Un estudio detectó una transición abrupta hacia la compactación permanente del subsuelo en amplias zonas del valle de Sacramento, con hundimientos de hasta 50 centímetros al año y pérdida de capacidad para almacenar agua
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Eduardo Schmitz
La extracción intensiva de aguas subterráneas durante la sequía de 2020 a 2022 habría provocado daños irreversibles en extensas áreas del acuífero situado bajo el valle de Sacramento, en el norte de California. La investigación, publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, concluye que el terreno pasó abruptamente de una deformación mayoritariamente recuperable a una compactación permanente.
El cambio fue detectado a partir de 2021, cuando algunas zonas comenzaron a hundirse a velocidades muy superiores a las observadas durante los ciclos estacionales normales. Los científicos estiman que esta transformación redujo de manera definitiva el espacio disponible para almacenar agua subterránea, un recurso estratégico durante las sequías.
El hallazgo resulta especialmente relevante porque el valle Central de California, formado por los valles de Sacramento y San Joaquín, produce alrededor de una cuarta parte del suministro alimentario de Estados Unidos. Buena parte de sus cultivos, incluidos arrozales, frutales y árboles de frutos secos, depende de grandes volúmenes de agua.
El acuífero cambió de comportamiento durante la sequía
Cuando se extrae agua de un acuífero, disminuye la presión existente entre los poros de los sedimentos subterráneos. En condiciones moderadas, esos espacios pueden recuperar parcialmente su volumen cuando el agua vuelve a infiltrarse.
Sin embargo, si el bombeo es suficientemente intenso y prolongado, las capas de arcilla y otros sedimentos finos pueden comprimirse de forma permanente. Este proceso causa subsidencia, es decir, el hundimiento de la superficie, y reduce la capacidad futura del acuífero para almacenar agua.
Entre 2016 y 2020, la mayor parte de los movimientos del terreno en el valle de Sacramento coincidió con cambios estacionales en los niveles de agua y mostró un comportamiento principalmente reversible.
A partir de 2021, el patrón cambió. Grandes extensiones comenzaron a compactarse de manera predominantemente irreversible, coincidiendo con la intensificación del bombeo durante la sequía que afectó a California entre 2020 y 2022.
El terreno llegó a hundirse 50 centímetros por año
En las zonas más afectadas, la superficie descendió hasta 50 centímetros al año. Esta cifra superó ampliamente los aproximadamente dos centímetros anuales que los investigadores esperaban encontrar como respuesta elástica y reversible a las variaciones del agua subterránea.
El estudio estimó además que la pérdida permanente de capacidad de almacenamiento aumentó cerca de cinco veces durante 2021 y 2022, hasta alcanzar aproximadamente 0,2 kilómetros cúbicos por año.
La superficie tampoco recuperó su posición anterior después de que los niveles subterráneos aumentaran temporalmente con la recarga estacional de finales de 2021. Esa falta de recuperación constituye una de las principales evidencias de que la deformación fue inelástica y permanente.
La subsidencia causada por la extracción de agua no afecta únicamente a California. Investigaciones recientes han mostrado que el bombeo de aguas subterráneas contribuye al hundimiento de grandes ciudades de Estados Unidos, aunque la intensidad y los factores asociados varían entre regiones.
Satélites revelaron daños que los pozos no anticiparon
El equipo analizó la evolución del acuífero entre 2016 y 2022 mediante una combinación de mapas de radar satelital, estaciones del Sistema de Navegación Global por Satélite, registros de pozos y mediciones gravitacionales de la masa regional de agua.
Las imágenes de radar interferométrico permitieron observar deformaciones del terreno con resolución de decenas de metros y precisión milimétrica en los cambios anuales de elevación.
Los registros de pozos mostraron la variación de los niveles de agua, pero por sí solos no permitieron anticipar con claridad dónde se produciría la compactación irreversible. Según los autores, un acuífero puede superar un umbral de daño antes de que las mediciones convencionales aporten una señal inequívoca.
La observación satelital ofrece, por tanto, una herramienta para localizar sectores sometidos a estrés hídrico y detectar alteraciones permanentes antes de que las consecuencias se amplíen. El uso de datos espaciales también se ha aplicado para identificar zonas del valle Central donde las inundaciones podrían favorecer la recarga de los acuíferos.
La pérdida de almacenamiento no puede recuperarse
La compactación ya producida no puede revertirse porque los poros de los sedimentos se han cerrado permanentemente. Aunque futuras lluvias eleven los niveles de agua, el acuífero no recuperará el volumen de almacenamiento perdido.
Esto no significa que todo el sistema haya dejado de funcionar ni que la totalidad del agua subterránea haya desaparecido. El estudio indica que determinadas áreas cruzaron un umbral irreversible, mientras que otras pueden mantener un comportamiento elástico si disminuye la extracción y aumenta la recarga.
Los investigadores señalan que las precipitaciones registradas posteriormente en California podrían haber reducido la demanda de bombeo y favorecido el retorno de algunas zonas a un régimen principalmente reversible. Esa posibilidad no restaura el espacio perdido, pero puede limitar nuevos daños.
El agotamiento acelerado de los acuíferos constituye un fenómeno global. Un análisis sobre el descenso de las aguas subterráneas en distintas regiones del planeta encontró que la recuperación es posible cuando se reduce la extracción, se gestionan mejor las fuentes superficiales o se aplican proyectos deliberados de recarga.
Riesgos para canales, carreteras y comunidades
El hundimiento desigual del terreno puede dañar carreteras, puentes, tuberías, pozos, canales y diques. También modifica las pendientes del suelo y puede aumentar la vulnerabilidad ante inundaciones en áreas bajas.
En una región agrícola dependiente de grandes redes de transporte y distribución de agua, la subsidencia puede reducir la capacidad de los canales y elevar los costes de mantenimiento de la infraestructura.
Los científicos plantean que los mapas de las zonas más vulnerables podrían orientar restricciones de bombeo y proyectos de recarga artificial. Estas actuaciones consisten en dirigir agua superficial hacia terrenos permeables para que se infiltre y reponga las reservas subterráneas.
La planificación debe considerar que no todas las áreas tienen la misma capacidad de infiltración ni responden igual a la extracción. Estudios desarrollados en California han empleado imágenes satelitales y datos de monitoreo para identificar niveles de agua necesarios para sostener ecosistemas dependientes de los acuíferos.
La agricultura intensifica la presión durante los periodos secos
Durante años lluviosos, los agricultores pueden disponer de mayores aportes procedentes de ríos, embalses y nieve acumulada en las montañas. Cuando la sequía reduce esas fuentes, aumenta la dependencia de los pozos.
El arroz, los frutales y los cultivos de nueces característicos del valle Central requieren un suministro estable durante etapas específicas de crecimiento. La sustitución rápida del agua superficial por extracción subterránea puede mantener temporalmente la producción, pero incrementa la presión sobre el acuífero.
Los resultados muestran que el agua subterránea no funciona como una reserva ilimitada. La extracción no solo disminuye el volumen disponible, sino que puede alterar físicamente la estructura geológica que permite almacenarlo.
La situación del valle de Sacramento refuerza la necesidad de combinar límites de bombeo, mayor eficiencia hídrica, seguimiento satelital y recarga durante los periodos húmedos. El objetivo ya no consiste únicamente en recuperar niveles de agua, sino también en evitar que nuevas zonas crucen el umbral de compactación permanente.
El monitoreo puede prevenir una mayor pérdida
Los autores sostienen que integrar mediciones terrestres y satelitales permitiría mejorar la gestión de acuíferos en regiones donde las redes de pozos son insuficientes o presentan registros incompletos.
Esta vigilancia puede ayudar a distinguir entre movimientos estacionales recuperables y hundimientos asociados con daños estructurales. También permitiría concentrar las medidas de reducción de extracción en los sectores donde el riesgo es mayor.
La investigación advierte que todavía puede producirse más compactación irreversible si el bombeo vuelve a intensificarse durante futuras sequías. La protección del acuífero dependerá de mantener la extracción por debajo de los niveles capaces de comprimir de forma permanente los sedimentos.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Proceedings of the National Academy of Sciences
