La costa de Yucatán tiene un reto importante, a futuro, para garantizar el abastecimiento del agua dulce a sus poblaciones y desarrollos costeros. Este problema se agudiza con el efecto del incremento del nivel medio del mar asociado al cambio climático.
Texto de César Canul-Macario, Paulo Salles Afonso de Almeida & Roger Pacheco Castro 15/12/20
La costa de Yucatán tiene un reto importante, a futuro, para garantizar el abastecimiento del agua dulce a sus poblaciones y desarrollos costeros. Este problema se agudiza con el efecto del incremento del nivel medio del mar asociado al cambio climático.
Las zonas costeras son importantes desde muchos puntos de vista. Por un lado, son el fin de las cuencas hidrológicas continentales, donde todos los escurrimientos, nutrientes y contaminantes descargan en el mar, luego de haber pasado por estuarios, marismas, humedales, o lagunas costeras. Por otro lado, ofrecen diversos servicios ecosistémicos (hábitat para diversas especies, filtración de nutrientes y contaminantes, secuestro y almacenamiento de carbono, etcétera). Además, en las costas se sitúan los polos demográficos y de desarrollo económico y turístico más importantes del planeta. Se estima que más de mil millones de personas viven en zonas a menos de 10 metros sobre el nivel del mar, incluyendo 230 millones por debajo de un metro de elevación[i]. Debido a estas condiciones, el acelerado desarrollo de las poblaciones costeras presiona de manera importante el ecosistema.
Dentro de las principales problemáticas actuales de las zonas costeras está el abastecimiento de agua potable para consumo de la población, mismo que va en aumento debido al crecimiento demográfico y la consecuente necesidad de servicios e infraestructura. En las zonas costeras, los acuíferos suelen ser las principales fuentes de abastecimiento de agua dulce; sin embargo, cuando son sometidos a extracciones no controladas se pueden salinizar[ii]. Además, el aumento del nivel de mar por cambio climático representa una amenaza para el abastecimiento de agua potable proveniente de los acuíferos. En efecto, el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) prevé cambios importantes en el régimen de precipitación —y la recarga de los acuíferos— y un aumento del nivel medio del mar a nivel global[iii].
“Dentro de las principales problemáticas actuales de las zonas costeras está el abastecimiento de agua potable para consumo de la población.”
El estado de Yucatán, al ser un estado costero, con una extensión litoral de 378 kilómetros y una baja topografía, muestra los patrones descritos. Su única fuente de agua potable, prácticamente, es el acuífero. Además, ha experimentado un crecimiento turístico e inmobiliario acelerado en los últimos años, ya que es indudablemente atractivo, la vivienda en zonas costeras tiene —a precios internacionales— un costo accesible, y es favorecido por una baja tasa de criminalidad en comparación con otras regiones del país.
La zona costera de Yucatán estaba compuesta por una población costera fija y una transitoria (vacacionistas); sin embargo, en años recientes, se ha incrementado el número de viviendas y pobladores concentrados en la zona norte del estado (Chuburná, Progreso, Telchac Puerto y Dzilam Bravo). Esto ha aumentado la necesidad de infraestructura, insumos y servicios, entre los que destacan el abastecimiento de agua potable[iv], así como el aumento en las descargas municipales y agro-industriales con concentraciones elevadas de nutrientes y, de manera frecuente, de contaminantes.
Según CONAGUA[v] el agua subterránea es la principal fuente de abastecimiento en Yucatán y viaja desde la zona de recarga (sur y centro de la península) hacia las costas, con un gradiente hidráulico casi horizontal. El acuífero de Yucatán está considerado como uno de los más importantes de la República Mexicana y, actualmente, se considera que no existe déficit hídrico. Sin embargo, más allá de la cantidad de agua disponible, esta fuente de agua es vulnerable a contaminación por infiltración, descarga directa y, en el caso de la costa, a intrusión salina. En la zona costera el agua subterránea se mezcla con agua marina dando lugar a un acuífero salobre no aprovechable para la población sin un previo proceso de desalinización. Por otro lado, en la duna costera se tiene otro almacén de agua, independiente del acuífero que viaja desde el continente, pero que es totalmente dependiente de la precipitación local y no puede abastecer un sistema municipal de agua potable.
El abastecimiento de agua potable de las poblaciones costeras de Yucatán proviene del acuífero continental. Se utilizan pozos y en ocasiones estructuras cársticas (llamadas localmente cenotes), de los cuales se bombea el agua hacia los poblados costeros desde varios kilómetros tierra adentro (de 5 a 10 kilómetros). Algunos pobladores de la costa cuentan con pozos artesanales en sus viviendas. Sin embargo, la salinidad del agua de estas fuentes depende de la precipitación, por lo que en temporadas de sequía el agua puede no ser apta para el consumo humano.
Dicho lo anterior, es evidente que el abastecimiento de agua potable de las poblaciones costeras de Yucatán depende en gran medida del agua subterránea bombeada desde el continente. Considerando el crecimiento de la costa y el cambio climático, las preguntas obligadas son: ¿cuál es el futuro del abastecimiento del agua potable en esta zona costera?, ¿qué estrategias de adaptación se pueden considerar para estas zonas?
El acuífero costero de Yucatán tiene varias particularidades: a) está conformado por rocas solubles de origen calcáreo (o cárstico) que permiten la formación de manifestaciones físicas como los cenotesy los petenes; b) se tiene una condición hidráulica conocida como confinamiento que aprisiona y presuriza el agua subterránea como en una tubería; y c) una interacción importante con el mar. Varios grupos de investigación coinciden en que la combinación de estas condiciones puede favorecer la salinización de los acuíferos costeros.
La carsticidad presente en los acuíferos costeros está relacionada con una alta transmisividad y velocidad de flujo del agua subterránea. Debido a esta situación, la mezcla del agua marina y agua dulce se ve favorecida en comparación con acuíferos granulares. Existen zonas donde el confinamiento costero se rompe y permite manifestaciones de agua dulce en las lagunas costeras (por ejemplo en los ojos de agua El Corchito y Dzul há) e incluso mar adentro (Xbuya-há en Dzilam de Bravo). Sin embargo, se ha observado que estas estructuras pueden ser zonas preferenciales a través de las cuales el agua marina puede ingresar y ser una fuente de salinización cuando el nivel del mar vence la presión del acuífero.
Debido al confinamiento costero se ha observado que existe una respuesta casi inmediata de la presión y la salinidad del acuífero frente a cualquier esfuerzo presente en el mar (mareas astronómicas, mareas de tormenta generadas por nortes, tormentas y huracanes, etcétera). También permite que estos esfuerzos marinos se transmitan varios kilómetros hacia el continente, lo cual se traduce en variaciones en el nivel del agua subterránea y la salinidad[vi]. Por lo tanto, las zonas de donde se abastecen las poblaciones costeras de Yucatán están afectadas, de manera importante, por estos esfuerzos marinos.
En resumen, la interacción entre el agua dulce y el agua marina de esta zona depende de la relación de esfuerzos de presión entre el acuífero y el nivel del mar. Estas variaciones tienen zonas preferenciales a través de las cuales salinizan al acuífero y se transmiten hacia el continente hasta las zonas de abastecimiento de las poblaciones costeras.
Si la salinidad del agua subterránea de la costa de Yucatán está influenciada por la posición del nivel del mar, significa que, con el incremento de este nivel debido al cambio climático, se tendrá una salinización de zonas donde actualmente se tiene agua dulce. Otro factor importante es que se ha observado a nivel global que, en los acuíferos con gradientes hidráulicos bajos, como el de Yucatán, la intrusión salina debido al efecto del aumento del nivel medio del mar es más severo que en acuíferos con condiciones hidráulicas distintas[vii].
Sin embargo, para entender qué tan grave será este fenómeno, se requiere de un análisis de la información disponible y ejercicios de predicción lo más precisos posible. Actualmente no existen muchas bases de datos continuas, por lo que el Laboratorio Nacional de Resiliencia Costera (LANRESC) está haciendo un esfuerzo por monitorear el acuífero costero de la zona noroeste de Yucatán con mediciones continuas de presión, salinidad y precipitación desde el año 2017[viii]. De manera preliminar se ha observado la relación entre la presión y la salinidad del acuífero frente a eventos como mareas, recarga y huracanes.
Por otro lado, se ha observado que el nivel del mar en la costa de Progreso ha experimentado un incremento anual de 2.5 ± 1.2 mm[ix], lo cual puede parecer poco, pero equivale a más de 25 cm por siglo. Sin embargo, no se tiene escenarios regionales del aumento del nivel medio del mar en la costa de Yucatán por efecto de cambio climático. Debido a esto, únicamente se tienen estimaciones derivadas de los escenarios globales propuestos por el IPCC, que estiman un incremento de entre 45 a 75 cm hacia 2100, con un rango de incertidumbre de ± 15 cm.
Para poder simular el efecto del aumento del nivel medio del mar en el acuífero se han utilizado modelos analíticos y numéricos[x]. El uso de modelos numéricos ha tomado gran importancia, por lo que, para la zona costera noroeste, se ha desarrollado un modelo numérico debidamente calibrado[xi], con el cual simuló, desde 2020 hasta 2100, los incrementos del nivel medio del mar descritos por los “patrones de concentración [de gases de efecto invernadero] representativos” (RCP’s por sus siglas en inglés) del IPCC correspondientes con RCP 2.6 y RCP 8.5.
Se consideró un umbral de 1.0 g/l de concentración de sales como un indicador de agua apta para consumo humano —siendo que el agua de mar tiene una concentración promedio de 35 g/l[xii]—. Los resultados de las simulaciones numéricas sugieren una disminución importante en el espesor de agua aprovechable para esta zona costera, así como una retracción gradual del lente de agua dulce (azul oscuro en la Figura 1). En efecto, se observa en los resultados que el agua salada con concentraciones similares a la marina se desplaza entre 15 y 18 kilómetros hacia el continente para los escenarios RCP 2.6 y 8.5, respectivamente. Estas proyecciones sugieren que la zona de abastecimiento para la costa en esta zona, que actualmente se encuentra a 7 kilómetros de la costa (pozo P5 en la Figura 1), ya no sería aprovechable a partir del año 2060 y que para el año 2100 se tendría únicamente agua salada, como se puede ver en la Figura 1.
El incremento del nivel medio del mar para esta porción de la costa de Yucatán muestra que las actuales fuentes de abastecimiento de agua potable estarían comprometidas por el efecto de la salinización y que, si se desea continuar bombeando el agua dulce desde el continente, en un futuro se debe considerar la extracción a distancias de hasta 18 kilómetros de la costa, lo cual se traduce en un incremento en los costos de inversión y operación de la infraestructura hidráulica (más tuberías y mayores bombas y mayores costos de bombeo y mantenimiento), que se verá reflejado en las tarifas a los usuarios. Con ello, las tecnologías de control de intrusión salina y desalinización tomarían importancia en estas condiciones futuras. Considerando esta experiencia, las poblaciones costeras deberían considerar el desarrollo de estrategias de adaptación frente a estas condiciones de cambio de la salinidad en el acuífero costero.
“El incremento del nivel medio del mar para esta porción de la costa de Yucatán muestra que las actuales fuentes de abastecimiento de agua potable estarían comprometidas por el efecto de la salinización.”
La adaptación de las poblaciones en la costa de Yucatán dependerá de la suma de varias estrategias de carácter estructural y no estructural. Las primeras promueven seguir utilizando el recurso con la ayuda del desarrollo tecnológico actual, buscando que el sistema se mantenga lo más cercano al actual. Las medidas no estructurales son estrategias que promueven la prevención a futuro y están relacionadas con el desarrollo de políticas y planes estratégicos[xiii].
Por un lado, existen estrategias estructurales, relacionadas con las ingenierías de control de salinidad del acuífero, entre las que podemos mencionar la construcción de barreras de control de intrusión salina, la recarga artificial de agua dulce y la desalinización del agua[xiv]. Sin embargo, no se tienen estudios técnicos que puedan validar el uso de estas tecnologías y su compatibilidad con el acuífero costero de Yucatán. En un futuro la sociedad y el gobierno deben plantearse estas situaciones, así como desarrollar proyectos que contemplen la evaluación de la factibilidad técnica, económica y social. Por ejemplo: si se logra desarrollar la ingeniería adecuada, no se podrá implementar para el aprovechamiento del acuífero si no se tiene el presupuesto necesario o si no es rentable operarla. En cambio, podría tenerse el presupuesto y la ingeniería para desarrollar el proyecto, pero, debido a las características físicas del acuífero costero de Yucatán (confinado y cárstico), dichas soluciones podrían no ser aplicables en esta región.
Por otro lado, las medidas no estructurales contemplan el desarrollo de zonas de amortiguamiento, planes de ordenamiento territorial y legislación que contemplen estos escenarios futuros de intrusión salina. En otros casos se observó que estas estrategias suelen ser eficientes para la gestión de zonas costeras mediante la orientación del desarrollo hacia las zonas que tienen mejores condiciones para aprovechamiento o adaptación. Como ejemplo, el gobierno australiano hizo la compra de una zona de costa que presentaba problemas serios de erosión costera a los usuarios, para luego convertirla en una zona de amortiguamiento y evitar que se siguieran construyendo viviendas[xv]. Si bien ese ejemplo es relativo a la erosión costera, bien puede ser aplicable a lo relacionado con el abastecimiento de agua dulce de las poblaciones costeras de Yucatán. De igual forma, es importante considerar el aprovechamiento del agua salobre para algunas actividades en la costa, pero es evidente que para el consumo humano se necesitará una extracción más costosa o un proceso de desalinización y potabilización.
En resumen, la costa de Yucatán tiene un reto importante
a futuro para garantizar el abastecimiento del agua dulce a sus poblaciones y
desarrollos costeros. Este problema se agudiza con el efecto del incremento del
nivel medio del mar asociado al cambio climático. Las poblaciones costeras
deberán considerar el combinar la ingeniería disponible para seguir
aprovechando el agua del acuífero y desarrollar medidas de prevención que
permitan continuar viviendo en esos ecosistemas. EP
[i] Kulp, S.A., Strauss, B.H.,, New elevation data triple estimates of global vulnerability to sea-level rise and coastal flooding. Nat Commun, 10, 4844, 2019. https://doi.org/10.1038/s41467-019-12808-z
[ii] Post, V. E. A. & Werner, A. D. Coastal aquifers: Scientific advances in the face of global environmental challenges. J. Hydrol. 551, 1–3, 2017.
[iii] IPCC. IPCC Workshop on Sea Level Rise and Ice Sheet Instabilities. Workshop Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Workshop on Sea Level Rise and Ice Sheet Instabilities (2010). doi:ISBN 978-92-9169-130-2
[iv] García, A., Xool, M., Euán, J., Munguía, A. & Cervera, M. La Costa de Yucatán En La Perspectiva Del Desarrollo Turístico Del Desarrollo Turístico. (SEMARNAT-CONABIO, 2011).
[v] CONAGUA. Programa Hídrico Regional Visión 2030 (Regional Hydric Program: 2030 Vision). (2012).
[vi] Canul-Macario, C. (2020). “Dinámica de la interfase salina del acuífero de la costa noroeste de Yucatán y escenarios frente al incremento del nivel medio del mar”. Tesis de doctorado. Pograma de Maestría y Doctorado en Ingeniería, UNAM.
[vii] Ferguson, G. & Gleeson, T. Vulnerability of coastal aquifers to groundwater use and climate change. Nat. Clim. Chang. 2, 342–345 (2012).
[viii] OCSE. Variación de la carga hidráulica en la zona costera noroeste de Yucatán. Observatorio Costero del Sureste (OCSE) (2020). Available at: https://filedn.com/lvynRc1IcGgVl9iPpJ80vS7/heads.html. (Accessed: 19th September 2020)
[ix] Zavala-Hidalgo, J., de Buen Kalman, R., Romero-Centeno, R. & Hernández Maguey, F. Tendencias del nivel del mar en las costas mexicanas. in Vulnerabilidad de las zonas costeras mexicanas ante el cambio climático (ed. Botello, A.; Villanueva-Fragoso, S.; Gutiérrez, J. y Rojas, J.) 249–267 (SEMARNAT-INE, 2010).
[x] Post, V. E. A. & Werner, A. D. Coastal aquifers: Scientific advances in the face of global environmental challenges. J. Hydrol. 551, 1–3 (2017).
[xi] Canul-Macario, C., Salles, P., Hernández-Espriu, J. A. & Pacheco-Castro, R. Empirical relationships of groundwater head–salinity response to variations of sea level and vertical recharge in coastal confined karst aquifers. Hydrogeol. J. 28, 1679–1694 (2020).
[xii] WHO – World Health Organization. Guidelines for drinking-water quality. World Health Organization (2017). doi:10.1016/S1462-0758(00)00006-6
[xiii] Ávila-Foucat, S. & Espejel, I. Resiliencia de Socioecosistemas Costeros. (Instituto de Investigaciones Económicas UNAM, 2020)
[xiv] Hussain, M. S., Abd-Elhamid, H. F., Javadi, A. A. & Sherif, M. M. Management of Seawater Intrusion in Coastal Aquifers: A Review. Water 11, 2467 (2019).
[xv] Garmestani, A. et al. The Role of Social-Ecological Resilience in Coastal Zone Management: A Comparative Law Approach to Three Coastal Nations. Front. Ecol. Evol. 7, 1–14 (2019).
DOPSA, S.A. DE C.V
