Cambio en el almacenamiento de agua del suelo se reduciría hasta un 85 % en temporada seca

Aunque el agua del suelo no se puede ver directamente, el agua de la superficie sí, y ambas están estrechamente relacionadas. Según la investigación realizada por Harol Alexander Cetre Orejuela, magíster en Ingeniería - Recursos Hidráulicos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, este almacenamiento aporta el 85 % del caudal mínimo mensual superficial del río. Los resultados son importantes para una adecuada gestión del recurso, sobre todo en el marco de la crisis climática actual.

“El almacenamiento de agua en el suelo ha sido poco estudiado en Colombia, en comparación con otras variables como la lluvia (o precipitación) y la escorrentía superficial, por eso nos propusimos entender su comportamiento en 32 subcuencas del río Cauca, información que sería útil para una adecuada gestión del recurso y para diseñar estrategias de protección”, explica el investigador.

Se estima que solo el 0,5 % del agua sobre la Tierra es dulce y aprovechable. Sin embargo, según la Organización de las Naciones Unidas (ONU), la crisis climática afectaría este suministro, pues por cada grado de calentamiento global, un 7 % de la población mundial se expone a la disminución del 20 % de sus recursos hídricos renovables. Por eso se hace crucial estudiar el suelo, donde se aloja gran parte de esta agua, entender sus dinámicas, tiempos y factores de influencia.

Aunque actualmente existen métodos para medir la variabilidad del agua en el suelo, estos requieren pozos o excavaciones que pueden ser costosos e incluso deficientes para evaluar grandes extensiones de terreno o zonas de difícil acceso. Por eso el investigador Cetre diseñó una metodología que permite, a partir de datos meteorológicos e hidrológicos, y mediante un modelo de simulación hidrológica, estimar cómo cambia el almacenamiento de agua en el suelo.

Datos desde 1990, lluvias, caudales y matemáticas

Para llevar a cabo la investigación, el magíster utilizó información de la red de estaciones climáticas e hidrológicas del Ideam, y mapas de lluvia del Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data. “El modelo, que ya existía, recibe datos de lluvia, evapotranspiración, relieve y parámetros hidráulicos del suelo para determinar la variación de los caudales en las corrientes, es decir, la cantidad de agua que fluye en determinado tiempo”.

Partiendo de esta relación, el investigador utilizó los datos de lluvia y caudal recopilados entre 1990 y 2009 en las 32 subcuencas, para evaluar si el modelo correlacionaba adecuadamente el agua de la superficie y la del suelo. “Efectivamente así ocurrió, por lo que decidimos comparar esos resultados con las observaciones de la misión satelital Grace, de la NASA, que durante varios años midió los cambios en la gravedad de la Tierra y con ello los cambios en el almacenamiento de agua en el suelo”.

A partir de la vinculación de todas estas variables, y luego de comprobar que estaban bien correlacionadas, el investigador identificó una serie de patrones que a futuro facilitarían predicciones para la toma de decisiones. Por ejemplo, encontró que en escala intraanual (a lo largo del año) la precipitación mensual controla los cambios del agua en el suelo con un rezago temporal que varía entre 10 y los 60 días, mientras que a escala interanual (mismos periodos, pero en años diferentes), los principales cambios en el almacenamiento los generan El Niño y La Niña.

“Vimos que durante El Niño, el promedio mensual del cambio en el almacenamiento del agua en el suelo se reduce entre un 75 y un 85 %, mientras que durante La Niña el promedio mensual del cambio incrementa hasta un 110 %. Así mismo, observamos que este almacenamiento aporta en promedio el 85 % del caudal mínimo mensual y cerca del 57 % del caudal medio mensual”, continúa el investigador.

Estos hallazgos permiten estimar el nivel de protección que se necesitaría para evitar el agotamiento de un recurso vital, que viene en decadencia desde hace más o menos 50 años. “Entender cómo opera el ciclo del agua, por qué los ríos fluyen aunque deje de llover, qué implicación tiene cada variable, etc., nos permite determinar umbrales de alarma y argumentar la importancia de recuperar los suelos y de regular actividades extractivas como la minería”, sostiene Cetre.

Este trabajo, dirigido por los docentes Carolina Ortiz Pimienta y Jaime Ignacio Vélez Upegui, ambos de la Facultad de Minas de la UNAL Sede Medellín, con el apoyo del investigador Óscar David Álvarez Villa, de la Universidad de Vanderbilt (Estados Unidos), se puede replicar en otras subcuencas del país que cuenten con mediciones y datos similares.