La recarga de los mantos acuíferos se lleva a cabo, por supuesto, en forma natural, que consiste en la infiltración de la precipitación pluvial, en la infiltración de las aguas superficiales (ríos y embalses naturales, así como artificiales) y por el flujo subterráneo de formaciones adyacentes.
Pero también existe un recarga llamada incidental, la cual consiste en riego agrícola, riego de parques y jardines y por fugas en los sistemas de agua potable y alcantarillado. Las ventajas de este tipo de recargas radica en que son pocas o nulas las pérdidas por evaporación, no se requiere de estructuras especiales, ni de gran capacidad de almacenamiento y son menos vulnerables a la contaminación y a las sequías.
Sin embargo, en términos generales, existe una gran problemática en cuanto a la recarga de los mantos acuíferos se refiere que urge solucionar. Los principales problemas son que la demanda supera a la recarga, las reservas no renovables han disminuido de forma alarmante y, en algunos acuíferos, la calidad del agua se ha deteriorado. Otra realidad es que los acuíferos están sobreexplotados.
Entre las soluciones propuestas está la recarga artificial, la cual se define como el conjunto de técnicas hidrogeológicas que permiten incrementar la disponibilidad del agua subterránea, con la calidad apropiada para los usos a que se destine.
Estas técnicas hidrogeológicas se dividen en indirectas. Un ejemplo de éstas son las inundaciones dentro de los cauces o fuera de los cauces, los estanques y el sobrerriego. Y las directas, entre las que destacan los pozos y oquedades.
Por otra parte, las soluciones a estos problemas deben considerar la existencia de algunos mantos acuíferos que tienen intrusión salina, cuyo reto es reducir el descenso piezométrico; corregir problemas de intrusión salina; diluir nitratos, cloruros u otros químicos; actuar sobre problemas de hundimientos del terreno; almacenar agua durante la época de lluvias para usarla durante la época de secas, y almacenar agua tratada para reusarla con fines domésticos o agrícolas.
Las fuentes potenciales con que se cuenta para solucionar la problemática son el agua superficial de los cauces y embalses, el agua residual tratada y el agua de otro acuífero.
Ejemplos exitosos de recargas artificiales
En Sudáfrica, se dio una solución interesante a la falta de agua. Ésta se fundamentó en llevar a cabo un reuso potable directo por medio de las plantas de tratamiento de Gammans y Gorengab, en Windhoek, Namibia. El objetivo fue mejorar el abastecimiento público. Para ello, se utilizó como fuente el agua residual municipal.
Este proyecto inició en 1968, con una capacidad de 250 litros por segundo, el tratamiento fue biológico secundario y lagunas de maduración, adición de sulfato de aluminio, flotación con aire disuelto, cloración intermedia, adición de cal, sedimentación, filtración en arena, cloración intermedia, filtración en carbón y cloración final. El efluente se mezcló con agua potabilizada de otras fuentes, con un máximo de 4 por ciento, pero con el propósito de alcanzar 25 por ciento en pocos años.
Otro proyecto importante es el logrado en Estados Unidos mediante el reuso potable indirecto en la planta Fred Hervey, de El Paso, Texas. El objetivo primordial fue mejorar el abastecimiento público. La fuente fue el agua residual doméstica. Este proyecto inició operaciones en 1985, con una capacidad de 440 litros por segundo.
El método se basó en la utilización de diez pozos de inyección, a una profundidad de 244 metros y el tratamiento aplicado fue cribado, desarenado, sedimentación primaria, homogenización, biológico secundario con carbón activado en polvo de dos etapas, tratamiento con cal, recarbonatación de dos etapas, filtración en arena, ozonación y filtración en carbón activado granular y cloración.
Israel es un país que tiene una gran reputación en cuanto al manejo adecuado de sus recursos hidrológicos. El Proyecto en la Región Dan, cerca de Tel Aviv, es un vivo ejemplo. El objetivo de este proyecto es el riego agrícola sin restricciones. Sus fuentes de abastecimiento son aguas residuales del área metropolitana de Tel Aviv (con aproximadamente 220 kilómetros y 1.5 millones de habitantes). El 90 por ciento de sus aguas tiene un origen doméstico y el 10 por ciento restante es industrial (esto equivale a 400 mil habitantes).
El proyecto inició en 1977, con una capacidad de 3.5 metros cúbicos por segundo y el método de recarga fue mediante lagunas de infiltración. El tratamiento socorrido fue biológico secundario (lodos activados). El efluente se recarga en el acuífero y se recupera posteriormente. Asimismo, se aplica un tratamiento denominado suelo-acuífero).
Una experiencia interesante en Francia se ha dado en Croissy sur Seine, París, donde el objetivo ha sido el abastecimiento público eficiente y la reducción del descenso piezométrico. La fuente de abastecimiento es el río Sena y la capacidad es de 30 mm3/año. El proyecto inició operaciones en 1959.
El método de recarga son las lagunas de infiltración con una superficie de 15 hectáreas y el tratamiento es por clarificación, filtración y aireación en cascada.
En Holanda, el Proyecto Maaskant, en Noord Brabant, que tiene como objetivo el abastecimiento público, inició con una capacidad de 9 mm3 por año y utilizando un método de recarga por infiltración en canales, en un área de 180 hectáreas. El tratamiento que evita la estratificación, consiste en tener dos aireadores de burbuja, floculación, flotación, filtración rápida en arena y filtración con carbón activado, complementados con un postratamiento del agua extraída, en el que se realiza la remoción de fierro y manganeso y una nueva filtración con carbón activado.
En el Estado de México, basado en un estudio de la Comisión Nacional del Agua, arrancó el proyecto para el reuso de agua potable indirecto en el antiguo lago de Texcoco, para el que se utiliza como fuente el río Churubusco (agua residual municipal). El proyecto inició operaciones en 1997, con el método de un pozo de inyección y dos de monitoreo. El tratamiento fue en el nivel terciario, con una capacidad de 50 litros por segundo.
El Gobierno del Distrito Federal construyó una planta de tratamiento avanzado para las aguas residuales tratadas a nivel secundario, provenientes de la Planta del Cerro de la Estrella (Santa Catarina Pozo 6). El reuso de agua potable indirecto tiene como objetivo principal el de recargar el acuífero de la ciudad de México y contrarrestar los hundimientos del terreno. La fuente utilizada son las aguas residuales. Este proyecto inició operaciones en 1992, con una capacidad de 20 litros por segundo y el método de recarga utilizado es el de pozo de inyección, con tratamiento biológico secundario, despumación, filtración, adsorción y desinfección.
Perspectivas de abastecimiento de agua en el DF
Un estudio realizado recientemente por el Gobierno del Distrito Federal, tiene como objetivo principal el desarrollar un sistema de reciclamiento e inyección de agua, operando dos sistemas de recarga cuya capacidad combinada sea de 750 litros por segundo. Los sitios de inyección seleccionados son el Cerro de la Estrella y San Lorenzo, con una capacidad de 500 y 250 litros por segundo, respectivamente.
Por su parte, la Ley de Aguas Nacionales (LAN) señala que compete al Ejecutivo federal reglamentar el control de la extracción y la utilización de las aguas del subsuelo, incluso las que les hayan sido libremente alumbradas (artículo 6, fracción II); la protección, mejoramiento y conservación de cuencas, acuíferos, cauces, vasos y demás depósitos de propiedad nacional, así como la infiltración de aguas para reabastecer mantos acuíferos (artículo 7 fracción II), restablecer el equilibrio hidrológico de las aguas nacionales, superficiales o del subsuelo, incluidas las limitaciones de extracción, las vedas, las reservas y el cambio en el uso del agua para destinarlo al uso doméstico (artículo 7 fracción II).
Corresponde al Comité Consultivo Nacional de Normalización del Sector Agua publicar la NOM-000-CNA-2002, que se refiere a los requisitos para la recarga artificial de acuíferos.
Para ayudar a la solución del problema hidrológico de México, el Instituto de Ingeniería de la UNAM elaboró el Estudio de Gran Visión a Nivel Nacional, en el cual se realiza un diagnóstico y un estudio de factibilidad, en lo que se plantean opciones y prioridades. Esto a su vez dio como resultado el Plan Maestro de Recarga de Acuíferos.
En el documento se recomienda llevar a cabo estudios toxicológicos, teratogénicos y mutagénicos, con objeto de identificar y verificar la existencia de contaminantes químicos, determinar el potencial de que ocurran mutaciones genéticas, y realizar pruebas integradas. Las acciones que se deban realizar serán apoyadas por el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua.
Asimismo, con la participación del Instituto Nacional de Salud Pública, el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, el Instituto Nacional de la Nutrición, The London School of Hygiene and Tropical Medicine (del Reino Unido) y la Universidad de Leeds (también del Reino Unido), se efectuarán estudios epidemiológicos, para evaluar los riesgos potenciales sobre la salud de los agricultores y consumidores asociados al riego agrícola con agua residual cruda y tratada.
Otro estudio importante es el que se refiere a la recarga artificial de acuíferos con agua pluvial y agua residual tratada en el Valle de México. Aquí, la participación del Gobierno del Distrito Federal ha sido fundamental.
En la capacitación de operadores en sistemas avanzados de tratamiento, así como en el conocimiento de los organismos patógenos y contaminantes químicos que es posible encontrar en las aguas residuales y sobre la efectividad de los diversos procesos de tratamiento para eliminarlos, participa el Centro Mexicano de Capacitación de Agua y Saneamiento.
En los estudios realizados se concluyó que Estados Unidos es el país más avanzado en materia de recarga artificial de acuíferos, los sistemas actuales de reuso potable directo e indirecto producen confiablemente, agua tratada de una calidad excelente, en algunos grupos aún existen preocupaciones sobre riesgos a la salud pública que se centran en la calidad del agua, la confiabilidad del tratamiento y en la dificultad de identificar y estimar la exposición del ser humano a los microorganismos patógenos y químicos potencialmente tóxicos.
Aún se requiere investigar los efectos crónicos potenciales asociados con el consumo por largos periodos de compuestos orgánicos y químicos inorgánicos, incluyendo efectos sinérgicos de múltiples contaminantes, al igual que los efectos agudos.
De manera preliminar, en proyectos de recarga, la percolación a través del suelo hasta el acuífero proporciona una remoción significativa de contaminantes patógenos y orgánicos, pero este aspecto no ha sido investigado completamente. Entre las necesidades de investigación identificadas se incluyen los métodos para detectar patógenos emergentes, la identificación y destino de compuestos orgánicos persistentes, el desarrollo de métodos toxicológicos en vivo que sean adecuados, y la evaluación de la efectividad y confiabilidad de las barreras de tratamiento múltiples, incluyendo las zonas de amortiguamiento ambientales. Se debe establecer programas de pretratamiento industrial y control de contaminantes en la fuente.
El reuso potable directo para el consumo humano, sin la protección adicional que da el almacenamiento en el ambiente, no se considera aceptable. Los proyectos de reuso deben contar con un sistema de monitoreo estricto y permanentemente actualizado, para garantizar la seguridad del agua producida. Los operadores de estos sistemas deben recibir entrenamiento sobre los principios de la operación de sistemas avanzados de tratamiento y se deben poner en marcha sistemas de vigilancia de la salud pública muy bien coordinados, que permitan proporcionar una respuesta oportuna ante cualquier evento.
En conclusión, la recarga artificial de acuíferos constituye una aplicación viable para el reuso de las aguas residuales tratadas, siempre y cuando se realicen estudios cuidadosos, completos y específicos para cada proyecto, acerca del monitoreo de contaminantes, pruebas de salud y seguridad, así como una evaluación de la confiabilidad del sistema de tratamiento.
