IV. EL AGUA Y LAS CIUDADES
IV. 1. CÓMO LLEGA EL AGUA A LAS CIUDADES
LA POSESIÓN de las fuentes de agua ha sido de extremada importancia para los asentamientos humanos. En un cuadro muy vívido, Stanley Kubrick, en su célebre película 2001: odisea del espacio, muestra la lucha entre dos tribus de homínidos por la posesión 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 años deben haber sido en grande.
Ya en épocas históricas, las tribus continuaban disputando por asegurar su suministro de agua. En el primer libro de la Biblia se narra cómo los pastores de Isaac lucharon en contra de los habitantes del valle de Gerar por la posesión de pozos. Más tarde, en el Libro de los Reyes se habla de las obras para el suministro de agua a la ciudad de Jerusalén.
En el mundo antiguo posiblemente haya sido Roma el pueblo que desplegó la más impresionante actividad en ingeniería hidráulica. Grandes acueductos surcaron los valles del mundo romano: a la capital del Imperio más de seiscientos kilómetros de acueductos llevaban el agua pues el Tíber estaba sumamente contaminado. Igualmente grandiosas eran las obras de drenaje de la Cloaca Máxima, que se extendía por toda la ciudad. Pompeya poseía una red de suministros de agua potable que llegaba a numerosas fuentes dispersas por toda la ciudad.
Los habitantes del México prehispánico construyeron grandes e interesantes obras hidráulicas. Se dice que el palacio de Netzahualcóyotl incluía un sistema de distribución de agua fría y caliente, así como de drenaje.
En el México 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 cañada,
el padre Tembleque dirigió la construcción de una arquería cuyo arco mayor alcanza
una altura de 38.75 m, bajo el que pasa holgadamente el tren y es 14 m más alto
que la catedral de México. El acueducto distribuye agua a los pobladores vecinos
a lo largo de sus 16 km de longitud a través de cajas de agua, lo que convierte
al padre Tembleque no sólo en un gran ingeniero de la Colonia, sino también
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 dirigió la construcción en el siglo XVI.
Pero la distribución de agua por red municipal a los hogares requería de avances tecnológicos que sólo fueron posibles hasta entrado el siglo XIX: sistemas de bombeo y tuberías 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 públicas,
y el agua con frecuencia estaba contaminada, así que se tuvo que descubrir cómo
purificarla para evitar enfermedades. Desde épocas muy antiguas (probablemente
200 años a.C.) se sabía que es higiénico conservar el agua en vasijas de cobre,
exponerla a la luz del Sol y filtrarla con carbón. En 1829 el inglés Juan Simpson
desarrolló un filtro de arena que marcó el inicio de los modernos sistemas de
tratamiento de agua.
Figura 32. Entre los monumentos coloniales más importantes se encuentra
esta fuente pública en Tepeapulco, Hidalgo, construida en 1527 por Juan de Entreambas
Aguas.
El agua, como vimos en capítulos anteriores, está sujeta al ciclo hidrológico. Es de este ciclo de donde se obtiene para llevarla a las ciudades o centros de consumo, fundamentalmente de los ríos, 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 sólo puede beberse después de un proceso que se llama desalación.
Cuando el agua se toma de un río, el ingeniero debe decidir si éste en su mínimo caudal puede satisfacer los requerimientos de la comunidad. El calor del verano reducirá la corriente por evaporación y al mismo tiempo incrementará la demanda. Así, un cálculo cuidadoso indicará la necesidad de presas o vasos reguladores. Éstos requieren de la consideración 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 presión del agua y debe haber vertederos que conduzcan el exceso de agua en caso de avenidas.
El agua fluye al sistema de suministro a través de tomas en las que se coloca filtros gruesos para impedir la entrada de objetos flotantes y que, en su interior, tienen filtros más finos que detienen las hojas, vegetación acuática y peces. Los filtros requieren de mantenimiento frecuente que en los grandes sistemas lo proporciona un artefacto mecánico.
Parte considerable del agua para suministro proviene de fuentes subterráneas
cuya extracción requiere la perforación de pozos. Ésta se hace por medio de
una broca que se deja caer desde una torre montada en la plataforma de un camión,
a la que se da movimiento rítmico ascendente y descendente, dejando ir el cable
poco a poco a medida que progresa la perforación. En terrenos poco firmes los
pozos se refuerzan con tubos concéntricos que van extendiéndose hacia abajo
como un telescopio. Existen varias técnicas para incrementar el rendimiento
de un pozo, incluyendo la perforación de ramas radiales en el acuífero que pueden
penetrarlo hasta varias decenas de metros.
Figura 33. Las aguas subterráneas han sido aprovechadas por medio de la
excavación de pozos. En algunos pozos profundos las aguas ascienden por su propia
presión: son los pozos artesianos; llamados así porque fueron construidos
por primera vez en Artois, Francia. La figura muestra un grabado de 1886 de
un pozo artesiano en París.
Normalmente el agua se extrae con una bomba centrífuga. Ésta consiste
en un conjunto de paletas montadas en un eje largo que llega de la boca del
pozo, en donde está el motor, hasta el acuífero. Una variedad es sumergir el
motor sellado que impulsa las paletas. Otra forma de extracción se efectúa mediante
la inyección de aire comprimido al fondo del pozo por medio de una tubería llamada
eductor, lo que provoca que se forme una mezcla de aire y agua, más ligera que
el agua, y que por lo tanto flota hacia arriba; tiene las ventajas de no requerir
partes móviles 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 aquí se muestran.
En general los acueductos continúan construyéndose aprovechando las pendientes, que deben ser lo suficientemente marcadas de modo que el agua fluya, mas no demasiado para evitar presión excesiva. Para salvar montañas se incluyen sifones y, si esto no es suficiente, el agua se bombea.
Normalmente estas vías de agua las conforman tubos cerrados, aunque hay tramos que pueden estar al descubierto. A fin de llevar el agua con eficiencia la línea debe tener la mínima superficie para el volumen transportado; geométricamente la mejor solución es un tubo de sección circular, aunque en el caso de grandes volúmenes no es práctico en cuestión de la resistencia de los materiales y se construyen canales de sección transversal en forma de herradura, lo que brinda mayor simplicidad en la construcción.
El concreto preesforzado es un magnífico material de construcción. 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 corrosión también lo es. Esto puede corregirse por medio de recubrimientos. Los tubos de asbesto son fáciles de moldear e instalar y ofrecen una solución muy práctica.
Los acueductos terminan en los sistemas de purificación 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 doméstico.
Existe una variedad de procesos para darle este tratamiento. Los más importantes son el almacenamiento, la aereación, la coagulación, la sedimentación, el ablandamiento, la filtración y la desinfección.
Otros procesos físicos y químicos se emplean con el fin de tratar aguas contaminadas
con sustancias más difíciles de eliminar, pero con la descripción de los anteriores
se puede tener una buena idea del esfuerzo que significa disponer de agua fresca,
pura y cristalina.
Figura 35. Las obras hidráulicas aprovechan las fuentes de agua de la naturaleza
para su consumo en las ciudades.
El agua se almacena por periodos largos (más de un mes) antes de entrar a las plantas de tratamiento con el objeto de que sedimente la mayor cantidad posible de partículas sólidas suspendidas. Esto, además, reduce el contenido de bacterias.
Después empieza el tratamiento. Primero se aerea el agua, esto es, se mezcla con aire por medio de agitadores, cascadas en charolas o por aspersión a través de boquillas. El propósito de este proceso es suprimir el bióxido de carbono disuelto, que causa corrosión, y eliminar malos olores y sabores.
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Figura 36. Entre 1943 y 1951 se introdujo el agua del río Lerma para abastecer
la ciudad de México. En las fotografías se muestran las obras de conducción
y tratamiento que están en la segunda sección del Bosque de Chapultepec. La
fuente es obra de Diego Rivera.
El siguiente paso es someter el agua a la coagulación, es decir, a un proceso en el que se provoca que las partículas mayores que forman coloides sedimenten. Esto se logra por la adición de productos químicos como aluminato de sodio, sulfatos de hierro y de cobre y otras. La coagulación y sedimentación reducen el contenido de bacterias, eliminan el color y la turbiedad e indirectamente también reducen los olores y sabores.
El calcio, magnesio y otros metales normalmente presentes en el agua debido a su incorporación en su paso por las rocas son perjudiciales en exceso. Para reducir estos minerales el agua se somete a un ablandamiento, que opera por precipitación al añadir productos químicos o por un filtrado a través de unas membranas llamadas de intercambio iónico, que atrapan estos minerales.
Después el agua se filtra en recipientes con arena que eliminan la materia suspendida. La arena está compuesta de sílice, cuarzo molido o antracita (carbón). 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 más común que se emplea es el cloro, aunque puede también recurrirse al ozono o a la radiación ultravioleta.
El cloro se aplica antes del filtrado (preclorinación) así como antes de la distribución (posclorinación). 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 orgánica disuelta causando un sabor desagradable.
Otros procesos adicionales se emplean en casos especiales, como la adición de sulfato de cobre que elimina el exceso de algas, la filtración con carbón activado para suprimir los olores penetrantes y el uso de amoniaco y cloro (cloroamina) con los que se obtiene la desinfección 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 prácticamente reducen a cero la materia suspendida.
IV.2. EL SISTEMA HIDRÁULICO DE LA CIUDAD DE MÉXICO:
El valle de México está situado al sur de la Mesa Central. Tiene una extensión de 9 600 km², su forma es elíptica, 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 montañas y las altitudes de su planicie central oscilan entre 2 240 y 2 390 m sobre el nivel del mar. Un hecho característico que ha acarreado sinnúmero de problemas a sus habitantes es que forma una cuenca cerrada, sin salida natural a los escurrimientos generados dentro de él. En la actualidad, de los grandes lagos que cubrían su superficie quedan solamente dos, que además 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 extinguió por completo a principios de este siglo.
El clima del valle de México es subtropical de altura, templado, semiseco, con temperatura media anual de 18 grados centígrados. La época de lluvias abarca de mayo a octubre y la precipitación media anual equivale a una lámina de 700 milímetros.
Corren por la cuenca pocos ríos y no son aprovechables. Los manantiales y acuíferos
—ligados entre sí— han desempeñado un importante papel en saciar la
sed de la ciudad.
Figura 37. El valle de México ha perdido sus fuentes propias de agua, quedan
solamente dos lagos y además ya someros: el de Texcoco y el de Zumpango.
Pero los manantiales fueron desapareciendo al aumentarse el bombeo: la extracción de agua del subsuelo se inició a mediados del siglo pasado, lo que ocasionó el hundimiento del terreno.
Figura 38. En la figura se muestra la utilización y el desalojo de las aguas
del valle de México. Es de notar que prácticamente toda el agua que se suministra
se desecha ya contaminada.
En la época en que fue fundada la Gran Tenochtitlan, el valle de México estaba cubierto por grandes lagos y las laderas de las montañas de bosques que fijaban la tierra y los depósitos acuíferos estaban llenos a su capacidad. El equilibrio hidrológico era estable y el clima también lo era y muy confortable.
Figura 39. La Gran Tenochtitlan era una de las urbes más grandes y mejor
organizadas de su tiempo. En las fotografías se muestran los centros ceremoniales
de Tenochtitlan y Tlatelolco según la maqueta instalada en el centro de la ciudad
de México.
Para tener una idea de lo hermoso que era nuestro valle antes de que se iniciara su sistemático deterioro ecológico, es muy interesante leer las descripciones de Bernal Díaz del Castillo, quien vino con los primeros europeos a nuestro país, y las de Alejandro de Humboldt, uno de los europeos más universales que han existido.
Bernal Díaz del Castillo, en su Historia verdadera de la conquista de la Nueva España, narra sus primeras impresiones de la ciudad de México:
Y de que vimos cosas tan admirables no sabíamos
qué nos decir, o si era verdad lo que por delante parecía, que por una
parte en tierra había grandes ciudades, y en la laguna otras muchas,
e víamos todo lleno de canoas, y en la calzada muchos puentes de trecho
en trecho, y por delante estaba la gran ciudad de Méjico [...] |
Y luego le tomó [Moctezuma a Cortés] por la mano
y le dijo que mirase su gran ciudad y todas las más que había dentro
en el agua, e muchos otros pueblos alrededor de la misma laguna en tierra,
y que si no había visto muy bien su plaza, que desde allí [en el Templo
Mayor] la podría ver muy mejor, e ansí lo estuvimos mirando, porque
desde aquel grande y maldito templo estaba tan alto que todo lo señoreaba
muy bien; y de allí vimos las tres calzadas que entran el Méjico, ques
la de Istapalapa, que fue por la que entramos cuatro días hacía, y la
de Tacuba, que fue por la que después salimos huyendo la noche de nuestro
gran desbarate [...] y la de Tepeaquilla. Y víamos el agua dulce que
venía de Chapultepec, de que se proveía la ciudad [...]e entre
nosotros hubo soldados que habían 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 tamaño e llena de tanta gente
no la habían visto. |
No es menos hermosa la descripción que hizo el naturalista alemán Alejandro de Humboldt a principios del siglo XIX, quien en su Ensayo político sobre el Reino de la Nueva España relata que:
Ciertamente no puede darse un espectáculo más rico
y variado que el que presenta el valle, cuando en una hermosa mañana
de verano, estando el cielo claro y con aquel azul turquí propio del
aire seco y enrarecido de las altas montañas, se asoma uno por cualquiera
de las torres de la catedral de México, o por lo alto de la colina de
Chapultepec. Todo alrededor de esta colina está cubierto de la más frondosa
vegetación. Antiguos troncos de ahuehuetes, de más 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 bañada por las aguas del lago
de Texcoco, que rodeado de pueblos y lugarcillos, le recuerda los más
hermosos lagos de las montañas de la Suiza. Por todas partes conducen
a la ciudad grandes calles de olmos y álamos blancos: dos acueductos
construidos sobre elevados arcos atraviesan la llanura y presentan una
perspectiva tan agradable como embelesadora [...] |
En el subsuelo de México 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 construcción moderna muy dignos de la atención de
los viajeros. Los manantiales de agua potable están 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. |
Continúa Humboldt su narración mencionando que el agua que proviene de Chapultepec
ya no era muy pura (como lo era en tiempos de los aztecas) y sólo se consumía
en los arrabales, en tanto que la que provenía 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 anónimo, pertenecía
al acueducto de Chapultepec.
Existían, además, dos fuentes de aguas termales, la de Nuestra Señora de Guadalupe y la del Peñón de los Baños. "Estas fuentes contienen ácido carbónico, sulfato de cal y de sosa, y muriato de sosa. En la del Peñón, cuya temperatura es bastante elevada, se han establecido baños muy saludables y bastante cómodos. 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 México, el de Texcoco tiene el agua más cargada de muriatos y carbonatos de sosa. El nitrato de bario prueba que esta agua no tiene en disolución ningún sulfato. El agua más limpia es la del lago de Xochimilco; yo he hallado que su peso específico 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 última agua es más pesada que la del mar Báltico y menos que la del océano, la cual a diferentes latitudes se ha encontrado ser de 1.0269 y 1.0285. La cantidad de hidrógeno sulfurado (ácido sulfhídrico) 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 está cubierta en parte por juncos y yerbas acuáticas, son muy raras las fiebres intermitentes.
Con el transcurso del tiempo estas características se han alterado; las formas de recarga han disminuido por la urbanización, se aprovecha una pequeña parte del agua superficial, otra se regula por medio de presas y el resto se desaloja de la cuenca; los acuíferos se explotan más allá de su nivel natural y el agua se contamina. Desde 1951 ha sido necesario traer agua de otras cuencas, que también empiezan a mostrar signos de sobreexplotación.
En las dos tablas siguientes se resume el balance de requerimientos de la cuenca
del valle de México y de la distribución de usos en la ciudad de México.
|
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
|
||||
|
|
|||||
|
Distribución de los usos del agua en la ciudad de
México
|
||||||
|
|
||||||
| 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 HIDRÁULICO DE LA CIUDAD DE MÉXICO:
La historia del suministro y desalojo del agua en el valle de México es muy interesante. En 1325, los aztecas fundaron lo que sería la futura Gran Tenochtitlan. Éste es el episodio más característico de la historia de este pueblo: revela íntimamente su modo de ser, una combinación de inteligencia práctica, habilidad política, fanatismo y estoicismo. El sitio, un islote rodeado de cañaverales, era tan poco atractivo que los anteriores habitantes del valle lo habían despreciado (De acuerdo con las tradiciones, el hallazgo de un águila sobre un nopal devorando una serpiente, determinó el lugar al que el caudillo Tenoch llevó a los aztecas por indicaciones de los dioses, mas ésta fue una justificación posterior a la elección del sitio en donde se asentaron; en los primeros tiempos mexica era sinónimo de "el que come yerbas".) Pero el lugar constituía un sitio estratégico, de fácil defensa, que estaba en los confines de tres reinos, pero no pertenecía a ninguno de ellos; además, en poco tiempo la ubicación resultó de un valor comercial nada despreciable.
El crecimiento de la gran urbe que describen Bernal Díaz del Castillo y Alejandro de Humboldt estuvo plagado de calamidades. La ciudad creció 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: Netzahualcóyotl construyó en 1450 uno muy extenso, de 16 km de longitud, y el gran conquistador Ahuizotl mandó realizar una colosal obra de suministro de agua que en una avenida, en 1502, se rompió, causando la muerte del emperador y constructor.
El abastecimiento de agua inició poco después la explotación de los manantiales vecinos. Netzahualcóyotl construyó el primer acueducto de Chapultepec a la ciudad.
Después de la Conquista, en 1521, se prosiguieron las obras de suministro y de contención de las aguas del lago debido a las periódicas inundaciones, como las de los años de 1604 y 1607, causadas por grandes avenidas del río Cuautitlán.
Enrico Martínez (nacido Heinrich Martin, en Hamburgo, Alemania) fue un ilustre hombre de la Colonia.Cosmógrafo real, impresor y escritor científico. Desde 1607 trabajó en la magna obra de desagüe del valle de México. Dirigió la construcción de un tajo que iba desde Nochistongo, al noroeste del valle, hasta encontrarse con el río de Tula. Con esta obra se pretendió dar salida a las crecidas del río Cuautitlán y las de los lagos de México y de Texcoco. Pero el tajo, que en parte era abierto y en parte subterráneo, resultó demasiado estrecho y se derrumbó, dando lugar a los serios daños de la inundación de 1629. El ingeniero Martínez, a pesar de las críticas, reanudó la obra aunque no pudo verla finalizada pues fue hasta 1789 cuando el río Cuautitlán pudo ser controlado por la primera salida artificial del valle de México. También se inició así, sin pretenderlo, el proceso de cambio ecológico.
El tajo de Nochistongo alteró parcialmente las condiciones hidrológicas del
valle: los lagos ya no crecían, pero continuaban las inundaciones debidas a
las crecidas de los ríos. Hacia 1856 las inundaciones fueron cada vez más alarmantes
y hubo que levantar diques de hasta de 3 m de altura. Dos grandes obras más
de desagüe se realizaron: el Gran Canal del Desagüe y el Túnel 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 México. Todavía el siglo pasado
existían líneas de navegación en el valle.
Figura 41.(b)
En el siglo XIX empezó la perforación de pozos. En 1847 había 500; en 1886 más de 1 000. La consecuencia fue el inicio del hundimiento de la ciudad. Entre los años de 1891 a 1895 se registró un descenso de 5 cm por año, se redujo la presión de los acuíferos y disminuyó el caudal del manantial de Chapultepec.
Ya en este siglo, y como resultado del gran crecimiento de la ciudad, a partir de 1936 aumentó la explotación del agua del subsuelo. Entre este año y 1944 se perforaron 93 pozos profundos, cuya consecuencia fue acelerar el hundimiento de la ciudad, que entre 1938 y 1948 aumentó a 18 cm por año.
En 1942 se hizo necesario iniciar los trabajos para traer agua del río Lerma con el fin de abastecer las necesidades de la ciudad, aunque por diversas razones las obras se retrasaron hasta 1951. No hubo pues más remedio que continuar perforando pozos.
Para estas fechas ya los estudiosos estaban preocupados por el daño al subsuelo. Así, el doctor Nabor Carrillo dejó bien claro, con demostraciones técnicas, que el hundimiento de la ciudad se debía al abatimiento de la presión del acuífero.
Los permisos de perforación de pozos fueron suspendidos en 1953, aunque en 1954 se tuvo que perforar 10 pozos más, a pesar que estaba en construcción el acueducto de Chiconautla, inaugurado en 1957. Entre 1960 y 1967 se perforaron todavía 50 pozos más que, aunque alejados del centro de la ciudad, la zona más afectada, también causaron hundimientos locales. Al menos los del centro disminuyeron apreciablemente de 1960 a 1970.
Ante el exceso de demanda se empezó a tratar el agua para su reuso. En 1954 se empezó 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 áreas verdes y llenar lagos.
El otro gran problema de la época virreinal, relacionado con el suministro de agua, fue la contención de las inundaciones y el desalojo de las aguas pluviales. Este problema persistía en el siglo pasado.
Se tenía también, por supuesto, problemas con las aguas residuales, pero puesto que ello era de menor envergadura debido a lo reducido de la población, las autoridades permitían que los drenajes de las casas desaguaran sus líquidos en acequias y zanjas, y los desechos sólidos se recolectaban y eran arrojados en las afueras de la ciudad.
A principios del presente siglo, Roberto Gayol construyó una red de alcantarillado que se extendía 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 sobreexplotación del subsuelo deterioró el drenaje y por tanto disminuyó la capacidad de desalojo de aguas, por lo que hubo que ampliar el Gran Canal y construir un segundo túnel en Tequisquiac. El hundimiento ha sido tal que el Gran Canal, que a principios de siglo tenía 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 colocó 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, quedó 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 implicó un notable aumento en los costos de operación y mantenimiento. En esa época se entubaron total o parcialmente los ríos Consulado, Mixcoac, La Piedad y Churubusco. El río Consulado conducía aguas residuales a cielo abierto con la consiguiente insalubridad.
Tal situación obligó a la construcción del drenaje profundo, cuya primera etapa se terminó en 1975. Se excavó a profundidad calculada para que no se afectaran los canales debido al hundimiento del terreno y el desagüe se produjera sólo 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 área
pavimentada; además, como hay más población se debe contar con mayor
dotación de agua y, a la vez, hay que desechar más agua. Las obras viales, como
el Metro, interfieren con el alcantarillado y disminuyen su eficiencia. Hay
insalubridad, deterioro de los ríos y peligro de contaminar los acuíferos. La
ciudad más grande del orbe incuba problemas congruentes con su tamaño.
Figura 42. La ciudad de México y sus áreas conurbadas imponen gran demanda
de agua y otros servicios.
IV.4. EL SISTEMA HIDRÁULICO DE LA CIUDAD DE MÉXICO:
La ciudad de México ha crecido espectacularmente a partir de los años 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
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(hectáreas)
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1 524
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30
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270
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1 600
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58.5
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347
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1 700
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105
|
661
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1 800
|
137
|
1 076
|
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1 845
|
240
|
1 412
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1 900
|
541
|
2 713
|
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1 910
|
721
|
4 010
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1 921
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906
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4 637
|
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1 930
|
1 230
|
8 608
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1 940
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1 760
|
11 753
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1 950
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3 050
|
24 058
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1 960
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4 870
|
5 186
|
36 000
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1 970
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6 847
|
8 797
|
56 500
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1 980
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9 500
|
14 500
|
100 000
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Y así, en proporción semejante, han crecido los requerimientos de agua de esta población. A partir de 1970 los límites del Distrito Federal fueron rebasados y una proporción grande de la población (30%) vive en los municipios del Estado de México pero trabaja y usa los recursos de la ciudad de México. De esta forma surgió la gran metrópoli.
En materia de agua, la ciudad de México 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 distribución, parte de la población 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 exigirá el suministro
de agua de zonas situadas cada vez más lejos a un gran costo económico y social.
Quizás uno de los problemas más complejos sea el de suministro, pues cada vez el agua viene de más lejos y, además del costo económico que ello representa, se plantean problemas técnicos, políticos, sociales, administrativos y jurídicos.
En 1982 la ciudad de México requería un caudal promedio de 40 metros cúbicos por segundo para su abastecimiento; 27.4 de ellos (el 68%) provenían de 1 132 pozos y los 12.6 restantes (el otro 32%) de cinco sistemas adicionales de pozos y del río Cutzamala. El sistema del río Lerma, que empezó a funcionar en 1951, consta de 234 pozos que en la actualidad aportan una cantidad marginal de un metro cúbico por segundo, pues a partir de 1972 la mayor parte de su caudal se derivó a la zona metropolitana de la ciudad de México fincada en el Estado de México.
El 97% de los domicilios contaba en 1982 con tomas de agua. Empero, existe un déficit por habitante, pues en números reales se dispone de 40 m3/seg para 10 millones de habitantes, es decir 346 litros por habitante y por día (1/hab-día), que es inferior a la demanda de 360 1/hab-día, y esto suponiendo que fuese una distribución uniforme, lo que está lejos de ser cierto.
El gobierno capitalino ha hecho esfuerzos enormes para aumentar las tomas domiciliares en las colonias populares, incluyendo la rehabilitación de pozos de extracción. El costo, sin apelar a ninguna fuente oficial, debe ser enorme.
La calidad de agua es satisfactoria, a pesar de las historias terroríficas que circulan entre algunos visitantes (Do not drink water, o bien, Remember that ice is water). Normalmente basta con plantas cloradoras y sólo en casos aislados es necesario dar un tratamiento más 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 parámetros que definen la calidad del agua son cuarenta y dos, siete físicos, treinta y un químicos y cuatro biológicos, que cubren las normas mexicanas e internacionales (Servicio de Salud Pública de EUA, Organización Mundial de la Salud y Comunidad Europea de Naciones) buscando una cobertura de la calidad más conveniente para nuestro medio. Para supervisar la calidad del agua se cuenta con un Laboratorio Central de Control en Xochipantongo y con varios laboratorios móviles y satélites.
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 México.
Esta actividad ha venido en aumento creciente desde la década de los cincuenta. Para ello se toma en cuenta un conjunto de 152 parámetros y contaminantes, que se manejan mediante procesos ambientales así como operaciones y procesos unitarios.
Los procesos ambientales incluyen la volatilización, la sorción, el transporte, la fotólisis, la oxidación, la hidrólisis, la bioacumulación y la biodegradación. Las operaciones y procesos unitarios incluyen la mezcla, la sedimentación, la coagulación/floculación, la filtración, la oxidación química, la transferencia de oxígeno, el intercambio iónico, los sistemas facultativos, la ósmosis inversa y la electrodiálisis.
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:
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| Planta |
Capacidad instalada l/s |
Capacidad de aprovechamiento l/s |
% |
Inicio de operaciones, año |
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| |
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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 |
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| 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 |
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| TOTAL |
4 340 |
2 534 |
59 |
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También se evalúan las tecnologías disponibles y se han realizado esfuerzos con resultados muy halagüeños. La mayoría de los procesos tiene escasas restricciones en cuanto a la existencia de equipos y materiales en el mercado nacional, además de que el diseño y puesta en marcha está en manos de técnicos mexicanos. Otras instituciones, con abundantes problemas de tratamiento de agua, como Petróleos Mexicanos y la Comisión Federal de Electricidad, tienen mucha experiencia práctica que debería ser incorporada en un esfuerzo nacional a los logros del Departamento del Distrito Federal. El Instituto Mexicano del Petróleo, por su parte, ha recogido la urgencia de estos problemas y tiene en desarrollo tecnologías de tratamiento, purificación y desalación de aguas, incluyendo numerosas experiencias de laboratorio y algunas plantas piloto en aereación y desalación.
El agua renovada puede utilizarse en un sinnúmero de destinos, dependiendo de su calidad. Las autoridades mexicanas han definido un índice de calidad de aguas renovadas (ICARen) en función de las concentraciones de compuestos químicos y biológicos presentes en el agua, el criterio de concentración aceptable de los anteriores parámetros y el número de parámetros y contaminantes involucrados en determinado uso; así, 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 típicos:
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| Uso |
ICARen
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|
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| Potable |
<3
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| Industrial: producción de vapor |
16
|
|
| Industrial: enfriamiento |
22
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|
| Acuacultura: pesca |
25
|
|
| Recreativo con contacto primario: natación |
26
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|
| Comercio, servicio, industrial (procesos) |
26
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|
| Ganadería: abrevaderos |
27
|
|
| Agricultura: productos que se consumen crudos |
28
|
|
| Municipal, no potable |
30
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| Agricultura: huertas y viñas |
34
|
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| Agricultura: forrajes, cultivos, industriales, cultivos que no deben consumirse crudos |
35
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|
| 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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Para finalizar unas cuantas líneas sobre el drenaje de la ciudad de México, al cual es muy difícil aplicar los métodos tradicionales de drenaje, pues nuestra ciudad tiene características muy peculiares, entre ellas la enorme extensión de superficie alcantarillada (500 kilómetros 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 interconexión con el drenaje profundo, que complica la red de alcantarillado. Los ingenieros del Departamento del Distrito Federal han desarrollado modelos matemáticos 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 inversión y aumenten el beneficio.
Y así podrían seguir más capítulos: "El extraño caso del agua trepadora", "Cómo sacar agua sin sal del mar", "Otro tipo de agua, más pesada y mucho más escasa", etcétera.
El primer capítulo no escrito tendría que ver con un hecho curiosísimo que
se llama efecto Coanda, y que se observa cuando se vierte un líquido
lentamente; el líquido, en vez de caer verticalmente, se pega a la superficie
externa del recipiente, deslizándose por ella antes de formar una gota y caer.
En el agua el efecto Coanda es particularmente notable por la gran cohesión
de este líquido, pues se acumula una gran masa antes de formar gotas.
Figura 44. El efecto Coanda es una curiosa manifestación de la gran
tensión superficial del agua: al escurrir por la boca de una jarra ésta tenderá
a adherirse a la superficie externa.
Cuando se sirve el café en una cena de manteles largos, el efecto Coanda se hace sentir como una de las propiedades más 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 diseño anticoanda, que es un orificio que hace retroceder a la inoportunas gotitas.
El segundo capítulo no escrito tendría que ver con una aplicación extremadamente importante de los principios físicos para purificar el agua salada. Se recordará que hay un límite de salinidad más allá 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 técnicas para eliminar el exceso de sales y aumentar el caudal de agua potable. Existen varias formas, aunque las más usuales a nivel industrial pertenecen a una de dos clases: evaporación o filtración con membranas.
Estos procesos son fáciles 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, además, toma su energía del calor de desecho de la central eléctrica vecina.
El último capítulo no escrito tendría 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 moléculas del hidrógeno ordinario para encontrar una molécula 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, versaría sobre la formación de las delicadas estructuras de los copos de nieve: una manifestación del orden molecular. O las caprichosas líneas en el interior de un cubito de hielo, producto de la desgasificación que se produce al congelarlo.
En realidad podrían 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-Exupéry, lo importante es el tiempo que le has dedicado a tu rosa; es lo que la hace diferente a todas las demás.
Ya he bebido mi parte, la demás la dejo correr.
