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Teledetección

Agua subterránea avistada desde el espacio

Un nuevo satélite reanudará el recabado de datos sobre los acuíferos de todo el mundo

Edson Silva/Folhapress Una de las áreas de recarga del acuífero Guaraní, la laguna del Saibra, en Ribeirão Preto (SP), estaba parcialmente seca en 2014Edson Silva/Folhapress

Este mes de marzo, el Falcon-9, un cohete con casi 70 metros de altura y 4 de diámetro, realizará un nuevo vuelo partiendo de una base aérea militar en california, Estados Unidos, para llevar al espacio al Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On (Grace-Fo), un dúo de satélites gemelos construidos en Alemania. El Grace-Fo reemplazará a la primera versión del dispositivo que en 2017, luego de 15 años en órbita a 500 kilómetros de la superficie, dejó de enviar información sobre la variación del campo gravitatorio terrestre. Como la fuerza de gravedad depende de la masa, que varía de acuerdo con la cantidad de agua acumulada en los ríos, en la nieve, en el suelo y en los acuíferos, el Grace provee información sobre las reservas de agua dulce superficial y, a diferencia de otros satélites, también de las subterráneas, debido a su modo único de funcionamiento.

Los datos del Grace, cuya resolución espacial es de 300 a 400 km2, han servido para efectuar análisis amplios, que complementan los métodos tradicionales de evaluación de la cantidad de agua acumulada en las rocas de los acuíferos. La Compañía de Investigación de Recursos Minerales (CPRM, por sus siglas en portugués), una empresa pública vinculada al Ministerio de Minas y Energía de Brasil, monitorea la situación de 27 acuíferos del país mediante medidores de nivel del agua instalados en 380 pozos artesianos. “La red de recolección de informaciones es muy pequeña para monitorear todo el país”, dice la geóloga Maria Antonieta Mourão, hidróloga sénior de la empresa. “Con el nuevo Grace, podríamos usar los equipamientos en los pozos artesianos tan sólo para calibrar las mediciones sobre la recarga de los acuíferos”.

La CPRM registró en 2014 una merma de dos a cuatro metros en el volumen de las reservas subterráneas del noroeste del estado de São Paulo, de la zona conocida como Triângulo Mineiro y del estado de Mato Grosso en comparación con registros de 2011, y viene advirtiendo al respecto de la intensa explotación de los acuíferos, que podría conducir al agotamiento de las reservas. El acuífero Guaraní, una de las mayores reservas mundiales subterráneas de agua, que ocupa un área de 1,2 millones de km2, está siendo explotado por alrededor de 4 mil pozos artesianos distribuidos entre los estados de São Paulo, Paraná, Santa Catarina, Rio Grande do Sul y Mato Grosso do Sul. El acuífero Alter do Chão, en la región del norte, que se extiende debajo de un área de casi 500 mil km2, también padece la sobreexplotación –se estima que habría un total de 15 mil pozos en Manaos– y la contaminación por basurales, gasolineras, cementerios y cloacas, principalmente en las grandes urbes.

Fue a partir de imágenes suministradas por el Grace que científicos brasileños identificaron una reducción drástica de las reservas en los acuíferos brasileños durante la sequía de 2014, que comenzó en octubre del año anterior en el estado de São Paulo y se extendió por todo el sudeste brasileño hasta 2015. Entre 2011, un año lluvioso, y 2015, la sequía provocó una reducción de alrededor de 150 kilómetros cúbicos (km3) del agua superficial y subterránea en la región sudeste. Ese volumen equivale a la mitad de la capacidad máxima de los embalses de las centrales hidroeléctricas de la cuenca del Paraná, la red hídrica que drena un área de aproximadamente 900 mil km2 y abastece a unos 60 millones de habitantes, incluyendo a los casi 20 millones de residentes del Gran São Paulo.

La sequía de 2014 afectó mayormente a la región central y del nordeste de la cuenca del Paraná, con una reducción del volumen del agua mayor en los embalses de mayor porte o de aquéllos más cercanos a las cabeceras de los ríos, dijo el ingeniero civil Davi Melo, investigador de la Escuela de Ingeniería de São Carlos en la Universidad de São Paulo (EESC-USP). “Los embalses mayores, si bien sufrieron una reducción de su volumen de más del 50% entre 2011 y 2015, compensaron la pérdida de los menores y redujeron la propagación de la sequía”, afirma. El investigador efectuó un análisis pormenorizado del impacto de la sequía de 2014 en la cuenca del Paraná en un artículo que salió en la edición de noviembre de 2016 de la revista Hydrology and Earth System Sciences y también en su tesis doctoral, que defendió en 2017, bajo la dirección del ingeniero civil Edson Wendland, docente de hidrología en la EESC-USP.

El nordeste y la India
La región del nordeste de Brasil, que también fue evaluada valiéndose del Grace, registró una mengua del volumen de agua subterránea de 49 km3 al año, una cifra algo menor a la del sudeste, que fue de 56 km3 por año entre febrero de 2012 y enero de 2015, según consta en un estudio publicado en la revista Journal of Hydrometeorology en febrero de 2016. Su autor, el ingeniero civil carioca Augusto Getirana, trabaja en la Nasa, la agencia espacial estadounidense, desde 2011, y ha hecho un uso intensivo de los datos del Grace para monitorear las áreas de sequía en Estados Unidos. Los mapas son publicados por las instituciones que colaboran con la Nasa, tales como el Departamento de Agricultura y el Centro de Mitigación de la Sequía de la Universidad de Nebraska. “Tan sólo podemos valernos del Grace para disponer de un panorama general y cuantificar el volumen de agua de los acuíferos de una región o combinar con otras fuentes de información, tales como los modelos hidrológicos, que simulan el flujo de agua en la tierra o en la atmósfera, y observaciones de campo, cuando se requieren detalles”, dice.

En 2007, un equipo de la Universidad de Texas en su campus de Austin, Estados Unidos, identificó una equivalencia del 82% entre las mediciones de campo y las provistas por el satélite para un acuífero de 450 mil km2 en la región central del país. En 2009, un equipo de la NASA bajo la conducción de Matthew Rodell notó una reducción mucho mayor que la reposición en los acuíferos del noroeste de la India, una región que alberga a 114 millones de personas. La extracción de 109 km3 de agua entre agosto de 2002 y octubre de 2008 para el riego de cultivos de arroz era un 20% superior a lo previsto por el gobierno y correspondía al doble de la capacidad del mayor embalse superficial de la India.

Las posibilidades de uso del Grace figuran en el programa del simposio latinoamericano de monitoreo de aguas subterráneas a realizarse en abril de 2018 en la ciudad de Belo Horizonte (Minas Gerais), cuando el nuevo satélite ya se encuentre en operación.

Proyecto
Disponibilidad hídrica ante eventos extremos: Sequías en la región de la cuenca del Río Paraná (nº 16/23546-7); Modalidad Beca de posdoctorado; Investigador responsable Edson Cezar Wendland (USP); Becario Davi de Carvalho Diniz Melo; Inversión R$ 196.780,00

Artículos científicos
MELO, D. C. D. et al. Reservoir storage and hydrologic responses to droughts in the Paraná River basin, south-eastern Brazil. Hydrology and Earth System Sciences. v. 20, n. 11, p. 4673-88. 2016.
GETIRANA, A. Extreme water deficit in Brazil detected from space. Journal of Hydrometeorology. v. 17, p. 5919-99. 2016.

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