IV. EL AGUA Y LAS CIUDADES
IV. 1. C�MO LLEGA EL AGUA A LAS CIUDADES
LA POSESI�N de las fuentes de agua ha sido de extremada importancia para los asentamientos humanos. En un cuadro muy v�vido, Stanley Kubrick, en su c�lebre pel�cula 2001: odisea del espacio, muestra la lucha entre dos tribus de hom�nidos por la posesi�n de un ojo de agua; la tribu que logra concebir el uso de un hueso como arma ofensiva adquiere ventaja sobre la otra y por tanto puede desplazarla de la fuente del vital elemento. Las luchas hace millones de a�os deben haber sido en grande.
Ya en �pocas hist�ricas, las tribus continuaban disputando por asegurar su suministro de agua. En el primer libro de la Biblia se narra c�mo los pastores de Isaac lucharon en contra de los habitantes del valle de Gerar por la posesi�n de pozos. M�s tarde, en el Libro de los Reyes se habla de las obras para el suministro de agua a la ciudad de Jerusal�n.
En el mundo antiguo posiblemente haya sido Roma el pueblo que despleg� la m�s impresionante actividad en ingenier�a hidr�ulica. Grandes acueductos surcaron los valles del mundo romano: a la capital del Imperio m�s de seiscientos kil�metros de acueductos llevaban el agua pues el T�ber estaba sumamente contaminado. Igualmente grandiosas eran las obras de drenaje de la Cloaca M�xima, que se extend�a por toda la ciudad. Pompeya pose�a una red de suministros de agua potable que llegaba a numerosas fuentes dispersas por toda la ciudad.
Los habitantes del M�xico prehisp�nico construyeron grandes e interesantes obras hidr�ulicas. Se dice que el palacio de Netzahualc�yotl inclu�a un sistema de distribuci�n de agua fr�a y caliente, as� como de drenaje.
En el M�xico de la Colonia se construyeron obras de gran envergadura, como
el acueducto de Otumba, del siglo XVII, obra de un humilde franciscano,
el padre Francisco Tembleque. Para salvar el problema que presentaba una ca�ada,
el padre Tembleque dirigi� la construcci�n de una arquer�a cuyo arco mayor alcanza
una altura de 38.75 m, bajo el que pasa holgadamente el tren y es 14 m m�s alto
que la catedral de M�xico. El acueducto distribuye agua a los pobladores vecinos
a lo largo de sus 16 km de longitud a trav�s de cajas de agua, lo que convierte
al padre Tembleque no s�lo en un gran ingeniero de la Colonia, sino tambi�n
en el primer higienista.
Figura 31. El acueducto de Zempoala, cerca de Otumba, Estado de Hidalgo,
fue una de las primeras obras de acarreo de agua en la Colonia. El padre Francisco
Tembleque dirigi� la construcci�n en el siglo XVI.
Pero la distribuci�n de agua por red municipal a los hogares requer�a de avances tecnol�gicos que s�lo fueron posibles hasta entrado el siglo XIX: sistemas de bombeo y tuber�as que resistieran presiones elevadas para llevar un caudal suficientemente grande.
Con anterioridad el acarreo de agua se efectuaba por medio de acueductos a
cielo abierto. Para surtir los hogares era necesario ir a las fuentes p�blicas,
y el agua con frecuencia estaba contaminada, as� que se tuvo que descubrir c�mo
purificarla para evitar enfermedades. Desde �pocas muy antiguas (probablemente
200 a�os a.C.) se sab�a que es higi�nico conservar el agua en vasijas de cobre,
exponerla a la luz del Sol y filtrarla con carb�n. En 1829 el ingl�s Juan Simpson
desarroll� un filtro de arena que marc� el inicio de los modernos sistemas de
tratamiento de agua.
Figura 32. Entre los monumentos coloniales m�s importantes se encuentra
esta fuente p�blica en Tepeapulco, Hidalgo, construida en 1527 por Juan de Entreambas
Aguas.
El agua, como vimos en cap�tulos anteriores, est� sujeta al ciclo hidrol�gico. Es de este ciclo de donde se obtiene para llevarla a las ciudades o centros de consumo, fundamentalmente de los r�os, los lagos o los pozos que la atrapan en el subsuelo, agua a la que se llama dulce porque tiene un contenido tolerable de sales. Un agua con demasiadas sales disueltas no es apta para el consumo humano, y s�lo puede beberse despu�s de un proceso que se llama desalaci�n.
Cuando el agua se toma de un r�o, el ingeniero debe decidir si �ste en su m�nimo caudal puede satisfacer los requerimientos de la comunidad. El calor del verano reducir� la corriente por evaporaci�n y al mismo tiempo incrementar� la demanda. As�, un c�lculo cuidadoso indicar� la necesidad de presas o vasos reguladores. �stos requieren de la consideraci�n de muchos factores importantes: que no haya escurrimientos por debajo de la cortina; que las pendientes de la presa sean moderadas para que no se produzcan derrumbes, aun en el caso de que se sature de humedad la tierra, etc. La cortina debe ser lo suficientemente pesada para que no ceda por la presi�n del agua y debe haber vertederos que conduzcan el exceso de agua en caso de avenidas.
El agua fluye al sistema de suministro a trav�s de tomas en las que se coloca filtros gruesos para impedir la entrada de objetos flotantes y que, en su interior, tienen filtros m�s finos que detienen las hojas, vegetaci�n acu�tica y peces. Los filtros requieren de mantenimiento frecuente que en los grandes sistemas lo proporciona un artefacto mec�nico.
Parte considerable del agua para suministro proviene de fuentes subterr�neas
cuya extracci�n requiere la perforaci�n de pozos. �sta se hace por medio de
una broca que se deja caer desde una torre montada en la plataforma de un cami�n,
a la que se da movimiento r�tmico ascendente y descendente, dejando ir el cable
poco a poco a medida que progresa la perforaci�n. En terrenos poco firmes los
pozos se refuerzan con tubos conc�ntricos que van extendi�ndose hacia abajo
como un telescopio. Existen varias t�cnicas para incrementar el rendimiento
de un pozo, incluyendo la perforaci�n de ramas radiales en el acu�fero que pueden
penetrarlo hasta varias decenas de metros.
Figura 33. Las aguas subterr�neas han sido aprovechadas por medio de la
excavaci�n de pozos. En algunos pozos profundos las aguas ascienden por su propia
presi�n: son los pozos artesianos; llamados as� porque fueron construidos
por primera vez en Artois, Francia. La figura muestra un grabado de 1886 de
un pozo artesiano en Par�s.
Normalmente el agua se extrae con una bomba centr�fuga. Ésta consiste
en un conjunto de paletas montadas en un eje largo que llega de la boca del
pozo, en donde est� el motor, hasta el acu�fero. Una variedad es sumergir el
motor sellado que impulsa las paletas. Otra forma de extracci�n se efect�a mediante
la inyecci�n de aire comprimido al fondo del pozo por medio de una tuber�a llamada
eductor, lo que provoca que se forme una mezcla de aire y agua, m�s ligera que
el agua, y que por lo tanto flota hacia arriba; tiene las ventajas de no requerir
partes m�viles y de oxigenar el agua. Su principal desventaja es la baja eficiencia.
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Figura 34. El siglo pasado se construyeron ingeniosos dispositivos para
extraer agua del subsuelo, como las bombas que aqu� se muestran.
En general los acueductos contin�an construy�ndose aprovechando las pendientes, que deben ser lo suficientemente marcadas de modo que el agua fluya, mas no demasiado para evitar presi�n excesiva. Para salvar monta�as se incluyen sifones y, si esto no es suficiente, el agua se bombea.
Normalmente estas v�as de agua las conforman tubos cerrados, aunque hay tramos que pueden estar al descubierto. A fin de llevar el agua con eficiencia la l�nea debe tener la m�nima superficie para el volumen transportado; geom�tricamente la mejor soluci�n es un tubo de secci�n circular, aunque en el caso de grandes vol�menes no es pr�ctico en cuesti�n de la resistencia de los materiales y se construyen canales de secci�n transversal en forma de herradura, lo que brinda mayor simplicidad en la construcci�n.
El concreto preesforzado es un magn�fico material de construcci�n. Otro buen elemento es el hierro fundido que puede fabricarse de modo que resista grandes presiones; el principal problema es que si el contenido de sales del agua es muy alto la corrosi�n tambi�n lo es. Esto puede corregirse por medio de recubrimientos. Los tubos de asbesto son f�ciles de moldear e instalar y ofrecen una soluci�n muy pr�ctica.
Los acueductos terminan en los sistemas de purificaci�n y tratamiento de aguas. Una vez conducida el agua a su destino de uso es tratada para hacerla agradable, de buen sabor y dejarla libre de sustancias peligrosas para la salud o inadecuadas para su uso industrial o dom�stico.
Existe una variedad de procesos para darle este tratamiento. Los m�s importantes son el almacenamiento, la aereaci�n, la coagulaci�n, la sedimentaci�n, el ablandamiento, la filtraci�n y la desinfecci�n.
Otros procesos f�sicos y qu�micos se emplean con el fin de tratar aguas contaminadas
con sustancias m�s dif�ciles de eliminar, pero con la descripci�n de los anteriores
se puede tener una buena idea del esfuerzo que significa disponer de agua fresca,
pura y cristalina.
Figura 35. Las obras hidr�ulicas aprovechan las fuentes de agua de la naturaleza
para su consumo en las ciudades.
El agua se almacena por periodos largos (m�s de un mes) antes de entrar a las plantas de tratamiento con el objeto de que sedimente la mayor cantidad posible de part�culas s�lidas suspendidas. Esto, adem�s, reduce el contenido de bacterias.
Despu�s empieza el tratamiento. Primero se aerea el agua, esto es, se mezcla con aire por medio de agitadores, cascadas en charolas o por aspersi�n a trav�s de boquillas. El prop�sito de este proceso es suprimir el bi�xido de carbono disuelto, que causa corrosi�n, y eliminar malos olores y sabores.
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Figura 36. Entre 1943 y 1951 se introdujo el agua del r�o Lerma para abastecer
la ciudad de M�xico. En las fotograf�as se muestran las obras de conducci�n
y tratamiento que est�n en la segunda secci�n del Bosque de Chapultepec. La
fuente es obra de Diego Rivera.
El siguiente paso es someter el agua a la coagulaci�n, es decir, a un proceso en el que se provoca que las part�culas mayores que forman coloides sedimenten. Esto se logra por la adici�n de productos qu�micos como aluminato de sodio, sulfatos de hierro y de cobre y otras. La coagulaci�n y sedimentaci�n reducen el contenido de bacterias, eliminan el color y la turbiedad e indirectamente tambi�n reducen los olores y sabores.
El calcio, magnesio y otros metales normalmente presentes en el agua debido a su incorporaci�n en su paso por las rocas son perjudiciales en exceso. Para reducir estos minerales el agua se somete a un ablandamiento, que opera por precipitaci�n al a�adir productos qu�micos o por un filtrado a trav�s de unas membranas llamadas de intercambio i�nico, que atrapan estos minerales.
Despu�s el agua se filtra en recipientes con arena que eliminan la materia suspendida. La arena est� compuesta de s�lice, cuarzo molido o antracita (carb�n). Las algas, cuando se encuentran en grandes cantidades, se suprimen con un filtro de esponja de metal.
En lo que toca a desinfectar el agua, el compuesto m�s com�n que se emplea es el cloro, aunque puede tambi�n recurrirse al ozono o a la radiaci�n ultravioleta.
El cloro se aplica antes del filtrado (preclorinaci�n) as� como antes de la distribuci�n (posclorinaci�n). La mayor parte de las plantas de tratamiento emplean cloro líquido que asegura la cantidad suficiente de cloro libre para actuar sobre las bacterias, a las que mata, y los virus, a los que inactiva. Sin embargo, cuando el agua tiene olores intensos el cloro puede reaccionar con la materia org�nica disuelta causando un sabor desagradable.
Otros procesos adicionales se emplean en casos especiales, como la adici�n de sulfato de cobre que elimina el exceso de algas, la filtraci�n con carb�n activado para suprimir los olores penetrantes y el uso de amoniaco y cloro (cloroamina) con los que se obtiene la desinfecci�n profunda y el control del olor.
Algunas industrias dan al agua tratamientos posteriores, porque la que requieren debe ser muy pura. Emplean membranas especiales que pr�cticamente reducen a cero la materia suspendida.
IV.2. EL SISTEMA HIDR�ULICO DE LA CIUDAD DE M�XICO:
El valle de M�xico est� situado al sur de la Mesa Central. Tiene una extensi�n de 9 600 km², su forma es el�ptica, con el eje mayor orientado de noreste a suroeste y longitud de 110 km; el eje menor va de este a oeste con una longitud de 80 km. El valle se encuentra completamente rodeado de monta�as y las altitudes de su planicie central oscilan entre 2 240 y 2 390 m sobre el nivel del mar. Un hecho caracter�stico que ha acarreado sinn�mero de problemas a sus habitantes es que forma una cuenca cerrada, sin salida natural a los escurrimientos generados dentro de �l. En la actualidad, de los grandes lagos que cubr�an su superficie quedan solamente dos, que adem�s son someros: el de Texcoco, que es el mayor y el de Zumpango, que le sigue en importancia. El de Chalco, en su tiempo el tercero en importancia, se extingui� por completo a principios de este siglo.
El clima del valle de M�xico es subtropical de altura, templado, semiseco, con temperatura media anual de 18 grados cent�grados. La �poca de lluvias abarca de mayo a octubre y la precipitaci�n media anual equivale a una l�mina de 700 mil�metros.
Corren por la cuenca pocos r�os y no son aprovechables. Los manantiales y acu�feros
—ligados entre s�— han desempe�ado un importante papel en saciar la
sed de la ciudad.
Figura 37. El valle de M�xico ha perdido sus fuentes propias de agua, quedan
solamente dos lagos y adem�s ya someros: el de Texcoco y el de Zumpango.
Pero los manantiales fueron desapareciendo al aumentarse el bombeo: la extracci�n de agua del subsuelo se inici� a mediados del siglo pasado, lo que ocasion� el hundimiento del terreno.
Figura 38. En la figura se muestra la utilizaci�n y el desalojo de las aguas
del valle de M�xico. Es de notar que pr�cticamente toda el agua que se suministra
se desecha ya contaminada.
En la �poca en que fue fundada la Gran Tenochtitlan, el valle de M�xico estaba cubierto por grandes lagos y las laderas de las monta�as de bosques que fijaban la tierra y los dep�sitos acu�feros estaban llenos a su capacidad. El equilibrio hidrol�gico era estable y el clima tambi�n lo era y muy confortable.
Figura 39. La Gran Tenochtitlan era una de las urbes m�s grandes y mejor
organizadas de su tiempo. En las fotograf�as se muestran los centros ceremoniales
de Tenochtitlan y Tlatelolco seg�n la maqueta instalada en el centro de la ciudad
de M�xico.
Para tener una idea de lo hermoso que era nuestro valle antes de que se iniciara su sistem�tico deterioro ecol�gico, es muy interesante leer las descripciones de Bernal D�az del Castillo, quien vino con los primeros europeos a nuestro pa�s, y las de Alejandro de Humboldt, uno de los europeos m�s universales que han existido.
Bernal D�az del Castillo, en su Historia verdadera de la conquista de la Nueva Espa�a, narra sus primeras impresiones de la ciudad de M�xico:
Y de que vimos cosas tan admirables no sab�amos
qu� nos decir, o si era verdad lo que por delante parec�a, que por una
parte en tierra hab�a grandes ciudades, y en la laguna otras muchas,
e v�amos todo lleno de canoas, y en la calzada muchos puentes de trecho
en trecho, y por delante estaba la gran ciudad de M�jico [...] |
Y luego le tom� [Moctezuma a Cort�s] por la mano
y le dijo que mirase su gran ciudad y todas las m�s que hab�a dentro
en el agua, e muchos otros pueblos alrededor de la misma laguna en tierra,
y que si no hab�a visto muy bien su plaza, que desde all� [en el Templo
Mayor] la podr�a ver muy mejor, e ans� lo estuvimos mirando, porque
desde aquel grande y maldito templo estaba tan alto que todo lo se�oreaba
muy bien; y de all� vimos las tres calzadas que entran el M�jico, ques
la de Istapalapa, que fue por la que entramos cuatro d�as hac�a, y la
de Tacuba, que fue por la que despu�s salimos huyendo la noche de nuestro
gran desbarate [...] y la de Tepeaquilla. Y v�amos el agua dulce que
venía de Chapultepec, de que se prove�a la ciudad [...]e entre
nosotros hubo soldados que hab�an estado en muchas partes del mundo,
e en Constantinopla e en toda Italia y Roma, y dijeron que plaza tan
bien compuesta y con tanto concierto y tama�o e llena de tanta gente
no la hab�an visto. |
No es menos hermosa la descripci�n que hizo el naturalista alem�n Alejandro de Humboldt a principios del siglo XIX, quien en su Ensayo pol�tico sobre el Reino de la Nueva Espa�a relata que:
Ciertamente no puede darse un espect�culo m�s rico
y variado que el que presenta el valle, cuando en una hermosa ma�ana
de verano, estando el cielo claro y con aquel azul turqu� propio del
aire seco y enrarecido de las altas monta�as, se asoma uno por cualquiera
de las torres de la catedral de M�xico, o por lo alto de la colina de
Chapultepec. Todo alrededor de esta colina est� cubierto de la m�s frondosa
vegetaci�n. Antiguos troncos de ahuehuetes, de m�s de 15 o 16 metros
de circunferencia, levantan sus copas por encima de los Suchinus,
que en su parte o traza se parecen a los sauces llorones de Oriente
[...] La ciudad se presenta al espectador ba�ada por las aguas del lago
de Texcoco, que rodeado de pueblos y lugarcillos, le recuerda los m�s
hermosos lagos de las monta�as de la Suiza. Por todas partes conducen
a la ciudad grandes calles de olmos y �lamos blancos: dos acueductos
construidos sobre elevados arcos atraviesan la llanura y presentan una
perspectiva tan agradable como embelesadora [...] |
En el subsuelo de M�xico se encuentra el agua por
todas partes a muy corta profundidad; pero es salobre como la del lago
de Texcoco. Los dos acueductos que conducen a la ciudad el agua dulce
son monumentos de construcci�n moderna muy dignos de la atenci�n de
los viajeros. Los manantiales de agua potable est�n al este de la ciudad,
uno en el montecillo escueto de Chapultepec y el otro en el cerro de
Santa Fe, cerca de la cordillera que separa el valle de Tenochtitlan
del de Lerma y de Toluca. |
Contin�a Humboldt su narraci�n mencionando que el agua que proviene de Chapultepec
ya no era muy pura (como lo era en tiempos de los aztecas) y s�lo se consum�a
en los arrabales, en tanto que la que proven�a del cerro de Santa Fe (ahora
un arrabal) estaba menos cargada de carbonato de cal, "sigue a lo largo (el
segundo acueducto) de la Alameda y viene a parar en Tlaxcapana, en el puente
de la Mariscala".
Figura 40. Esta fuente barroca (1755-1760), de autor an�nimo, pertenec�a
al acueducto de Chapultepec.
Exist�an, adem�s, dos fuentes de aguas termales, la de Nuestra Se�ora de Guadalupe y la del Pe��n de los Ba�os. "Estas fuentes contienen �cido carb�nico, sulfato de cal y de sosa, y muriato de sosa. En la del Pe��n, cuya temperatura es bastante elevada, se han establecido ba�os muy saludables y bastante c�modos. Cerca de esta fuente es donde los indios fabrican la sal."
Las aguas de los lagos eran ricas en sales:
De los cinco lagos del valle de M�xico, el de Texcoco tiene el agua m�s cargada de muriatos y carbonatos de sosa. El nitrato de bario prueba que esta agua no tiene en disoluci�n ning�n sulfato. El agua m�s limpia es la del lago de Xochimilco; yo he hallado que su peso espec�fico es de 1.0009, cuando el agua destilada a la temperatura de 18 grados es de 1.000 y cuando el agua del lago de Texcoco es de 1.025. Por consiguiente esta �ltima agua es m�s pesada que la del mar B�ltico y menos que la del oc�ano, la cual a diferentes latitudes se ha encontrado ser de 1.0269 y 1.0285. La cantidad de hidr�geno sulfurado (�cido sulfh�drico) que se desprende de la superficie de todos los lagos mexicanos contribuye sin duda en ciertas situaciones a la insalubridad del aire del valle. Sin embargo, es muy digno de notar que en las orillas de estos mismos lagos, cuya superficie est� cubierta en parte por juncos y yerbas acu�ticas, son muy raras las fiebres intermitentes.
Con el transcurso del tiempo estas caracter�sticas se han alterado; las formas de recarga han disminuido por la urbanizaci�n, se aprovecha una peque�a parte del agua superficial, otra se regula por medio de presas y el resto se desaloja de la cuenca; los acu�feros se explotan m�s all� de su nivel natural y el agua se contamina. Desde 1951 ha sido necesario traer agua de otras cuencas, que tambi�n empiezan a mostrar signos de sobreexplotaci�n.
En las dos tablas siguientes se resume el balance de requerimientos de la cuenca
del valle de M�xico y de la distribuci�n de usos en la ciudad de M�xico.
|
Requerimiento de servicios de la cuenca
|
|||||
|
Cantidad
|
|||||
|
(m3/seg)
|
Porcentaje
|
||||
|
|
|||||
| Importación: | |||||
| de la cuenca del río Lerma |
11
|
18.3
|
|||
| de la cuenca del río Cutzamala |
4
|
6.6
|
|||
| Acuíferos del valle de México |
40
|
66.8
|
|||
| Aguas tratadas |
2
|
3.3
|
|||
| Aguas superficiales reguladas |
3
|
5.0
|
|||
| TOTAL |
60
|
100.0
|
|||
|
|
|||||
|
|||||
|
|
|||||
|
Cantidad
|
|||||
|
(m3/seg)
|
Porcentaje
|
||||
|
|
|||||
| Uso urbano |
52
|
86.7
|
|||
| Agrícola |
8
|
13.3
|
|||
|
60
|
100.0
|
||||
|
|
|||||
|
|
|||||
|
|
|||||
|
Cantidad
|
|||||
|
(m3/seg)
|
Porcentaje
|
||||
|
|
|||||
| Infiltración |
23
|
38.4
|
|||
| Mantos fósiles |
17
|
28.4
|
|||
|
60
|
66.8
|
||||
|
|
|||||
|
Distribuci�n de los usos del agua en la ciudad de
M�xico
|
||||||
|
|
||||||
| Uso |
(40 m3/seg) Número de usuarios
|
Cantidad
|
||||
|
(m3/seg)
|
Porcentaje
|
|||||
|
|
||||||
| Doméstico |
1 900 000
|
viviendas |
22
|
55
|
||
| Industrial |
30 000
|
industrias |
5
|
12.5
|
||
| Servicios |
60 000
|
establecimientos |
4
|
10
|
||
| Comercial |
120 000
|
comercios |
1
|
2.5
|
||
| Usos no contabilizados (públicos y fugas) | 8 | 20 | ||||
| TOTAL |
2 110 000
|
usuarios |
40
|
100
|
||
|
|
||||||
IV.3. EL SISTEMA HIDR�ULICO DE LA CIUDAD DE M�XICO:
La historia del suministro y desalojo del agua en el valle de M�xico es muy interesante. En 1325, los aztecas fundaron lo que ser�a la futura Gran Tenochtitlan. Éste es el episodio m�s caracter�stico de la historia de este pueblo: revela �ntimamente su modo de ser, una combinaci�n de inteligencia pr�ctica, habilidad pol�tica, fanatismo y estoicismo. El sitio, un islote rodeado de ca�averales, era tan poco atractivo que los anteriores habitantes del valle lo hab�an despreciado (De acuerdo con las tradiciones, el hallazgo de un �guila sobre un nopal devorando una serpiente, determin� el lugar al que el caudillo Tenoch llev� a los aztecas por indicaciones de los dioses, mas �sta fue una justificaci�n posterior a la elecci�n del sitio en donde se asentaron; en los primeros tiempos mexica era sin�nimo de "el que come yerbas".) Pero el lugar constitu�a un sitio estrat�gico, de f�cil defensa, que estaba en los confines de tres reinos, pero no pertenec�a a ninguno de ellos; adem�s, en poco tiempo la ubicaci�n result� de un valor comercial nada despreciable.
El crecimiento de la gran urbe que describen Bernal D�az del Castillo y Alejandro de Humboldt estuvo plagado de calamidades. La ciudad creci� sobre una laguna y hubo que construir grandes calzadas que la conectaran con tierra firme.
La amenaza de un embate de las aguas estaba siempre presente; bastaban veranos muy lluviosos para que el nivel del lago desbordase a la ciudad. El problema se contuvo con bardas y diques: Netzahualc�yotl construy� en 1450 uno muy extenso, de 16 km de longitud, y el gran conquistador Ahuizotl mand� realizar una colosal obra de suministro de agua que en una avenida, en 1502, se rompi�, causando la muerte del emperador y constructor.
El abastecimiento de agua inici� poco despu�s la explotaci�n de los manantiales vecinos. Netzahualc�yotl construy� el primer acueducto de Chapultepec a la ciudad.
Despu�s de la Conquista, en 1521, se prosiguieron las obras de suministro y de contenci�n de las aguas del lago debido a las peri�dicas inundaciones, como las de los a�os de 1604 y 1607, causadas por grandes avenidas del r�o Cuautitl�n.
Enrico Mart�nez (nacido Heinrich Martin, en Hamburgo, Alemania) fue un ilustre hombre de la Colonia.Cosm�grafo real, impresor y escritor cient�fico. Desde 1607 trabaj� en la magna obra de desag�e del valle de M�xico. Dirigi� la construcci�n de un tajo que iba desde Nochistongo, al noroeste del valle, hasta encontrarse con el r�o de Tula. Con esta obra se pretendi� dar salida a las crecidas del r�o Cuautitl�n y las de los lagos de M�xico y de Texcoco. Pero el tajo, que en parte era abierto y en parte subterr�neo, result� demasiado estrecho y se derrumb�, dando lugar a los serios da�os de la inundaci�n de 1629. El ingeniero Mart�nez, a pesar de las cr�ticas, reanud� la obra aunque no pudo verla finalizada pues fue hasta 1789 cuando el r�o Cuautitl�n pudo ser controlado por la primera salida artificial del valle de M�xico. Tambi�n se inici� as�, sin pretenderlo, el proceso de cambio ecol�gico.
El tajo de Nochistongo alter� parcialmente las condiciones hidrol�gicas del
valle: los lagos ya no crec�an, pero continuaban las inundaciones debidas a
las crecidas de los r�os. Hacia 1856 las inundaciones fueron cada vez m�s alarmantes
y hubo que levantar diques de hasta de 3 m de altura. Dos grandes obras m�s
de desag�e se realizaron: el Gran Canal del Desag�e y el T�nel de Tequisquiac;
ambos se inauguraron en 1900.
Figura 41. Por cuatro siglos, lagos, canales y acequias fueron rutas de
comercio y aprovisionamiento de la ciudad de M�xico. Todav�a el siglo pasado
exist�an l�neas de navegaci�n en el valle.
Figura 41.(b)
En el siglo XIX empez� la perforaci�n de pozos. En 1847 hab�a 500; en 1886 m�s de 1 000. La consecuencia fue el inicio del hundimiento de la ciudad. Entre los a�os de 1891 a 1895 se registr� un descenso de 5 cm por a�o, se redujo la presi�n de los acu�feros y disminuy� el caudal del manantial de Chapultepec.
Ya en este siglo, y como resultado del gran crecimiento de la ciudad, a partir de 1936 aument� la explotaci�n del agua del subsuelo. Entre este a�o y 1944 se perforaron 93 pozos profundos, cuya consecuencia fue acelerar el hundimiento de la ciudad, que entre 1938 y 1948 aument� a 18 cm por a�o.
En 1942 se hizo necesario iniciar los trabajos para traer agua del r�o Lerma con el fin de abastecer las necesidades de la ciudad, aunque por diversas razones las obras se retrasaron hasta 1951. No hubo pues m�s remedio que continuar perforando pozos.
Para estas fechas ya los estudiosos estaban preocupados por el da�o al subsuelo. As�, el doctor Nabor Carrillo dej� bien claro, con demostraciones t�cnicas, que el hundimiento de la ciudad se deb�a al abatimiento de la presi�n del acu�fero.
Los permisos de perforaci�n de pozos fueron suspendidos en 1953, aunque en 1954 se tuvo que perforar 10 pozos m�s, a pesar que estaba en construcci�n el acueducto de Chiconautla, inaugurado en 1957. Entre 1960 y 1967 se perforaron todav�a 50 pozos m�s que, aunque alejados del centro de la ciudad, la zona m�s afectada, tambi�n causaron hundimientos locales. Al menos los del centro disminuyeron apreciablemente de 1960 a 1970.
Ante el exceso de demanda se empez� a tratar el agua para su reuso. En 1954 se empez� a trabajar la primera planta de tratamiento de aguas residuales en el Bosque de Chapultepec. La calidad, no era muy buena, pero bastaba para regar �reas verdes y llenar lagos.
El otro gran problema de la �poca virreinal, relacionado con el suministro de agua, fue la contenci�n de las inundaciones y el desalojo de las aguas pluviales. Este problema persist�a en el siglo pasado.
Se ten�a tambi�n, por supuesto, problemas con las aguas residuales, pero puesto que ello era de menor envergadura debido a lo reducido de la poblaci�n, las autoridades permit�an que los drenajes de las casas desaguaran sus l�quidos en acequias y zanjas, y los desechos s�lidos se recolectaban y eran arrojados en las afueras de la ciudad.
A principios del presente siglo, Roberto Gayol construy� una red de alcantarillado que se extend�a de poniente a oriente, siguiendo la pendiente del terreno y que desaguaba en el Gran Canal, pero de 1940 a 1950 hubo varias inundaciones graves en la parte baja de la ciudad.
La sobreexplotaci�n del subsuelo deterior� el drenaje y por tanto disminuy� la capacidad de desalojo de aguas, por lo que hubo que ampliar el Gran Canal y construir un segundo t�nel en Tequisquiac. El hundimiento ha sido tal que el Gran Canal, que a principios de siglo ten�a una pendiente de 19 cm/km, en la actualidad es casi horizontal.
En 1910 el lago de Texcoco regulaba las aguas del Gran Canal, pues estaba situado a 1.9 m por debajo del nivel del centro de la ciudad. En 1970 el hundimiento progresivo coloc� tal sitio a 5.5 m por debajo del lago de Texcoco.
De esta suerte el Gran Canal, que fue proyectado para captar agua por gravedad, qued� en su tramo del centro de la ciudad bajo el nivel de descarga, por lo que hubo necesidad de bombear el agua. De 1952 a 1966 se instalaron 29 plantas de bombeo, lo que implic� un notable aumento en los costos de operaci�n y mantenimiento. En esa �poca se entubaron total o parcialmente los r�os Consulado, Mixcoac, La Piedad y Churubusco. El r�o Consulado conduc�a aguas residuales a cielo abierto con la consiguiente insalubridad.
Tal situaci�n oblig� a la construcci�n del drenaje profundo, cuya primera etapa se termin� en 1975. Se excav� a profundidad calculada para que no se afectaran los canales debido al hundimiento del terreno y el desag�e se produjera s�lo por gravedad.
Las grandes inundaciones se han controlado, pero ahora surgen problemas nuevos:
las aguas de lluvia no pueden infiltrarse al subsuelo debido a la gran �rea
pavimentada; adem�s, como hay más poblaci�n se debe contar con mayor
dotaci�n de agua y, a la vez, hay que desechar m�s agua. Las obras viales, como
el Metro, interfieren con el alcantarillado y disminuyen su eficiencia. Hay
insalubridad, deterioro de los r�os y peligro de contaminar los acu�feros. La
ciudad m�s grande del orbe incuba problemas congruentes con su tama�o.
Figura 42. La ciudad de M�xico y sus �reas conurbadas imponen gran demanda
de agua y otros servicios.
IV.4. EL SISTEMA HIDR�ULICO DE LA CIUDAD DE M�XICO:
La ciudad de M�xico ha crecido espectacularmente a partir de los a�os cincuenta, como puede verse en la tabla.
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Población de la cdad.
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Población en área metropolitana
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|
de Méx.
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(miles de habs.) incluye parte
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Área interna
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Año
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(miles de habs.)
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Edo. de México
|
(hectáreas)
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1 524
|
30
|
270
|
|||
|
1 600
|
58.5
|
347
|
|||
|
1 700
|
105
|
661
|
|||
|
1 800
|
137
|
1 076
|
|||
|
1 845
|
240
|
1 412
|
|||
|
1 900
|
541
|
2 713
|
|||
|
1 910
|
721
|
4 010
|
|||
|
1 921
|
906
|
4 637
|
|||
|
1 930
|
1 230
|
8 608
|
|||
|
1 940
|
1 760
|
11 753
|
|||
|
1 950
|
3 050
|
24 058
|
|||
|
1 960
|
4 870
|
5 186
|
36 000
|
||
|
1 970
|
6 847
|
8 797
|
56 500
|
||
|
1 980
|
9 500
|
14 500
|
100 000
|
||
|
|
|||||
Y as�, en proporci�n semejante, han crecido los requerimientos de agua de esta poblaci�n. A partir de 1970 los l�mites del Distrito Federal fueron rebasados y una proporci�n grande de la poblaci�n (30%) vive en los municipios del Estado de M�xico pero trabaja y usa los recursos de la ciudad de M�xico. De esta forma surgi� la gran metr�poli.
En materia de agua, la ciudad de M�xico vive grandes paradojas: subsiste el problema del desalojo de las aguas de una cuenca al exterior pero hay escasez de agua fresca. En lo que se refiere a la distribuci�n, parte de la poblaci�n cuenta con toda el agua que desea, en tanto que otra parte, la mayor, tiene grandes limitaciones de este recurso y recibe dotaciones muy reducidas.
Figura 43. El crecimiento proyectado de la gran ciudad exigir� el suministro
de agua de zonas situadas cada vez m�s lejos a un gran costo econ�mico y social.
Quiz�s uno de los problemas m�s complejos sea el de suministro, pues cada vez el agua viene de m�s lejos y, adem�s del costo econ�mico que ello representa, se plantean problemas t�cnicos, pol�ticos, sociales, administrativos y jur�dicos.
En 1982 la ciudad de M�xico requer�a un caudal promedio de 40 metros c�bicos por segundo para su abastecimiento; 27.4 de ellos (el 68%) proven�an de 1 132 pozos y los 12.6 restantes (el otro 32%) de cinco sistemas adicionales de pozos y del r�o Cutzamala. El sistema del r�o Lerma, que empez� a funcionar en 1951, consta de 234 pozos que en la actualidad aportan una cantidad marginal de un metro c�bico por segundo, pues a partir de 1972 la mayor parte de su caudal se deriv� a la zona metropolitana de la ciudad de M�xico fincada en el Estado de M�xico.
El 97% de los domicilios contaba en 1982 con tomas de agua. Empero, existe un d�ficit por habitante, pues en n�meros reales se dispone de 40 m3/seg para 10 millones de habitantes, es decir 346 litros por habitante y por d�a (1/hab-d�a), que es inferior a la demanda de 360 1/hab-d�a, y esto suponiendo que fuese una distribuci�n uniforme, lo que est� lejos de ser cierto.
El gobierno capitalino ha hecho esfuerzos enormes para aumentar las tomas domiciliares en las colonias populares, incluyendo la rehabilitaci�n de pozos de extracci�n. El costo, sin apelar a ninguna fuente oficial, debe ser enorme.
La calidad de agua es satisfactoria, a pesar de las historias terror�ficas que circulan entre algunos visitantes (Do not drink water, o bien, Remember that ice is water). Normalmente basta con plantas cloradoras y s�lo en casos aislados es necesario dar un tratamiento m�s complejo al agua con que contamos. En algunos casos se ha observado un incremento en la cantidad de organismos coliformes, fundamentalmente debido a escurrimientos que contaminan las fuentes, pero un seguimiento diario de la calidad del agua asegura que vuelve pronto a la normalidad.
Los par�metros que definen la calidad del agua son cuarenta y dos, siete f�sicos, treinta y un qu�micos y cuatro biol�gicos, que cubren las normas mexicanas e internacionales (Servicio de Salud P�blica de EUA, Organizaci�n Mundial de la Salud y Comunidad Europea de Naciones) buscando una cobertura de la calidad m�s conveniente para nuestro medio. Para supervisar la calidad del agua se cuenta con un Laboratorio Central de Control en Xochipantongo y con varios laboratorios m�viles y sat�lites.
Por otro lado, es necesario tratar las aguas residuales tanto para reducir el efecto contaminante de las descargas como para reutilizarlas en la cuenca del valle de M�xico.
Esta actividad ha venido en aumento creciente desde la d�cada de los cincuenta. Para ello se toma en cuenta un conjunto de 152 par�metros y contaminantes, que se manejan mediante procesos ambientales as� como operaciones y procesos unitarios.
Los procesos ambientales incluyen la volatilizaci�n, la sorci�n, el transporte, la fot�lisis, la oxidaci�n, la hidr�lisis, la bioacumulaci�n y la biodegradaci�n. Las operaciones y procesos unitarios incluyen la mezcla, la sedimentaci�n, la coagulaci�n/floculaci�n, la filtraci�n, la oxidaci�n qu�mica, la transferencia de ox�geno, el intercambio i�nico, los sistemas facultativos, la �smosis inversa y la electrodi�lisis.
En la actualidad existen nueve plantas de tratamiento de aguas residuales, incluyendo una experimental en la Ciudad Universitaria. Las plantas y sus capacidades se muestran en la siguiente tabla:
| |
||||||
| Planta |
Capacidad instalada l/s |
Capacidad de aprovechamiento l/s |
% |
Inicio de operaciones, año |
||
| |
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| Cerro de la estrella |
2 000 |
1 800 |
90 |
1971 |
||
| Xochimilco |
1 250 |
0 |
0 |
1959 |
||
| San Juan de Aragón |
500 |
300 |
60 |
1964 |
||
| Ciudad Deportiva |
230 |
230 |
100 |
1958 |
||
| Chapultepec |
160 |
160 |
100 |
1956 |
||
| Acueducto de Guadalupe |
80 |
0 |
0 |
1982 |
||
| Bosques de las Lomas |
55 |
22 |
40 |
1973 |
||
| Ciudad Universitaria |
40 |
n.d. |
n.d. |
1982 |
||
| El Rosario |
25 |
22 |
88 |
1981 |
||
| TOTAL |
4 340 |
2 534 |
59 |
|||
| |
||||||
Tambi�n se eval�an las tecnolog�as disponibles y se han realizado esfuerzos con resultados muy halag�e�os. La mayor�a de los procesos tiene escasas restricciones en cuanto a la existencia de equipos y materiales en el mercado nacional, adem�s de que el dise�o y puesta en marcha est� en manos de t�cnicos mexicanos. Otras instituciones, con abundantes problemas de tratamiento de agua, como Petr�leos Mexicanos y la Comisi�n Federal de Electricidad, tienen mucha experiencia pr�ctica que deber�a ser incorporada en un esfuerzo nacional a los logros del Departamento del Distrito Federal. El Instituto Mexicano del Petr�leo, por su parte, ha recogido la urgencia de estos problemas y tiene en desarrollo tecnolog�as de tratamiento, purificaci�n y desalaci�n de aguas, incluyendo numerosas experiencias de laboratorio y algunas plantas piloto en aereaci�n y desalaci�n.
El agua renovada puede utilizarse en un sinn�mero de destinos, dependiendo de su calidad. Las autoridades mexicanas han definido un �ndice de calidad de aguas renovadas (ICARen) en funci�n de las concentraciones de compuestos qu�micos y biol�gicos presentes en el agua, el criterio de concentraci�n aceptable de los anteriores par�metros y el n�mero de par�metros y contaminantes involucrados en determinado uso; as�, un ICARen cercano a cero indica que el agua es perfectamente aceptable para su uso potable, en tanto que superior a 38 la hace totalmente inservible. En la tabla se dan algunos valores t�picos:
|
|
||
| Uso |
ICARen
|
|
|
|
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| Potable |
<3
|
|
| Industrial: producción de vapor |
16
|
|
| Industrial: enfriamiento |
22
|
|
| Acuacultura: pesca |
25
|
|
| Recreativo con contacto primario: natación |
26
|
|
| Comercio, servicio, industrial (procesos) |
26
|
|
| Ganadería: abrevaderos |
27
|
|
| Agricultura: productos que se consumen crudos |
28
|
|
| Municipal, no potable |
30
|
|
| Agricultura: huertas y viñas |
34
|
|
| Agricultura: forrajes, cultivos, industriales, cultivos que no deben consumirse crudos |
35
|
|
| Ornamental: áreas verdes, industrial, servicios generales |
35
|
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| Recreativo con contacto secundario: navegación deportiva o lagos de recreo | No recomendable |
38
|
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|
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Para finalizar unas cuantas l�neas sobre el drenaje de la ciudad de M�xico, al cual es muy dif�cil aplicar los m�todos tradicionales de drenaje, pues nuestra ciudad tiene caracter�sticas muy peculiares, entre ellas la enorme extensi�n de superficie alcantarillada (500 kil�metros cuadrados), la magnitud y rapidez del crecimiento urbano, el asentamiento del subsuelo con la consecuente obsolescencia de los sistemas de drenaje, el cambio de la pendiente natural del terreno y la interconexi�n con el drenaje profundo, que complica la red de alcantarillado. Los ingenieros del Departamento del Distrito Federal han desarrollado modelos matem�ticos rigurosos que simulan, por medio de ecuaciones avanzadas, el movimiento de los flujos de agua de descarga; de esta manera pueden tomarse decisiones sobre el crecimiento que reduzcan la inversi�n y aumenten el beneficio.
Y as� podr�an seguir m�s cap�tulos: "El extra�o caso del agua trepadora", "C�mo sacar agua sin sal del mar", "Otro tipo de agua, m�s pesada y mucho m�s escasa", etc�tera.
El primer cap�tulo no escrito tendr�a que ver con un hecho curios�simo que
se llama efecto Coanda, y que se observa cuando se vierte un l�quido
lentamente; el líquido, en vez de caer verticalmente, se pega a la superficie
externa del recipiente, desliz�ndose por ella antes de formar una gota y caer.
En el agua el efecto Coanda es particularmente notable por la gran cohesi�n
de este l�quido, pues se acumula una gran masa antes de formar gotas.
Figura 44. El efecto Coanda es una curiosa manifestaci�n de la gran
tensi�n superficial del agua: al escurrir por la boca de una jarra �sta tender�
a adherirse a la superficie externa.
Cuando se sirve el caf� en una cena de manteles largos, el efecto Coanda se hace sentir como una de las propiedades m�s notables del agua, pues es el directamente responsable de las marcadas manchas obscuras que quedan en la mesa. En la boquilla de algunas teteras existe un dise�o anticoanda, que es un orificio que hace retroceder a la inoportunas gotitas.
El segundo cap�tulo no escrito tendr�a que ver con una aplicaci�n extremadamente importante de los principios f�sicos para purificar el agua salada. Se recordar� que hay un l�mite de salinidad m�s all� del cual el agua no es adecuada para el consumo humano. El agua de mar no lo es.
Puesto que hay tal cantidad de agua de mar y salobre y la escasez es una realidad desafortunadamente demasiado cercana, se han desarrollado t�cnicas para eliminar el exceso de sales y aumentar el caudal de agua potable. Existen varias formas, aunque las m�s usuales a nivel industrial pertenecen a una de dos clases: evaporaci�n o filtraci�n con membranas.
Estos procesos son f�ciles de poner en funcionamiento y, por ejemplo, la capital de Arabia Saudita, Riyad, se surte del agua que es desalada por una enorme planta situada en la costa que, adem�s, toma su energ�a del calor de desecho de la central el�ctrica vecina.
El �ltimo capítulo no escrito tendr�a que ver con una curiosa variedad del agua ordinaria que sirve fundamentalmente para moderar las reacciones en cadena en un reactor nuclear. Esta agua es tan poco abundante que, para fabricarla, hay que descartar 7 000 mol�culas del hidr�geno ordinario para encontrar una mol�cula del tipo pesado que lleva (llamado deuterio), y esto hay que hacerlo muchas veces, pues se necesita una pureza del producto de 99.97 por ciento.
Otra idea que se antoja desarrollar sobre el tema del agua, versar�a sobre la formaci�n de las delicadas estructuras de los copos de nieve: una manifestaci�n del orden molecular. O las caprichosas l�neas en el interior de un cubito de hielo, producto de la desgasificaci�n que se produce al congelarlo.
En realidad podr�an surgir nuevos temas, pero creo que esto es suficiente.
Suficiente para haber pasado un rato hablando, con letras, del agua, tratando de inducir al lector a dedicarle tiempo pues, como le dijo el zorro al Principito en el cuento de Saint-Exup�ry, lo importante es el tiempo que le has dedicado a tu rosa; es lo que la hace diferente a todas las dem�s.
Ya he bebido mi parte, la dem�s la dejo correr.
