El ciclo hidrológico es el conjunto de transferencias de agua entre la atmósfera, tierra y mar en sus tres estados: Sólido, líquido y gaseoso. Sus principales fases son, la evaporación, condensación y la precipitación, de esta última se desprende el escurrimiento conocido como la lluvia que cae al suelo y en la cual cierta cantidad de ella fluye sobre la superficie de la tierra formando ríos y lagos, otra porción se evapora regresando a la atmósfera y la otra parte de este escurrimiento se filtra y percola en el terreno o suelo, originando que ciertas capas permeables de rocas y sedimentos, se almacenen, retengan o permitan el movimiento del “Aguas subterránea” en “Acuíferos”.
En cuanto a la calidad del agua, esta se define como las propiedades químicas, físicas y biológicas que afectan su uso, de acuerdo con lo anterior, la calidad del agua no puede ser definida hasta que su uso sea especificado.
Actualmente, se conoce que la calidad del agua presente en los acuíferos depende de las composiciones de las formaciones rocosas que se encuentre entre zonas geográficas con diferentes tipos de clima; también de los recorridos subterráneos del agua y de la precipitación imperante en la zona geográfica. El agua subterránea, cuando no es afectada por impactos antropogénicos, es usualmente considerada de excelente calidad desde sus características físicas, químicas, y biológicas. Sin embargo, los acuíferos pueden contener concentraciones naturales de metales pesados, como hierro, manganeso, arsénico, boro, flúor, plomo, entre otros, que la hacen inaceptable como agua potable. La calidad en los acuíferos resulta del filtrado natural que sufre el agua de lluvia y de los ríos mientras se percola a través del suelo hacia los mantos acuíferos, donde queda protegida, en mayor o menor medida de la contaminación antropogénica a diferencia de la que se ve expuesta el agua superficial.
El aprovechamiento más eficaz de un acuífero para utilizar al máximo sus recursos y no incurrir en un déficit (sobreexplotación), es el de extraer anualmente una cantidad de agua igual o inferior a los volúmenes de agua que externamente ingresan (generalmente es la precipitación). El aprovechamiento intensivo a sobreexplotación consiste en extraer más agua de la que entra en un sistema, lo que supone un consumo de las reservas que se refleja en el descenso del nivel del agua (freático o piezométrico). En general, cuando un acuífero es sometido a un aprovechamiento intensivo, se tienen los siguientes efectos: el primero, el descenso del nivel freático y profundización de los niveles de bombeo, provocando el cambio de los patrones originales de flujo, así como el incremento de los consumos de energía eléctrica en los equipos de bombeo; el segundo, la reducción del caudal de manantiales y la desaparición de algunos; el tercero, hundimientos y agrietamientos del suelo con daños en las edificaciones y viviendas locales. Además, la calidad natural del agua subterránea puede ser alterada como consecuencia de este aprovechamiento intensivo, de tal manera que conforme se bajan los niveles piezométricos, aumentan las concentraciones de metales pesados. La calidad del agua subterránea puede sufrir alteraciones también por diversas formas de contaminación antropogénica, por ejemplo, las lixiviaciones de los basureros y las descargas de aguas residuales no tratadas de industrias, centros de población o incluso de zonas de cultivo.
Las consecuencias más directas de la sobreexplotación son: i) el agotamiento de las reservas de aguas fósiles, ii) el descenso no estabilizado de los niveles de bombeo, iii) la desaparición y reducción de los caudales de manantiales, y iv) el deterioro de la calidad química de las aguas subterráneas. Esta última consecuencia se debe a la disolución en menor grado de las aguas fósiles almacenadas en el acuífero con las nuevas de la recarga anual, lo que favorece la concentración de sales. Otro factor que puede contribuir al deterioro de la calidad de las aguas subterráneas tiene que ver con la recarga por aguas contaminadas de los ríos a los acuíferos, ya que los ríos pasan de ser efluentes a ser influentes. Asimismo, los acuíferos pueden ser contaminados por las aguas contaminadas por lixiviación de los desechos industriales y municipales situados sobre el acuífero.
El agua subterránea de la región centro del estado de Zacatecas
Esta agua se concentra principalmente en el acuífero Guadalupe-Bañuelos, que se localiza en el estado de Zacatecas a 19 kilómetros al sur de la ciudad capital de Zacatecas, abarca 371 km2 de superficie que traslapa con porciones de los municipios de Guadalupe, Genaro Codina y Ojocaliente (véase la Figura 1). En la mayor parte de la superficie del estudio se practica la agricultura de secano, además de 100 hectáreas de riego dominada en las zonas agrícolas de La Zacatecana y Bañuelos.
El clima imperante es semi-seco, templado y con lluvias en verano. la precipitación pluvial media anual es del orden de 450 mm; la temperatura media anual es de 16 oC y la evaporación potencial media anual es 2200 mm, lo que implica la existencia de pocos arroyos, que son intermitentes y de bajo caudal, por lo que el agua subterránea es la principal fuente de abastecimiento de los centros de población y de las actividades económicas, agrícolas e industriales.
Existen básicamente tres tipos de usuarios que extraen agua del acuífero Guadalupe Bañuelos, uno para el uso público urbano, otro para uso rural y el último para uso agrícola. El primero corresponde a la Junta Intermunicipal de Agua Potable y Alcantarillado de Zacatecas (JIAPAZ), la cual extrae el agua subterránea mediante pozos profundos para el abastecimiento de la Zona Conurbana Zacatecas Guadalupe; el segundo corresponde a Juntas o Comités de Agua, en las comunidades de Bañuelos, San Ramón, Perales, Viboritas, Las Mangas, Las Cumbres, entre otras, para el abastecimiento de sus respectivas comunidades; el tercero se refiere a los agricultores de escala pequeña, cuyos sistemas de riego exhiben baja o nula tecnificación y por la tanto de escasa producción y rentabilidad. Con todo, hay concesiones para extraer anualmente 12.4 millones de metros cúbicos de agua (Mm3/año) del acuífero Guadalupe Bañuelos, aunque su recarga natural es de sólo 10.7 Mm3/año, según la Comisión Nacional de Agua (Conagua), lo que se traduce en un déficit de 2 Mm3/año. El 55.6% del agua extraído del acuífero Guadalupe Bañuelos es para el sector público urbano, 42.6% se canaliza al sector agrícola, el 1.8% se registra en la categoría de “otro”, que incluye los sectores doméstico, pecuario y agroindustrial.
El aprovechamiento del acuífero Guadalupe-Bañuelos
En 1928 existían en la zona del acuífero Guadalupe Bañuelos numerosos pozos a cielo abierto alimentados por abundantes aguas freáticas. Destacaba el pozo No. 22 el cual fue construido para alimentar a las máquinas de vapor del Ferrocarril Central Mexicano y para el uso doméstico de la estación. Este pozo construido a principios del siglo XX, cercano a
La Estacion, alcanzó originalmente 200 metros de profundidad, con la particularidad de que el nivel del agua freática se fue abatiendo a medida que se profundizaba la perforación, debido a esto se procedió a construir 4 galerías filtrantes en forma radial de 25 metros de longitud cada una con el fin de obtener volúmenes de agua adicionales a los que la noria era capaz de aportar, funcionando al mismo tiempo como cisterna o aljibe que recibía las aportaciones de las galerías. Dicho pozo se equipó para abastecer a la ciudad de Guadalupe y actualmente se encuentra en funcionamiento.
Alrededor de 1950, se inicia el aprovechamiento masivo de los acuíferos; se incrementa la extracción principalmente mediante pozos profundos de gran caudal. En el acuífero Guadalupe Bañuelos, los pozos a cielo abierto eran excavados a pico y pala hasta profundidades máximas a 40 metros, suministraban a pequeños regadíos y viviendas, mientras los pozos perforados con profundidades de hasta 200 metros suministraban a poblaciones rurales y a la ciudad de Guadalupe. Cabe mencionar que, de acuerdo a la respectiva norma de salud en aquel entonces el agua se consideraba como potable.
Hacia 1978, continua el incremento en el número de pozos profundos de gran caudal y disminuye el número de pozos a cielo abierto, mientras las autoridades en materia de agua, caracterizaron los equipos de bombeo, las profundidades de extracción, la superficie bajo riego y las poblaciones abastecidas, además de llevar a cabo estudios sobre la calidad del agua. Los resultados fueron 22 pozos profundos, 35 pozos a cielo abierto (norias) y dos manantiales. Del total de los pozos 19 pozos a cielo abierto correspondían al riego, 6 pozos profundos al abastecimiento de agua potable y 20 pozos a cielo abierto para uso particular (doméstico, riego y pecuario). Así mismo, se registran los primeros indicios de “Contaminación Natural” en un pozo por flúor (F-), con un valor de 1.74 mg/L, valor que sobrepasa a la norma de calidad para el consumo humano que establece un nivel máximo de 1.5 mg/L.
En 2011, se realiza la caracterización de las aguas contenidas en pozos a cielo abierto y profundos por maestros y alumnos de servicio social del Laboratorio de Química de Superficies y Análisis Industriales de la Unidad Académica de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Zacatecas. En este estudio, las muestras de agua mostraron valores en los parámetros hierro (Fe+), plomo (Pb+), cadmio (Cd+) y mercurio (Hg+) fuera de los límites permisibles de la norma de salud vigente, principalmente en las comunidades de Casas Coloradas, Las Mangas y San Jerónimo (véase la Figura 1).
El aprovechamiento del acuífero Guadalupe Bañuelos inicia ante necesidades y requerimientos pequeños, como era el abastecimiento a poblaciones rurales y pequeños regadíos, suministrados principalmente mediante pozos a cielo abierto, de bajo caudal y excavados a poca profundidad, cabe mencionar que la calidad del agua se consideraba apta para consumo humano. Poco después para resolver el suministro del incremento poblacional de la zona conurbana Zacatecas Guadalupe y debido a la cercanía del acuífero con ésta, se inicia la perforación de pozos profundos de gran caudal, para abastecer las nuevas zonas de crecimiento. Al iniciarse el aprovechamiento intensivo se presentan los primeros síntomas de sobreexplotación: i) la profundización de los niveles de bombeo provocando mayores consumos de energía eléctrica lo cual genera baja rentabilidad en los cultivos y en algunos casos el abandono de la actividad agrícola; y ii) la “contaminación natural” del acuífero, exacerbándose con el tiempo hasta llegar a límites impropios para el consumo humano. Cabe mencionar que si bien la zona de “inadecuada” calidad del agua se encuentra bien establecida, lo cierto es que se deben desarrollar acciones encaminadas a evaluar con mayor precisión las características de la calidad del agua extraída de este acuífero, sobre todo para condiciones de sequías, en donde se prevé que ciertos parámetros se eleven a límites impropios para el consumo humano, por lo que en determinada condición se pudieran reubicar o reorientar el aprovechamiento de ciertos pozos. Es importante mencionar que la “calidad” del acuífero no solo debe ser atendida por las instituciones gubernamentales; las condiciones de transparencia en el manejo de la información promueve la participación de la ciudadanía en su análisis así como en las soluciones de los posibles problemas de contaminación que podrían incrementarse bajo este aprovechamiento intensivo, siendo la ciudadanía la que en mayor parte consume el agua que se extrae de este acuífero y que, en caso de existir graves problemas, es la que a largo plazo sufriría de las consecuencias de este desequilibrio hidrológico. ■
