Tierra y Tecnología nº 55 | Autores: Sergio Martos-Rosillo1*, Alfredo Durán2, Milka Castro3, Jorge Julián Vélez4, Gricelda Herrera5, José María Martín-Civantos6, Luciano Mateos7, Juan José Durán8, Antonio González-Ramón1, Ana Ruiz Constán1, Jorge Jódar8, Carlos Marín-Lechado1, Carlos Gutiérrez9; Rosa María Hermoza10, Juan Diego Bardales11, Fluquer Peña11 | 1Instituto Geológico y Minero de España, Granada, España. 2Universidad Mayor de San Simón, Cochabamba, Bolivia. 3Facultad de Derecho, Universidad de Chile, Santiago de Chile, Chile. 4Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales, Manizales, Colombia. 5Universidad Estatal Península de Santa Elena, Santa Elena, Ecuador. 6Universidad de Granada, Granada, España. 7Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Córdoba, España. 8Instituto Geológico y Minero de España, Madrid, España. 9Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, Jiutepec, Morelos, Mexico. 10Universidad Nacional Agraria de La Molina, Lima, Perú. 11Superintendencia Nacional de Servcios de Saneamiento, Lima, Perú. *corresponding author: s.martos@igme.es
RESUMEN
El actual modelo de gestión del agua basado en el uso exclusivo de infraestructura gris (construida por el hombre) necesita de un nuevo enfoque que permita encarar los crecientes desafíos de seguridad hídrica que conllevan el aumento de la población y el cambio climático. La Comisión Europea está favoreciendo nuevos modelos de gestión del agua en los que las Soluciones Basadas en la Naturaleza (SbN) comienzan a tener un papel más destacado. Esta nueva propuesta de gestionar el agua, que a priori nos puede resultar nueva, se aplica desde hace más de mil años en algunas zonas de Los Andes y del Sur de España, dónde se conoce como “Siembra y Cosecha del Agua” (SyCA). En este artículo se describe en qué consisten las SbN aplicadas a la gestión del agua, se explica qué es la SyCA y se presentan sus principales tipologías. Esta información ha sido recopilada por la Red de Investigación “Siembra y Cosecha del Agua” del Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo (CYTED), liderada por el Instituto Geológico y Minero de España (IGME).
Soluciones Basadas en la Naturaleza y su aplicación en la Gestión del Agua
El actual ritmo de crecimiento de la población y de la contaminación, el cambio climático, la degradación y la pérdida de gran superficie de bosques, humedales, pastos y suelos, los conflictos y sus migraciones asociadas, entre varios otros procesos, están haciendo que la seguridad hídrica que nos ofrecían las fuentes de agua dulce de nuestro planeta vaya mermando a pasos agigantados.
Este nuevo escenario requiere de nuevas soluciones, de nuevos enfoques en la gestión del agua, que no se basen en exclusiva en el uso de infraestructura gris (física/construida) y que dejen de luchar contra la naturaleza para pasar a trabajar con ella. Desde esta óptica nace el concepto de Soluciones Basadas en la Naturaleza (SbN), entendiendo como tales a las “soluciones a desafíos a los que se enfrenta la sociedad que están inspiradas y respaldadas por la naturaleza; que son rentables y que proporcionan a la vez beneficios ambientales, sociales y económicos y ayudan a aumentar la resiliencia” (WWAP, 2018). Las Soluciones Basadas en la Naturaleza plantean básicamente que la gestión del agua debe estar inserta en un marco de integración de sistemas ecológicos e hidrológicos y sus procesos relacionados, para asegurar la sostenibilidad de los sistemas hídricos para diversos usos.
Las SbN aplicadas a la Gestión del Agua consisten, por tanto, en una serie de procesos naturales, o que imitan a la naturaleza, que se pueden utilizar para mejorar la disponibilidad y la calidad del agua, reducir los riesgos de los desastres asociados al agua y mejorar la adaptación al cambio climático (MITECO-TNC, 2019). Estas soluciones vienen utilizándose, desde tiempo atrás, con un enfoque prioritario dedicado a la mejora de la calidad del agua (depuración de aguas residuales con humedales naturales y artificiales y filtros verdes) y a la reducción de aportes de nutrientes (mejora de prácticas agrícolas, repoblaciones forestales que reducen la erosión y los aportes de sedimentos a los ríos), entre otras. Sin embargo, el uso de la “infraestructura verde”, de los suelos y de los acuíferos como elementos de regulación hídrica, no han tenido hasta ahora la misma consideración.
El aumento de la capacidad de retención del agua en suelos agrícolas, la recarga de los acuíferos, los techos verdes, las ciudades esponja, son ejemplos de SbN aplicadas a gestionar la disponibilidad del agua (WWWP, 2018). No obstante, de todos estos sistemas, son los acuíferos los verdaderos reservorios de agua dulce (no congelada) de nuestro planeta (Gleson et al., 2016). Pese a su alto potencial como reguladores del agua, el papel de los acuíferos ha sido infravalorado por los planificadores del agua, que han optado preferentemente por la construcción de grandes presas, y por ende el uso de la infraestructura gris. Esto ha propiciado que actualmente en España, como en muchos otros países, exista un gran número de presas envejecidas, que acumulan grandes cantidades de sedimento y que, además, fueron diseñadas para unas condiciones socioeconómicas, e incluso climáticas, que distan notablemente de las actuales.
El aumento de la recarga procedente del agua de lluvia mediante un mejor manejo de los suelos, de los bosques y de las zonas de pasto, la restauración de humedales y la aplicación de técnicas como la Recarga Gestionada de Acuíferos (MAR por sus siglas en inglés) y mediante la Siembra y Cosecha del Agua (SyCA) están, por tanto, llamadas a cobrar un especial protagonismo.
La Siembra y Cosecha del Agua como Solución Basada en la Naturaleza para la Gestión del Agua
SyCA es el proceso mediante el cual el ser humano recolecta e infiltra (siembra) el agua de lluvia, escorrentía superficial, hipodérmica y subterránea en el subsuelo para poder recuperarla (cosecharla) un cierto tiempo después. El concepto es parecido al de Recarga Gestionada de Acuíferos, entendiendo como tal la recarga intencionada de agua en un acuífero, con criterios científico-técnicos, con el objetivo de poder recuperarla tiempo después o de generar beneficios medioambientales (Sprenger et al., 2017). Sin embargo, se ha considerado oportuno mantener el concepto de SyCA, empleado fundamentalmente en América Latina, dado que de esta forma se hace especial énfasis en que la SyCA se realiza siguiendo los saberes ecológicos que las comunidades locales han generado tras muchos siglos de observación de la naturaleza, saberes que han sido trasmitidos hasta nuestros días de generación en generación.
La infiltración del agua en un acuífero para su posterior recuperación, en un emplazamiento distinto al que se recarga, bien mediante pozos y/o galerías drenantes, bien mediante el aprovechamiento del aumento del caudal de manantiales, ríos o arroyos que la SyCA genera, es un procedimiento que requiere de un gran conocimiento hidrogeológico del medio. Con todo, distintas técnicas de SyCA ya se realizaban en Los Andes antes de la llegada de los españoles (Yapa, 2016, Ochoa-Tocachi et al., 2019) empujados, seguramente, por la marcada estacionalidad de las lluvias, y en Sierra Nevada, al Sur de España, desde al menos la Alta Edad Media (Martos-Rosillo et al., 2019).
Principales sistemas de SyCA en Iberoamérica
En la Tabla 1 se presentan los lugares y los sistemas de SyCA identificados mediante los trabajos de recopilación realizados por la Red SyCA.
Uno de los sistemas de SyCA más empleados en Perú y Ecuador es el de las qochas, también llamadas albarradas, atajados, jagüeyes y pataquis. Consisten en depresiones naturales del terreno que permiten retener temporal o permanentemente el agua de lluvia y/o de escorrentía. Su capacidad de almacenamiento se aumenta recreciendo su cierre mediante un dique de tierra. Las qochas de infiltración no están impermeabilizadas por lo que, además de servir como reservorios temporales de agua superficial, recargan los acuíferos y aumentan el caudal y el periodo de agotamiento de los manantiales, arroyos y ríos.
Los tapes, denominados así en Ecuador, consisten en pequeños muros que se construyen en los cauces principales de algunos arroyos y ríos de caudal discontinuo, con objeto de represar el agua durante los periodos de lluvia y favorecer su infiltración para captarla aguas abajo mediante pozos excavados o galerías de drenaje (Herrera et al., In Press). Este mismo método es utilizado en países como Kenia, también de forma ancestral (Lasage et al., 2007).
Uno de los sistemas de SyCA más replicados en Perú es el de las zanjas de infiltración. Este sistema imita al de las ancestrales cuchacuchas, muy abundantes en los áridos altiplanos andinos (por encima de 4000 m s.n.m.) de Ayacucho. Las cuchacuchas son pequeñas balsas circulares excavadas en el terreno, sin impermeabilizar, mantenidas por los pastores de esta región. Tienen de 2 a 12 m de diámetro y profundidades de 0,3 a 0,6 m (Yapa, 2016). Se excavan con el objetivo de generar pastos y de recargar los manantiales que manan aguas abajo. En las zonas donde se realiza este tipo de SyCa hay cientos de cuchacuchas por hectárea. Las zanjas de infiltración actuales son excavaciones que se realizan en el terreno, en forma de canales de sección rectangular o trapezoidal, que se construyen siguiendo las curvas de nivel, para interceptar la escorrentía superficial generada por las lluvias. Su finalidad es aumentar la recarga y disminuir la erosión (Somers et al., 2018). Suelen construirse con 5 m de largo y 0,5 m tanto de ancho como de profundidad. En la parte inferior de las zanjas se suelen sembrar especies vegetales locales, que aprovechan parte del agua infiltrada para su crecimiento, contribuyendo a disminuir la escorrentía superficial y a defender el suelo de la erosión.
Las amunas prehispánicas de Perú, también conocidas como canales de mamanteo (Ochoa-Tocachi et al., 2019) y las acequias de careo (Martos-Rosillo et al. 2019) medievales de Sierra Nevada (Sur de España) consisten en canales excavados en el terreno, diseñados con el objetivo de derivar los excedentes de agua que se generan en la época de lluvias o durante el deshielo. El agua derivada de la cabecera de los arroyos y de los manantiales de alta montaña se hace circular por estos canales provocando su infiltración a lo largo de distintos tramos de su recorrido y/o en zonas concretas, donde es conocido que el terreno es altamente permeable. Una vez que el agua se infiltra en las partes altas de las laderas, pasa a circular lentamente por la zona de alteración superficial de las rocas, que constituye delgados acuíferos superficiales. Algún tiempo después, el agua surge aguas abajo, por manantiales, por galerías drenantes o bien directamente por el fondo del lecho de los ríos, contribuyendo a mantener la continuidad de su caudal. Datos hidrológicos y varios ensayos de trazadores (Ochoa–Tocachi et al., 2019) realizados en distintas amunas de Perú han permitido comprobar que este sistema ancestral de manejo del agua, con una antigüedad de 1400 años, permite retener el agua en el subsuelo una media de 45 días, con un tiempo de permanencia en el acuífero comprendido entre dos semanas y ocho meses. La investigación sobre las acequias de careo de Sierra Nevada ha permitido constatar que este es el sistema de recarga de agua subterránea más antiguo de Europa, con más de 1300 años de antigüedad (Martos-Rosillo et al., 2019). Es además un sistema muy eficiente, ya que un porcentaje muy elevado del agua que circula por los ríos de Sierra Nevada, donde se hace careo, es de origen subterráneo y la recarga media de los acuíferos en estas cuencas es más del doble de lo que se produciría si no se hiciese SyCA (Barberá et al., 2018; Jódar et al., 2017, 2018).
Por encima de los 2000-2200 m s.n.m. en Sierra Nevada y a mucha mayor altura en Los Andes (4000 m s.n.m.), aparecen numerosas zonas con una vegetación hidrófila característica, a las que están asociadas algunas zonas de descarga difusa de agua subterránea. A estas zonas, en Sierra Nevada se las denomina borreguiles, lo que evidencia su tradicional uso ganadero, mientras que en los Andes son conocidos como bofedales. La presencia de materiales detríticos finos y el mayor grado de cobertura vegetal hace que los manantiales asociados presenten una descarga lenta. Durante el estiaje, es posible avistar numerosos bofedales que descargan sus aguas en la cabecera de los ríos, permitiendo la existencia de un caudal continuo de especial interés ambiental. Lo que es desconocido por la mayoría, es que muchas de estas masas de vegetación son artificiales y que otras muchas tienen una superficie notablemente mayor a la que tendrían de forma natural si no hubiesen sido manipulados por el ser humano. Tanto en Sierra Nevada como en los Andes, los pastores desvían el agua de los riachuelos y de manantiales mediante acequias, amunas o camellones para irrigar estos pastos y aumentar su superficie. Son estos bofedales andinos, por tanto, grandes zonas de siembra de agua que benefician a los ecosistemas y a la población situada aguas abajo.
En la Tabla 1 se han diferenciado los lugares en los que la infraestructura de SyCA es original, es decir, que se conserva desde tiempos pasados (pudiendo haber sido rehabilitada y recuperada), de las zonas en las que se están haciendo réplicas de estos procedimientos de recarga ancestrales. No se han incluido las andenerías y las terrazas de riego en esta tabla ya que no disponemos de un inventario de las mismas. Sin embargo, se quiere hacer constar que los sistemas de regadío históricos en terrazas y en andenes suelen tener, cuando se riegan a manta, retornos de riego del 30 al 40 % de la dotación, que dan lugar a manantiales y a descargas en los ríos. En relación con lo anterior se quiere destacar la presencia de fuentes de caudal constante al pie de las andenerías de numerosos yacimientos arqueológicos incas del Valle Sagrado, en Cusco (Perú). Estas mismas observaciones se pueden hacer extensivas a la mayoría de las zonas de cultivo en terrazas ubicadas en las montañas de nuestro planeta. La agricultura tradicional en terrazas retiene los suelos, reduce la erosión y recarga los acuíferos, entre otros muchos efectos positivos colaterales que contribuyen a cumplir los objetivos perseguidos por el Desarrollo Sostenible.
CONCLUSIONES
Durante muchos años, la búsqueda de soluciones a los problemas de gestión del agua basándose exclusivamente en el uso del hormigón nos ha hecho menospreciar los conocimientos ecológicos de las comunidades campesinas tradicionales, que han sabido convivir en armonía con la naturaleza. Varios de los ejemplos de sistemas de SyCA que se describen en este trabajo tienen más de mil años de funcionamiento continuo, por lo que han superado drásticos cambios climáticos y sociales acaecidos durante ese tiempo. Se trata por tanto de sistemas de gestión de agua resilientes, que pueden servir para la adaptación al cambio climático. Son, además, herramientas para minimizar los efectos de las sequías y tienen un interés cultural, social y económico indiscutible.
En España, el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico tiene varias iniciativas en marcha que abren oportunidades para el desarrollo de estas técnicas de manejo del agua, es el caso de la “Estrategia para la Transición Hidrológica”, la “Estrategia de Infraestructura Verde” y el “Libro Verde de la Gobernanza del Agua en España”. Corresponde a los Organismos Públicos de Investigación como el IGME, y a las geólogas y geólogos de nuestro país implicarse en la mejora del conocimiento y desarrollo de estas “innovadoras” formas de gestión del agua, en las que los acuíferos están llamados a tener el papel protagonista que se les viene denegando de forma injustificada durante los últimos años.
REFERENCIAS
Barberá JA, Jódar J, Custodio E, González-Ramón A, Jiménez-Gavilán P, Vadillo I, Pedrera, A y Martos-Rosillo S. (2018). Groundwater dynamics in a hydrologically-modified alpine watershed from an ancient managed recharge system (Sierra Nevada National Park, Southern Spain): Insights from hydrogeochemical and isotopic information. Science of the Total Environment (640): 874-893.
Gleeson, T., Befus, K. M., Jasechko, S., Luijendijk, E., and Cardenas, M. B. (2016). The global volume and distribution of modern groundwater. Nature Geoscience, 9(2), 161-167.
Global Water Partnership (2000). Integrated Water Resources Management, technical Advisory Committee (TAC). Background Paper nº 9. Stockholm, Sweden.
Herrera, G., Carrión, P., Sotomayor, P. y Briones, J. (In Press). Aplicación del conocimiento ancestral mediante albarradas y tapes en la gestión del agua en la provincia de Santa Elena, Ecuador. Boletín Geológico y Minero de España
Jódar, J., Cabrera, J.A., Martos-Rosillo, S., Ruiz-Constán, A., González-Ramón, A., Lambán, L.J., Herrera, C., and Custodio, E. (2017). Groundwater discharge in high mountain watersheds: a valuable resource for downstream semi-arid zones. The case of the Bérchules River in Sierra Nevada (Southern Spain). Science of the Total Environment. 593, 760–772.
Jódar, J., Carpintero, E., Martos-Rosillo, S., Ruiz-Constán, A., Marín-Lechado, C., Cabrera-Arrabal, J.A., Navarrete-Mazariegos, E., González-Ramón, A., Lamban, L.J., Herrera, C., and González-Dugo, M.P. (2018). Combination of lumped hydrological and remote sensing models to evaluate water resources in a semi-arid high altitude ungauged watershed of Sierra Nevada (Southern Spain). Science of the Total Environment. 625, 285–300.
Lasage, R., Aerts, J. C. J. H., Mutiso, G. C. y De Vries, A. (2008). Potential for community based adaptation to droughts: Sand dams in Kitui, Kenya. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 33 (1-2), 67-73.
Martos-Rosillo S, Ruiz-Constán A, González-Ramón A, Mediavilla R, Martín-Civantos, JM, Martínez-Moreno FJ, Jódar J, Marín-Lechado C, Medialdea A, Galindo-Zaldívar J, Pedrera A, Durán, JJ. (2019). The oldest managed aquifer recharge system in Europe: New insights from the Espino recharge channel (Sierra Nevada, southern Spain). Journal of Hydrology (578): 124147.
MITECO-TNC (2019). Soluciones basadas en la Naturaleza para la Gestión del Agua en España. Ministerio para la Transición Ecológica y The Nature Coservancy.
Ochoa-Tocachi BF, Bardales JD, Antiporta J, Pérez K, Acosta L, Mao F, Zulkafli Z, Gil-Ríos J, Angulo O, Grainger S, Gammie G, De Bièvre B, and Buytaert W (2019). Potential contributions of pre-Inca infiltration infrastructure to Andean water security. Nature Sustainability 2: 584–593.
Somers, L. D., McKenzie, J. M., Zipper, S. C., Mark, B. G., Lagos, P., and Baraer, M. (2018). Does hillslope trenching enhance groundwater recharge and baseflow in the Peruvian Andes?. Hydrological Processes, 32(3), 318-331.
Sprenger, C., Hartog, N., Hernández, M., Vilanova, E., Grützmacher, G., Scheibler, F. and Hannappel, S. (2017). Inventory of managed aquifer recharge sites in Europe: historical development, current situation and perspectives. Journal of Hydrogeology 25 (6). 909–1922
WWAP (2018). «Informe Mundial de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos 2018: Soluciones basadas en la naturaleza para la gestión del agua«. Programa Mundial de Evaluación de los Recursos Hídricos.
Yapa, KA (2016). Nurturing ancestral ground water recharging in the Americas. In: 7th RWSN Forum “Water for Everyone”, Abidjan, Ivory Coast.
