Acuífero Ogallala

Espesor saturado del acuífero Ogallala en 1997 después de varias décadas de retiros intensivos. La amplitud y profundidad del acuífero disminuyen generalmente de norte a sur.

Regiones donde el nivel de agua ha disminuido en el período 1980–1995 se muestran en amarillo y rojo; regiones donde ha aumentado se muestran en tonos azules. Datos del SGA

Tasas de retirada de las aguas subterráneas (agua corriente, todas las fuentes) por condado en 2000. Fuente: Atlas Nacional

El acuífero Ogallala (oh-guh-LAH-lah) es un acuífero de nivel freático poco profundo rodeado de arena, limo, arcilla y grava ubicado debajo de las Grandes Llanuras en los Estados Unidos. Como uno de los acuíferos más grandes del mundo, subyace en un área de aproximadamente 174 000 mi² (450 000 km²) en partes de ocho estados (Dakota del Sur, Nebraska, Wyoming, Colorado, Kansas, Oklahoma, Nuevo México y Texas). Fue nombrado en 1898 por el geólogo N. H. Darton de su localidad tipo cerca de la ciudad de Ogallala, Nebraska. El acuífero es parte del Sistema Acuífero de High Plains y reside en la Formación Ogallala, que es la principal unidad geológica subyacente al 80% de High Plains.

La extracción a gran escala con fines agrícolas comenzó después de la Segunda Guerra Mundial debido en parte al riego de pivote central y a la adaptación de motores automotrices para pozos de agua subterránea. Hoy en día, alrededor del 27 % de la tierra irrigada en todo Estados Unidos se encuentra sobre el acuífero, que produce alrededor del 30 % del agua subterránea utilizada para riego en los Estados Unidos. El acuífero está en riesgo de sobreexplotación y contaminación. Desde 1950, el riego agrícola ha reducido el volumen saturado del acuífero en un 9% estimado. Una vez agotado, el acuífero tardará más de 6.000 años en reponerse naturalmente a través de la lluvia.

El sistema acuífero suministra agua potable al 82 % de los 2,3 millones de personas (censo de 1990) que viven dentro de los límites del área de estudio de High Plains.

Características generales

La deposición de material acuífero se remonta a entre dos y seis millones de años, desde el Mioceno tardío hasta el Plioceno temprano, cuando las Montañas Rocosas del sur todavía estaban tectónicamente activas. Desde las tierras altas hacia el oeste, los ríos y arroyos cortan canales en una dirección generalmente de oeste a este o sureste. La erosión de las Montañas Rocosas proporcionó sedimentos aluviales y eólicos que llenaron los canales antiguos y finalmente cubrieron toda el área del acuífero actual, formando la Formación Ogallala, que contiene agua. En ese sentido, el proceso es similar a los que prevalecen actualmente en otros ríos modernos del área, como el río Kansas y sus afluentes. Las principales diferencias son el tiempo y la profundidad.

La profundidad del Ogallala varía según la forma de la superficie predominante en ese momento, siendo más profunda donde llena antiguos valles y canales. La Formación Ogallala consiste principalmente en rocas sedimentarias gruesas en sus secciones más profundas, que se transforman hacia arriba en material de grano más fino.

El espesor saturado de agua de la Formación Ogallala varía desde unos pocos pies hasta más de 1000 pies. Su parte más profunda es de 1200 pies (300 m) y generalmente es mayor en las Llanuras del Norte. La profundidad del agua debajo de la superficie de la tierra varía desde casi 400 pies (120 m) en partes del norte hasta entre 100 y 200 pies (30 y 61 m) en gran parte del sur. La recarga actual del acuífero con agua dulce ocurre a un ritmo extremadamente lento, lo que sugiere que gran parte del agua en sus espacios porosos es paleoagua, que se remonta a la edad de hielo más reciente y probablemente antes.

El agua subterránea dentro de Ogallala generalmente fluye de oeste a este a una velocidad promedio de un pie por día. La conductividad hidráulica, o la capacidad de un fluido (agua) para moverse a través de un material poroso, varía de 25 a 300 pies (7,6 a 91,4 m) por día. La calidad del agua dentro de Ogallala varía con la más alta calidad para beber y regar en la región norte, mientras que la región sur tenía la más pobre. Los procesos humanos y naturales en los últimos 60 a 70 años, incluida la densidad de riego, el clima y las aplicaciones de nitrógeno, han causado concentraciones más altas de contaminantes, incluidos los nitratos. Los niveles de nitrato generalmente cumplen con los estándares de calidad del agua de USGS, pero continúan aumentando gradualmente con el tiempo. Esta tendencia puede afectar la sustentabilidad futura del agua subterránea para porciones del acuífero.

Balance hídrico del acuífero

Un acuífero es un depósito de almacenamiento de agua subterránea en el ciclo del agua. Si bien el agua subterránea es una fuente renovable, las reservas se reponen con relativa lentitud. El USGS ha realizado varios estudios del acuífero para determinar qué entra (recarga de agua subterránea desde la superficie), qué sale (agua bombeada y flujo base a los arroyos) y cuáles son los cambios netos en el almacenamiento (subida, bajada o bajada). ningún cambio).

El USGS estimó que el almacenamiento total de agua fue de aproximadamente 2 925 000 000 acres-pie (3608 km³) en 2005. Las extracciones del acuífero Ogallala para irrigación ascendieron a 26 km³ (21 000 000 acre⋅ft) en 2000. Desde que comenzó el bombeo principal de agua subterránea a fines de la década de 1940, la sobreexplotación del acuífero High Plains ha ascendido a 332 000 000 acres-pie (410 km³), el 85 % del volumen del lago Erie. Muchos agricultores en Texas High Plains, que dependen particularmente del agua subterránea, ahora se están alejando de la agricultura de regadío debido a que los costos de bombeo han aumentado y se han dado cuenta de los peligros del bombeo excesivo.

Recarga de aguas subterráneas

La velocidad a la que se recargan las aguas subterráneas está limitada por varios factores. Gran parte de la región de las llanuras es semiárida, con vientos constantes que aceleran la evaporación del agua superficial y la precipitación. En muchos lugares, el acuífero está cubierto, en la zona vadosa, con una capa poco profunda de caliche que es prácticamente impermeable; esto limita la cantidad de agua capaz de recargar el acuífero desde la superficie terrestre. Sin embargo, el suelo de los lagos de playa es diferente y no está revestido con caliche, lo que hace que estas sean algunas de las pocas áreas donde el acuífero puede recargarse. La destrucción de playas por parte de los agricultores y el desarrollo disminuye el área de recarga disponible. El predominio del caliche se debe en parte a la fácil evaporación de la humedad del suelo y al clima semiárido; la aridez aumenta la cantidad de evaporación, lo que a su vez aumenta la cantidad de caliche en el suelo. Ambos mecanismos reducen la cantidad de agua de recarga que llega al manto freático.

La recarga en el acuífero varía de 0,024 pulgadas (0,61 mm) por año en partes de Texas y Nuevo México a 6 pulgadas (150 mm) por año en el centro-sur de Kansas.

Descarga de aguas subterráneas

NASA imagen ASTER de aproximadamente 557 mi² área de campos (1443 km²) en Kansas regada desde el acuífero Ogallala con sistemas centrales de riego pivote

Las regiones que se encuentran sobre el acuífero Ogallala son algunas de las regiones más productivas de los Estados Unidos para la cría de ganado y el cultivo de maíz, trigo y soja. El éxito de la agricultura a gran escala en áreas que no tienen una precipitación adecuada y no siempre tienen agua superficial perenne para el desvío ha dependido en gran medida del bombeo de agua subterránea para el riego.

Los primeros pobladores de las High Plains semiáridas sufrieron pérdidas de cosechas debido a los ciclos de sequía, que culminaron en el desastroso Dust Bowl de la década de 1930. Solo después de la Segunda Guerra Mundial, cuando el riego de pivote central estuvo disponible, la masa de tierra del sistema acuífero de High Plains se transformó en una de las regiones agrícolas más productivas del mundo.

Cambio en el almacenamiento de agua subterránea

Los niveles de agua subterránea disminuyen cuando la tasa de extracción por riego excede la tasa de recarga. En algunos lugares, se midió que el nivel freático descendía más de 5 pies (1,5 m) por año en el momento de máxima extracción. En casos extremos, se requirió la profundización de los pozos para alcanzar el nivel freático en constante caída. En el siglo XXI, el reconocimiento de la importancia del acuífero ha llevado a una mayor cobertura por parte de periodistas regionales e internacionales.

Las prácticas de conservación del agua (terrazas y rotación de cultivos), métodos de riego más eficientes (pivote central y goteo) y la reducción del área bajo riego han ayudado a retrasar el agotamiento del acuífero, pero los niveles en general siguen cayendo en áreas que incluyen el suroeste de Kansas y el Panhandle de Texas. En otras áreas, como partes del este y centro de Nebraska y de la región al sur de Lubbock, Texas, los niveles de agua han aumentado desde 1980.

El irrigador de pivote central fue descrito como el "villano" en un artículo del New York Times de 2013, "Wells Dry, Fertile Plains Turn to Dust" relatando el implacable declive de partes del acuífero Ogallala. Sesenta años de agricultura intensiva utilizando enormes irrigadores de pivote central han vaciado partes del acuífero de High Plains. Se necesitarían cientos de miles de años de lluvia para reemplazar el agua subterránea en el acuífero agotado. En Kansas en 1950, las tierras de cultivo irrigadas cubrían 250 000 acres (100 000 ha); con el uso de riego de pivote central, se irrigaron casi tres millones de acres de tierra. En algunos lugares del Panhandle de Texas, el nivel freático ha sido drenado (deshidratado). "Grandes extensiones de tierras de cultivo de Texas que yacen sobre el acuífero ya no son compatibles con el riego. En el centro-oeste de Kansas, hasta una quinta parte de las tierras de cultivo irrigadas a lo largo de una franja de 160 km (100 millas) del acuífero ya se ha secado."

El sistema de riego de pivote central se considera un sistema altamente eficiente que ayuda a conservar el agua. Sin embargo, para 2013, a medida que la eficiencia del consumo de agua del sistema de irrigación de pivote central mejoró a lo largo de los años, los agricultores optaron por sembrar más intensamente, regar más tierras y cultivar cultivos más sedientos en lugar de reducir el consumo de agua, un ejemplo de la paradoja de Jevons en práctica. Un enfoque para reducir la cantidad de agua subterránea utilizada es emplear agua reciclada tratada para el riego; otro enfoque es cambiar a cultivos que requieran menos agua, como los girasoles.

Varios ríos, como el Platte, corren por debajo del nivel del agua del acuífero. Debido a esto, los ríos reciben flujo de agua subterránea (flujo base), llevándolo fuera de la región en lugar de recargar el acuífero.

La represa Optima Lake de $ 46,1 millones en el oeste de Oklahoma quedó inutilizada cuando el nivel descendente del acuífero redujo drásticamente el flujo del río Beaver, la fuente de agua prevista para el lago.

Disminución acelerada del almacenamiento en acuíferos

El agotamiento entre 2001 y 2008, inclusive, es aproximadamente el 32 % del agotamiento acumulado durante todo el siglo XX. En los Estados Unidos, los mayores usuarios de agua de los acuíferos incluyen el riego agrícola y la extracción de petróleo y carbón. "El agotamiento total acumulado de las aguas subterráneas en los Estados Unidos se aceleró a fines de la década de 1940 y continuó a un ritmo lineal casi constante hasta el final del siglo. Además de las consecuencias ambientales ampliamente reconocidas, el agotamiento de las aguas subterráneas también afecta negativamente la sostenibilidad a largo plazo de los suministros de agua subterránea para ayudar a satisfacer las necesidades de agua de la nación."

Desde la década de 1940, el bombeo del Ogallala ha hundido el acuífero más de 90 m (300 pies) en algunas áreas. Los productores han tomado medidas para reducir su dependencia del agua de riego. Las operaciones optimizadas les permiten producir un rendimiento significativamente mayor utilizando aproximadamente la misma cantidad de agua que se necesitaba hace cuatro décadas. Aún así, las pérdidas del acuífero entre 2001 y 2011 equivalen a un tercio de su agotamiento acumulado durante todo el siglo XX. El Ogallala se recarga principalmente con agua de lluvia, pero solo una pulgada de precipitación llega al acuífero anualmente. Las precipitaciones en la mayor parte de Texas High Plains son mínimas, la evaporación es alta y las tasas de infiltración son lentas.

Durante la década de 1990, el acuífero contenía unos tres mil millones de acres-pie de agua subterránea que se usaba para el riego de cultivos y para beber agua en áreas urbanas. La demanda de agua supera su reposición. El nivel del agua está particularmente en declive en Texas y Nuevo México. El uso continuo a largo plazo del acuífero es "problemático y necesita una reevaluación importante" según el historiador Paul H. Carlson, profesor emérito de la Texas Tech University en Lubbock. En 2020 se informó que el acuífero estaría "seco" dentro de veinte años.

Controversias ambientales

Propuesta de oleoducto Keystone XL

Un mapa que muestra el espesor del acuífero de Ogallala Aquifer con la ruta de oleoducto Keystone XL propuesta.

En 2008, TransCanada Corporation propuso la construcción del oleoducto Keystone XL de 2673 km (1661 millas) para transportar petróleo desde las arenas petrolíferas de Athabasca en Alberta hasta refinerías cerca de Houston, Texas. La ruta propuesta del oleoducto cruza la parte este de Nebraska Sandhills; los que se oponen a la ruta citan el riesgo que representa para el acuífero Ogallala la posibilidad de contaminación por el betún diluido derramado.

Los portavoces de la industria de oleoductos han señalado que miles de millas de oleoductos existentes que transportan petróleo crudo e hidrocarburos líquidos refinados han cruzado el acuífero Ogallala durante años, en el sureste de Wyoming, el este de Colorado y Nuevo México, el oeste de Nebraska, Kansas, Oklahoma y Texas.. El oleoducto de petróleo crudo Pioneer cruza de este a oeste a través de Nebraska, y el oleoducto Pony Express, que cruza el acuífero Ogallala en Colorado, Nebraska y Kansas, se estaba convirtiendo a partir de 2013 de gas natural a petróleo crudo, bajo un permiso del Federal Comisión Reguladora de Energía.

Como agencia líder en el proyecto del oleoducto transfronterizo, el Departamento de Estado de EE. UU. encargó una evaluación de impacto ambiental según lo exige la Ley Nacional de Política Ambiental de 1969. La Declaración de Impacto Ambiental concluyó que el proyecto planteaba poca amenaza de "impactos ambientales adversos", el informe fue redactado por Cardno Entrix, una empresa que ayudó tanto al Departamento de Estado como a la Comisión Reguladora de Energía Federal en la preparación de declaraciones de impacto ambiental para otros proyectos propuestos de TransCanada. Si bien es 'común que las empresas que solicitan la construcción de proyectos gubernamentales se involucren en la asignación y el pago del análisis de impacto', varios opositores al proyecto sugirieron que podría haber un conflicto de intereses. En respuesta a esa preocupación, la Oficina del Inspector General del Departamento de Estado llevó a cabo una investigación sobre el posible conflicto de intereses. El informe de febrero de 2012 de dicha investigación señala que no existió conflicto de interés ni en la selección del contratista ni en la elaboración de la declaración de impacto ambiental.

Estados Unidos El presidente Barack Obama "inicialmente rechazó el oleoducto Keystone XL en enero de 2012, diciendo que quería más tiempo para una revisión ambiental". El 17 de febrero de 2013, una manifestación en el National Mall atrajo a unas 40.000 personas en protesta por Keystone XL. En enero de 2014, el Departamento de Estado de EE. UU. publicó su Declaración de impacto ambiental complementaria final para el resumen ejecutivo del proyecto Keystone XL del oleoducto Keystone, que concluyó que, según los modelos, un gran derrame de petróleo crudo del oleoducto que alcanzó el Ogallala podría extenderse hasta 370 m (1214 pies), y los componentes disueltos se extenderían hasta 320 m (1050 pies) más.

Al principio de su presidencia, el presidente de los Estados Unidos, Donald Trump, anuló la decisión del presidente de los Estados Unidos, Barack Obama, al firmar memorandos ejecutivos en apoyo del oleoducto Keystone XL en enero de 2017. El 20 de enero de 2021, el presidente Joe Biden firmó una orden ejecutiva revocar el permiso otorgado a TC Energy Corporation para el Oleoducto Keystone XL (Fase 4). El 9 de junio de 2021, TC Energy abandonó los planes para el oleoducto Keystone XL.

Conservación

Desde 2010, el Distrito de Conservación de Aguas Subterráneas de North Plains, que abarca ocho condados al norte de Amarillo, incluidos los condados de Moore y Dallam, ha ofrecido un proyecto de demostración anual de $300,000 para conservar el agua que los agricultores extraen del acuífero Ogallala. Los agricultores participantes cultivan maíz con poco más de la mitad del agua que normalmente necesitarían para regar los campos, o siembran varias semanas más tarde de lo habitual. En el proyecto se utilizan aspersores de pivote, en lugar del riego por goteo, que es más costoso. Según el administrador de distrito Steve Walthour, la conservación es esencial considerando la disminución de los niveles del acuífero. La organización local sin fines de lucro Ogallala Commons, llamada así por el acuífero en sí, que no solo colabora y apoya a los comunicadores locales, también trabaja para conservar el Acuífero Ogallala y el área circundante.

Once agricultores en 2013 participaron en el programa de conservación, con algunas plantaciones en tierra seca, en lugar de suelo regado. Están dejando más espacio entre las plantas, una técnica que retiene la humedad por más tiempo. Los sensores de suelo permiten a los agricultores recopilar información precisa sobre el nivel de humedad de sus cultivos. La motivación para ahorrar agua proviene de la normativa del distrito sobre la extracción de agua del acuífero. El Servicio Geológico de los Estados Unidos determinó que el nivel del agua en el acuífero ha bajado más en Texas que en cualquier otro estado de la cuenca.

Los agricultores en sus propias tierras pueden extraer agua del acuífero sin cargo. Los costos de bombeo son bajos porque el combustible utilizado, el gas natural, es económico. El distrito de North Plains estableció por primera vez límites para el bombeo en 2005 y endureció las regulaciones cuatro años después. Ahora se requiere que ciertos pozos tengan medidores. Otro desafío que enfrenta el distrito es que los precios más altos de los cultivos han llevado a algunos a plantar campos adicionales y aumentar aún más el uso del agua del acuífero.