Elaboraron: Dr. Nabil Mobayed, Ing. Rocío Peralta, Ing. Mauricio Rico
El cambio climático y el crecimiento poblacional han traído consecuencias graves a las cuencas urbanas, como el incremento en la escorrentía pluvial que ocasiona impactos adversos por inundaciones y deslaves. Si bien en la zona metropolitana de Querétaro (ZMQ) se han registrado menos tormentas, las mayores tienden a ser torrenciales y por tanto a causar daños más importantes a la infraestructura citadina, más cuando no hay (o son insuficientes) las obras de regulación. Ubicado en la cuenca del río Querétaro, el arroyo o dren El Arenal, al norte, es regulado parcialmente por algunas presas como Santa Catarina, con una superficie tributaria de 130 km2, y El Pinto, con casi 22 km2, en la parta más alta de esta subcuenca.
Figura 1. Cuencas
El bordo o presa El Pinto data de principios del siglo XIX y su finalidad ha sido el riego agrícola, además del control de crecientes durante la temporada de lluvias. Por desgracia, los cambios indiscriminados en el uso de suelo han mermado gravemente las superficies de riego para destinarlas al uso industrial y de vivienda. El Parque Industrial Querétaro (PIQ) compró las tierras donde se asienta la presa y se han modificado paulatinamente tanto la cortina, a la que se hizo un vertedor libre para reducir su altura, como el propio vaso, con un reacomodo del azolve para conformar un terraplén perimetral interior que reduce deliberadamente la superficie original a menos de la mitad y dejando, por margen derecha, un canal a cielo abierto que encauza los vertidos de agua residual de las comunidades aledañas, con las molestias y reclamos por parte de los pobladores de El Pinto y Pintillo.
Figura 2. El Pinto
Una caracterización hidrológica detallada, con base en el Continuo de Elevaciones de México y cartografía temática del INEGI, así como el ordenamiento y escalado de la superficie en unidades de escurrimiento, han permitido configurar a detalle los parteaguas y la red de drenaje que conforman la subcuenca de dren o Arroyo El Arenal hasta el sitio de la presa El Cajón, en Juriquilla. Se comprueba que la escorrentía pluvial generada por la subcuenca de la presa El Pinto va directamente al cauce del arroyo El Arenal, sin pasar por Santa Catarina; además, que su pendiente es cercana al 0.9% y su coeficiente de escurrimiento igual a 0.384, lo que puede ocasionar crecientes torrenciales que requieran de una mayor regulación.
El Pinto es una comunidad perteneciente a la delegación de Santa Rosa de Jáuregui, municipio de Querétaro, con un total de 1895 habitantes (según censo 2020 del INEGI). Cerca se encuentra el Parque Industrial Querétaro (PIQ) que brinda empleo a un importante número de pobladores, pues se sabe que al menos hay un total de 25 empresas importantes en el lugar. El consumo de agua de este asentamiento humano, con fines domésticos, es de 6 L/s. En las Figuras precedentes, se puede apreciar bien la ubicación: del poblado, del PIQ, así como de la presa El Pinto.
Mediante visitas al lugar, se observa la presencia de matorral xerófilo caducifolio, compuesto por: huizaches (Acacia spp.), mezquites (Prosopis spp.) y plantas del género Opuntia. En las proximidades del vaso de la presa, se ven también huizaches y mezquites, además de: Solanum eleagnifolium, plantas de Cyperus spp. y Salix babilónica. Por el cauce ubicado abajo del cuerpo de agua, se encuentran ejemplares de sauce llorón y algunas ciperáceas. En los lomeríos cercanos que forman parte de la subcuenca, se aprecia material xerófilo, así como plantas del género Quercus en la zona de piamonte, lo que prueba se trate de un área potencial de recarga subálvea.
Por lo que se refiere al embalse, se advierte al interior una gruesa capa de sales (sobre el fondo seco, más elevado) que ha impedido la proliferación de plantas, acaso con algunas Cyperus spp. En cuanto a la fauna acuática, se notaron aves de género Pluvialis squatorola y Pluvialis dominica; y, en otra visita, se vieron ejemplares de gallareta (Fulica americana). Lo anterior seguramente explica también la presencia de notonéctidos.
Figura 3. Embalse
Desde el punto de vista hidrológico, es un hecho patente que la región está sujeta a un importante estrés hídrico (cuando la demanda ha superado de manera notable a la oferta), en particular debido a las extracciones de agua subterránea destinadas a los usos: agrícola (además de la superficial que se almacena en bordos y presas), abrevadero, industrial (sobre todo por el PIQ) y doméstico o público-urbano (para las comunidades ahí ubicadas). El agua para uso agropecuario es sin duda la de mayor cuantía, representando más del 70% del recurso hídrico que se consume en la cuenca.
Por lo que se refiere a la cortina, se observó de inicio una destrucción parcial de la misma por margen derecha; si bien luego se supo que la intención –al parecer, por parte de los encargados del PIQ– era construir un vertedor para la presa que carecía de tal estructura, dada su antigüedad. En visitas posteriores se pudo comprobar que la reparación fue terminada, esto después de que la obra había sido clausurada temporalmente por el INAH. Para cementar la mampostería, sin embargo, se utilizó una mezcla “uno a tres” de cemento y cal en vez del “calicanto” original de la estructura, que data de principios del siglo XIX. También se supo que los responsables de reducir como 3 m la altura de la cortina, mediante este vertedor libre, fueron quienes construyeron el terraplén perimetral al interior del vaso con la intención deliberada de reducir la superficie del cuerpo de agua.
Figura 4. Salida residual
Puesto que el terraplén interior se formó con el mismo sedimento depositado por años dentro del vaso, se asume que el objetivo de la obra fue recuperar capacidad de almacenamiento a costa de reducir el área de inundación original, según se observa claramente en la imagen aérea antes mostrada. El crecimiento de acacias alrededor del embalse confirma igual que el agua no ha reconocido más fuera de la zona delimitada por el terraplén, al menos desde hace varios años (esto también se constata con las imágenes históricas que permite consultar la aplicación de Google Earth©). Por cierto, la presencia de grandes piedras –muy espaciadas– que sobresalen la cortina a manera de dentellones, probablemente hubiesen servido para restar energía cinética al agua de las crecidas que, a falta de vertedor, pasaban antes por encima de la estructura.
Además, como parte de las modificaciones hechas a la presa, las aguas residuales que se generan arriba (probablemente en su mayoría) se canalizan por margen derecha, continuando así hasta salir del vaso y sin mezclarse, en apariencia, con el agua almacenada. Para tal fin, la compuerta de la obra de toma fue retirada arbitrariamente de manera que, por esta razón, el embalse permanece inusualmente seco durante buena parte del año. Lo anterior ha causado que afloren gruesas capas de sal y que éstas inhiban el crecimiento de flora en amplias zonas. La presencia de ganado se explica justo porque la hierba que llega a crecer en tales condiciones les resulta más palatable. Además de que el exceso de sales es indicativo de algún grado de contaminación, el suelo desnudo favorece sin remedio la erosión eólica, con efectos adversos que dañan o encarecen el mantenimiento de equipo y maquinaria, por ejemplo, a las industrias asentadas en el parque cercano.
Por otro lado, durante las visitas realizadas se ha visto siempre presencia de agua almacenada en el embalse, a pesar de ser franca temporada de estiaje. Lo anterior significa que debe existir un importante retorno de agua subterránea proveniente de las partes altas, que seguramente debió haberse recargado meses antes cuando tuvo lugar el ciclo de lluvias. No se puede saber de antemano si estos volúmenes forman parte del flujo regional en el acuífero subyacente, que termina por aflorar en las partes más bajas del valle, o si provienen del flujo subsuperficial –subálveo– que discurre por estratos de suelo más someros. Dada la presencia casi permanente de agua en el vaso y las dimensiones de la subcuenca aportadora, del orden de 22 km2, es más creíble pensar que se trata de retornos de agua subterránea.
Un indicador biológico de la presencia continua de humedad en las proximidades de la presa lo representa la fructificación de especies arbóreas como el mezquite y el garambullo, según se pudo constatar en las visitas al sitio. Los árboles del tipo Quercus spp. antes mencionados, por ser caducifolios, facilitan los procesos de retención y recarga de agua hacia el subsuelo en la zona de piamonte. Empero, cabe mencionar que no se observa reemplazo de vegetación en el lugar, lo cual puede ser indicativo de poca supervivencia de las especies ahí presentes (sometidas a estrés hídrico, al riesgo de incendios estacionales, entre diversos factores).
Otra manera de conocer el origen de los volúmenes almacenados en el vaso es comparar su contenido de isótopos con respecto a la llamada Línea Meteórica Mundial. En efecto, los isótopos son átomos de un mismo elemento cuyos núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones; por ejemplo, el 2H o D (deuterio) es un isótopo estable del hidrógeno y el 18O lo es del oxígeno, el más común y no radiactivo de ellos. El estándar internacional, SMOW, se asocia a las relaciones 2H/H y 18O/O de isótopos contenidos en cierta agua de mar. De todas las moléculas de agua que se pueden formar, las de mayor interés para el ciclo hidrológico son HDO y H218O, desde luego además de H2O; sus propiedades son muy similares, con pequeñas diferencias en cuanto a movilidad iónica, tensión de vapor y difusividad, entre otras. Por ejemplo, el agua de mar es más pesada o enriquecida en HDO y HD18O que el agua dulce, mientras que el vapor del agua de mar es más ligero. El vapor de agua de un lago o embalse es más pesado o enriquecido que el agua de la que procede. Es decir, existe un fraccionado isotópico al pasar de un estado a otro.
El agua de lluvia es la fuente principal de las aguas subterráneas y de la zona no saturada del suelo; pero su contenido isotópico puede variar con factores como la: temperatura, altitud, latitud, proximidad al mar, abundancia y estacionalidad. Lo que se hace entonces es medir tal contenido, obtener las relaciones 2H/H y 18O/O, comparar esto con la Línea Meteórica Mundial y, de acuerdo con el resultado, reconocer el proceso hidrológico que ha afectado la composición isotópica del agua. De manera similar, se pueden distinguir los procesos que modifican las relaciones isotópicas señaladas en el agua subterránea con respecto a una determinada lluvia de recarga. Sirvan entonces las Figuras (a) y (b) como ejemplo ilustrativo para entender esta importante técnica de análisis (Soler et al., 2015).
Figura 5. Línea meteórica
Para los análisis de agua, se tomaron dos muestras: a la salida de la presa y sobre un dren que recibe el efluente del Parque Industrial Querétaro (PIQ), desde su propia planta de tratamiento (PTAR). La primera resultó más representativa del agua residual proveniente de las comunidades (que, al parecer, no se mezcla con el agua almacenada) y la segunda sólo fue indicativa del efluente industrial pues el dren tampoco vierte hacia el interior del vaso. Según los resultados, no hay contaminación por metales pesados, sea por tratarse de aguas de origen doméstico o porque fueron debidamente removidos en la planta de tratamiento. El exceso de materia orgánica en el dren puede deberse a que, además del agua de origen industrial, conduzca aguas residuales de alguna comunidad cercana. Por su parte, la conductividad eléctrica elevada puede significar que el agua de origen lleve un alto contenido de sales, lo que obligaría a una mayor vigilancia del sistema de tratamiento en la planta.
Figura 6.Análisis químicos
Otro impacto adverso, vinculado a la vulnerabilidad de la presa, se relaciona con el hecho de que su embalse coincide con las rutas de migración central de las aves, en particular del género Anatidae, que pasan por el Altiplano de México. Esto se puede verificar claramente en el conocido cartel de National Geographic® (1979), reproducido en seguida a modo de referencia, donde se muestran las rutas migratorias de las aves en América. Es de todos conocido que la pérdida, fragmentación y degradación de los hábitats naturales que utilizan las aves se está produciendo a nivel mundial y que su causa principal son las presiones derivadas de una población humana en crecimiento, la rápida y no planificada urbanización y el uso humano insostenible de los espacios naturales disponibles.
Figura 7.Aves migratorias
La preservación del cuerpo de agua: (1) puede evitar un drenado más acelerado del agua subterránea; (2) reduce la disolución carbónica que origina el exceso de sales y evita afectar, al reducirlo, la germinación y crecimiento de semillas que producen la cubierta vegetal (cuya ausencia favorece la erosión eólica y los consecuentes daños a equipos y maquinaria del PIQ); (3) puede llevar a una conservación de las especies vegetales (como Quercus spp.) que, en zona de piamonte, favorecen el proceso de recarga del acuífero subyacente (reduciendo, en consecuencia, el estrés hídrico que genera su sobrexplotación); y (4) ayuda a conservar el hábitat de las aves migratorias (y permite que algunas especies favorecidas inhiban la proliferación de otras y, con ello, el riesgo de propagar enfermedades).
De acuerdo con los resultados de este primer trabajo sobre la problemática de la presa El Pinto –por cuanto hace a las características hidrológicas de su cuenca, a la situación actual del vaso y la cortina, a la calidad del recurso hídrico superficial y, en general, a las condiciones prevalecientes del lugar– se recomienda efectuar las acciones y trabajos siguientes:
(a) Es indispensable realizar un estudio hidrológico completo que, además de la caracterización hidrográfica, incluya: obtención de datos actuales de áreas y capacidades de almacenamiento (curva EAC) mediante levantamiento topo-batimétrico; análisis climatológico (para determinar tren de lluvias y precipitación de diseño), cálculo de la escorrentía pluvial en condiciones extremas, funcionamiento de vaso modificado o actual (para evaluar su capacidad en cuanto a regulación y control de crecientes), propuesta de adecuaciones para mejorar la operación del embalse ante la ocurrencia de eventos extremos y como regulador de la escorrentía anual (período extendido).
(b) Se requiere identificación plena del sistema de drenaje de aguas residuales (levantamiento de campo) para determinar cómo su eliminación impacta a los canales existentes (a cielo abierto) y los cuerpos de agua. De ahí se establecen los puntos de control para hacer un monitoreo itinerante de la calidad del agua (campañas de medición), así como el posterior análisis de muestras con base tanto en la NOM-001-Semarnat (1996 o vigente) como en la NOM-127. Se hacen pruebas de tratabilidad y, con ello, se definen trenes de tratamiento para las aguas residuales vertidas por las comunidades cercanas. De no existir, se propone diseñar los sistemas de alcantarillado sanitario necesarios para evitar la conducción, a cielo abierto, de las aguas residuales.
(c) Es necesario hacer una recopilación de datos del acuífero subyacente (geología del lugar, censo de pozos de bombeo, registro de niveles piezométricos, entre otros). Se propone también hacer un muestreo y análisis de calidad del agua subterránea en algunos pozos existentes (para uso doméstico, industrial y agropecuario). Se precisa hacer el estudio de hidrología isotópica, esto para determinar las condiciones y la forma como se producen los aportes de agua –subterránea y/o superficial– hacia el embalse de la presa.
(d) Se recomienda hacer un inventario de flora en los alrededores del vaso, así como en partes características de la misma subcuenca (con énfasis en la zona de piamonte); también es necesario un inventario de especies endémicas de fauna y, en la medida de lo posible, de las aves acuáticas más comunes. En el caso de la cubierta vegetal, es recomendable evaluar sus condiciones actuales en cuanto a la preservación (subsistencia) de cada especie.
(e) Es menester que se efectúe un estudio de erosión hídrica en la subcuenca para identificar las zonas más propensas a la pérdida de suelos. Como insumo, se necesita tener (o, en caso necesario, hacer el levantamiento de) el estado actual que guarda la cobertura de suelo y vegetación en el lugar. Una vez que se hayan identificado estas zonas, se propone formular obras y acciones de ingeniería naturalística (como: reforestación, construcción de represas, protección de laderas, entre otras muchas) para que con ayuda de los propios habitantes se puedan hacer estos trabajos de conservación, tendientes a evitar o reducir el aporte de los sedimentos que colmatan e inutilizan a los cuerpos de agua.
(f) Se recomienda formular un programa para la habilitación del espacio físico –el embalse y sus alrededores– como un parque natural protegido que pueda ser visitado de manera regular, controlada, y se fomente con ello el turismo ecológico. Además de los trabajos estructurales, el programa puede integrar acciones no estructurales, como varias de las señaladas en los puntos previos (monitoreo de la calidad del agua, vigilancia forestal y de la fauna tanto local como migratoria, acciones de conservación en la cuenca) para que las mismas sean realizadas de manera continua, asegurando así el éxito del proyecto.
