Acuífero de Ogallala
Acuífero de nivel freático debajo de las Grandes Llanuras en los Estados Unidos

Espesor saturado del acuífero Ogallala en 1997, tras varias décadas de extracción intensiva. La anchura y la profundidad del acuífero disminuyen en general de norte a sur.
Las regiones donde el nivel del agua ha disminuido en el período 1950-2015 se muestran en amarillo y rojo; las regiones donde ha aumentado se muestran en tonos de azul. Datos del USGS
Tasas de extracción de agua subterránea (agua dulce, todas las fuentes) por condado en 2000. Fuente: Atlas Nacional

El acuífero Ogallala ( o-gə- LAH -lə ) es un acuífero de nivel freático poco profundo rodeado de arena, limo, arcilla y grava ubicado debajo de las Grandes Llanuras en los Estados Unidos. Como uno de los acuíferos más grandes del mundo, se encuentra debajo de un área de aproximadamente 174,000 millas cuadradas (450,000 km 2 ) en partes de ocho estados ( Dakota del Sur , Nebraska , Wyoming , Colorado , Kansas , Oklahoma , Nuevo México y Texas ). [1] Fue nombrado en 1898 por el geólogo NH Darton a partir de su localidad tipo cerca de la ciudad de Ogallala, Nebraska . El acuífero es parte del Sistema Acuífero de las Altas Llanuras y reside en la Formación Ogallala , que es la principal unidad geológica subyacente al 80% de las Altas Llanuras . [2] [3]

La extracción a gran escala para fines agrícolas comenzó después de la Segunda Guerra Mundial debido en parte al riego por pivote central y a la adaptación de los motores de los automóviles para alimentar pozos de agua subterránea. [4] Hoy en día, alrededor del 27% de las tierras irrigadas en todo Estados Unidos se encuentran sobre el acuífero, que produce alrededor del 30% del agua subterránea utilizada para riego en los Estados Unidos. [5] El acuífero está en riesgo de sobreextracción y contaminación. Desde 1950, el riego agrícola ha reducido el volumen saturado del acuífero en aproximadamente un 9%. Una vez agotado, el acuífero tardará más de 6.000 años en reponerse de forma natural a través de las lluvias. [6]

El sistema acuífero suministra agua potable al 82% de los 2,3 millones de personas (censo de 1990) que viven dentro de los límites del área de estudio de High Plains. [7]

Características generales

La deposición de material del acuífero se remonta a entre dos y seis millones de años, desde finales del Mioceno hasta principios del Plioceno , cuando las Montañas Rocosas del sur todavía estaban tectónicamente activas. Desde las tierras altas hacia el oeste, los ríos y arroyos cortan canales en una dirección generalmente de oeste a este o sureste. La erosión de las Montañas Rocosas proporcionó sedimentos aluviales y eólicos que llenaron los canales antiguos y finalmente cubrieron toda el área del acuífero actual, formando la Formación Ogallala, portadora de agua. [8] [9] En ese sentido, el proceso es similar a los que prevalecen actualmente en otros ríos modernos de la zona, como el río Kansas y sus afluentes. Las principales diferencias son el tiempo y la profundidad.

La profundidad de la Formación Ogallala varía según la forma de la superficie predominante en ese momento, siendo más profunda donde llena antiguos valles y canales. La Formación Ogallala está compuesta principalmente por rocas sedimentarias gruesas en sus secciones más profundas, que van ascendiendo hasta convertirse en material de grano más fino.

El espesor saturado de agua de la Formación Ogallala varía desde unos pocos pies hasta más de 1000 pies. Su parte más profunda es de 1200 pies (300 m) y generalmente es mayor en las llanuras del norte. [10] La profundidad del agua debajo de la superficie de la tierra varía desde casi 400 pies (120 m) en partes del norte hasta entre 100 y 200 pies (30 y 61 m) en gran parte del sur. La recarga actual del acuífero con agua dulce ocurre a un ritmo extremadamente lento, lo que sugiere que gran parte del agua en sus espacios porosos es paleoagua , que se remonta a la era glacial más reciente y probablemente antes.

El agua subterránea dentro de Ogallala generalmente fluye de oeste a este a una velocidad promedio de un pie por día. La conductividad hidráulica , o la capacidad de un fluido (agua) para moverse a través de material poroso, varía de 25 a 300 pies (7,6 a 91,4 m) por día. [11] La calidad del agua dentro de Ogallala varía con la más alta calidad para beber y riego en la región norte, mientras que la región sur tuvo la más pobre. [12] Los procesos humanos y naturales durante los últimos 60 a 70 años, incluida la densidad de riego, el clima y las aplicaciones de nitrógeno, han causado mayores concentraciones de contaminantes, incluidos los nitratos. Los niveles de nitrato generalmente cumplen con los estándares de calidad del agua del USGS, pero continúan aumentando gradualmente con el tiempo. [12] Esta tendencia puede afectar la futura sostenibilidad del agua subterránea para partes del acuífero.

Balance hídrico del acuífero

Un acuífero es un depósito de almacenamiento de agua subterránea en el ciclo del agua . Si bien el agua subterránea es una fuente renovable, las reservas se reponen con relativa lentitud. El USGS ha realizado varios estudios del acuífero para determinar qué está entrando ( recarga de agua subterránea desde la superficie), qué está saliendo (agua bombeada y flujo base hacia los arroyos) y cuáles son los cambios netos en el almacenamiento (aumento, disminución o ausencia de cambios).

El USGS estimó que el almacenamiento total de agua era de aproximadamente 2.925.000.000 acres-pies (3.608 km 3 ) en 2005. Las extracciones del acuífero Ogallala para riego ascendieron a 26 km 3 (21.000.000 acres⋅ft) en 2000. Desde que comenzó el bombeo importante de agua subterránea a fines de la década de 1940, la sobreexplotación del acuífero High Plains ha ascendido a 332.000.000 acres-pies (410 km 3 ), el 85% del volumen del lago Erie. [13] Muchos agricultores en las Altas Llanuras de Texas , que dependen particularmente del agua subterránea, ahora están abandonando la agricultura de regadío a medida que los costos de bombeo han aumentado y se han dado cuenta de los peligros del bombeo excesivo. [14]

Recarga de aguas subterráneas

La velocidad a la que se recarga el agua subterránea está limitada por varios factores. Gran parte de la región de las llanuras es semiárida , con vientos constantes que aceleran la evaporación del agua superficial y la precipitación. En muchos lugares, el acuífero está cubierto, en la zona vadosa , por una capa superficial de caliche que es prácticamente impermeable ; esto limita la cantidad de agua capaz de recargar el acuífero desde la superficie de la tierra. Sin embargo, el suelo de los lagos de playa es diferente y no está revestido de caliche, lo que hace que estas sean algunas de las pocas áreas donde el acuífero puede recargarse. La destrucción de playas por parte de los agricultores y el desarrollo disminuye el área de recarga disponible. La prevalencia del caliche se debe en parte a la fácil evaporación de la humedad del suelo y al clima semiárido; la aridez aumenta la cantidad de evaporación, lo que a su vez aumenta la cantidad de caliche en el suelo. Ambos mecanismos reducen la cantidad de agua de recarga que llega al nivel freático.

La recarga del acuífero varía entre 0,024 pulgadas (0,61 mm) por año en partes de Texas y Nuevo México y 6 pulgadas (150 mm) por año en el centro-sur de Kansas. [15]

Descarga de aguas subterráneas

Imagen ASTER de la NASA de un área de aproximadamente 557 mi 2 (1443 km 2 ) de campos en Kansas regados desde el acuífero Ogallala con sistemas de riego de pivote central

Las regiones que se encuentran sobre el acuífero de Ogallala son algunas de las más productivas de los Estados Unidos para la cría de ganado y el cultivo de maíz , trigo y soja . El éxito de la agricultura a gran escala en zonas que no tienen precipitaciones adecuadas y no siempre cuentan con agua superficial perenne para su desvío ha dependido en gran medida del bombeo de agua subterránea para riego.

Los primeros colonos de las semiáridas Altas Llanuras se vieron afectados por pérdidas de cosechas debido a ciclos de sequía , que culminaron en el desastroso Dust Bowl de la década de 1930. Solo después de la Segunda Guerra Mundial , cuando se dispuso del riego por pivote central , la masa terrestre del sistema acuífero de las Altas Llanuras se transformó en una de las regiones agrícolamente más productivas del mundo.

Cambios en el almacenamiento de agua subterránea

Los niveles de agua subterránea disminuyen cuando la tasa de extracción por irrigación excede la tasa de recarga. En algunos lugares, se midió que el nivel freático descendía más de 1,5 m por año en el momento de máxima extracción. En casos extremos, se requirió la profundización de pozos para alcanzar el nivel freático en constante descenso. En el siglo XXI, el reconocimiento de la importancia del acuífero ha llevado a una mayor cobertura por parte de periodistas regionales e internacionales. [16] [17] [18] [19]

Las prácticas de conservación del agua ( terrazas y rotación de cultivos ), métodos de riego más eficientes (pivote central y goteo ) y la reducción de la superficie bajo riego han ayudado a frenar el agotamiento del acuífero, pero los niveles en general siguen bajando en áreas como el suroeste de Kansas y el Panhandle de Texas . En otras áreas, como partes del este y centro de Nebraska y de la región al sur de Lubbock, Texas , los niveles de agua han aumentado desde 1980.

El irrigador de pivote central fue descrito como el "villano" [20] en un artículo del New York Times de 2013, "Los pozos se secan, las llanuras fértiles se convierten en polvo", que relata el implacable declive de partes del acuífero de Ogallala. Sesenta años de agricultura intensiva utilizando enormes irrigadores de pivote central han vaciado partes del acuífero de las Altas Llanuras. [20] Se necesitarían cientos o miles de años de lluvia para reemplazar el agua subterránea en el acuífero agotado. En Kansas, en 1950, las tierras de cultivo irrigadas cubrían 250.000 acres (100.000 ha); con el uso del riego de pivote central, se irrigaron casi tres millones de acres de tierra. [20] En algunos lugares del Panhandle de Texas, se ha drenado (desecado) el nivel freático. "Grandes extensiones de tierras agrícolas de Texas que se encuentran sobre el acuífero ya no son aptas para el riego. En el centro-oeste de Kansas, hasta una quinta parte de las tierras agrícolas irrigadas a lo largo de una franja de 160 kilómetros del acuífero ya se han secado". [20]

El sistema de riego de pivote central se considera un sistema muy eficiente que ayuda a conservar el agua. Sin embargo, en 2013, a medida que la eficiencia del consumo de agua del irrigador de pivote central mejoró con el paso de los años, los agricultores optaron por plantar de forma más intensiva, regar más tierras y cultivar cultivos que consumen más agua en lugar de reducir el consumo de agua, un ejemplo de la paradoja de Jevons en la práctica. [20] Un enfoque para reducir la cantidad de agua subterránea utilizada es emplear agua reciclada tratada para el riego; otro enfoque es cambiar a cultivos que requieren menos agua, como los girasoles . [21]

Varios ríos, como el Platte , discurren por debajo del nivel del acuífero. Por ello, reciben el flujo de agua subterránea (flujo base) y la transportan fuera de la región en lugar de recargar el acuífero.

La presa Optima Lake, de 46,1 millones de dólares en el oeste de Oklahoma, quedó inutilizable cuando el descenso del nivel del acuífero redujo drásticamente el caudal del río Beaver , la fuente de agua prevista para el lago. [22]

Disminución acelerada del almacenamiento en los acuíferos

El agotamiento entre 2001 y 2008, inclusive, es de alrededor del 32% del agotamiento acumulado durante todo el siglo XX. [23] En los Estados Unidos, los mayores usuarios de agua de los acuíferos incluyen el riego agrícola y la extracción de petróleo y carbón. [24] " El agotamiento total acumulado de las aguas subterráneas en los Estados Unidos se aceleró a fines de la década de 1940 y continuó a una tasa lineal casi constante hasta fines del siglo. Además de las consecuencias ambientales ampliamente reconocidas, el agotamiento de las aguas subterráneas también afecta negativamente la sostenibilidad a largo plazo de los suministros de agua subterránea para ayudar a satisfacer las necesidades de agua de la nación". [23] Según Matthew Sanderson, profesor de sociología en la Universidad Estatal de Kansas , estas tendencias se ven exacerbadas por un sistema de subsidios agrícolas y un código tributario de los Estados Unidos que fomentan la sobreinversión en tecnología que utiliza agua debido a una espiral de producción . Robertson sugiere reformas en las políticas federales para aumentar los incentivos para conservar las aguas subterráneas, como modificaciones al Programa de Reserva de Conservación , junto con mayores restricciones al uso del agua a nivel estatal. [25]

Desde la década de 1940, el bombeo del agua del acuífero Ogallala ha reducido el nivel del agua en más de 300 pies (90 m) en algunas zonas. Los productores han tomado medidas para reducir su dependencia del agua de regadío. La racionalización de las operaciones les permite producir un rendimiento significativamente mayor utilizando aproximadamente la misma cantidad de agua que se necesitaba hace cuatro décadas. Aun así, las pérdidas del acuífero entre 2001 y 2011 equivalieron a un tercio de su agotamiento acumulado durante todo el siglo XX. El acuífero Ogallala se recarga principalmente con agua de lluvia, pero solo alrededor de una pulgada de precipitación llega al acuífero anualmente. Las precipitaciones en la mayor parte de las Altas Planicies de Texas son mínimas, la evaporación es alta y las tasas de infiltración son lentas. [26]

Durante la década de 1990, el acuífero contenía unos tres mil millones de acres-pies de agua subterránea que se utilizaban para el riego de cultivos y para el consumo humano en zonas urbanas. La demanda de agua supera su capacidad de reposición. El nivel del agua está en descenso, especialmente en Texas y Nuevo México. El uso continuado a largo plazo del acuífero es "problemático y necesita una reevaluación importante", según el historiador Paul H. Carlson, profesor emérito de la Universidad Tecnológica de Texas en Lubbock . [27]

Controversias ambientales

Propuesta de oleoducto Keystone XL

Un mapa que muestra el espesor del acuífero Ogallala con la ruta propuesta para el oleoducto Keystone XL .

En 2008, TransCanada Corporation propuso la construcción del oleoducto Keystone XL de 2673 km (1661 millas) para transportar petróleo desde las arenas petrolíferas de Athabasca en Alberta hasta las refinerías cerca de Houston, Texas . [28] [29] La ruta propuesta del oleoducto cruza la parte oriental de Nebraska Sandhills ; los opositores de la ruta citan el riesgo para el acuífero Ogallala que plantea la posibilidad de contaminación por betún diluido derramado . [30] [31]

Los portavoces de la industria de oleoductos han señalado que miles de kilómetros de oleoductos existentes que transportan petróleo crudo e hidrocarburos líquidos refinados han cruzado el acuífero Ogallala durante años, en el sureste de Wyoming, el este de Colorado y Nuevo México, el oeste de Nebraska, Kansas, Oklahoma y Texas. [32] [33] [34] [35] [36] El oleoducto de crudo Pioneer cruza de este a oeste a través de Nebraska, y el oleoducto Pony Express, que cruza el acuífero Ogallala en Colorado, Nebraska y Kansas, se estaba convirtiendo a partir de 2013 de gas natural a petróleo crudo, bajo un permiso de la Comisión Federal Reguladora de Energía . [37]

Como organismo principal en el proyecto del gasoducto transfronterizo, el Departamento de Estado de los EE. UU. encargó una evaluación de impacto ambiental según lo exige la Ley Nacional de Política Ambiental de 1969. La Declaración de Impacto Ambiental concluyó que el proyecto planteaba poca amenaza de "impactos ambientales adversos", [30] [38] el informe fue redactado por Cardno Entrix, una empresa que ayudó tanto al Departamento de Estado como a la Comisión Federal de Regulación de Energía en la preparación de declaraciones de impacto ambiental para otros proyectos propuestos por TransCanada. Aunque es "común que las empresas que solicitan construir proyectos gubernamentales participen en la asignación y el pago del análisis de impacto", [39] varios oponentes del proyecto sugirieron que podría haber un conflicto de intereses. En respuesta a esa preocupación, la Oficina del Inspector General del Departamento de Estado realizó una investigación del potencial conflicto de intereses. El informe de febrero de 2012 de esa investigación afirma que no existió ningún conflicto de intereses ni en la selección del contratista ni en la preparación de la declaración de impacto ambiental. [40]

El presidente estadounidense Barack Obama "rechazó inicialmente el oleoducto Keystone XL en enero de 2012, diciendo que quería más tiempo para una revisión ambiental". [41] El 17 de febrero de 2013, una manifestación en el National Mall atrajo a unas 40.000 personas en protesta por el Keystone XL. [41] En enero de 2014, el Departamento de Estado de los EE. UU. publicó su Declaración final suplementaria de impacto ambiental para el proyecto Keystone XL del oleoducto Keystone , que concluyó que, según los modelos, un gran derrame de petróleo crudo del oleoducto que llegara al Ogallala podría extenderse hasta 1214 pies (370 m), y los componentes disueltos podrían extenderse hasta 1050 pies (320 m) más. [42]

Al principio de su presidencia, el presidente estadounidense Donald Trump revocó la decisión del presidente estadounidense Barack Obama al firmar memorandos ejecutivos en apoyo del oleoducto Keystone XL en enero de 2017. [43] El 20 de enero de 2021, el presidente Joe Biden firmó una orden ejecutiva [44] para revocar el permiso [45] que se le otorgó a TC Energy Corporation para el oleoducto Keystone XL (fase 4). El 9 de junio de 2021, TC Energy abandonó los planes para el oleoducto Keystone XL. [46] [47]

Conservación

Desde 2010, el Distrito de Conservación de Aguas Subterráneas de las Llanuras del Norte, que abarca ocho condados al norte de Amarillo , incluidos los condados de Moore y Dallam , ha ofrecido un proyecto de demostración anual de 300.000 dólares para conservar el agua que los agricultores extraen del acuífero de Ogallala. Los agricultores participantes cultivan maíz con poco más de la mitad del agua que normalmente necesitarían para regar los campos, o plantan varias semanas más tarde de lo habitual. En el proyecto se utilizan aspersores pivotantes, en lugar del riego por goteo, que es más caro. Según el director del distrito, Steve Walthour, la conservación es esencial teniendo en cuenta los niveles decrecientes del acuífero. [48] La organización local sin fines de lucro Ogallala Commons, llamada así por el propio acuífero, que no solo colabora y apoya a las comunidades locales, sino que también trabaja para conservar el acuífero de Ogallala y el área circundante. [49] [50] [51]

En 2013, once agricultores participaron en el programa de conservación, algunos de los cuales plantaron en tierra seca en lugar de regarla. Están dejando más espacio entre las plantas, una técnica que retiene la humedad durante un período más largo. Los sensores de suelo permiten a los agricultores recopilar información precisa sobre el nivel de humedad de sus cultivos. La motivación para ahorrar agua proviene de las regulaciones del distrito sobre la extracción de agua del acuífero. El Servicio Geológico de los Estados Unidos determinó que el nivel de agua en el acuífero ha disminuido más en Texas que en cualquier otro estado de la cuenca. [48]

Los agricultores de sus propias tierras pueden extraer agua del acuífero sin pagar nada. Los costes de bombeo son bajos porque el combustible utilizado, el gas natural , es barato. El distrito de North Plains estableció por primera vez límites al bombeo en 2005 y endureció las normas cuatro años después. Ahora se exige que determinados pozos tengan medidores. Otro desafío que enfrenta el distrito es que los precios más altos de los cultivos [ ¿cuándo? ] han llevado a algunos a plantar campos adicionales y aumentar aún más el uso de agua del acuífero. [48]

Véase también

Referencias

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  • "El acuífero de Ogallala" Manjula V. Guru, especialista en políticas agrícolas y James E. Horne, presidente y director ejecutivo del Centro Kerr para la Agricultura Sostenible, Poteau, Oklahoma
  • Estudio de aguas subterráneas regionales de las Altas Planicies del USGS
  • Una batalla legal en Texas por el acuífero Ogallala
  • Información del Servicio Geológico de Kansas sobre el acuífero High Plains/Ogallala
  • Un estudio de reconocimiento en Oklahoma indica una recarga rápida de partes del acuífero de las Altas Planicies


36°59′26″N 101°26′52″O / 36.99056, -101.44778

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