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La tonada del viejo marinero "agua, agua por todas partes, y ni una gota que beber" de la Rima del Anciano Marinero de Samuel Taylor Coleridge captura la esencia de estar rodeado por agua de mar no apropiada para el consumo. La palabra "tentar" tiene su origen en un mito basado en el agua en el que Tántalo, un hijo de Zeus, es castigado por los dioses con una sed enorme y forzado a pararse en un lago y el agua siempre se retiraba lejos de su alcance cada vez que se inclinaba a tomar un sorbo. La idea de que el agua esté fuera del alcance es ahora parte integral del discurso, y la evasión del agua inspiró muchas inversiones tempranas en tecnología de energía. Por ejemplo, las sociedades pre-modernas en expansión invirtieron en bombas primitivas activadas por molinos de viento y pozos de agua tirados por caballo para sobreponerse a la escasez de agua.

El Tormento de Tántalo (grabado) de Bernard Picart

Un aspecto subyacente crítico en la ciencia del agua es la importancia de un sistema preciso para contabilizar el agua. Para comprender correctamente el estado de la disponibilidad de agua y la extensión de la crisis del agua, debemos llevarles seguimiento al flujo, usos y volúmenes de agua almacenados en distintos lugares, formas y épocas del año. Lamentablemente, a pesar de los muchos avances relevantes en el siglo pasado con respecto a la hidrología, los científicos están atrasados en estas áreas. Los datos mundiales sobre el agua están tristemente incompletos, lo que hace que sean más difíciles las decisiones razonadas de planificación del agua.1Charles Fishman, “Water Is Broken. Data Can Fix It” The New York Times, 17 de marzo 2016, accedido el 6 de junio de 2016, http://www.nytimes.com/2016/03/17/opinion/the-water-data-drought.html?_r=0. Por el contrario, los datos sobre la energía son relativamente abundantes y accesibles.

La precipitación es un método de adición de agua, por lo que los gobiernos y otras organizaciones la vigilan de cerca. Por una parte, los meteorólogos pueden medir fácilmente la precipitación, pero determinar cuánta agua de esa lluvia recarga los acuíferos subyacentes es difícil de medir o estimar. En algunos casos, los agricultores, familias e hidrólogos de igual manera no pueden saber cuánta agua está disponible hasta que los pozos se secan completamente.

Instalar medidores de corriente para darles seguimiento a los flujos en los ríos, monitores de pozos para estimar las tablas de agua, y medidores de bomba para llevar seguimiento de las retiradas en las cuencas proveerá más información sobre los sistemas de agua locales y globales. Incluso con sensores precisos de la superficie del agua, no sabemos cuánta agua hay debajo de la tierra. Sin embargo, las nuevas tecnologías, como el Experimento del Clima y Recuperación Gravitoria (GRACE, por sus siglas en inglés) nos dan nuevos ojos en el cielo que pueden ver a través de la tierra para revelar los misterios subterráneos.

El Dr. Jay Famiglietti describe el trabajo que está haciendo el Centro para Modelos Hidrológicos de la Universidad de California con la NASA y lo que los satélites de GRACE nos están mostrando.

El experimento consiste de dos satélites mellizos lanzados en el año 2002.2“GRACE: Gravity Recovery and Climate Experiment”, NASA, modificado por última vez el 9 de julio de 2014, accedido el 31 de diciembre de 2014, http://www.nasa.gov/mission_pages/Grace/#.V8EAI2VixQc; y T. Green, “The Gravity of Water”, UTNews, 7 de octubre de 2011, accedido el 31 de diciembre de 2014, http://www.utexas.edu/features/2011/10/07/grace. Los satélites se siguen a sí mismos en su órbita alrededor de los polos de la Tierra. A medida que orbitan, las diferencias en la masa de la Tierra causan diferencias leves en el campo de gravedad, lo que hace que los satélites aceleren o bajen la velocidad en su órbita. Mientras orbitan, los satélites se envían un rayo de microondas entre ellos y miden cuánto tiempo le toma al rayo hacer el viaje de ida y vuelta. Las computadoras calculan la distancia entre los satélites, lo que revela diferencias diminutas en su aceleración relativa. Debido a que la aceleración depende de la masa de la Tierra directamente debajo, la distancia oscilante entre los satélites provee un mapa bastante detallado del campo de gravedad de la Tierra. A medida que crean mapas de la gravedad de la Tierra durante varios años, los satélites pintan una vista detallada de cómo la masa de la Tierra cambia con el tiempo y el espacio.

Esta animación demuestra visualmente un modelo de gravedad derivado de los datos de GRACE. Comparar los modelos de gravedad sobre la tierra les permite a los científicos generalizar los cambios en el almacenamiento de agua subterránea de acuerdo con las anomalías en la gravedad.

Debido a que la masa de la Tierra no es uniforme y el agua afecta significativamente a la masa de las distintas regiones, GRACE puede medir los cambios en el agua subterránea desde el espacio.

Las observaciones tempranas indican que los acuíferos en la India están más vacíos y se están agotando más rápidamente de lo que se creía anteriormente y las capas de hielo en Groenlandia y la Antártica se están derritiendo más rápido de lo anticipado.3“GRACE: Gravity Recovery and Climate Experiment”, NASA, modificado por última vez el 9 de julio de 2014, accedido el 31 de diciembre de 2014, http://www.nasa.gov/mission_pages/Grace/#.V8EAI2VixQc; y T. Green, “The Gravity of Water”, UTNews, 7 de octubre de 2011, accedido el 31 de diciembre de 2014, http://www.utexas.edu/features/2011/10/07/grace. GRACE reveló que en el norte de la India, la tabla del agua disminuyó alrededor de un pie cada año entre 2002 y 2008 a medida que los agricultores retiraban agua para regar sus cultivos.

El capital natural del agua subterránea puede producir un "ingreso natural" de agua dulce para el uso tanto doméstico como agrícola. Gracias a que el sol activa el ciclo hidrológico, el cual regresa el agua a los acuíferos, el agua subterránea tienecapital natural restaurable.

El agua entra a la roca porosa de los acuíferos a través de un proceso llamado recarga. Debido a que las condiciones geológicas varían, el ritmo de recarga de cada acuífero es distinto. De igual manera, el ritmo de extracción a través de bombas es distinto. Sacar el agua de los pozos más rápido que el ritmo de recarga agotará eventualmente el acuífero haciendo que los pozos se sequen a pesar del hecho de que el agua, como recurso conectado por un sistema global, es renovable.

Por ejemplo, algunos segmentos del Sistema de Acuíferos de las Llanuras Altas, que abarca varios estados, contienen agua que tiene millones de años. Su ritmo de recarga es tan lento que el agua que se almacena en el acuífero no es renovable.

Fuente: P.B. McMahon, et al., “A comparison of recharge rates in aquifers of the United States based on groundwater-age data”, Hydrogeology Journal 19 (2011): 779-800, accedido el 28 de septiembre de 2016, doi: 10.1007/s10040-011-0722-5.

La disponibilidad de agua subterránea en los Estados Unidos depende en gran medida de los acuíferos, los cuales son formaciones geológicas que contienen suficiente material permeable saturado para liberar agua en los pozos y manantiales. Por lo general, los hidrólogos agrupan los acuíferos en sistemas acuíferos, que se pueden clasificar según su litología o el material que compone su formación. Presiona los botones para seleccionar cada acuífero.

Image Credits: Sean Nel/Shutterstock.com; NASA/JPL/University of Texas Center for Space Research.

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