Chihuahua podría vigilar su agua desde el espacio: Geomática para combatir la crisis hídrica

Dr. Javier Gómez Maturano, Investigador por México en CIMAV

El reciente debate y tensión social respecto a la nueva Ley General de Aguas en México nos invita a reflexionar, desde la ciencia, sobre la importancia de la gestión sostenible de los recursos hídricos. México se encuentra en una crisis hídrica caracterizada por la falta de disponibilidad de agua en los acuíferos y por su sobreexplotación. Según la Comisión Nacional del Agua, de los 653 acuíferos que hay en México, en 2023, sólo 378 tenían disponibilidad del recurso y 111 se encontraban en condiciones de sobre explotación. Pero ¿Qué significan estas cifras? 

Resulta que los acuíferos son formaciones geológicas subterráneas que permiten almacenar y transmitir agua, estas formaciones constituyen un gran depósito natural de agua dulce. La disponibilidad de un acuífero nos indica el volumen de agua que se puede extraer sin que el depósito se agote, de tal manera que en cerca del 40% de los acuíferos en México ya no se puede extraer agua. De los acuíferos con disponibilidad, casi una tercera parte se encuentran en condiciones de sobre explotación, es decir que se extrae más agua de la que se recarga naturalmente, comprometiendo así la disponibilidad para las futuras generaciones.

En el norte del país la crisis se agudiza, ya que en regiones áridas y semiáridas hay una dependencia excesiva del agua subterránea almacenada en los acuíferos. En particular, para el estado de Chihuahua, más del 90% del agua que se consume por la población, la industria y la agricultura proviene de los acuíferos.  Existen 61 acuíferos en Chihuahua, 42 de ellos no tienen disponibilidad por lo que no se puede extraer más agua de ellos y los 19 acuíferos restantes se encuentran en condiciones de sobre explotación. Para asegurar la disponibilidad del recurso agua para los siguientes años se debe impulsar un consumo responsable y sostenible del agua; además, se deberá asegurar la recarga natural de los acuíferos e impulsar la recarga artificial de los mismos. 
Sin embargo, el ciclo del agua es un proceso dinámico y complejo en el que están involucrados factores geológicos, hidrológicos, climatológicos y socioeconómicos que determinan el volumen de recarga de los acuíferos en una cuenca. La cuenca es una superficie territorial delimitada a partir del ciclo hidrológico y trasciende los límites político-administrativos del municipio, del estado e incluso de las naciones. Por ello la atención y solución de la crisis hídrica en México requiere de un enfoque sistémico y transdisciplinario que permita modelar y analizar los ciclos hidrológicos con un enfoque territorial de cuenca.

La geomática es una ciencia que puede aportar mucha información geoespacial para la gestión sostenible de los recursos hídricos. Gracias a herramientas tecnológicas como los sistemas de información geográfica, la percepción remota satelital, el uso de drones multiespectrales y la inteligencia artificial, se puede obtener información actualizada y precisa de las características físicas de grandes regiones y con ello analizar el ciclo hidrológico con mayor exactitud. La geomática es una ciencia reciente que se ha desarrollado de la mano de nuevas tecnologías por lo que muchos especialistas en el campo de la hidrología no han podido implementar las técnicas de modelación y análisis espacial, quedándose en la obsolescencia de estudios de campo de corto alcance y en ocasiones, muy costosos.   

En los últimos años, geomáticos en todo el mundo han demostrado la viabilidad de aplicar modelos geoespaciales en las diferentes etapas del ciclo hidrológico, encontrando resultados prometedores. Cientos de estudios exploratorios se han realizado en la última década para caracterizar la superficie de la tierra y determinar, entre otras cosas, el potencial de recarga de acuíferos que tienen ciertos territorios. Gracias a los sistemas de información geográfica se cuenta con información geoespacial de aspectos geológicos como el tipo de suelo, el tipo de roca, la pendiente del terreno, la presencia de fallas, fracturas y cavernas, así como otros elementos que propician la infiltración del agua de lluvia a los acuíferos. 

Programas de observación de la Tierra como las constelaciones de satelitales Landsat (EE. UU.) y Copernicus (Unión Europea) proveen imágenes satelitales a los científicos, que permiten corroborar datos sobre las características de la superficie, cobertura de la tierra y uso del suelo, factores que son clave en el ciclo hidrológico. Otra forma de percepción remota, que brinda mayor flexibilidad y precisión sobre los datos geoespaciales del territorio, son los sistemas de aeronaves no tripuladas (drones) que incluye una aeronave sin piloto, una estación de control terrestre y un enlace de comunicación, operando de forma remota o autónoma.  

Durante décadas instituciones como el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), el Centro Nacional de Prevención de Desastres (CENAPRED), la Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO), la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (CONANP), la Comisión Nacional Forestal (CONAFOR), el Servicio Geológico Mexicano (SGM), entre otras, han obtenido y georreferenciado información geohidrológica, climática y socioeconómica indispensable para analizar el ciclo hidrológico en México. El mayor reto en la actualidad es la integración de esta información en modelos geoespaciales que permitan comprender las diferentes etapas del ciclo del agua en cuencas de interés. La inteligencia artificial permite a los analistas geoespaciales hacer predicciones, reconocer patrones y obtener clasificaciones supervisadas y no supervisadas del territorio a fin de profundizar en el conocimiento del proceso de recarga de acuíferos y la dinámica del flujo del agua. 

En el Departamento de Medio Ambiente y Energía del Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV) se impulsa el análisis geomático de la aptitud territorial del estado de Chihuahua. En este centro de investigación se financió el proyecto: Análisis geoespacial del potencial de recarga de acuíferos en cuencas del estado de Chihuahua, en el que se emplearon técnicas geomáticas para determinar zonas con alto potencial de recarga de acuíferos. El modelo de análisis se formuló mediante un ejercicio de ciencia participativa en el que se involucraron organizaciones sociales, grupos ecologistas, asociaciones civiles, académicos y autoridades de los tres órganos de gobierno, los cuales convergieron en el Primer Foro de identificación y protección de zonas de recarga de acuíferos, celebrado el 8 y 9 de septiembre en las instalaciones del CIMAV.

Los resultados del análisis del potencial de recarga de acuíferos en las cuencas del estado de Chihuahua se muestran en la imagen de este artículo. 

Estos resultados pueden constituir un insumo para el Programa de Ordenamiento Ecológico del Territorio en el estado de Chihuahua y sus Programas de Ordenamiento Local en los municipios. Este mapa del potencial de recarga de acuíferos del territorio de Chihuahua puede constituir un insumo para el impulso de políticas proteccionistas a estas zonas con alto valor ambiental e hídrico. Además, los resultados muestran las zonas factibles para el impulso de proyectos de recarga artificial. El CIMAV ha buscado la colaboración con autoridades estatales y municipales para construir el binomio ciencia-gobierno a fin de encontrar soluciones a la crisis hídrica del estado.