¿A dónde va el agua cuando llueve?

La precipitación es agua liberada desde las nubes en forma de lluvia, aguanieve, nieve o granizo, y es el principal proceso por el cual este líquido retorna a la Tierra.

Según el Servicio Geológico de Estados Unidos (o USGS por sus siglas en inglés - United States Geological Survey), agencia científica del gobierno federal de Estados Unidos encargada de realizar investigaciones científicas sobre hidrología, la mayor parte de la precipitación cae como lluvia.

EL USGS explica que el sol dirige el ciclo del agua y calienta la de los océanos, la cual se transforma en vapor de agua. Una vez ocurre este proceso, las corrientes ascendentes de aire llevan el vapor a las capas superiores de la atmósfera, donde hay una temperatura menor del aire, lo que causa que el vapor de agua se condense y forme las nubes. Luego las corrientes de aire mueven las nubes sobre el globo terráqueo y durante ese movimiento las partículas de nube colisionan, crecen y caen en forma de precipitación.

Una vez que el agua cae en forma de lluvia atraviesa la tierra en diversos procesos, se evapora, se infiltra, percola, se escurre sobre el suelo o se almacena. Su almacenamiento ocurre cuando, por ejemplo, a través de las fracturas de las rocas o de las raíces de los árboles se forman “pasos de agua preferenciales” que conducen el agua por donde el sistema natural prefiere llevarlo.

De allí la importancia de entender hacia dónde va el agua cuando llueve, porque al conocerlo se pueden establecer puntos de recarga del sistema de aguas subterráneas e incluso crear políticas públicas que permitan alinear el desarrollo del país basadas en la cantidad de agua disponible por cuenca, que en el caso de los recursos naturales es la unidad de gestión territorial que permite el análisis y comprensión de las interconexiones entre el agua, el suelo, las plantas y el desarrollo humano.

Cuando contabilizamos el agua disponible en las cuencas, creamos equilibro en el desarrollo, pues otorgamos concesiones de agua de acuerdo con la capacidad de agua que tiene la cuenca, tanto en sequía como en abundancia.

El ciclo del agua está asociado a patrones de precipitación, es decir, la cantidad de lluvia difiere entre un año seco, un año húmedo o un año normal. Los años son el espacio de tiempo en que medimos el comportamiento de la hidrología de una cuenca.

Un año seco podemos definirlo como el periodo de 365 días de un año hidrológico, dentro del cual se registran bajas precipitaciones al compararlas con los registros históricos de años anteriores.

Para Panamá, las lluvias en el arco seco pueden ser consideradas bajas al compararlas con las lluvias sobre la cuenca alta del Canal.

Sin embargo, si comparamos los datos de lluvia observados en el arco seco y los comparamos con las lluvias sobre el desierto de Atacama, en Chile, concluiremos que son relativamente altas.

Siguiendo la explicación anterior, decimos que el año fue húmedo si los valores registrados en la estación pluviométrica, equipo tecnológico que mide la cantidad de lluvia en unidades métricas, son valores altos comparados con series de datos históricos.

Un año se considera normal si al comparar los registros históricos estos se encuentran entre lo que hemos definido como años húmedos y años secos.

En las zonas rurales y urbanas las gotas de agua que caen como lluvia dependen de la cantidad de agua en un año seco, húmedo o normal, y siguen los pasos preferenciales en el suelo.

Cuando el suelo es natural, es decir con cobertura vegetal, bosques, montañas o rocas expuestas de acuerdo con la evolución del terreno, el agua se infiltra, percola o se almacena según las propiedades del suelo, la topografía del lugar, la geología de área, posición y forma de los ríos en el subsuelo.

Cuando el agua satura el suelo, el proceso de infiltración disminuye su efectividad, por lo que esta escurre superficialmente sobre el suelo saturado. El escurrimiento superficial se mueve en dirección de las pendientes del terreno llevando el agua al cauce de los ríos y estos a su vez la devuelven a los océanos.

Si durante las lluvias los cauces de los ríos alcanzan sus niveles máximos de agua, estos se desbordan y utilizan sus planicies de inundación para distribuir el agua que ha sido desbordada de forma natural.

Las planicies de inundación que requiere un río dependen del volumen de agua que llevan en sus cauces, por ejemplo, la planicie de inundación del río Chagres es mayor que la planicie de inundación del río Matasnillo o de alguna “quebrada”, tanto en el tamaño como en la distribución espacial, porque dependen de la geomorfología del terreno.

Las planicies de inundación son vitales para el manejo natural del volumen de agua, debido a las crecidas de los ríos y para el intercambio en la biodiversidad de los ecosistemas.

Las civilizaciones a lo largo de la historia han elegido ubicarse cerca a las planicies de inducción por la fertilidad de sus tierras.

Cuando el ciclo del agua se produce de manera natural, cada uno de sus procesos lo realiza en un equilibrio armónico con los ecosistemas, ese el caso de las zonas rurales con pocos habitantes.

En el caso de las zonas rurales y urbanas donde el ciclo del agua sufre intervenciones antropogénicas como modificaciones del terreno, los flujos de agua o pasos preferenciales de la misma cambian. Si las zonas son pavimentadas, el proceso de evapotranspiración aumenta, la infiltración y percolación disminuyen o son eliminadas y el balance del ciclo del agua se modifica, no en cantidad sino en su distribución espacial.

Aunque la cantidad de agua sea la misma, al no poderse infiltrar o percolar donde lo hacía antes, el agua se traslada hacia alguna zona cuyas pendientes la conduzcan al cauce de los ríos o quebradas. Si estos cuerpos de agua han sido intervenidos en sus planicies de inundación y no han sido previstos para almacenar el agua durante el evento de lluvia con reservorios artificiales, como tanques de tormenta subterráneos o lagunas de inundación, al desbordarse de manera natural debido a las crecidas, el agua sobre las superficies inundará los sitios que ocupan la planicie de inundación, y además los niveles de inundaciones aumentarán por contener el agua que se escurre en las zonas carentes del proceso de infiltración y percolación.

Esa es la diferencia de a dónde va el agua cuando llueve en las zonas urbanas o rurales con intervenciones antropogénicas.

Las urbes evolucionan de muchas formas. Lo hacen al crecer en volumen de población, en tipo de arquitectura, en proyectos de infraestructura o al generar enlaces de movilidad urbana y rural. Estas evoluciones cambian los patrones espaciales de la distribución del agua porque redireccionan a dónde va cuando llueve.

Panamá requiere adaptar medidas de diseño y medidas constructivas que permitan la adaptación al cambio climático en los desarrollos existentes dentro de las ciudades, al igual que, incluirlas al desarrollar nuevas áreas rurales y urbanas.

Medidas como la contabilización de los niveles de agua en los ríos y calles a medida que llueve, son innovaciones tecnológicas propias de las ciudades inteligentes que apoyan a los gobiernos y ciudadanos a salvaguardar sus vidas y propiedades materiales ante un evento de lluvias. ¿Por qué? Porque les permite la toma de decisiones basadas en información científica en tiempo real.

La autora es investigadora científica en recursos hídricos e ingeniera civil. También es doctora en ingeniería agrícola con mención en recursos hídricos en la agricultura (Chile).