Disponibilidad de las Aguas Nacionales Subterr?as

Disponibilidad de aguas nacionales subterráneas

 Por: Felipe Arreguín Cortes y Rubén Chávez Guillén

Felipe Arreguín Cortés Subdirector General Técnico de la Comisión Nacional del Agua. Ingeniero Civil, con Maestría y Doctorado en Hidráulica en la Universidad Nacional Autónoma de México. Profesor de la División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, Investigador Nacional Nivel II y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias.

Recibió el Premio Nacional Enzo Levi a la Investigación y Docencia Hidráulica en 1996, el Premio Javier Barrios Sierra al Mejor Libro de Ingeniería Civil (Obras de Excedencia) 2001-2002 y el Best Theoretical Paper for 2002 Award, Otorgado por la American Society of Civil Engineers.

Rubén Chavez Guillén Graduado en ingeniería civil de la Universidad Autónoma de México, fue profesor de geohidrología en la Facultad de Ingeniería de la UNAM. , en la Maestría en Aguas Subterráneas impartida en la Universidad Autónoma de Nuevo León.

Ha fungido como gerente nacional de Aguas Subterráneas de la Comisión Nacional del Agua, Es miembro activo del Colegio de Ingenieros Civiles de México, de la Asociación Mexicana de Hidráulica, de la International Association of Hydrogeologists.

Introducción

El 31 de enero del 2003, se publicó el acuerdo por el que se dan a conocer los límites de 188 acuíferos de los Estados Unidos Mexicanos, los resultados de los estudios realizados para determinar su disponibilidad media anual de agua y sus planos de localización, Diario Oficial de la Federación, 2003, lo cual constituyó un paso muy importante dentro del ordenamiento que tiene en proceso la Comisión Nacional del Agua, CNA, encaminado a la gestión integrada de los recursos hídricos de nuestro país.

Fundamento Legal

La Ley de Aguas Nacionales, (LAN) y su Reglamento establece que:

Artículo 22.- Para el otorgamiento de asignaciones y concesiones, La Comisión publicará la disponibilidad de aguas nacionales en los términos del reglamento, por cuenca, región o localidad.

Artículo 37.- Los resultados de los estudios de disponibilidad se publicarán en el Diario Oficial de la Federación. La información respectiva podrá ser consultada por los interesados en las oficinas de La Comisión, en la cuenca o entidad correspondiente.

Artículo Décimo Tercero Transitorio.- La Comisión realizará los estudios para obtener los resultados conducentes a determinar los volúmenes medios anuales disponibles, de acuerdo a las normas oficiales mexicanas.

En cumplimiento de las disposiciones anteriores, la CNA está llevando a cabo un amplio proceso que incluye: la regularización de los usuarios de las aguas nacionales para complementar el Registro Público de los Derechos de Agua, la definición formal de las unidades de gestión, Diario Oficial de la Federación, 2001, la formulación de la Norma Oficial Mexicana que establece los métodos para determinar la disponibilidad de agua, Diario Oficial de la Federación, 2002, la actualización de los estudios para cuantificar los volúmenes renovables de agua de las principales fuentes superficiales y subterráneas, la determinación de la disponibilidad de agua y su publicación oficial.

Disponibilidad de Agua

El término "disponibilidad" es de uso común y aparentemente obvio, pero por sí solo puede ser confuso si no se define claramente el contexto en que es aplicado. En efecto, referido al agua se le pueden dar diferentes sentidos: la cantidad total de agua existente (incluyendo la gran reserva subterránea no renovable), la cantidad renovable, la cantidad económicamente accesible, la cantidad de calidad apta para usos específicos y varios más.

Un término comúnmente utilizado para representar el recurso hídrico con que se cuenta en un ámbito geográfico dado, es la "Disponibilidad Natural Media por Habitante", definida como la relación entre el volumen medio anual renovable de agua y la población de ese ámbito. Su valor refleja la relación entre la oferta natural (condiciones climatológicas) y la demanda (densidad demográfica) del recurso. Así, por ejemplo, se dice que México tiene una disponibilidad media anual de 4,685 m3/hab, y que en la Región Frontera Sur se dispone de 25,843 m3/hab, por año, en contraste con un valor mínimo de 1,445 m3/hab anuales en la Región Península de Baja California. Aunque el término anterior es objetivo con fines estadísticos comparativos, para la administración del agua es necesario adoptar una definición legal que represente la cantidad de agua que puede ser concesionada, una vez descontados los volúmenes de agua ya comprometidos con los usuarios establecidos (incluido el medio ambiente).

La Norma Oficial Mexicana NOM-011-CNA-2000

Esta norma define a la Disponibilidad de Aguas Subterráneas como: "el volumen medio anual de agua que puede ser extraído de una unidad hidrogeológica para diversos usos, adicional a la extracción ya concesionada y a la descarga natural comprometida, sin poner en peligro el equilibrio de los ecosistemas", y a la Disponibilidad de Aguas Superficiales como: el "valor que resulta de la diferencia entre el volumen medio anual de escurrimiento de una cuenca hacia aguas abajo y el volumen anual actual comprometido aguas abajo". Así definidas, una disponibilidad nula implica que no pueden concesionarse cantidades adicionales de agua.

El proyecto de esta NOM fue formulado por un grupo de especialistas representantes de instituciones del sector público, de instituciones académicas, de centros de investigación, de empresas y consultores particulares, bajo la coordinación de especialistas de la CNA. Publicada en el DOF, el 17 de abril del 2002, la NOM establece los métodos para determinar la disponibilidad de aguas nacionales (superficiales y subterráneas), y es de cumplimiento obligatorio a nivel nacional. Por tanto, se trata de métodos aplicables con la información generalmente disponible, sin que esto limite en forma alguna el uso de métodos más precisos, cuando la información y los recursos disponibles lo permiten. En resumen, los métodos se basan en la aplicación de balances de masa a las unidades de gestión (cuencas o acuíferos) o a porciones de ellas, ver figura 1.

Marco de referencia

Dentro del ordenamiento referido, un aspecto esencial fue la definición de un marco de referencia único para la gestión de las aguas nacionales, que incluyó la denominación y la delimitación oficiales de sus fuentes superficiales y subterráneas.

Fig. 1 Método para determinar la disponibilidad de aguas subterráneas.

Un primer paso, fue la publicación en el Diario Oficial de la Federación, de fecha 5 de diciembre del año 2001, de un Acuerdo que contiene los nombres oficiales de los acuíferos convencionalmente definidos por esta Comisión, así como los homólogos reconocidos. Otro paso importante fue la integración de un Catálogo Nacional de Acuíferos, que comprende a todo el territorio nacional, consta de 653 acuíferos y define los límites de cada uno de ellos mediante poligonales simplificadas envolventes. El catálogo está complementado por planos oficiales a nivel nacional, regional y estatal, en los cuales se consignan los nombres, las claves y los límites oficiales de los acuíferos, ver fig. 2. La base cartográfica de los planos está georeferenciada y forma parte de un sistema geográfico de información, lo cual facilita la consulta de la información de los acuíferos y permite correlacionarla con otros sistemas y bases de datos temáticas.

Análogamente, para la gestión de las aguas superficiales, se tiene en proceso la formación de un catálogo de cuencas, a partir de una división básica del país en 37 regiones hidrológicas.

Aspectos técnicos

Fuentes de Información

Los estudios técnicos en que se basa la determinación de la disponibilidad de agua subterránea fueron realizados en el curso de las últimas cuatro décadas, por la CNA y por las dependencias oficiales que le precedieron en la administración de los recursos hidráulicos (la Secretaría de Recursos Hidráulicos y la Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos, así como por instituciones académicas, centros de investigación, empresas y consultores particulares ).

En años más recientes, comisiones estatales del agua y organismos operadores de varias entidades han realizado estudios valiosos de las fuentes de agua; en este sentido, ha sido especialmente importante la contribución de las comisiones estatales de Guanajuato y Querétaro. También los usuarios de las aguas nacionales han contribuido a enriquecer este conocimiento, a través de los datos técnicos obtenidos en sus obras de captación.

Fig. 2 Plano oficial del catálogo de acuíferos, correspondiente a la Región Administrativa I, Península de Baja California.

Gran parte de este material técnico ha sido recabado e integrado por la CNA, para la determinación de la disponibilidad de agua subterránea.

La Delimitación de los Acuíferos

En general, la caracterización de los acuíferos es difícil, por tratarse de sistemas invisibles, de geometría irregular, estructura compleja, litología heterogénea y grandes dimensiones. Sus fronteras laterales y verticales no pueden definirse más que en forma simplificada y presuntiva, porque las rocas rigurosamente impermeables no son comunes: aun las rocas consolidadas pueden alojar zonas conductoras, como fallas abiertas, fracturas, planos de estratificación o conductos de disolución.

Las porciones subterráneas de una cuenca pueden estar interconectadas a través de macizos montañosos y es común que existan sistemas de flujo regionales que se extienden en dos o más cuencas hidrográficas. Sin embargo, no es práctico ni necesario considerar unidades tan extensas y complejas para la administración de las aguas subterráneas: por una parte, en el subsuelo los fenómenos hidrológicos ocurren con gran lentitud, comparados con los fenómenos análogos en superficie; por otra, en los sistemas regionales, los efectos provocados por la recarga o la extracción mediante pozos pueden tardar muchos años en propagarse hasta sitios distantes del mismo sistema. Lo anterior permite fraccionar el problema, considerando porciones de acuífero como unidades de gestión relativamente independientes, considerando su probable interconexión con las adyacentes y el contexto hidrológico de la cuenca.

Para la determinación de la disponibilidad de agua subterránea, se definieron unidades que comprenden tanto las áreas donde se extrae el agua, generalmente ubicadas en las porciones más o menos planas de las mismas, como las zonas receptoras de recarga natural, comúnmente localizadas en sus porciones montañosas. Se aclara que en muchos casos, no se trata de fronteras físicas propiamente dichas, sino de límites convencionales que en las partes altas coinciden con los parteaguas hidrográficos, y en las bajas con límites políticos (municipales, estatales) o con elementos hidrológicos (ríos), por facilidad administrativa.

El Balance de Aguas Subterráneas

Conforme a la NOM respectiva, la disponibilidad de agua es determinada restando a los volúmenes medios anuales renovables, las cantidades de agua ya concesionadas y las comprometidas con el medio ambiente. Los volúmenes concesionados están inscritos en el Registro Público de los Derechos de Agua, REPDA, al que han sido incorporados gran número de usuarios gracias a las facilidades que se les otorgaron mediante decretos presidenciales.

Esta contabilidad hidráulica constituye el método "de piso"; pero en la mayoría de los acuíferos, su evaluación tiene una base técnica más sólida.

Así, aplicando los métodos de prospección (reconocimientos hidrogeológicos, percepción remota, investigación geofísica, pozos exploratorios, técnicas isotópicas, etc.), el análisis hidrodinámico y el análisis hidrogeoquímico, se define un modelo conceptual del acuífero, en que se describen: las condiciones de frontera, los mecanismos de recarga y descarga (naturales e inducidos por el desarrollo), el sistema de flujo subterráneo y la interconexión con los cuerpos o cursos de agua superficial.

Para cuantificar la recarga de los acuíferos se aplica comúnmente el método denominado «Balance de Aguas Subterráneas», que considera directamente a la masa de agua subterránea, dejando al margen los complejos fenómenos que tienen lugar en la superficie y en la zona no saturada. Se miden o estiman las descargas naturales y las extracciones, correspondientes al intervalo de tiempo seleccionado para plantear el balance, y se calcula el cambio de almacenamiento del acuífero en el mismo intervalo a partir de la evolución de los niveles del agua subterránea.

En los acuíferos de las cuencas más desarrolladas, especialmente en las regiones áridas, la extracción suele ser la componente de más peso en el balance; por tanto, la imprecisión con que se determina la recarga depende en gran parte de la imprecisión con que se conoce la extracción. Esta es fácil de medir, pero debido a la gran resistencia de los usuarios a su control, no han prosperado los programas de instalación y conservación masiva de medidores; por ello, su valor se estima con base en datos dependientes del uso del agua, tales como: superficies y laminas de riego, caudales y tiempos de operación, población-dotación, consumo de energía eléctrica, entre otros.

Dado que la recarga no puede ser medida directamente, su valor se considera como incógnita a despejar en la solución de la ecuación del balance. Considerando la variabilidad de los numerosos factores naturales y artificiales que controlan la recarga y dependiendo de la información histórica disponible, se calcula un valor medio anual de la recarga, aplicando el balance a lapsos multianuales que incluyan años secos y lluviosos.

Se correlacionan los resultados del balance con el marco hidrológico general, para conocer la interrelación aguas superficiales/aguas subterráneas y evaluar en qué medida la recarga del acuífero puede ser modificada por acciones humanas, como: nuevas obras de infraestructura, rehabilitación de desarrollos agrícolas, programas de conservación y uso eficiente del agua, entre otros. Si la información disponible lo permite, la evaluación se complementa por medio de un modelo matemático del acuífero, herramienta poderosa que permite: integrar y compatibilizar los datos disponibles, validar el modelo conceptual, simular las condiciones naturales del acuífero, definir con más detalle la magnitud y distribución de la recarga, complementar la caracterización del acuífero y predecir su comportamiento bajo diferentes opciones de manejo. El balance también puede ser complementado con estudios basados en trazadores (ambientales o artificiales), en la instrumentación de la zona no-saturada o en balances de solutos, pero su aplicación en la evaluación regional es apenas incipiente.

Otros aspectos considerados en los estudios más completos y en los planes de manejo de los acuíferos, son: los costos ambientales de la extracción del agua, el uso conjunto, el manejo de la demanda y la recarga artificial, entre otros.

Fig. 3. Acuíferos cuya disponibilidad se publicó el 31 de enero de 2003.

Resultados

En una primera etapa, para la publicación oficial de la disponibilidad de agua subterránea se seleccionaron 188 de los acuíferos más importantes y estudiados del país, entre los cuales se cuentan los claramente sobreexplotados y los que tienen una gran disponibilidad de agua. Este grupo de acuíferos representa apenas la tercera parte del total definido en el catálogo nacional, pero su importancia es clara si se toma en cuenta que a ellos corresponde cerca del 80% del volumen de agua subterránea extraído del subsuelo a nivel nacional, ver figura 3.

De los 188 acuíferos,86 tienen una disponibilidad de 18,207 Mm3/año; mientras que los 102 restantes tienen un déficit de 4,694 Mm3/año. Los casos más críticos de sobreexplotación se presentan en la cuenca del Río Lerma ­estados de Guanajuato y Querétaro-, en la Península de Baja California, en el Valle de México y en los estados de Chihuahua y Sonora. En la fig. 4 se presenta la distribución de la disponibilidad de agua subterránea por región administrativa de la Comisión Nacional del Agua.

R

DNCOM

VCAS

VEXTET

DAS

DÉFICIT

CLAVE

UNIDAD HIDROGEOLÓGICA (ACUÍFERO)

Cifras en millones de metros cúbicos anuales

Estado de Coahuila

 

 

 

 

 

 

0505

General Cepeda-Sauceda

57.40.

0.000

48.574237

26.4

8.825763

0.000000

0523

Principal-Región Lagunera

518.90

0.000

701.834604

1,010.8

0.00000

182.934604

Estado de San Luis Potosí

 

 

 

 

 

 

2402

El Barril

31.60

0.000

89.627149

53

0.00000

-58.027149

2405

Ahualulco

10.90

0.000

17.656868

10.9

0.00000

-6.756868

2408

Villa de Arista

48.20

0.000

96.719732

74.8

0.00000

-48.519732

2411

San LuisPotosí

78.10

0.000

149.346618

113.0

0.00000

-71.246618

Estado de Tamaulipas

 

 

 

 

 

 

2814

Tula- bustamante

54.00

0.000

15.836310

21.8

38.163690

0.000000

Estado de Zacatecas

 

 

 

 

 

 

3210

Benito Juárez

20.10

0.000

21.088362

17.0

0.000000

-0.988362

3214

Aguanava

85.70

9.470

169.969810

102.0

0.000000

-93.739810

3225

Calera

83.90

1.260

143.319523

125.0

0.000000

-60.679523

3226

Chupaderos

72.80

0.000

176.746259

138.0

0.000000

-103.946259

3227

Guadalupe Bañuelos

10.70

0.000

12.680695

9.0

0.000000

-1.980695

3228

La Blanca

20.50

0.000

25.634013

29.5

0.000000

-5.134013

3229

Loreto

52.50

0.000

71.939486

81.4

0.000000

-19.439486

3230

Villa Hidalgo

31.90

2.100

49.164666

32.0

0.000000

-19.364666

Tabla No. 1. Información relativa a la disponibilidad de agua subterránea publicada en el Diario Oficial de la Federación, el 31 de enero del 2003.

DAS = R ­ DNCOM-VCAS, R: Recarga Total Media Anual, DNCO: Descarga Natural Comprometida,

DÉFICIT: Afectación Anual Al Volumen Almacenado Histórico, , VCAS: Volumen Concesionado de Agua Subterránea,

VEXTET: Disponibilidad Media de Aguas Subterráneas,, DAS: Volumen de Extracción Estudios Técnicos

Fig. 4 Distribución de la disponibilidad de agua por región administrativa.

Como ejemplo, en la Tabla No. 1, se presenta la disponibilidad correspondiente a la Región Cuencas Centrales del Norte. Se consignan los valores de la recarga total, la descarga comprometida, el volumen de agua concesionado (REPDA), la extracción estimada, la disponibilidad y, en su caso, el déficit, de agua subterránea. En algunos casos, la extracción estimada con base en los estudios difiere notablemente del volumen concesionado respectivo, la eliminación gradual de estas diferencias es el objetivo de la verificación que se tiene en proceso.

Beneficios

Varios son los beneficios que se derivan de la determinación de la disponibilidad de aguas nacionales y de la apertura relacionada con su publicación oficial, entre los principales se cuentan los siguientes:

Transparencia. Los usuarios de las aguas nacionales y la sociedad, en general, tienen acceso a datos básicos, resultados de los estudios, volúmenes de agua concesionados, disponibilidad de agua, con lo cual se da transparencia a la gestión del recurso y, en particular, al otorgamiento de las concesiones de agua.

Eliminación de la discrecionalidad. Con la emisión de la Norma Oficial Mexicana referida, la definición convencional de las unidades de gestión de las aguas nacionales y el Registro Público de los Derechos de Agua, se elimina la discrecionalidad en la determinación de la disponibilidad de agua, mediante el establecimiento de métodos de cálculo consistentes, la definición de un marco único de referencia de precisión geográfica confiable y un conocimiento más completo de los volúmenes de agua concesionados.

Agilidad administrativa. Se facilitan los procesos administrativos relativos a la atención de solicitudes de concesiones y asignaciones de agua, cuyo otorgamiento en buena parte queda supeditado a que exista disponibilidad de agua. Cuando ésta es nula, los usuarios lo pueden saber de antemano y abstenerse de presentar una solicitud en caso de hacerlo, la respuesta es casi inmediata.

Manejo de las fuentes de agua. La disponibilidad de agua, como se define en la NOM respectiva, es uno de los elementos técnicos más importantes para la administración del recurso, pues en ésta se basan en parte, además del otorgamiento de nuevas concesiones, la programación hidráulica, los planes de manejo, el establecimiento de nuevos desarrollos considerando la disponibilidad del recurso y la declaración de vedas, reglamentos y reservas de agua.

Participación social. La transparencia de la información en que se basa la disponibilidad de las aguas subterráneas, se traduce en una sociedad informada y conciente de la situación de las fuentes de agua, que puede participar efectivamente en su administración.

Acciones futuras

La publicación oficial de la disponibilidad de agua es apenas unos de los pasos iniciales del proceso dinámico que sustenta la administración de las aguas nacionales. Entre las acciones siguientes de este proceso se cuentan:

Modernización del monitoreo del agua en todas las fases del ciclo hidrológico.

Publicación de la disponibilidad de agua superficial de las cuencas y de otros acuíferos, así como la actualización periódica de los datos publicados.

Adecuación, derogación, formulación y concertación de ordenamientos de cuencas y acuíferos: vedas, reglamentos y reservas.

Verificación y ajuste de los volúmenes de agua concesionados e inscritos en el REPDA.

Incorporación de los aspectos de calidad del agua en la determinación de la disponibilidad.

Diseño de estrategias tendentes a alcanzar un desarrollo sostenible, mediante la implementación de planes de manejo que incluyen: manejo de la demanda, cambios de uso, modernización del riego, reuso del agua y, en su caso, reducción de los volúmenes de agua concesionados.

Apoyo a la formación y operación de Consejos de Cuenca y Comités Técnicos de Aguas Subterráneas, dentro de los cuales los representantes de todos los sectores participen activamente en la administración de las aguas nacionales.

Capacitación de usuarios en lo relativo al uso eficiente del agua en todos los sectores.

Conclusiones

El conocimiento de la disponibilidad de agua es uno de los factores indispensables para su administración. Su determinación mediante la aplicación de métodos consistentes, la definición de las unidades de gestión dentro de un marco de referencia único y su publicación oficial, constituyen pasos importantes para dar transparencia, propiciar la participación social y sustentar el manejo integrado de los recursos hídricos de nuestro país.

Referencias

Ley de Aguas Nacionales y su Reglamento, 1992.

Diario Oficial de la Federación, Acuerdo por el que se establece y da a conocer al público en general la denominación única de los acuíferos reconocidos en el territorio de los Estados Unidos Mexicanos, por la Comisión Nacional del Agua y la homologación de los nombres de los acuíferos que fueron utilizados para la emisión de los títulos de concesión, asignación o permisos otorgados por este órgano desconcentrado, 5 de diciembre de 2001.

Diario Oficial de la Federación, Norma Oficial Mexicana NOM-011-CNA-2000, Conservación del recurso agua-Que establece las especificaciones y el método para determinar la disponibilidad media anual de las aguas nacionales, 17 de abril de 2002.

Diario Oficial de la Federación, Acuerdo por el que se dan a conocer los límites de 188 acuíferos de los Estados Unidos Mexicanos, los resultados de los estudios realizados para su disponibilidad media anual de agua y sus planos de localización, 31 de enero de 2003.

Documentos de respaldo de la determinación de la disponibilidad de agua de 188 acuíferos. Gerencia de Aguas Subterráneas de la Subdirección General Técnica de la CNA, 2001-2002