Primer mapa mundial del hundimiento del suelo: gran parte de España, amenazada

La sobreexplotación de los acuíferosno solo es un problema hídrico, sino que también provoca el hundimiento físico del terreno, o subsidiencia. Zonas de España como la Región de Murcia lo experimentan desde hace tiempo, y ahora el primer mapa mundial de subsidiencia del suelo demuestra que gran parte de la Península es una de las partes más afectadas por este peligro. Un grupo de científicos ha arrojado luz sobre una amenaza tan cierta como ignorada por la población.

El hundimiento del terreno es un riesgo geológico causado por el asentamiento repentino o gradual (de años a décadas) de la superficie terrestre, debido a la eliminación de material del subsuelo. Esto puede deberse a diversos factores, tanto naturales (como terremotos, actividad volcánica y compactación de sedimentos) como antropogénicos (minería o extracción de aguas subterráneas). Esta situación plantea un problema importante en las zonas urbanas, donde puede provocar el derrumbe de edificios y daños en las infraestructuras, con el consiguiente peligro para las vidas humanas.

Un factor clave del hundimiento del suelo en zonas pobladas es la extracción de agua subterránea, normalmente ubicada en áreas porosas del subsuelo, lo que provoca la progresiva compactación de los sedimentos subterráneos y la eventual deformación del terreno.

De hecho, este es el tema central de nueva investigación publicada en Geophysical Research Letters, en la que los científicos han descubierto una correlación entre la tasa de extracción de aguas subterráneas y el hundimiento del terreno, lo que demuestra la necesidad de prestar atención a estas zonas en la gestión de los recursos hídricos, al objeto de paliar este riesgo geológico.

La investigación ha permitido confirmar que España es una de las zonas de Europa donde hay un mayor riesgo de subsidiencia, en concreto, en amplias áreas de Andalucía, Región de Murcia, Valencia y Alicante, según figura en la cartografía realizada.

Tsimur Davydzenka, investigador de la Colorado School of Mines (EE.UU.), y sus colegas, el Dr. Pejman Tahmasebi y el profesor Nima Shokri, recurrieron a la inteligencia artificial para predecir la magnitud del hundimiento de tierras a escala mundial. "El hundimiento del terreno es un fenómeno destructivo que daña las infraestructuras y los acuíferos, además de poner en peligro vidas humanas. El crecimiento demográfico ha desempeñado un papel innegable en la extracción de recursos que ha provocado el hundimiento”, explicaron los científicos.

"Nos dimos cuenta de que existen varios estudios locales en distintos países que analizan el tema del hundimiento del terreno, pero no hay suficientes investigaciones a escala mundial. Los mapas existentes, o bien no proporcionan ninguna información sobre la magnitud del hundimiento, que es más importante que la mera posibilidad de observarlo, o bien se limitan a escalas regionales. Utilizando modernas técnicas de modelización basadas en datos, hemos elaborado el primer mapa mundial de tasas de subsidencia, que puede utilizarse para fundamentar las políticas de gestión de las aguas subterráneas y orientar la mitigación", añaden.

2.000 millones de personas amenazadas

Los investigadores utilizaron datos existentes de estudios de subsidencia del terreno y teledetección para generar un conjunto de datos de 46.000 escenarios de subsidencia. Todos esos datos, junto con una selección de 23 condiciones climáticas, geográficas y topográficas (precipitaciones, composición del suelo, espesor de los sedimentos y pendiente), se suministraron a un modelo de aprendizaje automático capaz de calcular cuál es la superficie total de terreno que está en riesgo de hundimiento, lo que permite saber cuánta población hay en esas zonas.

De este modo, se determinó que más de 6,3 millones de km2 de la superficie terrestre (aproximadamente el 5% de la superficie mundial) es susceptible de sufrir tasas de subsidencia consideradas lo suficientemente importantes como para causar daños y requerir estrategias de mitigación. Se trata de tasas superiores a 5 mm/año.

De estos más de 6,3 millones de km2, un total de 231.000 km2 corresponden a zonas urbanas, donde alrededor de 2.000 millones de personas (el 25% de la población mundial) se encuentran en estas zonas de alto riesgo.

El peligro de la extracción de agua subterránea

El modelo utilizado en el estudio desveló que la extracción de agua subterránea es el principal causante del hundimiento del terreno, seguido de otros factores como son: la actividad sísmica, las condiciones ambientales (en concreto, las precipitaciones) que afectan a la recarga de las aguas subterráneas, el grosor de las unidades sedimentarias (las unidades más grandes tienen más espacio para la compactación final), la temperatura media de los meses más cálidos (importante para las regiones áridas y semiáridas susceptibles al hundimiento), el contenido de arcilla del suelo y la densidad de población.

Dado que la extracción de aguas subterráneas es la principal amenaza, Tsimur y Tahmasebi aconsejan buscar otras fórmulas para abastecer a la población con este recurso. "Para minimizar la dependencia de las aguas subterráneas, las medidas estratégicas incluyen promover la eficiencia en el uso del agua, aplicar marcos normativos estrictos e incentivar prácticas agrícolas que optimicen el consumo de agua. Además, invertir en tecnologías de reciclado y recuperación del agua puede aumentar la disponibilidad de agua sin depender en exceso de las aguas subterráneas”, señalaron.

"La eliminación progresiva de la extracción de aguas subterráneas podría complementarse con el aprovechamiento de fuentes alternativas, como las aguas residuales depuradas, la recogida de aguas pluviales y la gestión de las aguas de lluvia. Sin embargo, la transición también debería tener en cuenta las limitaciones espaciales de los embalses y la viabilidad económica de la desalinización del agua de mar”, añadieron.

En cuanto a los sedimentos más afectados por la subsidencia, se identificaron como causa de un riesgo elevado un total de 3,8 millones de km2 de sedimentos no consolidados (10% de la extensión mundial), los cuales presentan las tasas de subsidencia más elevadas, de 320,6 mm/año. Las tierras cultivadas constituyeron la mayor extensión amenazada, con 2,1 millones de km2 en todo el mundo (12,2% de las tierras cultivadas mundiales), mientras que las tierras altas subtropicales y los climas oceánicos templados experimentaron mayores tasas de subsidencia superiores a 50 mm/año.

En conjunto, se calcula que Asia meridional tiene la mayor extensión de tierra amenazada por el hundimiento (el 2,2% de su superficie total experimenta tasas de hundimiento superiores a 50 mm/año), así como el mayor número de personas afectadas (20 millones). Otros países con tasas de subsidencia superiores a 50 mm/año son Filipinas, Irán, Costa Rica, Indonesia y Uzbekistán.

Si bien esta investigación proporciona un importante mapa mundial del hundimiento del suelo que ayudará a las empresas, agricultores y autoridades locales de las zonas de mayor riesgo a prevenir riesgos, los autores señalan que es necesario seguir afinando el modelo. Tsimur y Tahmasebi afirman que es "ciertamente posible" que los futuros modelos tengan una resolución lo suficientemente alta como para que las autoridades locales puedan utilizar esos datos para llevar a cabo estrategias de mitigación.

Estudio de referencia: DOI: 10.1029/2023GL104497

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