La sobreexplotación es el proceso de extracción de agua subterránea más allá del rendimiento de equilibrio de un acuífero . El agua subterránea es una de las mayores fuentes de agua dulce y se encuentra bajo tierra. La causa principal del agotamiento de las aguas subterráneas es el bombeo excesivo de aguas subterráneas desde los acuíferos subterráneos.
Hay dos conjuntos de rendimientos: rendimiento seguro y rendimiento sostenible . El rendimiento seguro es la cantidad de agua subterránea que se puede extraer durante un período de tiempo sin exceder la tasa de recarga a largo plazo ni afectar la integridad del acuífero. [2] [3] El rendimiento sostenible es la cantidad de extracción de agua que se puede sostener indefinidamente sin impactos hidrológicos negativos, teniendo en cuenta tanto la tasa de recarga como los impactos en las aguas superficiales . [4]
Hay dos tipos de acuíferos: confinados y libres. En los acuíferos confinados existe una capa dominante llamada acuitardo , que contiene materiales impermeables a través de los cuales no se puede extraer el agua subterránea. En los acuíferos libres no hay acuitardo y el agua subterránea se puede extraer libremente de la superficie. Extraer agua subterránea de acuíferos libres es como pedir prestada agua: hay que recargarla a un ritmo adecuado. La recarga puede ocurrir mediante recarga artificial y recarga natural. [5]
Una recarga insuficiente puede provocar su agotamiento, reduciendo la utilidad del acuífero para los seres humanos. El agotamiento también puede tener impactos en el medio ambiente alrededor del acuífero, como la compresión del suelo y el hundimiento de la tierra , el cambio climático local, los cambios en la química del suelo y otros deterioros del medio ambiente local.
Cuando se extrae agua subterránea de un acuífero, se crea un cono de depresión alrededor del pozo . A medida que continúa la corriente de agua, el radio del cono aumenta. Extraer demasiada agua (sobreexplotación) puede provocar impactos negativos como una caída del nivel freático , hundimientos de la tierra y pérdida de agua superficial que llega a los arroyos. En casos extremos, el suministro de agua que recarga naturalmente el acuífero se extrae directamente de arroyos y ríos, lo que reduce sus niveles de agua. Esto afecta a la vida silvestre, así como a los humanos que podrían estar usando el agua para otros fines. [5]
El proceso natural de recarga de los acuíferos se produce mediante la percolación del agua superficial. Un acuífero puede recargarse artificialmente, por ejemplo bombeando agua recuperada de proyectos de gestión de aguas residuales directamente al acuífero. Un ejemplo de ello es el Distrito de Agua del Condado de Orange en California . [6] Esta organización toma aguas residuales, las trata a un nivel adecuado y luego las bombea sistemáticamente de regreso a los acuíferos para su recarga artificial.
Dado que cada cuenca de agua subterránea se recarga a un ritmo diferente dependiendo de las precipitaciones , la cubierta vegetal y las prácticas de conservación del suelo , la cantidad de agua subterránea que se puede bombear de manera segura varía mucho entre regiones del mundo e incluso dentro de las provincias. Algunos acuíferos requieren mucho tiempo para recargarse y, por lo tanto, la sobreexplotación puede secar efectivamente ciertos suministros de agua subterránea . El hundimiento ocurre cuando se extrae un exceso de agua subterránea de rocas que soportan más peso cuando están saturadas. Esto puede conducir a una reducción de la capacidad del acuífero. [7]
Los cambios en la disponibilidad de agua dulce se deben a actividades naturales y humanas (junto con el cambio climático ) que interfieren con los patrones de recarga de las aguas subterráneas. Una de las principales actividades antropogénicas que causan el agotamiento de las aguas subterráneas es el riego . Aproximadamente el 40% del riego mundial se sustenta en aguas subterráneas, y el riego es la actividad principal que causa la pérdida de almacenamiento de agua subterránea en los EE. UU. [8]
Esta clasificación se basa en la cantidad de agua subterránea que cada país utiliza para la agricultura. Este problema está adquiriendo importancia en los Estados Unidos (sobre todo en California), pero ha sido un problema constante en otras partes del mundo, como se documentó en Punjab , India, en 1987. [10]
En Estados Unidos, se estima que durante el siglo XX se agotaron unos 800 km 3 de aguas subterráneas. [8] El desarrollo de ciudades y otras áreas de uso altamente concentrado de agua ha creado una presión sobre los recursos de agua subterránea. En escenarios posteriores al desarrollo, las interacciones entre el agua superficial y el agua subterránea se reducen; hay menos mezcla entre la superficie y el subsuelo ( interflujo ), lo que lleva a un agotamiento de los niveles freáticos. [11]
Las tasas de recarga de aguas subterráneas también se ven afectadas por el aumento de las temperaturas, que aumentan la evaporación y la transpiración de la superficie, lo que resulta en una disminución del contenido de agua del suelo. [12] Los cambios antropogénicos en el almacenamiento de agua subterránea, como el bombeo excesivo y el agotamiento de los niveles freáticos, combinados con el cambio climático, remodelan efectivamente la hidrosfera e impactan los ecosistemas que dependen del agua subterránea. [13]
Según un informe de 2013 del hidrólogo investigador Leonard F. Konikow [14] del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), el agotamiento del acuífero Ogallala entre 2001 y 2008 representa aproximadamente el 32 % del agotamiento acumulado durante todo el siglo XX. [14] En los Estados Unidos, los mayores usuarios de agua de los acuíferos incluyen el riego agrícola y la extracción de petróleo y carbón . [15] Según Konikow, "el agotamiento total acumulativo de las aguas subterráneas en los Estados Unidos se aceleró a finales de la década de 1940 y continuó a un ritmo lineal casi constante hasta finales del siglo. Además de las consecuencias ambientales ampliamente reconocidas, el agotamiento de las aguas subterráneas también afecta negativamente a la sostenibilidad a largo plazo de los suministros de agua subterránea para ayudar a satisfacer las necesidades de agua de la nación". [14]
Según lo informado por otro estudio del USGS sobre extracciones de 66 acuíferos importantes de EE. UU., los tres usos más importantes del agua extraída de los acuíferos fueron el riego (68%), el suministro público de agua (19%) y el "autoabastecimiento industrial" (4%). El 8% restante de las extracciones de agua subterránea fueron para "usos de autoabastecimiento doméstico, acuícola , ganadero , minero y de energía termoeléctrica ". [dieciséis]
La extracción de agua subterránea para su uso en suministros de agua reduce el nivel freático general, el nivel en el que se encuentra el agua subterránea en un área. La disminución del nivel freático puede disminuir el caudal de los arroyos y reducir el nivel del agua en otros cuerpos de agua como humedales y lagos. [17] En los sistemas kársticos, la extracción de agua subterránea a gran escala puede provocar sumideros o hundimientos relacionados con el agua subterránea. La sobreexplotación hace que la presión en los contenimientos de piedra caliza se vuelva inestable y los sedimentos colapsen, creando un sumidero. [18] La sobreexplotación en las regiones costeras puede conducir a la reducción de la presión del agua en un acuífero, permitiendo la intrusión de agua salada. Si el agua salada contamina un acuífero de agua dulce, ese acuífero ya no podrá utilizarse como fuente confiable de agua dulce para asentamientos y ciudades. La recarga artificial puede devolver la presión del agua dulce para detener la intrusión de agua salada. Sin embargo, este método puede resultar económicamente ineficiente y no estar disponible debido al alto costo del proceso. [18]
Cuando los acuíferos o los pozos de agua subterránea sufren sobreexplotación, las concentraciones de sustancias químicas en el agua pueden cambiar. En las fuentes de agua subterránea se pueden encontrar sustancias químicas como calcio, magnesio, sodio, carbonato, bicarbonato, cloruro y sulfato. [19] Los cambios en la calidad del agua como resultado del sobregiro pueden hacerla insegura para el consumo humano; inutilizar las fuentes de agua subterránea como fuente de agua potable. [19]
La sobreexplotación también puede afectar a los organismos que viven dentro de los acuíferos subterráneos conocidos como tygobiontes . La pérdida de hábitat para estas criaturas debido a la sobreexplotación ha reducido la biodiversidad en ciertas áreas. [20]
Los impactos ambientales del sobregiro incluyen:
El sobregiro tiene impactos socioeconómicos debido a las desigualdades de costos que aumentan a medida que cae el nivel freático . A medida que el nivel freático desciende, se requieren pozos más profundos para alcanzar el agua del acuífero. Esto no sólo requiere la profundización de los pozos ya existentes, sino también la excavación de nuevos pozos. [22] Ambos procesos son costosos. Una investigación realizada en Punjab encontró que el alto costo de la tecnología para continuar con el acceso al agua perjudica más a los pequeños propietarios que a los grandes porque los grandes propietarios tienen más recursos “para invertir en tecnología”. [22] Por lo tanto, los pequeños propietarios, que tradicionalmente tienen ingresos más bajos que los grandes propietarios, no pueden beneficiarse de la tecnología que permite un mayor acceso al agua. [22] Esto crea un ciclo de inequidad, ya que los pequeños propietarios de tierras que dependen de la agricultura tienen menos agua para regar sus tierras, lo que produce una menor producción de cultivos.
Además, el sobregiro tiene impactos socioeconómicos debido a leyes de apropiación previa . Los derechos de apropiación previa declaran que la primera persona que utilice agua de una fuente hídrica mantendrá el derecho al agua. Estos derechos dan lugar a desigualdades socioeconómicas, ya que las empresas y/o los grandes propietarios de tierras que tienen mayores ingresos pueden mantener sus derechos de agua. Mientras tanto, las nuevas empresas o los pequeños propietarios de tierras tienen menos acceso al agua, lo que se traduce en una menor capacidad de obtener ganancias. [22] Debido a esta desigualdad, los pequeños agricultores en Punjab con menos derechos de agua tienden a cultivar maíz o arroz menos productivo; Mientras tanto, los grandes propietarios de tierras en Punjab pueden utilizar más tierras para cultivar arroz porque tienen acceso al agua. [22]
Recarga Artificial:
Dado que la recarga es la reposición natural de agua, la recarga artificial es la reposición de aguas subterráneas provocada por el hombre, aunque sólo hay una cantidad limitada de agua adecuada disponible para reponer. [23]
Técnicas de conservación del agua:
Otras soluciones incluyen implementar técnicas de conservación de agua para disminuir el sobregiro. Estos incluyen mejorar la gobernanza para garantizar una gestión adecuada del agua, incentivar la conservación del agua, mejorar las técnicas agrícolas para garantizar que el uso del agua sea eficiente, cambiar las dietas hacia cultivos que requieran menos agua e invertir en infraestructura que utilice el agua de manera sostenible. [24] El estado de California ha implementado algunas técnicas de conservación de agua debido a las sequías en el estado. Algunas de sus técnicas incluyen prohibiciones de: 1) riego al aire libre que corra hacia las aceras u otras superficies duras que no absorban agua, 2) lavar vehículos con una manguera que no tenga manija de cierre, 3) regar dentro de las 48 horas posteriores un cuarto de pulgada de lluvia y 4) regar el césped decorativo comercial/industrial. [25]
Incentivos para la conservación del agua:
Las técnicas utilizadas por California en situaciones de emergencia son útiles; sin embargo, es importante contar con incentivos para llevarlas a cabo. La ciudad de Spokane tiene un programa para incentivar paisajes sostenibles llamado SpokaneScape. Este programa incentiva los jardines con uso eficiente del agua al ofrecer a los propietarios hasta $500 en crédito en su factura de servicios públicos si adaptan sus jardines a plantas con uso eficiente del agua. [26]
:2se invocó pero nunca se definió (consulte la página de ayuda ).{{cite book}}: |website=ignorado ( ayuda )[1]