y tan sólo el 3 % es superficial (ríos, lagos, presas, etc.). De la primera  proviene la mayor parte del agua destinada al consumo humano: aunque en realidad, de la totalidad del agua extraída del subsuelo, entre el 80 y el 85 % está destinada a actividades de riego. A pesar de que la salud y la alimentación de la población mexicana dependen principalmente de las fuentes subterráneas, se ha dedicado poca atención a entender su funcionamiento sistémico.

Los diferentes componentes del ciclo hidrológico como un sistema se ilustran en la figura 2. Todos estos elementos fueron integrados en un solo modelo (SGFAS-TF) por J. Tóth y A. Freeze, en la década de 1960, con el objetivo de entender el flujo del agua subterránea en su conexión con el agua superficial, el clima, la topografía, el suelo, la vegetación y los ecosistemas. Debido a la enorme capacidad explicativa de su metodología integradora, este tipo de aproximación se sigue empleando y perfeccionando por los científicos alrededor del mundo. Sin embargo, en México hubo una enorme resistencia a incorporarlo como base de la legislación y los reglamentos, porque esto representaría una amenaza a grandes intereses económicos y políticos. Se espera que esta situación cambie con la Cuarta Transformación.

Ilustraremos el tipo de metodología integradora al que nos referimos mediante la explicación de SGFAS Tothianos (fig. 3). Los elementos que constituyen dicho sistema son: el clima, el relieve topográfico, el suelo, los ríos, arroyos, lagos y ecosistemas, el agua subterránea —el medio geológico en el que se mueve (generalmente conocido como acuífero), el potencial hidráulico, los patrones de flujo—, la evolución química, la interacción dinámica entre todos ellos y  la actividad humana que modifica estos sistemas.

El clima está determinado por el patrón a largo plazo de temperaturas y precipitaciones medias y extremas (estadística del tiempo atmosférico), la humedad, la presión atmosférica, el viento y otras variables meteorológicas locales o regionales.

El relieve se refiere a la topografía del terreno, que se mide en función de su elevación sobre el nivel medio del mar.

Los suelos dependen de la evolución geológica de una región, por lo que son extremadamente complejos y variables. Determinan el desarrollo de los ecosistemas, el crecimiento de las plantas y el tipo de escurrimiento superficial del agua, por lo que son fundamentales en el desarrollo de la vida terrestre. 

El agua subterránea es la que ocupa el espacio poroso o fracturado de los sedimentos y rocas en el subsuelo, que es el resultado de la evolución geológica a lo largo de miles de millones de años. Como puede apreciarse en la figura 2, existen dos zonas en el subsuelo. La zona «no saturada», «vadosa» o «parcialmente saturada» es aquélla donde los poros de los materiales granulares (gravas, arenas, limos) o las fracturas albergan tanto agua como aire; a diferencia de la zona saturada, donde todo el espacio disponible es ocupado por agua. El nivel freático separa ambas zonas.

En el subsuelo, el flujo del agua depende de la carga hidráulica, a diferencia de lo que ocurre en la superficie, donde el movimiento depende de la altura del terreno (pues el agua siempre viaja de mayor a menor elevación). La carga hidráulica obedece al potencial del fluido, es decir, a la energía mecánica por unidad de masa, y siempre va de zonas de mayor hacia zonas de menor potencial hidráulico. 

Los patrones de flujo de agua subterránea son generados por las diferencias del nivel freático, en sistemas locales, intermedios y regionales, modificados por las heterogeneidades del subsuelo. La topografía tiene un efecto ubicuo en estos patrones, provocando su movimiento a mayores profundidades. Los sistemas locales tienen tiempos de residencia de meses a unos cuantos años; los intermedios de cientos de años y los regionales, hasta de miles de años. 

La evolución química se refiere a la incorporación de diversos elementos químicos al agua subterránea por la disolución de minerales del subsuelo a lo largo del patrón de flujo. Algunos componentes permiten estimar las zonas de recarga y tiempo de residencia del agua.

La reconstrucción de la interacción entre todos los elementos antes mencionados en su relación con la actividad humana es lo que permite entender el ciclo del agua de forma adecuada. 

Por lo anterior, este modelo permite reproducir y comprender tanto el funcionamiento natural de los SGFAS como las alteraciones causadas por la intervención humana. Así, este sistema resulta de enorme utilidad para mapear las consecuencias a corto y largo plazo de las acciones humanas sobre el ciclo del agua. Su incorporación como base para la investigación y la legislación permitirá corregir los errores de manejo de este elemento y, con ello, lograr una gestión sustentable del agua en México.

REFERENCIAS 

Freeze, R. A., y Cherry, J. A. (1979). Groundwater: United States of America. Prentice Hall. 

Tóth, J. (2016). The Evolutionary Concepts and Practical Utilization of the Tóthian Theory of Regional Groundwater Flow. International Journal of Earth and Environmental Sciences, 1(111). http://doi.org/10.15344/24
56-351X/2016/111