La primera impresión es que sí. Porque, para muestra basta un botón, según el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) en el en el Condado de Merced del Valle Central de California, el terreno se hundió más de 2,5 metros entre 1965 y 2016. Veamos lo que está ocurriendo con una perspectiva global.

El calentamiento global y sus consecuencias directas están afectando a los recursos hídricos mundiales. Esta terrible situación se agrava por el crecimiento demográfico en las grandes urbes y por el consiguiente incremento de las tierras cultivables. Para satisfacer sus necesidades, tanto en ciudades como en explotaciones agrícolas y ganaderas, se recurre cada vez más al agua subterránea.

Sin embargo, los bombeos cada vez más profundos de agua subterránea provocan subsidiencia. Se hunde el suelo porque los acuíferos profundos se vacían y la estructura del suelo colapsa.

Recientemente la revista Nature Communications, ha publicado un estudio en el que se define mediante mapas la pérdida de capacidad de almacenamiento de agua subterránea en todo el mundo.

En el estudio, investigadores de DRI, la Universidad Estatal de Colorado y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri examinaron cómo la extracción de agua subterránea está provocando el hundimiento de la tierra y el colapso de los acuíferos vinculando los hundimientos de tierras con zonas en las que la demanda de agua subterránea es muy elevada.

En ellas, el bombeo excesivo en los acuíferos provoca el hundimiento de los terrenos que los albergan. Y desencadena afecciones a infraestructuras viarias y edificaciones urbanas y rurales. Por desgracia también acaba con el acuífero como almacén de agua subterránea y contamina las aguas que permanecen en lo que de ellos quede.

Para medir sus consecuencias, los investigadores usan un subconjunto de la inteligencia artificial. Es el llamado «aprendizaje automático». Es un proceso mediante el cual se usan modelos matemáticos de datos para ayudar a un equipo a aprender sin instrucciones directas. Usa algoritmos para identificar patrones en los datos, que se utilizan para crear un modelo predictivo de datos.

Cuanta más experiencia y más datos se obtengan, más precisos serán los resultados del aprendizaje automático. Es algo similar a cómo los humanos mejoramos con más práctica. Además, es la mejor opción en lugares como los acuíferos, en los que los datos siempre cambian, por lo que la codificación de una solución es imposible.

Con esta herramienta, se dibujan mapas de hundimiento del terreno. Imprescindibles para que los gestores del agua planifiquen, definan y ejecuten las decisiones tendentes a solucionar los problemas derivados de la subsidiencia.

Parece que esta lacra ¡cómo no! se produce debido al aumento de las temperaturas, a los cambios en los patrones de precipitación y a la creciente demanda de agua. Aspectos clave que incrementan la presión extractiva y sobreexplotan el acuífero. Es la puntilla para estos embalses subterráneos cada vez más afectados por persistentes sequías e inundaciones frecuentes que erosionan el suelo filtrante y reducen su capacidad de capturar y almacenar agua.

Los investigadores han procedido a estudiar con detalle la situación existente en el oeste de Estados Unidos, donde estos fenómenos se han agudizado en los últimos años debido a la limitada disponibilidad de agua superficial, el rápido crecimiento de las poblaciones y los cultivos de alto valor que requieren elevados caudales.

Para empezar, se ha modificado la metodología tradicional de medición de la subsidiencia en zonas de elevada extracción de agua subterránea. Porque consumen mucho tiempo, son muy caros y su margen de error es grande. Para solucionarlo, el aprendizaje automático cuantifica la relación entre los datos ampliamente disponibles sobre aguas subterráneas y el hundimiento del suelo.

Además, puede utilizarse para predecir hundimientos futuros. Los datos incluyen tasas de evaporación de la superficie terrestre y de las plantas, usos del suelo y espesor de los sedimentos. Y se han recopilado a través de la información producida por satélites y estaciones GPS terrestres en toda la zona, que incluye California, Arizona y Nevada. Porque solo el estado de California acoge el 75% del hundimiento total en la zona estudiada.

Allí, gracias a los acuíferos, se riegan millones de ha de los feraces campos del Valle Central. Y de ellas sale la tercera parte de las frutas y verduras que consumen los useños. Obviamente, esta franja feraz de más de 700 km de anchura, está muy afectada por la subsidiencia. Tanto, que se cree que se hunde a razón de 5 cm anuales dos pulgadas por año en una gran área del Valle. Y se ha medido que las tasas de hundimiento en algunas partes del Valle son de casi 30 cm anuales.

Por eso, la afección a infraestructuras, sobre todo a los canales de riego es indudable y muy preocupante. Y se acrecienta por la planificación en el estado de nuevas líneas férreas de alta velocidad, que deberán contar con este problema en sus proyectos constructivos.

Para acabar de arreglarlo, entra en escena el arsénico. Como sabemos es un metaloide muy presente en la tierra. Y concretamente en la arcilla tan común en California. El exceso de bombeo obliga a hacer cada vez pozos más profundos. Y allá abajo, la presión a que está sometido el acuífero provoca que la arcilla que contiene arsénico se compacte y libere contaminantes en el acuífero. Y ello hace que el arsénico presente en el agua potable ascienda a niveles peligrosos.

Con tan interesantes resultados, los investigadores quieren ir más lejos. Y amplían su método, incluyendo otros parámetros como la demanda de agua subterránea en acuíferos de alto uso. Ahí penetran en los misterios de los grandes. Como el High Plains en Kansas, los Basin and Range en Arizona y el gran acuífero aluvial del río Mississippi. Porque los humedales del sudeste de Missouri también sufren de una enorme demanda de agua subterránea para el riego. Y allí pueden aplicarse las experiencias californianas

Gracias a todo lo experimentado y estudiado, hoy sabemos que la capacidad de almacenamiento de los acuíferos del planeta está disminuyendo a un ritmo de 17 km³/año. Lo que ocuparían 7.000 pirámides de Guiza. Volumen de almacenamiento perdido sobre todo en acuíferos cuyas aguas se destinan al riego agrícola y dan de beber a las ciudades. Conforman el 75% del total mundial de los afectados por la subsidiencia.

También se usaron técnicas basadas en el aprendizaje automático para identificar y cuantificar cuánta tierra se está hundiendo por este tipo de subsidiencia en zonas donde no hay datos disponibles. Los datos aportados por los gestores de sus aguas se usaron para construir un modelo informático que combina los relativos a factores de riesgo de hundimiento del suelo, los climáticos y los de usos del suelo.

Así, ellos generan predicciones estadísticas sobre el hundimiento del suelo en otras regiones. Después, se comprueba su la capacidad predictiva en un modelo concreto, evaluando su grado de acierto en subsidiencias producidas en zonas donde ya se han producido

El estudio encontró que Estados Unidos, China e Irán representan la mayor parte de la pérdida mundial de capacidad de almacenamiento de agua subterránea. Como ya hemos indicado más arriba, California y Arizona muestran un importante hundimiento de la tierra debido a la dependencia de la región árida del agua subterránea para irrigar los cultivos. En lugares como Ciudad de México, el hundimiento está más fuertemente ligado al bombeo dl agua subterránea destinada al abastecimiento municipal

La investigación también predice altas tasas de subsidencia de tierras tanto en zonas de riego como urbanas de Afganistán, Uzbekistán, Azerbaiyán y Siria. Aunque en ellas todavía ningún dato previo haya documentado los impactos de la extracción de aguas subterráneas.

Respecto a Europa, el estudio predice que las tasas de hundimiento del terreno son, en general, inferiores a 1 cm/año. Sin embargo, indica que aun así pueden causarse daños a infraestructuras. E inundaciones en zonas costeras amenazadas por el aumento del nivel del mar. Además del arsénico, intrusión de agua salada. Las dos amenazas de la calidad del agua subterránea no afectada por subsidiencia.

Para finalizar, señala los 10 países con mayor porcentaje de subsidencia con respecto a su superficie terrestre. Son Taiwan, Bangladesh, Uzbekistán, Israel , Siria, Myanmar, Turkmenistán, Filipinas, China y Vietnam. Por su parte, los países con mayor pérdida de almacenamiento de agua subterránea predicha por la investigación son China, EEUU, Irán, Uzbekistán, México, Myanmar, Bangladés, Turkmenistán, Pakistán e India.

Y esto no ocurrirá solo en regiones áridas. También se han confeccionado mapas predictivos en climas húmedos. Acabamos de comprobar que países como Bangladesh, India y Vietnam están afectados, lo que da una gran importancia a la dependencia del agua subterránea incluso en regiones donde las lluvias son abundantes.

Esperemos que estos datos alerten a los gestores del agua. Ahora ya disponen de datos que les servirán para planificar mejor, al conocer la escala y el alcance de la pérdida de almacenamiento de agua subterránea que se produce en cada uno de sus ámbitos de responsabilidad.

Lorenzo Correa

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