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Introducción
El acceso al agua potable es uno de los grandes retos que se enfrentan en las ciudades, principalmente porque la población urbana continúa creciendo y ya es el mayor porcentaje de personas en el mundo (Naciones Unidas, 2012; Banco Mundial, 2023). Cada vez es más difícil satisfacer las demandas de agua urbana, no solo en cantidad, sino también en calidad, especialmente en un contexto de cambio climático (UNESCO, 2020; He et al., 2021). El acceso al recurso agua en las grandes ciudades es limitado, no solo donde es escaso por un clima árido o semiárido (Eakin et al., 2007), sino incluso en urbes donde las lluvias son relativamente abundantes, pero los usuarios son muchos (por ej., Carvalho de Melo et al., 2021). El problema de abastecer de agua a las ciudades es complejo y depende de diversos factores socioeconómicos y climáticos, por lo que los esquemas de manejo del recurso deben considerar una población creciente y los efectos de un clima cambiante (por ej., Soto, 2012).
Los problemas de agua en las ciudades crecerán conforme continúe el proceso de urbanización, a menos que haya cambios en el manejo y demanda del recurso (Koop y Van Leuwen, 2017). Por ejemplo, la Organización Meteorológica Mundial (OMM) recomienda que el consumo de agua sea de alrededor de 100 litros/habitante/día para satisfacer sus necesidades básicas. Sin embargo, el consumo per cápita en las ciudades mexicanas está casi siempre por encima de esta cantidad (Torregrosa et al., 2015; Medina-Rivas et al., 2022). En las grandes urbes de México, en zonas de altos ingresos económicos, los consumos llegan a ser mayores de 300 L/hab./día, en contraste con los consumos bajos en sectores pobres, donde el servicio de agua potable es deficiente, y las personas con frecuencia no disponen ni del mínimo recomendado. A pesar de que las ciudades rebasan las recomendaciones internacionales de consumo de agua, los administradores del recurso hídrico siguen tratando de satisfacer las demandas, más que reducir los consumos (Morales Novelo y Rodríguez Tapia, 2007; Aguilar-Barajas y Ramírez, 2021), lo que ha resultado en un déficit que va en aumento desde hace varias décadas y que con frecuencia resulta en condiciones de sequía socioeconómica, aun y cuando no se esté en situación de sequía meteorológica (Sisto et al., 2016; Magaña, 2016).
Los patrones de consumo de agua en las urbes dependen en buena medida de factores socioeconómicos, aunque también están influidos por condiciones climáticas (Soto et al., 2012). Los periodos de sequía meteorológica son la mayor amenaza de que se produzca una sequía socioeconómica. A pesar de ello, la planeación del manejo del agua con base en pronósticos climáticos es casi nula, y en el mejor de los casos, la información sobre las anomalías negativas en las lluvias solo se usa para justificar las medidas de racionamiento que se implementan cuando la disponibilidad de agua es baja (Magaña, 2016). De esta manera, un problema de riesgo, que involucra el manejo de este recurso, se explica solo bajo un enfoque naturalista, en donde el problema es la falta de lluvias suficientes.
En algunos lugares se ha encontrado que la temperatura máxima modula los consumos de agua en escalas de días a meses, e incluso años (Chang et al., 2014). Los aumentos de temperatura en la época de calor y estiaje inducen incrementos en los consumos. Por ello, una de las preocupaciones actuales en la sociedad urbana es cómo satisfacer las demandas de agua bajo cambio climático, pensando en que algunos escenarios del clima apuntan a condiciones más secas y calurosas (IPCC, 2021; Torregrosa et al., 2015). Los escenarios del ciclo hidrológico y de disponibilidad de agua tienen una alta incertidumbre (Caretta et al., 2022), por lo que aún son pocos los proyectos de adaptación ante esta amenaza, y en el caso del agua para ciudades mexicanas solo son de respuesta a la emergencia, buscando nuevas fuentes de abastecimiento. Es aún poco común que las medidas de gestión del agua para las ciudades consideren que un clima cambiante afecte la demanda, como puede ser el efecto de la isla de calor urbana (ICU).
A pesar de que el cambio climático por ICU ha sido ampliamente documentado (por ej., Oke et al., 2017), sus efectos en el consumo de agua son menos conocidos (por ej., Guhathakurta y Gober, 2007; Scott et al., 2009). En México, los trabajos de Jáuregui (1973, 1997, 2004) mostraron con claridad la existencia de ICU en las principales ciudades del país, con aumentos de 2 a 3 °C en las temperaturas urbanas en lapsos de cincuenta años o menos. En México, este proceso de cambio climático local comienza después de los años sesenta o setenta del siglo pasado, como resultado de un proceso de urbanización acelerado. Por ejemplo, la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) aumentó su tamaño 5.4 veces en 50 años y con ello su temperatura media en casi 3 ºC. El tamaño del Área Metropolitana de Guadalajara (AMG) o de la Zona Metropolitana de Monterrey (ZMM) es de 3 a 5 veces lo que era hace medio siglo, lo que ha llevado a aumentos en su temperatura cercanos a 3 ºC (Jáuregui et al., 1992; Jáuregui, 2009). Las grandes ciudades de México han incluso cambiado su ciclo hidrológico, con eventos de lluvias o calor más intensos y frecuentes (Jáuregui y Romales, 1996; López et al., 2022). Una condición de mayor calor en las urbes puede inducir aumentos en los consumos de agua y un mayor estrés hídrico. Sin embargo, determinar en qué medida la ICU afecta el consumo de agua no es tarea sencilla, pues los factores socioeconómicos parecen tener mayor peso en las variaciones de corto y largo plazo en el consumo del recurso, que el mismo factor climático.
En los periodos cálidos en México, la disponibilidad de agua es menor y, por tanto, se vuelve difícil satisfacer la demanda (Vargas y Magaña, 2020). Las sequías meteorológicas (Méndez y Magaña, 2010), cortas o prolongadas, complican aún más el manejo del agua para las ciudades. En los meses de estiaje, o en los periodos de sequía meteorológica, calurosos y secos, el problema de abastecimiento de agua a las ciudades se vuelve crítico. Si la ICU genera aumento en temperatura, es de esperarse que la necesidad de agua crezca. Por lo anterior, el objetivo principal del presente trabajo es analizar el impacto que tiene un clima cambiante, como el inducido por la ICU, en el consumo doméstico de agua, con interés particular en el efecto que tienen las sequías meteorológicas. Dicho análisis considera, por tanto, la variabilidad natural del clima en plazos de meses a años y a décadas. Conocer mejor la relación clima-demandas de agua permitirá estimar la importancia de planear el manejo de este recurso usando información climática, e incluso, puede llevar a reconocer estrategias de mitigación de la ICU. Como casos de estudio se considerarán la Ciudad de México (CDMX), el AMG y la ZMM.
Datos y metodología
Analizar los consumos de agua a nivel urbano para ciudades en México es complicado dado que la información es dispersa, con reportes en diversas escalas espaciales y temporales. Los datos sobre agua están principalmente disponibles en la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), como parte del Sistema Nacional de Información del Agua (https://app.conagua.gob.mx/sistemasdeagua/). Algunas cifras sobre disponibilidad y consumo de agua se encuentran en los sistemas metropolitanos de operación hídrica, como el de la Ciudad de México (SACMEX) (SACMEX, 2021), del Área Metropolitana de Guadalajara (SIAPA) (CONAGUA, 2015; López et al., 2022) y de Servicios de Agua y Drenaje de Monterrey (SADM) (SADM, 2005-2023), que incluyen información sobre consumos, usuarios y volúmenes de agua entregada a las zonas metropolitanas.
En este estudio, la evolución de los consumos de agua se compara con datos del crecimiento demográfico de las zonas metropolitanas y los niveles de vida municipal. Para ello se utiliza información de los censos de población del Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informáticas (INEGI, 2005-2020 e INEGI, 2020), así como información de densidad de población en malla (HDX México, 2018).
Los aspectos climáticos de las ciudades se analizan con información meteorológica de la CONAGUA, específicamente de los observatorios de la Ciudad de México (Tacubaya, CTMDF), de Guadalajara, Jalisco (GUCJL) y de Monterrey, Nuevo León (OBSNL) (CONAGUA 2023a). La demanda trimestral de agua para la ZMM fue estimada con base en datos reportados por Aguilar y Monforte (2018) en el que calcularon el porcentaje de pérdidas físicas de 2000 a 2015.
Mediante el uso de series de tiempo y con histogramas de temperatura máxima diaria por periodos de veinte años se establece la forma en la que las ICU se han intensificado. Estos datos se complementan con información de las condiciones de las principales fuentes de agua que abastecen a las zonas metropolitanas de México (sistema Cutzamala), Guadalajara (Lago de Chapala) y Monterrey (presa El Cuchillo) (CONAGUA, 2023b), así como con estimaciones de las variaciones en el agua subterránea que provee el sistema Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) de la NASA (Landerer, 2021). Las mediciones de los satélites de GRACE y GRACE-FO estiman la profundidad mensual total de agua superficiales y subterráneas desde el año 2002 a la fecha, con una resolución espacial de aproximadamente 150 000 km2.
Resultados y discusión
a) Abastecimiento y consumo de agua urbana
El grado de presión hídrica, que corresponde a la razón entre el volumen concesionado de agua y la disponibilidad natural media anual, refleja la evolución de la severidad de la crisis hídrica en México (por ej., CONAGUA, 2019). En estados como Chiapas, Tabasco y Oaxaca, donde las lluvias son abundantes, el grado de presión hídrica en 2017 por ejemplo, expresado en porcentajes, es bajo, menor a 3% (Figura 1). En contraste, en la mayor parte de las regiones semiáridas del norte del país, el grado de presión es alto, mayor de 45%. En zonas urbanas, como la CDMX y zona conurbada, donde la población es de más de veinte millones de personas, el grado de presión sobre el recurso hídrico es extremadamente alto, mayor a 170%, lo que ha llevado a que las fuentes de abastecimiento, tanto superficiales como subterráneas, sean sobreexplotadas. Por ello, la CDMX se vive una crisis hídrica severa pues la demanda del recurso ha aumentado a niveles insostenibles (Ortega Font, 2009).
Figura 1 Densidad de población (escala de colores naranja), precipitación anual (mm) (líneas verdes) y grado de presión sobre el recurso hídrico por estado (%) (número en negritas) correspondiente a 2017.
A pesar de las lluvias relativamente abundantes en el Valle de México (> 700 mm/año), la cantidad de usuarios es tan alta que se recurre a fuentes de agua distantes, como el Sistema Cutzamala, al poniente de la CDMX. En la Región Hidrológica Administrativa de Aguas del Valle de México, la disponibilidad de agua per cápita pasó de alrededor de 188 m3/hab./año en 2004 (Breña Pujol y Breña Naranjo, 2007), cuando la población era de alrededor de 8 700 000 personas en la ciudad de México, a 73 m3/hab./año en el 2009, cuando la población llegó a poco más de 9 millones de personas, lo que coloca a esta urbe en una situación de escasez extrema. Algo similar ocurre en la ZMM, donde las lluvias son generalmente escasas (< 400 mm/año), excepto cuando entra un ciclón tropical (Magaña et al., 2021). El rápido crecimiento demográfico de la zona ha rebasado el abastecimiento de agua (Gobierno de Nuevo León, 2023) y por ello se ha requerido de fuentes de agua distantes, como la Presa El Cuchillo. Menores niveles en la presa en años recientes de sequía meteorológica han hecho que la dotación a los usuarios sea cada vez menor y, por tanto, el consumo disminuya. En Guadalajara, para satisfacer la demanda de agua se ha tenido que recurrir desde hace décadas al Lago de Chapala (von Bertrab, 2003; IMEPLAN, 2022). La política hídrica y el creciente consumo, relacionado con el crecimiento demográfico, plantean un reto en torno al abastecimiento del recurso desde hace varios años (Gleason y Flores, 2021).
En las tres zonas metropolitanas referidas, el crecimiento en el número de usuarios es más rápido que el de la población (Figura 2). Destaca el caso de la ZMM, donde el incremento en el número de tomas de la ZMM fue de casi el 105% el periodo 2005-2022. Tan solo entre 2014 y 2018, el número de tomas en la ZMM pasó de 1.1 a 1.6 millones, esto es, un incremento de casi el 45% en menos de cinco años. La CDMX y el AMG tuvieron menores incrementos en el número de tomas, siendo estos del orden de 16% y 37%, respectivamente, en el mismo periodo. Así, las tasas anuales de crecimiento reciente en el número de usuarios son de alrededor del 1% en la CDMX, del 2% en el AMG y del 5% en la ZMM. Sin embargo, las tendencias promedio de aumento anual en el consumo doméstico de agua son del 0.6, 0.9 y 3.5%, para CDMX, AMG y ZMM, respectivamente.
Figura 2 Población en millones de habitantes (barra), número de usuarios de agua en millones de tomas (línea delgada) y promedio anual de la demanda de agua para uso doméstico (2005-2020) (línea gruesa) para la CDMX (rojo), el Área Metropolitana de Guadalajara (verde), y la Zona Metropolitana de Monterrey (azul).
Son diversas las estimaciones sobre consumos de agua para los habitantes de zonas metropolitanas en México. En la ZMM, a principios del siglo XXI, un habitante consumía en promedio 180 L/día, pero en años recientes su consumo es de solo 130 L/día. Sin embargo, los promedios metropolitanos, generalizan los niveles de consumo y enmascaran los contrastes en su distribución espacial, determinados en buena medida por las condiciones socioeconómicas entre una zona y otra de la urbe. Por ejemplo, en San Pedro Garza García, el municipio de mayor nivel socioeconómico del país, los consumos per cápita promedio son de más de 300 L/hab./día, mientras que en otros municipios con menor ingreso económico los consumos de agua son menores de 115 L/hab./día (Figura 3).
Nota: San Pedro Garza García=SPGG, Cadereyta Jiménez=Cad., Monterrey=Mty, Santa Catarina=S. Cat., San Nicolás de los Garza=SNG, Apodaca=Apo., General Escobedo=G. Esc., Guadalupe=Gpe., Salinas Victoria=S.Vic., García=Ga., Santiago=Stgo., El Carmen=Cmn., Juárez=Jrz. En el recuadro se muestra un ajuste lineal entre el consumo per cápita y los ingresos en la ZMM.
Fuentes de los datos: SADM (2022), INEGI (2019).
Figura 3 Consumos de agua (L/hab./día) en la ZMM a nivel municipal e ingresos per cápita anual para el año 2019.
En la CDMX los consumos de agua van de más de 200 L/hab./día, a menos de 100 L/hab./día (Ortega-Font, 2011; Gobierno de la CDMX, 2019). Como en el caso de la ZMM, en la CDMX los mayores consumos se presentan en colonias con alto nivel económico en el poniente y partes del centro de la ciudad, como en las alcaldías Miguel Hidalgo, Azcapotzalco, Benito Juárez o Cuauhtémoc, con alrededor de 200 L/hab./día (Medina-Rivas et al., 2022). En otras zonas del centro u oriente de la CDMX, como las alcaldías Iztapalapa, Tláhuac y Milpa Alta, de nivel de ingreso bajo, los consumos son menores de 100 L/hab./día (Figura 4). Se esperaría que las regiones con las temperaturas máximas más elevadas se consuma más agua, como sucede en otras partes del mundo (Chang et al., 2014). Sin embargo, en la CDMX la temperatura máxima influye menos en el consumo que el factor económico. Contrastan los más de 28 °C promedio de marzo y abril en el centro oriente de la CDMX, donde menos agua se consume, con los 25 °C en el poniente, donde es mayor el consumo. El limitado acceso al agua potable en el oriente de la CDMX en épocas de calor tiene impactos negativos en la salud de sus habitantes (Vargas y Magaña, 2020).
Figura 4 a) Consumos de agua (m3/colonia/día) en el segundo bimestre de 2019 a nivel colonia en diversas alcaldías de la Ciudad de México. b) Índice de desarrollo social (IDS) por AGEB, relacionado con el nivel socioeconómico de la población (EVALÚA, 2020), donde el IDS es: Muy bajo de 0 a 0.778; Bajo, de 0.778 a 0.832; Medio, de 0.832 a 0.881; Alto, de 0.881 a 0.933; Muy alto, de 0.933 a 1. c) Temperatura máxima (°C) promedio en la CDMX en los meses de marzo y abril. La línea azul indica los límites de la región urbanizada en 2015.
El promedio del consumo de agua puede variar significativamente de un año a otro dependiendo de la disponibilidad, determinada en mayor medida por la cantidad de precipitación recibida, así como por el limitado o diferenciado acceso al agua potable. Si bien en las zonas de estudio el abastecimiento de agua ha ido en aumento, este ha sido mucho menor que la tasa de crecimiento en el número de usuarios, lo cual ocasiona que los consumos per cápita sean menores, no porque los usuarios utilicen menos agua, sino porque esta llega en una cantidad menor a las tomas domiciliarias.
b) Tendencia del clima y de los consumos de agua
Los consumos domésticos de agua tienden a aumentar en las regiones o en las épocas de calor pues las personas utilizan más agua para bañarse y refrescarse (Eakin et al., 2007). En los meses de primavera y verano los aumentos en las temperaturas máximas requieren de más agua para mantener niveles de confort y salud. El ciclo anual de la temperatura máxima en Guadalajara, Monterrey y la Ciudad de México, muestra que los periodos de primavera-verano son los más calurosos. En Guadalajara, por ejemplo, la temperatura máxima promedio mensual de mayo alcanza los 34 °C, pero en ciertos años el promedio mensual de abril puede superar los 40 °C (Figura 5). En el caso de Monterrey, las temperaturas máximas promedio entre junio y agosto son de alrededor de 35 °C, pero en ciertos años se tienen temperaturas máximas promedio mensuales cercanas a los 40 °C. En la CDMX, los meses más calurosos son los de primavera, entre marzo y mayo, con temperaturas máximas de alrededor de 26 °C, pero en los años más calurosos, la temperatura máxima es superiores a los 30 °C. En algunos días, los valores de la temperatura máxima pueden ser mayores a 32 °C, y la tendencia es que el efecto ICU haga los episodios de ondas de calor más frecuentes (Jáuregui, 2009).
Figura 5 Climatología de la temperatura máxima promedio mensual (°C) (línea sólida) y la temperatura máxima promedio de los meses más calurosos (línea punteada) en el AMG (verde), la ZMM (morado) y la CDMX (rojo).
La tendencia en cada una de estas zonas metropolitanas es al incremento de temperatura, pues el modelo de desarrollo urbano impone cambios significativos en el uso del suelo que inducen una ICU (Jáuregui, 1997; Vargas y Magaña, 2020). Los histogramas de temperatura máxima diaria para periodos consecutivos de 20 años, entre 1960 y el 2020, muestran que el crecimiento urbano ha inducido aumentos en la frecuencia de episodios de temperatura máxima mayor a 35 °C en Guadalajara (Figura 6a), mayores a 36 °C en Monterrey (Figura 6b), y por encima de los 30 °C en la CDMX (Figura 6c). Para el AMG, los episodios de más de 35 °C casi se han duplicado en tres décadas, registrándose en ciertos días, valores máximos de casi 40 °C. En la ZMM, las temperaturas por encima de los 35 °C son frecuentes y los episodios de mayor calor pueden ser de hasta 45 °C, lo que constituye un peligro muy alto para la salud humana (Vargas-Huipe y Rodríguez-Van Gort, 2023). En el caso de las CDMX, las temperaturas de más de 30 °C se han vuelto más frecuentes y se observa que las máximas pueden incluso alcanzar los 34 °C. En todos los casos, dichos valores extremos tienden a ocurrir en los periodos secos, cuando el agua para consumo urbano es más escasa.
Figura 6 Histogramas de temperatura máxima diaria (°C) en a) el AMG, b) la ZMM y c) la CMDX para los periodos 1960-1979 (verde), 1980-1999 (amarillo) y 2000-2020 (azul).
Los consumos de agua en las ciudades aumentan cuando la temperatura máxima promedio mensual rebasa los 30 °C, lo que con frecuencia genera un índice de confort que se considera de peligro (López et al., 2022). Es en estos periodos cuando las fuentes de abastecimiento se encuentran por lo general en niveles mínimos por el estiaje o incluso por el efecto de sequías meteorológicas, que pueden traducirse en sequías socioeconómicas.
Un análisis de las tendencias de la temperatura máxima trimestral permite establecer los periodos más cálidos como función de la época del año. En las zonas metropolitanas, las temperaturas máximas han aumentado mayormente por efecto de la rápida expansión urbana. Los incrementos son de alrededor de 2 °C en cincuenta años y se distinguen de forma clara para Monterrey y Guadalajara (Figura 7). En el caso de la CDMX los episodios de incremento en la temperatura máxima ocurren a principios y finales del siglo XX, en relación con cambios en el uso de suelo (Vargas y Magaña, 2020). Con la formación de la ICU, las temperaturas promedio del segundo trimestre del año (abril-mayo-junio) en el AMG están frecuentemente por encima de los 32 °C (Figura 7a). En Monterrey, en el segundo trimestre (abril-mayo-junio), las temperaturas máximas promedio están por encima de los 30 °C, y en el tercer trimestre (julio-agosto-setiembre) alcanzan los 35 °C (Fig. 7b). En la CDMX las temperaturas promedio del segundo trimestre se ubican solo por encima de los 27 °C, pero es necesario recordar que el observatorio de Tacubaya, usado como referencia en el presente análisis, se encuentra en el poniente de la CDMX, en la región relativamente fresca, por lo que las temperaturas en el oriente y centro pueden ser por lo menos 3 °C más elevadas, alcanzando los 30 °C entre marzo y mayo (Figuras 7c y 4c). En cada caso, no es extraño que se experimenten periodos de temperaturas máximas superiores a dicho valor trimestral medio, particularmente durante ondas de calor, como sucedió en junio de 2023.
Figura 7 Temperaturas máximas (°C) promedio por trimestre para a) el AMG, b) la ZMM y c) la CDMX, obtenidas con datos de los observatorios meteorológicos de Guadalajara, Monterrey y CDMX (Tacubaya).
Los registros de consumo doméstico de agua en las zonas urbanas muestran un aumento de alrededor del 10% en los trimestres más calurosos del año. En la ZMM, los consumos per cápita se incrementan en alrededor de 25 L/hab./día (Figura 8a), cuando la temperatura máxima aumenta entre 8 y 9 °C, del primer al segundo o tercer trimestre. Para el caso del AMG, el consumo crece entre 10 y 12 L/hab./día (Figura 8b), cuando la temperatura máxima se incrementa entre 5 y 6 °C, entre el primer y el segundo trimestre del año. Así, por encima de los 30 °C, por cada °C de aumento en la temperatura hay un incremento en el consumo de agua de alrededor de 2 L/hab./día. En el caso de la CDMX los datos no permiten hacer un análisis trimestral robusto (Figura 8c), pero como se verá más adelante, los aumentos en los consumos entre el primer y segundo trimestre del año son del orden del 10%.
Figura 8 Consumo doméstico (L/hab./día) (línea naranja), almacenamiento al NAMO (%) en la principal fuente de agua superficial (línea azul), y población atendida por el organismo operador (línea roja): a) en la ZMM, b) el AMG y c) la CDMX. NAMO corresponde al nivel de agua máximo ordinario.
En años recientes, los consumos domésticos de agua muestran tendencias o variaciones de baja frecuencia (periodos de años) relacionados con la disponibilidad de agua en sus fuentes principales de abastecimiento. La sequía de 2011-2013 en el noreste de México llevó a una disminución significativa en los niveles de la presa El Cuchillo, de alrededor de 75%, que obligó a reducciones en los volúmenes asignados para el consumo doméstico de agua en alrededor de 15% (Figura 8a). En 2021 también se registró una reducción significativa en el consumo per cápita de la ZMM debido a un periodo de sequía meteorológica, combinado con aumentos significativos en el número de usuarios. El almacenamiento de la presa El Cuchillo (con capacidad máxima de 159% respecto al nivel de aguas máximas ordinarias, NAMO), pasó de 125% en 2005 a 40% en 2023, lo que llevó a que el consumo doméstico de agua fuera en promedio de 110 L/hab./día, lo que dio como resultado una sequía socioeconómica. Cabe mencionar que, desde el segundo semestre de 2015, la presa El Cuchillo presenta una tendencia negativa en su almacenamiento con reducciones de aproximadamente el -7.1% anual, lo que hace que desde enero del 2021 su nivel esté por debajo del 60%. La política de mantener la misma dotación a una población en rápido crecimiento, aún bajo condiciones de sequía hidrológica, tuvo como consecuencia un aumento sostenido en el déficit de agua de la presa, lo que desembocó en la sequía socioeconómica de la ZMM en 2021.
En el caso del AMG la disponibilidad o niveles del Lago de Chapala han mostrado variaciones con periodos de varios años (Figura 8b), con una recuperación del nivel del agua después del intervalo 2001-2003. Sin embargo, la señal de las variaciones de muy baja frecuencia en las lluvias en la zona lleva a cambios en la disponibilidad de esta fuente de agua superficial. Estas fluctuaciones de largo periodo no parecen mostrarse en cambios en los consumos per cápita de agua, que sistemáticamente muestran una disminución, esencialmente relacionada con el continuo aumento en el número de usuarios.
En la CDMX los consumos han variado en función de la disponibilidad de agua de sus fuentes de abastecimiento, como lo es el Sistema Cutzamala (Figura 8c). La tendencia en la CDMX es a un menor consumo per cápita ante las tendencias de aumento en el número de usuarios. A pesar de lo anterior, los consumos per cápita en promedio para la CDMX en años recientes (170 L/hab./día) siguen estando entre los más altos entre los usuarios urbanos de México.
En la CDMX, el incremento en el consumo de agua es alto (> 20%) en las zonas donde se dispone del recurso, es decir, hacia el poniente de la CDMX (Fig. 9). En la zona centro oriente, la temperatura máxima promedio en el periodo más caluroso del año es con frecuencia superior a los 30 °C, y sin embargo, los aumentos del consumo doméstico de agua son menores al 10%. Dicha situación tiene consecuencias, ya que el mayor número de enfermedades diarreicas agudas se presenta en la parte oriente de la ciudad por un limitado acceso al agua potable (Vargas y Magaña, 2020).
c) Las variaciones climáticas de largo plazo y la disponibilidad de agua
En años recientes, la disminución en el consumo per cápita para grandes sectores de la población se ha explicado a partir de condiciones de sequía meteorológica. Los periodos de anomalías negativas en las lluvias tienen un efecto importante en las fuentes de abastecimiento superficial e incluso en las condiciones del agua subterránea. En la ZMM, la disminución en las lluvias entre 2011 y 2013 provocó un mínimo en la disponibilidad de agua superficial y subterránea (Figura 10a). Esta situación parece presentarse nuevamente en años recientes (2018-2023), con significativas anomalías negativas en los niveles de la presa El Cuchillo y del agua subterránea de la zona, lo que produjo una seria sequía socioeconómica en la ZMM en 2021.
Figura 10 Variaciones en la disponibilidad de agua de las fuentes de abastecimiento entre 2002 y 2022. Almacenamiento de agua superficial (%) y altura de agua equivalente (cm) para agua subterránea en: a) la ZMM; b) el AMG y c) la CDMX.
En el caso del AMG las variaciones en la disponibilidad de agua no parecen ser persistentes por más de un año, excepto por los efectos que tuvo la sequía 2011-2013 (Figura 10b). Por ello, los problemas de disminución del consumo per cápita están asociados principalmente al incremento en el número de usuarios y a un aumento insuficiente en el abastecimiento.
En el caso de la CDMX se observan disminuciones significativas en los niveles del Sistema Cutzamala a finales de la primera década del presente siglo, entre 2008 y 2010, que puso en alerta al Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX). La situación de sequía meteorológica y socioeconómica mejoró gracias a tormentas invernales importantes (Soto y Herrera, 2019). Desde 2020, sin embargo, se registra una disminución significativa en las fuentes de agua, que ha producido racionamientos en gran parte de la CDMX (Figura 10c).
Para hablar del factor cambio climático se requiere revisar los registros de precipitación anual de varias décadas. Esto se puede hacer con datos de precipitación de los observatorios meteorológicos (Figura 11). Como parte de la variabilidad interanual natural del clima se tienen años con bajas o altas precipitaciones, frecuentemente modulados por El Niño/Oscilación del Sur (Magaña et al., 2003) y en escalas interdecadales por la Oscilación Multidecadal del Atlántico (AMO, por sus siglas en inglés) (Méndez y Magaña, 2010). En general, la tendencia en las zonas urbanas bajo estudio es a mayores precipitaciones anuales, aunque con periodos de sequía meteorológica. Lo que hace cincuenta o cien años era un año de buenas lluvias, hoy es considerado de sequía meteorológica y de sequía socioeconómica, por el aumento en la necesidad de más agua.
Figura 11 Precipitación anual (mm) en los observatorios meteorológicos de: a) la ZMM, b) el AMG y c) la CDMX. Los huecos corresponden a falta de datos. Las líneas punteadas suaves denotan las variaciones de muy baja frecuencia en la precipitación anual.
Las variaciones de muy baja frecuencia en la lluvia, con periodos de alrededor de 30 o 40 años relacionadas con la AMO, juegan un papel importante en la disponibilidad de agua. No hay evidencias claras de que las sequías meteorológicas se estén volviendo más frecuentes o severas que en el pasado, pero sí las sequías socioeconómicas. Por tanto, desde un enfoque de riesgo, es necesario revisar los factores que hacen a nuestras ciudades más vulnerables a déficit de lluvias. Jáuregui y Romales (1996) encontraron que las precipitaciones en la CDMX durante el siglo XX tienden al alza, lo que se relaciona con la ICU. López et al. (2022) proponen que, en el caso del AMG, la tendencia a más precipitaciones anuales es resultado de un incremento en el número de tormentas intensas que está relacionado con el proceso de urbanización del AMG. Las lluvias anuales en las tres zonas metropolitanas bajo estudio se han incrementado entre 30 y 50%, lo cual debiera dar como resultado una mayor disponibilidad de agua si se funciona con una estrategia mejorada de gestión hídrica a largo plazo.
Conclusiones
La disminución en la disponibilidad de agua en las grandes ciudades se ha traducido en menores consumos y frecuentemente ha dado lugar a sequías socioeconómicas. Ante tal situación, las autoridades recurren al enfoque naturalista y hablan de cambio climático como la causa principal de las sequías socioeconómicas. Este enfoque no considera que este tipo de sequía es un problema de riesgo climático no atendido, en donde la vulnerabilidad de las ciudades ante la sequía meteorológica ha aumentado. Las ciudades son vulnerables por múltiples factores, como la falta de planeación en el manejo hídrico, los consumos excesivos del recurso o falta de inversión en infraestructura. Un programa de cultura del agua que tome en cuenta el clima cambiante es urgente para que los usuarios se adapten a que un recurso finito se distribuya entre cada vez más personas. La crisis hídrica de México se manifiesta de forma grave en Monterrey, Guadalajara y la Ciudad de México porque ahí los requerimientos de agua para uso doméstico se han incrementado desde hace casi un siglo como consecuencia de su crecimiento demográfico. Satisfacer las demandas hídricas es difícil porque la inversión en infraestructura hidráulica no ha sido suficiente durante décadas (Magaña et al., 2021). Sin embargo, un insuficiente servicio de agua potable tiene consecuencias para la salud de la población (Vargas y Magaña, 2020).
A pesar de que se sabe que las condiciones climáticas de temperatura máxima influyen en el consumo urbano de agua, la señal de aumento en la temperatura por causa de la ICU es difícil de detectar, pues dominan los efectos del incremento en el número de usuarios o de variaciones en las lluvias. La importancia del factor clima aparece cuando se consideran las sequías meteorológicas, ya que estas afectan la disponibilidad del recurso hídrico. Las temperaturas máximas solo se reflejan en el consumo per cápita cuando se contrastan los meses secos y cálidos con el periodo frío o de la temporada de lluvia. El incremento de la demanda de agua para consumo doméstico también podría estudiarse durante episodios de ondas de calor, pero se requiere de mejores datos para establecer la importancia de estos fenómenos en los consumos hídricos urbanos. La ICU incrementa sistemáticamente la temperatura de las ciudades, pero su efecto en el consumo de agua per cápita de décadas recientes es indistinguible.
Se debe abandonar el discurso naturalista usado para justificar los problemas del abasto de agua en las ciudades. Se insiste en que los escenarios de cambio climático para México son negativos en materia de lluvias, sin reconocer que se vive en un país en que la tendencia es a mayor precipitación, pero donde la vulnerabilidad a la sequía meteorológica incrementa los riesgos de desabasto. Al disminuir los almacenamientos superficiales se sobreexplotan también las fuentes subterráneas, con consecuencias negativas. Este problema debe llevar a la sociedad, y principalmente a los organismos operadores del recurso hídrico, a la implementación de alternativas y estrategias de manejo hidrológico sustentable.
En resumen, el principal reto del sector agua urbana en México es cómo satisfacer la demanda de una población creciente. La respuesta ha sido buscar nuevas fuentes de abastecimiento, pero esto ha resultado ser un proceso insostenible. Será necesario construir infraestructura hidráulica para el reúso del recurso al mismo tiempo que se mejoran los programas de cultura del agua, incluyendo información y planes para adaptarse a sequías meteorológicas que pueden durar de una estación a varios años.
