[:es]Las aguas subterráneas son una de las principales fuentes de agua para la agricultura y para usos domésticos e industriales en todo el mundo. Sin embargo, estos recursos se encuentran en una situación crítica a causa de su extracción excesiva y a las posibles consecuencias del cambio climático y, específicamente, en relación a la intrusión salina en los acuíferos costeros.
Existe un amplio consenso de que los principales efectos del cambio climático serán sobre en los recursos hídricos, incluidas las aguas subterráneas y los desastres naturales relacionados con el agua, como las inundaciones y sequías.
Incluso, estas incidencias podrían verse agravadas por acciones antrópicas, como el aumento de la extracción de agua subterránea, debido a la mayor frecuencia y duración de las sequías.
La relación del cambio climático con la intrusión salina
El aumento del nivel del mar sería uno de los efectos más evidentes del cambio climático, junto a la prolongación de temporadas de sequía en algunos lugares.
A causa de esto, el fenómeno de la intrusión salina en acuíferos costeros, consecuencia del cambio climático y particularmente del aumento del nivel del mar, sería uno de los mayores riesgos para las personas que viven y trabajan en zonas costeras, por lo que ha recibido especial atención de la comunidad científica en los últimos años.
Para entender esto, debemos considerar que los acuíferos costeros tienen una fuerte conexión hidráulica con el mar y que estos sitúan la interfaz salina a 40 veces la profundidad de la cota de agua dulce sobre el nivel del mar.
Por lo tanto, si se produce un aporte de agua salada y el cuerpo de agua dulce no puede migrar, éste se reduciría afectando la cantidad de agua disponible.
Lo anterior, sumado al aumento sostenido de la población y de la demanda de agua potable, incrementan la vulnerabilidad del agua subterránea ante la intrusión salina y su posible aprovechamiento.
La magnitud del impacto
De acuerdo a un informe sobre océanos presentado por el Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC) de la Organización de Naciones Unidas (ONU), el nivel del mar podría aumentar, en promedio, hasta en un metro dentro de 80 años si es que no se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero.
En base a esto, se han elaborado diversos modelos y escenarios para cuantificar el posible grado de impacto del cambio climático y cómo éste afectará la relación agua dulce-agua salada en los acuíferos costeros.
Dichos modelos suelen cuantificar el avance de la intrusión salina considerando:
- Escenarios de ascenso del nivel del mar.
- Incremento en el consumo de agua.
- Reducción en la recarga natural de los acuíferos producto de las sequías.
De acuerdo con las simulaciones matemáticas realizadas por Carretero el año 2012 en un acuífero costero en Buenos Aires, para una zona con bajas elevaciones topográficas y en un contexto de aumento del nivel del mar y en la demanda de agua, se cuantifica un avance de la intrusión salina de más de 200 metros, utilizando un modelo de carga hidráulica constante (figura).
Como resultado de la simulación se muestra que una de las principales consecuencias sería la degradación del recurso.
La importancia de una gestión eficaz
Para evitar este escenario que podría provocar el aumento del nivel del mar a causa del calentamiento climático, será necesario impulsar una gestión eficaz de los recursos hídricos.
Una gestión que incorpore una visión global del sistema hídrico, de modo que su asignación y aprovechamiento permitan garantizar la sostenibilidad, tanto las aguas superficiales como las subterráneas, a largo plazo.
¿Estamos preparados para afrontar el cambio?
Fuentes: Carretero et al., 2012; Ghyben y Herzberg, 1901; Carretero, 2012.
[:en]Groundwater is one of the main sources of freshwater for agriculture, domestic and industrial uses all over the world. However, this resource is in a critical situation due to its massive exploitation and the still uncertain consequences of climate change.
Nowadays there exists a wide consensus about the fact that climate change will have a main impact in water resources including groundwater and natural disasters related to water, like floods and droughts.
This impact could get even worse because of anthropic actions like the increase of groundwater pumping due to longer drought seasons.
Connection between climate change and saltwater intrusion
Sea level rise would be one of the most evident effects of climate change along with the prolongation of drought seasons in some areas.
Then, saltwater intrusion phenomena in coastal aquifers as a consequence of sea level rise, would be a major risk for coastal communities. It is because of this reason that the phenomena has been specially studied among the scientific community in the last years.
To better understand this, we must consider that coastal aquifers have a strong hydraulic bond with seawater. This bond sets a freshwater/saltwater interface of over 40 times the depth of freshwater upper bound over sea level.
Hence, If there is a landward encroachment of saltwater, freshwater volume in the aquifer will be reduced affecting the amount of freshwater supply.
The above, along with a sustained population and water demand increase, tend to raise groundwater vulnerability to saltwater intrusion.
Impact magnitude
According to an ocean’s report from the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) presented to the United Nations (UN), sea level could rise on average about one meter in 80 years if greenhouse gases emission do not reduce.
Based on this, there are several models and scenarios that had been made up to quantify the impact extent of climate change and how it will influence the boundary saltwater/freshwater in coastal aquifers.
Those models usually quantify saltwater lanward flow considering:
- Sea level rise scenarios.
- Increase of freshwater demand.
- Natural aquifer’s recharge reduction due to drought seasons.
According to mathematical simulations made by Carretero in 2012 for a coastal aquifer located in Buenos Aires, in a smooth topographic zone with low elevations and in a sea level and water demand rising context, there is a quantification of saltwater landward flow of over 200 meters using a constant hydraulic charge model (figure 1). As a result, the simulation shows us that one of the main consequences would be the resource’s deterioration and decrease on the supply.
The importance of an effective management
To avoid this future scenario that could lead to a sea level rise as a cause of global warming it will be necessary to boost an efficient water resource management
This management should incorporate a global perspective of water systems in a way that their allocation and use guarantee surface water as much as groundwater sustainability in the long term.
Are we all ready to face this change?
Sources: Carretero et al., 2012; Ghyben and Herzberg, 1901; Carretero, 2012. [:zh]En tiempos de escasez hídrica, la intrusión salina en acuíferos costeros es uno de los fenómenos más preocupantes. A nivel mundial, cerca del 40% de la población vive a menos de 100 kilómetros de la línea de costa, mientras que en Chile, el 21% de los habitantes lo hace a menos de 10 kms del litoral.
Lo anterior, más el rápido crecimiento demográfico, ha incrementado la presión por el uso de agua subterránea destinada al consumo humano y a las actividades productivas.
Qué es la intrusión salina
Se denomina intrusión salina al movimiento permanente o temporal del agua salada tierra adentro, desplazando al agua dulce. Se considera que el agua captada de un acuífero costero se contamina (saliniza) cuando la porción activa de la captación se ve afectada por la zona de mezcla de agua dulce y agua salada o por la propia agua salada.
Una mezcla de aguas que contenga una fracción pequeña de agua salada, del orden del 3 a 4%, añade entre 600 y 800 ppm de cloruros al agua dulce, lo que en general supone que el agua resultante tenga una salinidad muy alta e inadecuada para la mayoría de los usos potenciales.
Precisamente esto es lo que puede producir la extracción excesiva de agua de los acuíferos costeros, donde la disminución del recurso permite que el agua salada sea arrastrada hacia las zonas de agua dulce, dejándolos muchas veces inutilizables.
Por este motivo se requiere cada vez de una planificación adecuada, que permita su aprovechamiento responsable y sostenido en el tiempo, reduciendo su vulnerabilidad frente al incremento de la demanda.
El cambio climático y la intrusión salina
Otros factores que influyen en la intrusión de agua salada en los acuíferos costeros son las fluctuaciones de las mareas, los cambios climáticos y del nivel del mar, circunstancias que aumentarán la presión del agua de mar hacia los acuíferos de agua dulce.
Esta situación tiene una enorme relevancia para nuestro país, debido a su extensa longitud costera, a la cantidad de asentamientos urbanos y a las crecientes exigencias de abastecimiento.
Todos estos elementos han impulsado el desarrollo de metodologías de análisis y modelos para la interpretación de este fenómeno, en conjunto con tecnologías y protocolos de observación, control y prevención para mantener la intrusión salina bajo control.
En consecuencia, la gestión de las aguas subterráneas en zonas costeras es un punto crítico para el desarrollo sustentable de las ciudades y de sus actividades económicas. Caracterizar estos escenarios se hace cada vez más imperativo para una gestión planificada del recurso hídrico en un escenario local y mundial con cada vez menos disponibilidad de agua dulce.
Fuentes: Barlow, 2003, FCIHS, 2009, Delft Institute of Water Education, 2018, Modelamiento y Caracterización de la Intrusión Salina en un Acuífero Costero. Autor: Joaquín Godoy, 2019.
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