Agotamiento de las aguas subterráneas y su relación con la agricultura y los ecosistemas dependientes en cuencas del Centro-Norte de Chile.

Abstract

El agua subterránea (GW) es la principal fuente de agua dulce no congelada del planeta y, en muchas áreas semiáridas, es la única fuente de agua disponible durante los períodos de estiaje. Su uso se ha intensificado en las últimas décadas y existe un creciente riesgo de agotamiento a nivel mundial. En el Centro-Norte de Chile, zona de alta producción agrícola, se ha producido un agotamiento de las GW como resultado de las condiciones semiáridas y la alta demanda de agua, lo que ha desencadenado importantes conflictos sociales, algunos por la sequía y otros por las prácticas del agronegocio en el contexto de un modelo privado de gestión hídrica. No obstante, debido a la alta demanda de GW, la integridad ecológica de muchos ecosistemas que dependen estrictamente de este recurso también puede verse afectada, en particular aquellos conocidos como Ecosistemas Dependientes de las Aguas Subterráneas (GDE). Por tanto, el objetivo principal de esta investigación es evaluar la relación entre el agotamiento de las GW con los cambios en la agricultura y los ecosistemas dependientes en las cuencas La Ligua y Petorca, Región de Valparaíso, Chile. La relación entre las GW y la agricultura fue evaluada a través del Índice Estandarizado de Precipitación (SPI), el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI), el cambio del uso del suelo entre 2002 y 2017, los derechos otorgados de las GW y los datos del nivel del agua en pozos. Estas variables empleadas fueron analizadas estadísticamente mediante correlaciones, correlaciones cruzadas, test de tendencia y análisis de conglomerados. El análisis satelital general se desarrolló en la plataforma Google Earth Engine (GEE). Posteriormente, un nuevo método geoespacial con un enfoque integrado y temporal fue desarrollado para mapear Zonas Potenciales de Ecosistemas Dependientes de las Aguas Subterráneas (PGDEZ en inglés), con el objetivo de analizar los cambios espacio-temporales de los GDE ante el nivel cambiante de las GW. Se realizó una encuesta a expertos para asignar peso a distintos parámetros geoespaciales considerados como predictores de la presencia de GDE. Luego 14 parámetros fueron reclasificados y normalizados en una escala de 1 a 5 según la alta o baja probabilidad de encontrar estos ecosistemas (muy alta, alta, media, baja y muy baja). El mapeo se llevó a cabo mediante la herramienta de superposición ponderada en el ArcGIS 10.8.1 y la validación se realizó mediante trabajo de campo. Por último, se analizaron datos de GW, lluvia y NDVI. Se demostró que el GW disminuyó significativamente (en el 75% de los pozos) y que la sequía hidrológica ha sido moderada pero muy prolongada. El área de cultivo del palto en La Ligua aumentó significativamente (2 623 ha), con respecto a otras áreas agrícolas, mientras que en Petorca disminuyó en 128 ha. En ambas cuencas las zonas de aumento del palto coincidieron con las zonas de mayor disminución de las GW y en Petorca se presentó el mayor aumento de la cantidad de embalses. Las correlaciones GW-lluvia fueron bajas, mientras con el NDVI resultaron altas, y los derechos de las GW se otorgaron continuamente a pesar de la sequía. Estos resultados confirmaron que el agotamiento de los acuíferos fue influenciado principalmente por factores antrópicos debido a la sobreexplotación de las GW como consecuencia del aumento de la demanda de agua por la agricultura y la falta de gestión hídrica. Por otra parte, los parámetros geoespaciales de mayor peso asignado por los expertos (N=26) con respecto a la probabilidad de presencia de un GDE fueron la geología, la lluvia, el uso del suelo, la geomorfología y el NDVI. Los mapas de las PGDEZ entre el 2002 y el 2017 mostraron un descenso en la superficie de las zonas “muy altas” y “altas” (0.72 y 7.43 %, respectivamente). Los parámetros temporales más sensibles en el análisis multicriterio fueron la lluvia y el cambio del uso del suelo, siendo la lluvia el de ligeramente mayor influencia. Se demostró además que los ecosistemas identificados como GDE disminuyeron o fueron afectados mayormente por el agotamiento de los acuíferos (NDVI-GW, r Pearson ≥ 0.74), respecto a la lluvia y los cambios antrópicos.