las sequías expusieron la sed de agua subterránea de California. Ahora, el estado espera recargar sus acuíferos

El Valle Central de California, una de las regiones agrícolas más ricas del mundo, se está hundiendo. Durante una intensa sequía reciente, de 2012 a 2016, partes del valle se hundieron hasta 60 centímetros por año. «No es como un terremoto; no sucede, boom», dice Claudia Faunt, hidróloga del Servicio Geológico de los Estados Unidos. Pero es evidencia de un desastre a cámara lenta, el resultado de la insaciable sed de agua subterránea de la región.,

durante décadas, los agricultores han bombeado implacablemente agua subterránea para regar sus cultivos, drenando gruesas capas de arcilla que contienen agua en las profundidades subterráneas. A medida que las arcillas se comprimen, las carreteras, puentes y canales de riego se han agrietado, causando daños extensos y costosos. En 2014, cuando los científicos de la NASA volaron equipos de radar sobre el Acueducto de California, una pieza crítica de la infraestructura de agua, encontraron que una sección había sumergido 20 centímetros en 4 meses., Tal flacidez puede dejar que los canales transporten menos agua, una «ironía máxima», dice Graham Fogg, hidrogeólogo de la Universidad de California (UC), Davis, porque fueron construidos en parte para disminuir la demanda de agua subterránea. El bombeo excesivo también pone en peligro la calidad del agua, ya que los contaminantes se acumulan en las aguas subterráneas y las arcillas liberan arsénico. Lo peor de todo es que el bombeo persistente significa que, un día, los acuíferos podrían quedarse sin agua utilizable. «Si bombeas demasiado fuerte», dice Fogg, » estás jugando con fuego.»

Ahora, California ha lanzado un esfuerzo histórico para salvar su agua subterránea., En 2014, en plena sequía, el estado aprobó una ley para proteger sus acuíferos; desde entonces, los administradores locales del agua han desarrollado planes de sostenibilidad para aquellos que se consideran más amenazados. Los planes para algunas regiones particularmente afectadas, que acaban de publicarse para comentarios públicos, piden poner fin al déficit de aguas subterráneas, principalmente permitiendo que las precipitaciones rellenen los acuíferos, pero también reduciendo la demanda. El estado está financiando a científicos para recopilar mejores datos sobre la crisis; los investigadores estiman que en el Valle Central, la mitad de los acuíferos están peligrosamente agotados, pero no saben la magnitud del daño., Mientras tanto, los geólogos están trabajando para identificar los mejores lugares para reponer los acuíferos inundando los campos agrícolas, incluidos algunos con geología especialmente permeable.

La Ciencia de las aguas subterráneas está cobrando una nueva urgencia a medida que California y otras regiones del mundo enfrentan crecientes amenazas de sequía, y están perforando cada vez más pozos para compensar la falta de lluvia y nieve. A nivel mundial, los acuíferos están «muy estresados» en 17 países que albergan una cuarta parte de la población mundial, según el Instituto de Recursos Mundiales. Los suministros de agua y alimentos para miles de millones de personas están amenazados.,

California es un estudio de caso en los desafíos de proteger esos recursos. Los intereses agrícolas, que utilizan la mayor cantidad de agua subterránea, a menudo se resisten a limitar los retiros, mientras que los ambientalistas exigen que se devuelva más agua a los ríos y al Delta Sacramento-San Joaquín; La primera demanda que desafía los planes de sostenibilidad de California se presentó el mes pasado. La demanda de agua subterránea está creciendo en los lugares donde las granjas se han expandido a áreas con poca agua superficial. En todo el estado, el cambio climático está haciendo que las precipitaciones sean menos confiables., «Mucha gente está mirando a California para ver cómo se desarrolla la ley», dice Ellen Hanak del Instituto de Políticas Públicas de California (PPIC). La esperanza, agrega, es que » hay tanta innovación local en California que puede ser un modelo para la gente en otros lugares.»

California sirvió una vez como modelo global para otro tipo de innovación: proyectos masivos de agua. Los Ángeles y otras ciudades clamaban por más agua de la que podían obtener localmente., El Valle de San Joaquín en el sur del Valle Central, la zona agrícola más grande y lucrativa del Estado, tenía suelo fértil y mucho sol, pero nunca suficiente agua. Los agricultores tenían que conformarse con lo que la naturaleza proporcionaba y con lo que podían bombear desde el suelo.

en la década de 1930, el Gobierno federal comenzó a construir una red de presas, tuberías y canales que movían agua desde el norte más húmedo del estado a las granjas en su Sur semiárido. Proyectos locales enviaron agua a centros urbanos. Con los grifos encendidos, las granjas y ciudades de California florecieron.,

pero el agua importada no alivió la presión sobre el agua subterránea por mucho tiempo. Gracias a la electrificación rural, más agricultores pudieron bombear todo lo que quisieran. No había regulaciones, no había límites. Y las bombas se han vuelto cada vez más potentes, con los mejores capaces de consumir hasta 5000 litros por minuto de los acuíferos. Ahora, en un año húmedo, alrededor del 40% del agua utilizada en el estado sale del suelo; durante una sequía, la proporción se hincha al 60%. En algunas zonas agrícolas, la dependencia es aún mayor durante los años secos (Ver mapa).,

Las tasas de extracción de aguas subterráneas son insostenibles en muchas partes del Estado, dice Jay Famiglietti, hidrólogo de la Universidad de Saskatchewan. Durante los años húmedos, suficiente agua de la lluvia y los arroyos que brotan se hunde en el suelo para rellenar parcialmente los acuíferos, dice, pero los niveles pueden caer aún más bajos durante la próxima sequía. «Es como una pelota de tenis rebotando por las escaleras, solo va en una dirección», dice Famiglietti.,

la tendencia se volvió especialmente preocupante durante la sequía de 2012-16. En el Valle de San Joaquín, los pozos de riego profundo redujeron los niveles de agua subterránea – ya 250 metros por debajo de la superficie en algunos lugares—poniéndola fuera del alcance de los pozos menos profundos que proporcionaban agua potable a miles de personas. En otros lugares, los grupos ecologistas temían que los manantiales, arroyos y ríos se secaran a medida que disminuyeran los niveles de las aguas subterráneas.

en respuesta, los legisladores estatales presentaron propuestas para regular las extracciones de agua subterránea. Los proyectos de ley fueron enfrentados ferozmente por grupos agrícolas, que se preocupaban por la disminución del valor de la tierra., Pero el empuje cobró impulso a partir de nuevas imágenes de radar satelital que describían dramáticamente los problemas de hundimiento del estado. «Las imágenes realmente llamaron la atención sobre un sistema que está fuera de equilibrio», dice Rosemary Knight, Geofísica de la Universidad de Stanford.

Los legisladores también se alarmaron por las imágenes de pérdida de agua (arriba) del Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) de la NASA, que estudia la superficie y el agua subterránea midiendo cómo se arrastra su masa en un par de satélites., Las mediciones de GRACE, combinadas con otros datos, indicaron que en 2010 los acuíferos del Valle Central tenían 20 kilómetros cúbicos menos de agua que en 2003.

la Ley de manejo sostenible de aguas subterráneas, que se convirtió en ley en septiembre de 2014, fue «un paso increíble» para un estado que durante mucho tiempo se había resistido a la regulación de las aguas subterráneas, dice Famiglietti. Pero solo requiere que las 260 agencias de sostenibilidad de aguas subterráneas de California (nuevas organizaciones establecidas bajo la ley, a menudo compuestas por distritos de agua locales) estabilicen, no aumenten, los niveles de agua subterránea., Y permite aumentar el bombeo si es necesario durante la sequía, siempre y cuando no se produzcan problemas importantes. Sin embargo, la ley ha obligado a un replanteamiento Estatal de las políticas de aguas subterráneas. En enero, las nuevas agencias en 21 cuencas consideradas críticamente sobregiradas tuvieron que presentar planes para lograr la «sostenibilidad» de las aguas subterráneas dentro de 20 años. (Otras agencias deben presentar sus planes para 2022.)

el impulso para desarrollar los planes ha revelado, en algunos lugares, una asombrosa falta de datos., Muchos distritos, por ejemplo, no están seguros de cuánta agua se está eliminando del suelo porque California no requiere que todas las bombas tengan medidores. (Las reglas locales u órdenes judiciales requieren medición en algunas cuencas para ayudar a resolver disputas.) En ausencia de datos sólidos, los investigadores han estimado durante años los flujos examinando los registros de electricidad—las bombas de agua subterránea son cerdos de energía—y mapeando la extensión y los tipos de cultivos de regadío. La información sobre el hundimiento también es útil. «Es bastante increíble», dice el hidrogeólogo Andrew Fisher de UC Santa Cruz., «Ahora estamos en una posición de no saber cuáles son muchos de los grandes flujos de agua subterránea o cómo varían.»

reducir la presión sobre el agua subterránea no es fácil ni rápido. Una táctica obvia es reducir la demanda. Algunas partes de California han disminuido su dependencia del agua subterránea al incentivar la eficiencia e imponer requisitos como cabezales de ducha y retretes que ahorran agua. La siembra de cultivos eficientes en el uso del agua ayuda—las uvas y Los Almendros jóvenes usan mucha menos agua que la alfalfa, por ejemplo. También lo hace dejar los campos en barbecho, una estrategia que los agricultores han utilizado para hacer frente a las sequías pasadas.,

pero para algunas partes de California, tales medidas no son prácticas, en parte debido a una expansión masiva de viñedos y huertos rentables: la superficie de frutos secos por sí sola aumentó un 85% entre 2008 y 2018. Los bosquecillos y viñedos no pueden estar en barbecho como otros campos, aunque pueden sobrevivir con menos agua de lo normal. Y los agricultores son reacios a arrancarlos, porque son caros de plantar, pueden tardar años en madurar y tienen una vida útil relativamente larga.,

aún así, los investigadores dicen que proteger verdaderamente las aguas subterráneas en California requerirá recortes en la agricultura, que en promedio representa alrededor del 80% del consumo comercial y residencial., Para estabilizar el agua subterránea en el Valle de San Joaquín, los agricultores probablemente tendrán que reducir las tierras de cultivo irrigadas en más de 200,000 hectáreas, o 10%, según un informe de 2019 de PPIC. No es sorprendente que tales perspectivas preocupen a los agricultores de todo el estado, dice Chris Scheuring, un abogado de agua de la California Farm Bureau Federation. «Estamos absolutamente esperando resultados mitigados que nos lleven a una gestión sostenible sin causar mucho dolor.»

para reducir la tasa de agotamiento con menos dolor, algunos distritos cuentan con métodos probados para recargar acuíferos., Durante décadas, algunos distritos de agua han llenado estanques dedicados en años húmedos para que el agua se filtre en el suelo. Otros inundan los campos agrícolas cuando el agua es abundante. Los viñedos pueden tolerar las inundaciones de primavera, y algunos cultivos, como la alfalfa, funcionan bien con el riego por inundación. Sin embargo, construir alcantarillas y bermas para mover y retener el agua puede ser costoso. En las áreas urbanas, donde la tierra es escasa o las capas superiores de sedimentos o rocas no son muy permeables, los funcionarios bombean agua al suelo en lugar de eliminarla.,

para expandir tales prácticas, los investigadores han estado buscando áreas maduras para la recarga, basadas en factores como el tipo de suelo, el uso de la tierra y la geología del acuífero. Un equipo de Uc Davis identificó 1.5 millones de hectáreas prometedoras al revisar los datos existentes, informaron en California Agriculture en 2015. Algunos de los mejores lugares son valles, ahora enterrados, que una vez existieron en el Valle Central y se llenaron de sedimentos gruesos durante la última edad de hielo. Estos puntos dulces pueden drenar 60 veces más agua que los sitios promedio, dice Fogg., Los investigadores han descubierto solo tres de estos valles enterrados, pero Fogg dice que muchos otros deben existir dada la historia geológica de la región.

Knight está utilizando técnicas geofísicas para encontrar Áreas de recarga tan prometedoras. Un instrumento montado en helicóptero envía señales electromagnéticas al suelo, midiendo las propiedades eléctricas de los sedimentos enterrados para crear mapas 3D de formaciones geológicas que tienen hasta 300 metros de profundidad. Después de eso, los dispositivos más pequeños se pueden remolcar a través de campos o huertos para obtener imágenes de mayor resolución., Los mapas pueden ayudar a los administradores a identificar las áreas donde el agua se absorberá rápidamente, evitando la acumulación que puede conducir a enfermedades de los cultivos o socavar los árboles.

los mapas también muestran dónde es más probable que el agua llegue a capas profundas donde el bombeo está causando hundimiento. «El nivel de complejidad que estamos capturando es increíble», dice Knight. La agencia de recursos hídricos de California recientemente comprometió 1 12 millones para usar el sistema montado en helicóptero en cuencas subterráneas en todo el estado.

restaurar las aguas subterráneas podría ser aún más importante debido al cambio climático., El estado ha dependido durante mucho tiempo de la abundante nieve de las montañas para proporcionar una fuente confiable de agua superficial durante todo el año. Sus muchos embalses fueron diseñados para llenarse de deshielo en julio, y luego liberar el agua para satisfacer la demanda máxima durante el verano caluroso. Pero debido a una tendencia de calentamiento, la capa de nieve anual ya se está volviendo más delgada y derritiéndose antes. Y los científicos del clima predicen que cada vez más precipitaciones en California caerán como lluvia, en lugar de como nieve en las montañas., Todo eso significa que los embalses se llenarán antes y que el agua tendrá que liberarse más temprano en la primavera, antes de que sea necesaria. En el verano, es probable que los agricultores dependan aún más de las aguas subterráneas.

para adaptarse a ese futuro, los funcionarios están considerando un nuevo arreglo en el que los operadores de represas liberarían agua antes de las tormentas de lluvia. Eso haría espacio para las aguas pluviales, y la descarga permitiría que los sitios aguas abajo pusieran más en el suelo. La idea suena simple, pero implica cambios significativos en regulaciones, operaciones y, en algunos casos, infraestructura, dice Fogg., Aún así, varios proyectos piloto están en marcha. En la cuenca del río americano, una agencia de control de inundaciones quiere modernizar algunos embalses superiores. Si la estrategia se implementa allí y en una cuenca adyacente del Río Sierra Nevada, Fogg y sus colegas estiman que alrededor de un tercio de un kilómetro cúbico de agua podría almacenarse bajo tierra cada año. Eso es del 10% al 25% del déficit anual a nivel estatal, dice Fogg.,

recargar el agua que proviene de los embalses de montaña a menudo tiene alta calidad., Pero una fuente diferente, la escorrentía de aguas pluviales de paisajes urbanos o gestionados, podría plantear un problema: evitar que los contaminantes, incluidos los fertilizantes agrícolas, se filtren en las aguas subterráneas. Fisher ha estado estudiando formas de eliminar ciertos contaminantes mediante la adición de biomateria como mantillo de madera y cáscaras de almendras al suelo en los sitios de recarga. Su equipo ha descubierto que los materiales pueden promover el crecimiento de microbios que eliminan el nitrato, un contaminante común., «Si vamos a poner cientos de miles o millones de acres de agua en el suelo cada año, deberíamos aprovechar todas las oportunidades para hacer que el agua sea más limpia en el camino», dice Fisher.

recargar no es la solución completa. En el Valle de San Joaquín, los científicos estiman que la recarga por sí sola puede eliminar, en el mejor de los casos, solo el 25% del déficit de agua subterránea, en parte porque hay tan poca agua superficial para comenzar en la región., Por lo tanto, cualquier ahorro adicional probablemente tendrá que provenir de la reducción del bombeo, con sus desafíos políticos, así como de la transferencia de agua a las tierras de cultivo más productivas, dejando a otras sin cultivar. Eso requerirá nuevos canales y otras infraestructuras, y un nuevo nivel de coordinación. En todo el estado, múltiples entidades gubernamentales y privadas tendrán que trabajar juntas en la gestión de la oferta y la demanda a escala de cuencas enteras, con el fin de minimizar el costo económico de usar menos agua., «Tiene que haber innovación política o innovación financiera para que la gente se aleje de este mito de que todavía tenemos un suministro ilimitado de agua subterránea y que nunca vamos a tocar fondo», dice Famiglietti.

Bridget Scanlon, hidróloga de la Universidad de Texas, Austin, es optimista de que se producirá innovación. «California tiene oportunidades para avanzar hacia una gestión más sostenible, y creo que lo son», dice. Fogg también está esperanzado, pero añade una nota cautelosa. «La civilización nunca ha tenido mucho éxito en el control de la demanda de agua», señala.,

Afortunadamente, los inviernos recientes de California han proporcionado suficiente precipitación para permitir que los acuíferos se recuperen un poco. El estado puede no saber si aprendió las lecciones de la última sequía hasta la siguiente.