1 Cálculo del balance hídrico de un país o de una región: Caso de la región Norte de Haití Por Pierre Adam Jemarad@hotmail.com XXIX Congreso AIDIS, San Juan, Puerto Rico 22-27 agosto de 2004 RESUMEN El presente trabajo, sobre el cálculo del balance hídrico de una región, es de manera muy resumida, un intento sobre el modelo donde los recursos hídricos deben estar administrados en un país. Su novedad consiste esencialmente en que las precipitaciones y la evapotranspiración no constituyen los únicos elementos utilizados para determinar el balance hídrico en un país. El contexto geológico es de gran importancia porque las diferentes capas geológicas pueden facilitar la formación de acuíferos modestos o importantes. Se efectuó un estudio detallado de las aguas de superficie y subterráneas para mostrar los flujos medios anuales de la región considerando, como es lógico, que se pretende emplear precisamente el mismo modelo para calcular el balance hídrico en un país o una región de América. El cálculo del balance hídrico es un conjunto de procesos a través de los cuales se provocan importantes cambios a partir de las precipitaciones, el chorreo, la infiltración y el drenaje. El agua, fuente de vida, constituye el factor más importante para el funcionamiento normal de todos los seres vivos. En el sótano, se presenta en forma de un acuífero que es comparable a una cuenta bancaria. Las entradas (créditos) corresponden en gran parte a las precipitaciones y las salidas (débitos) a los distintos usos que se le da al agua como para consumo humano (agua potable), la agricultura, la industria, etc. Los últimos se traducen en una mayor demanda de agua y una competencia más feroz para las mismas reservas. Una buena gestión de los recursos hídricos mantendrá el equilibrio entre las demandas sociales y económicas crecientes y la capacidad de los recursos existentes para responder de manera constante. El cálculo del balance hídrico se justifica por las siguientes razones: - Necesidad de hacer un estimado de las infiltraciones directas de las precipitaciones hacia los acuíferos y en los lechos de los ríos. En este caso, se habla de las entradas del sistema. - Necesidad de hacer un estimado del drenaje de la capa para los ríos, de las evaporaciones directas a partir del acuífero, de las salidas subterráneas en el mar y de las exacciones por bombeo en los acuíferos para la alimentación de agua, la industria y la agricultura. En este caso, se habla de las salidas del sistema. El inventario de los recursos hidráulicos de la República de Haití y la hidrogeología de los acuíferos aluviales, muestra que para 1994 la región Norte, con un área superficial de 2450 km 2 ; contaba con: ocho (8) ríos principales, de los cuáles cuatro podían proporcionar, garantizado al 50% del tiempo, incluidos entre 0,37m 3 /s (Trou du Nord) y 5,72m 3 /s (Grande Rivière du Nord) un total de 137 fuentes generalmente de bajo flujo, 466 pozos y 487 perforaciones.
2 OBJETIVO El objetivo de este trabajo consiste en combinar en un modelo los distintos parámetros tales como: la determinación de las aguas de superficie, la definición de las aguas subterráneas que facilitan la buena gestión de los recursos hídricos. Este modelo permitirá planear el aumento de la demanda de agua en función de la disponibilidad del recurso. Pretendemos con estos datos mostrar a los congresistas la forma en que se puede calcular el potencial hídrico en la gestión de las aguas continentales. METODOLOGÍA A. La determinación de las aguas de superficie se hace por el cálculo: 1), de las precipitaciones y las evapotranspiraciones; 2), de los flujos superficiales. A- 1 Precipitaciones y las evapotranspiraciones La región Norte a menudo se somete al régimen de los alisios soplante del sector Noreste y de los Nordés procedente del sector Noroeste, que aporta las precipitaciones más importantes de los meses de mayo y de octubre a enero. Los datos pluviométricos muestran que sobre el llano, la altura de lluvia aumenta de Este a Oeste (800 a 1900 milímetros) con un valor medio de 1280 milímetros (mm), como se indica en la figura 1. En los macizos, las precipitaciones pasan de 1500 a 2000 mm, más a 2400 mm sobre las cumbres, con una media de 1780 mm. El volumen de las precipitaciones sobre la Región Norte representa así 3800 Mm 3 /an (millones de metros cúbicos al año), con 1500 Mm 3 /an para el llano y 2300 Mm 3 /an para los macizos.
3 Figura 1: Las diferentes precipitaciones de la región Norte A -1-1 Las precipitaciones Las estaciones de medidas hidrometeorológicas (hidrométricos, pluviométricos y las medidas de temperatura) localizadas en la región, permiten calcular los siguientes regímenes climáticos:. Árido, con precipitaciones menos de 1000 mm/año;. Semihúmedo, con precipitaciones medias de 1100 a 1300 mm;. Húmedo, con precipitaciones de 1400 a 2400 mm. La estación pluviométrica de la Ciudad de Cap-Haitien especialmente, de 1907 a 1965 muestra que las precipitaciones medias mensuales son de 1531 (mm). Estos últimos calculados por el Proyecto HAI 86-003 del PNUD permiten distinguir 2 épocas en la zona: - una época de lluvias en mayo y de septiembre a enero durante la cual cae un 67% del total pluviométrico anual. - una época seca, de marzo a agosto, durante la cual se observan solamente algunas lluvias más o menos poco importantes. Quiero destacar que durante esta época, las lluvias son considerables durante el mes de mayo en casi todo el departamento. La tabla 1 muestra las precipitaciones. TABLA 1. Precipitaciones medias mensuales (en mm) a la estación de Cap-Haïtien. Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic Aňo 110 106 97 80 147 90 44 45 109 219 298 186 1531 2000 Precipitaciones en (mm) 1500 1000 500 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC TOT Meses del año Figura 2: Precipitaciones medias mensuales (en mm) en la estación de Cap-Haitien
4 A -1-2 La temperatura Las temperaturas medias mensuales en la estación de Cap-Haitien se presentan en la tabla 2. TABLA 2. Temperaturas medias mensuales en la estación de Cap-Haitien (en ºC). Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic Aňo 23.2 24.5 24.9 26.2 26.4 27.2 27.5 27.4 27.3 27.2 26.0 25.3 26.1 Te temperaturas medias (en O C) 28 27 26 25 24 23 22 21 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO Meses del año SEP OCT NOV DIC TOT Figura 3:Temperaturas medias mensuales en la estación de Cap-Haitien (en ºC) La temperatura media interanual es de 26.1 ºC. La diferencia entre el mes más caliente (julio: 27.5 ºC) y el mes más frío (enero: 23.2 ºC) es de 4.3 ºC. Por lo tanto, el clima es de tipo tropical con ligeras variaciones entre el invierno y el verano. A -1-3 La evapotranspiración Los expertos del Proyecto HAI/86/003 calcularon la evapotranspiración en la estación de la ciudad de Cap-Haitien, según el método de Hargreaves. La serie interanual para la evapotranspiración potencial es de 1250 mm. Se observa un máximo de 149.2 mm en el mes de mayo y un mínimo de 43.7 mm en julio. Tabla 3. Evapotranspiración media mensual a la estación de Cap-Haitien (mm). Ene Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dic Aňo 85.5 89.1 114.3 135.5 149.2 114.5 43.7 44.7 108.5 145 117.2 107.2 1250 Evapotranspiración media mensual (en mm) 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 ENE FEB MAR ABR MAY Meses del año Figura 4: Evapotranspiración media mensual en la estación de Cap-Haitien (mm) JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC TOT
5 La distribución de las precipitaciones y de la evaporación nos brinda información sobre los datos climáticos de la región. Al calcularlos y compararlos, se puede saber ya si hay exceso o escasez de agua en la Región. TABLA 4 Precipitaciones versus Evapotranspiración en Cap-Haïtien (mm). Meses Precipitaciones (mm) Evapotranspiración (mm) Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre 110 106 97 80 147 90 44 45 109 219 298 186 85.5 89.1 114.3 135.5 149.2 114.5 43.7 44.7 108.5 145.0 117.2 107.2 Total 1531 1250 A -2 Los flujos superficiales Las cuencas de los principales ríos de la región tienen áreas superficiales que varían de 170 km 2 (Rivière Terrier Rouge) a 640 km 2 (Grande Rivière du Nord). El régimen de los ríos corresponde al de las precipitaciones, con dos puntas estacionales en mayo y junio y dos estiajes cuyo principal se produce en abril y otro en agosto. La instalación de los limnímetros por el Servicio Nacional de los Recursos Hídricos (SNRE) y el proyecto HAI/86/003 sobre todos los ríos y el monitoreo hidrogeológico de todos los puntos de agua del país de 1987 a 1990 ha permitido constatar que las producciones diarias para los cuatro (4) cuerpos de agua principales son de 0.98 m 3 /s a 8 m 3 /s. La degradación de la cubierta vegetal, el fenómeno pseudosequía y la erosión de los suelos implicaron un debilitamiento de las producciones de estiaje, un aumento de los flujos medios y una gran irregularidad del régimen de flujo que facilitan así el chorreo en detrimento de la infiltración. Consecuencias: Escasa realimentación de las capas freáticas, reducción del nivel piezométrico y aumento de la salinidad debidos a la ley de la ósmosis. B Las aguas subterráneas Están representadas por apariciones naturales (fuentes), pozos de gran diámetro cavados en formaciones alteradas y perforaciones profundas (50 a 80 m). Las aguas subterráneas se identifican a partir: 1) del contexto geológico de la región o el país; 2) de la configuración del sistema acuífero aluvial de conjunto de los llanos aluviales; 3) cálculos de las entradas y salidas que se hacen por las infiltraciones y el drenaje de la capa por los ríos; 4) de la evaporación directa; 5) salidas subterráneas en el mar y, 6) exacciones por bombeo en la capa B -1 Contexto geológico El macizo del Norte está sobre todo caracterizado por rocas volcánicas intrusivas y metamórficas, de carácter muy impermeable. Cuando estas últimas se alteran, pueden constituir acuíferos modestos. Las producciones son bajas; pero suficientes para abastecer las pequeñas comunidades rurales. Estos acuíferos pueden ser explotados también por perforaciones que tienen profundidades de 20 a 30 m, con producciones variando de 0.5 a 1 l/s. Se realizaron más de 300 en el llano aluvial del Norte por el UNICEF, el Organismo del Departamento del Norte
6 (ODN) y las Organizaciones No-Gubernamentales (ONGs). Todos se equipan de bomba a brazo. En su mayoría están deteriorados, a raíz de la reducción del nivel piezométrico. B -2 La configuración de los llanos aluviales El llano aluvial, de una superficie de 1140 km 2, se extiende sobre el conjunto de los acuíferos de los llanos del Norte y Limbé. Incluye alternancias de arenas, gravas y arcillas con límites bien señalados en algunos lugares. El espesor de las formaciones aluviales crece del Sur hacia el Norte hasta más de 300 m en el borde con el Océano Atlántico, Tomasi (1998). Los datos sobre las características hidráulicas son relativamente pocos en comparación con la extensión del sistema acuífero. Proceden de algunas perforaciones de explotación antiguas y sobre todo de las perforaciones de explotación realizadas por el proyecto HAI/86/003. Las producciones por bombeo varían de 10 a 30 l/s en las formaciones detríticas de Rivière de Trou du Nord hasta 80 l/s en la zona de depósitos gruesos de Grande Rivière du Nord. B -3 Las entradas y las salidas Las entradas son caracterizadas por las infiltraciones directas de las precipitaciones hacia el acuífero. Son cerca de 150 Mm 3 /an y representan 10 a 15% de las lluvias. Las infiltraciones en los lechos de los ríos se estiman en 100 Mm 3 /an y representan 10 a 15% de los flujos superficiales. Esto suma un total de 250 Mm 3 /an, como se indica en la tabla 5. Tabla 5: Entradas y salidas del sistema acuífero aluvial del llano de Norte FLUJOS MEDIOS EN Mm 3 /AN TOTAL Entradas Infiltración de las precipitaciones 150 Infiltración en la capa de los ríos 100 Total 250 Salidas Evaporación 100 Salidas subterráneas en las depresiones 10 Drenaje de la capa de los ríos 140 Exacciones por bomba ±0 Total 250 En cuanto a las salidas, son caracterizadas por: - la evaporación directa estimada en 100 Mm 3 /an; - las salidas subterráneas en mar en las depresiones, estimadas en 10 Mm 3 /an; - el drenaje de la capa por los ríos: 140 Mm 3 /an; - las exacciones por bomba ±0. Hay déficit o excedente en agua en la región? Los datos disponibles son los de la estación de Cap-Haitien. Permiten calcular el déficit o el excedente en agua de la región a partir de los cálculos de las medias mensuales de las precipitaciones, de la evapotranspiración y de los flujos medios anuales que constituyen:«el balance hídrico de la Región» como se indica en la figura 5.
7 Figura 5: Alcance hídrico anual de la Región Norte FLUJOS MEDIOS ANUALES (Mm 3 / an) ETP 1800 (50%) EVAPORACIÓN EXEDENT 300 (26 %) PÉRDIDAS SUBTERRÁNEAS AL MAR Sobre la base de las estimaciones anteriormente mencionadas, la región registra por término medio al año 3,800 millones de metros cúbicos (Mm 3 ) de precipitaciones, 2,800 de las cuales vuelven a salir en la atmósfera por evapotranspiración. La diferencia, o sea 1000 Mm 3 /an, representa:"los Recursos hidráulicos teóricamente Disponibles (RETD)". Se definen a partir de los acuíferos aluviales de los llanos del Norte y Limbé que son de alrededor de 250 millones de metros cúbicos (250 Mm 3 /an) y los flujos de superficie, estimados en 750 Mm 3 /an. Por lo tanto, hay un excedente en agua. Este potencial puede utilizarse ampliamente para cubrir las necesidades de agua de la población cuyos porcentajes de cobertura para el AAP son menos del 42% en medio urbano y 30% en el medio rural. TABLA 6: ENTRADAS Y SALIDAS DEL ALCANCE HIDRICO DE LA REGIÓN NORTE FLUJOS MEDIOS EN Mm 3 /AN Entradas Chorreos en la región Infiltración de las lluvias en el sistema del acuífero aluvial TOTAL 850 150 Total 1000 Salidas Derivación de las aguas superficiales para la irrigación 10 Canalización de superficie hacia el mar 880 Canalización subterránea del sistema aluvial hacia el mar 10 Evaporación a partir del sistema acuífero 100 Bombeo en las aluviones ±0 Total 1000 Los resultados del inventario de los puntos de agua, los estudios de geofísica y las pruebas de capa de las perforaciones de exploración deben permitirnos presentar propuestas de desarrollo del recurso en el marco de un Plan Directivo de Desarrollo y Gestión de los Recursos Hidráulicos, en particular en Haití y Paraguay, donde los tipos de servicio de Abastecimiento de Agua Potable (AAP) son aún muy escasos, para este nuevo milenio. Se deben realizar esfuerzos considerables para que el dinero invertido en el sector de agua y saneamiento no se considere ya como pérdidas en los países en vías de desarrollo. Es necesario un cambio drástico de método basado en la competencia y los conocimientos técnicos para: - la extensión de los sistemas de AAP y saneamiento de todas las grandes ciudades de la Región;
8 - la extensión de los sistemas de AAP y saneamiento de las ciudades secundarias, de los centros urbanos y las zonas rurales; - el desarrollo del riego y la gestión integrada de las cuencas vertientes de todas las zonas. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Los volúmenes de agua tomados para la agricultura, el abastecimiento de agua potable y las industrias son muy importantes y son una necesidad para la supervivencia de la población. A escala de la región, la cobertura actual de las necesidades de agua de la población está insuficientemente garantizada. Las actividades de investigación y desarrollo deben intensificarse a la escala de la región para la Elaboración de los Planes Directivos de Desarrollo y Gestión de los Recursos Hidráulicos en los países que todavía no tienen esta importante herramienta. Esta última, fundamento necesario para una nueva política del agua en la región, permitirá responder a la confrontación necesidad- recursos en el marco de un desarrollo equitativo y sostenible. Las imperfecciones o las insuficiencias de la legislación, las duplicaciones institucionales, la dispersión de las competencias constituyen, con las restricciones presupuestarias, las causas esenciales de las dificultades a las cuales se enfrentan numerosos países en el ámbito del agua. Sin embargo, en Haití, donde estos problemas se han vuelto más agudos por las condiciones socioeconómicas y la presión demográfica, los fundamentos jurídicos e institucionales existentes son un acervo a partir del cual sería posible encontrar soluciones a estos problemas.