Assessment of groundwater depletion rate by numerical modelling: a case study of Johar town Lahore, Pakistan

En las bulliciosas ciudades del sur de Asia, una crisis silenciosa se desarrolla bajo las calles. El agua subterránea, el vasto reservorio de agua dulce oculto bajo tierra, se está extrayendo más rápido de lo que la naturaleza puede reponerla. Este recurso oculto no es un pozo sin fin; es una cuenta bancaria donde los retiros superan a los depósitos. Cuando llueve, el agua se filtra en el suelo y se desliza lentamente hacia abajo para reponer estas capas subterráneas, un proceso conocido como recarga. Sin embargo, a medida que las ciudades se expanden, el concreto y el asfalto cubren el suelo, bloqueando la lluvia para que no llegue al acuífero subyacente. Al mismo tiempo, las poblaciones y las industrias en crecimiento bombean agua a un ritmo acelerado. Cuando el equilibrio se inclina, el nivel freático desciende, obligando a la gente a cavar pozos más profundos, aumentando los costos y arriesgando la calidad del agua restante. Comprender exactamente con qué rapidez desaparece esta agua en vecindarios específicos es crucial para planificar un futuro en el que las ciudades no se queden secas.

En el denso paisaje urbano de Johar Town, un vecindario en Lahore, Pakistán, los investigadores han recurrido a una herramienta digital para medir este declive invisible. El equipo, liderado por Sonia Anwar, utilizó un sofisticado programa informático para crear un gemelo virtual del sistema de agua subterránea en esta zona. Este software, conocido como Visual MODFLOW, actúa como un mapa detallado que simula cómo se mueve el agua a través de las capas de suelo y roca. Para construir este modelo, los investigadores recopilaron datos del mundo real de las autoridades locales, incluyendo registros de cuánta agua se estaba bombeando de los pozos, la profundidad de los niveles de agua y los patrones de lluvia durante la última década. Mapearon la ubicación de cada estación de bombeo y las propiedades físicas del terreno, como la facilidad con la que el agua puede fluir a través del suelo, una propiedad llamada conductividad hidráulica. Al introducir esta información en la computadora, pudieron observar cómo cambiaban los niveles de agua a lo largo del tiempo en la simulación, ejecutando efectivamente la historia de los últimos seis años en un entorno digital para ver qué estaba sucediendo realmente bajo tierra.

Los resultados de esta investigación digital revelaron una tendencia clara y constante. Entre 2015 y 2021, el nivel de las aguas subterráneas en Johar Town descendió un promedio de casi 0.88 metros cada año. A lo largo de esos seis años, el nivel freático total cayó más de dos metros. Este descenso no es solo un número en un gráfico; representa un cambio tangible en el medio ambiente. A medida que el agua retrocede, el costo de extraerla aumenta y el agua misma se vuelve más vulnerable a la contaminación de la superficie. Los investigadores descubrieron que el principal motor de esta caída es la rápida urbanización de la zona. A medida que las granjas y los campos abiertos son reemplazados por edificios y carreteras, el suelo pierde su capacidad de absorber el agua de lluvia. En lugar de filtrarse en la tierra para recargar el acuífero, la lluvia escurre por las superficies duras, dejando el reservorio subterráneo vacío. Este problema se ve agravado por el volumen masivo de agua que se bombea para satisfacer las necesidades de una población y sus industrias en crecimiento.

Para asegurar que sus hallazgos fueran precisos, los investigadores probaron su modelo contra observaciones reales. Ajustaron los parámetros en la simulación por computadora, particularmente el valor de la facilidad con la que el agua se mueve a través del suelo, hasta que los niveles de agua simulados coincidieron con las mediciones reales tomadas de los pozos en el campo. Encontraron que la velocidad a la que el agua se mueve a través del suelo era el factor más crítico para determinar los niveles de agua. Una vez que el modelo fue ajustado para coincidir con la realidad, confirmó que la tasa de agotamiento era constante y significativa. El estudio también destacó que, si bien la lluvia ayuda a rellenar el acuífero, la cantidad de lluvia que cae en la región no es suficiente para contrarrestar la enorme cantidad de agua que se extrae. Incluso en los años con lluvias intensas, el efecto neto seguía siendo una pérdida de agua del sistema subterráneo.

Las implicaciones de estos hallazgos se extienden más allá de un solo vecindario. El estudio sugiere que la forma actual de gestionar el agua en Lahore es insostenible. Los investigadores proponen que simplemente esperar a la lluvia ya no es una estrategia viable. En su lugar, recomiendan un cambio en la forma en que la ciudad interactúa con su ciclo del agua. Esto incluye la instalación de pozos invertidos, que son estructuras diseñadas para capturar el agua de lluvia y guiarla profundamente en el subsuelo, y la creación de más espacios verdes donde el suelo pueda respirar y absorber agua. También exigen un monitoreo más estricto, sugiriendo que los niveles de agua deben revisarse mensualmente en lugar de una vez al año para detectar problemas a tiempo. Además, los nuevos desarrollos de viviendas deberían tener la obligación de equilibrar el agua que extraen con el agua que devuelven. El objetivo es crear un sistema donde la ciudad no solo consuma su suministro de agua, sino que participe activamente en su reposición, asegurando que los grifos no se sequen para las generaciones venideras.