​Mapping and assessing evapotranspiration using MODIS-based SEBAL for groundwater potential in the Sita–Swarna river basins, coastal Karnataka, India

El agua es la savia de la tierra, pero también es un fantasma que se desvanece en el aire cada día. En las regiones tropicales y húmedas de la costa de la India, donde las lluvias del monzón son intensas y los bosques son espesos, esta pérdida invisible se denomina evapotranspiración. Es el proceso combinado de la evaporación del agua del suelo y la transpiración de las plantas, un intercambio masivo diario que devuelve el agua de la tierra al cielo. Comprender exactamente cuánta agua se pierde, y dónde, es fundamental para gestionar las reservas ocultas de agua subterránea de las que dependen las comunidades cuando las lluvias cesan. Si los ingenieros y los planificadores no pueden ver hacia dónde va el agua, no pueden planificar eficazmente los meses secos ni proteger los acuíferos del uso excesivo. El desafío siempre ha sido que este proceso es difícil de medir en todo un paisaje; las herramientas tradicionales solo pueden tomar una lectura en un único punto, dejando vastas áreas del campo sumidas en el misterio.

Un equipo de investigadores se propuso resolver este enigma para dos cuencas fluviales en el distrito de Udupi, en Karnataka, India: los ríos Sita y Swarna. Estas cuencas son un fragmento dramático de los Ghats Occidentales, que se extienden desde las altas y boscosas crestas montañosas hasta las llanuras costeras llanas y urbanizadas donde los ríos encuentran el mar. El equipo utilizó un método sofisticado que convierte las imágenes satelitales en un mapa de la pérdida de agua. Al observar el calor que irradia la superficie de la Tierra y el verdor de la vegetación, calcularon el balance energético de la tierra. Esto les permitió estimar cuánta agua estaba siendo extraída del suelo y liberada a la atmósfera en toda la región, día tras día, a lo largo de dos años. No se limitaron a suponer; contrastaron sus cálculos satelitales con los datos de las estaciones meteorológicas y compararon los resultados entre las diferentes estaciones, desde el monzón húmedo hasta el invierno seco.

Los resultados dibujaron un panorama claro, aunque sorprendente, de cómo se mueve el agua en este paisaje. Los investigadores descubrieron que la cantidad de agua perdida en el aire variaba significamente según el tipo de terreno y la época del año. En la cuenca del Sita, la pérdida diaria de agua oscilaba entre unos 5,6 y casi 20 milímetros, mientras que en la cuenca del Swarna era más modesta, situándose aproximadamente entre los 4 y 6 milímetros. Las tasas más altas de pérdida de agua no se dieron donde uno esperaría las condiciones más secas, sino sobre los densos bosques perennifolios de las crestas montañosas y sobre las aguas abiertas de los estuarios de los ríos. Estas zonas, ricas en humedad y vegetación, estaban constantemente exhalando agua hacia la atmósfera. Por el contrario, las tasas más bajas de pérdida de agua se encontraron en las zonas urbanizadas de la llanura costera, donde el hormigón y los edificios cubren el suelo.

Este hallazgo desmintió una suposición común utilizada en la planificación de las aguas subterráneas. Durante mucho tiempo, muchos expertos creyeron que las zonas con alta pérdida de agua eran malos candidatos para la recarga de aguas subterráneas, porque parecían estar "gastando" el agua. El estudio demostró que esta lógica era errónea para esta región. La alta pérdida de agua en los bosques era, en realidad, una señal de salud; significaba que había mucha agua disponible para ser perdida. Estas tierras altas boscosas, con sus raíces profundas y suelos permeables, son los verdaderos motores de la recarga de aguas subterráneas, absorbiendo las intensas lluvias del monzón y alimentando los acuíferos subyacentes. En cambio, las zonas con menor pérdida de agua —las ciudades y pueblos— eran las menos propensas a recargar las aguas subterráneas. Debido a que el suelo allí está sellado por pavimentos y edificios, la lluvia no puede filtrarse en absoluto. La baja pérdida de agua allí no era una señal de un superávit de agua, sino una señal de que el agua estaba siendo bloqueada para entrar en la tierra por completo.

El estudio también reveló cómo cambian las estaciones la historia. Durante el invierno, cuando el aire es más fresco pero el suelo aún retiene la humedad de las lluvias anteriores, los bosques y los cuerpos de agua continuaron perdiendo agua a tasas elevadas. Sin embargo, a medida que se acercaba el verano seco y el suelo se secaba, la pérdida de agua caía drásticamente en los campos agrícolas y los asentamientos, a pesar de que el aire se volvía más caliente y sediento. Esta brecha entre lo que el aire quiere (alta demanda) y lo que la tierra puede dar (baja oferta) es precisamente cuando la presión sobre los pozos de agua subterránea se vuelve más intensa. Los investigadores descubrieron que la diferencia entre la demanda atmosférica y la pérdida de agua real se ensanchaba a medida que avanzaba la estación seca, señalando los momentos precisos en los que las comunidades son más propensas a sobreexplotar los acuíferos.

Uno de los aspectos más llamativos de la investigación fue el descubrimiento de un artefacto computacional cerca de la desembocadura del río. Los modelos mostraron un pico extremadamente alto de pérdida de agua en el estuario, donde el río se encuentra con el océano. Aunque esto se debió en parte a la física única de la mezcla de agua abierta y aire seco, los investigadores determinaron que los números probablemente estaban exagerados por la forma en que se procesaron los datos satelitales. Trataron este valor extremo no como una medición precisa, sino como un límite superior, una forma de identificar dónde se concentra más la demanda de agua. Esta distinción es crucial; demuestra que, si bien el método satelital es potente, debe interpretarse con cuidado, especialmente en entornos costeros complejos donde la tierra, el agua y el aire interactúan de formas complicadas.

En última instancia, el trabajo proporciona una herramienta espacialmente detallada para los gestores del agua. Al mapear dónde se pierde realmente el agua, los investigadores han identificado las zonas específicas donde la demanda de la estación seca es más alta. Esta información permite a los ingenieros colocar estructuras de recarga, como presas de control y tanques de percolación, en los lugares adecuados para captar la escorrentía antes de que se pierda. También destaca dónde son más necesarias las restricciones de bombeo de agua para evitar que el agua salada del océano se filtre en el agua dulce subterránea. El estudio concluye que, si bien la evapotranspiración es una pieza vital del rompecabezas del agua, no puede utilizarse por sí sola para juzgar el potencial de un área para albergar aguas subterráneas. En su lugar, debe verse junto con el uso del suelo, el tipo de suelo y la geología. En estas cuencas costeras, los bosques son los guardianes del agua y las ciudades son las barreras; comprender esta dinámica es la clave para mantener estable el nivel freático en un clima cambiante.