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Flujo fronterizo: Explorar un acuífero para crear un Modelo
Proyecto Piloto del Acuífero Transfronterizo Allende-Piedras Negras
El Acuífero Transfronterizo Allende-Piedras Negras (ATF-APN) se localiza entre los estados de Texas (Estados Unidos) y Coahuila (México) (Imagen 2.1). El Río Bravo cruza el acuífero, actuando como una división natural y política entre los dos países. Sin embargo, no está claro aún si el ATF-APN puede considerarse como un verdadero sistema de flujo acuífero transfronterizo, lo cual requeriría una gestión potencial conjunta o coordinada por dos jurisdicciones administrativas diferentes
Figura 2.1. El Transfronterizo Allende - Piedras Negras
Acuífero. Fuente: Rodríguez et al. (2020)
Recientemente, se desarrolló un modelo numérico para el ATF-APN (Imagen 2.2.), cuyas simulaciones demostraron numéricamente que existe probabilidad de flujo transfronterizo entre las regiones del acuífero en los Estados Unidos y México, clasificándolo como transfronterizo (Rodríguez et al., 2020).
Figura 2.2. Modelado del acuífero Allende Piedras Negras
reducción entre enero de 2000 y diciembre de 2017.
Fuente: Rodríguez et al. (2020)
No obstante, el área simulada es algo local, y las capas consideradas en el estudio son acuíferos poco profundos. Por tanto, aún permanecen importantes preguntas sobre el Proyecto ATF-APN en las escalas intermedia y regional, así como en la escala vertical de capas y acuíferos más profundos. Asimismo, algunos procesos clave no están incluidos en el modelo, como los efectos de la fracturación, la interacción del agua superficial y el agua subterránea, las variaciones climáticas naturales, y los efectos del sobrebombeo en ambos lados de la frontera.
El modelo del ATF-APN existente no incluye el espectro completo de las escalas horizontales y verticales de ambos lados de la frontera, por tanto, las escalas de las dinámicas de las aguas subterráneas (i.e., uso y movimiento) ya sea fluyendo o almacenada, y los impactos eventuales de la sobre explotación en un área más grande no pueden ser evaluados con la versión actual del modelo.
Las ciudades de mayor interés en la región son Zaragoza, Morelos, Allende, Villa Unión, Nava, El Moral, Guerrero, y Piedras Negras, en lado mexicano (Estado de Coahuila). En el lado de los EUA, están Quemado, Spofford, Brackettville, e Eagle Pass, como sus principales ciudades. Piedras Negras e Eagle Pass constituyen los centros urbanos más grandes en el área, con una población total de 271,410 (Censo de 2020).
Debido al crecimiento de la dependencia en las aguas subterráneas en la región a causa de sus actividades económicas, se establecieron restricciones en el ATF-APN del lado mexicano debido al alto riesgo de sobre explotación y los bajos índices de recarga a causa de las condiciones climáticas semiáridas (DOF, 2013).
Proyecto Piloto del Acuífero Transfronterizo Allende-Piedras Negras
Desarrollar un esquema de cooperación transfronteriza para abordar las cuestiones de agua transfronteriza a lo largo de la frontera México/EUA. El esquema resultante servirá como modelo y podrá aplicarse en otras cuencas de aguas transfronterizas.
Desarrollar conocimiento científico sobre la evaluación y gestión de acuíferos transfronterizos, específicamente aplicado al ATF-APN entre Coahuila y Texas.
Desarrollar recomendaciones específicas viables de estrategias e iniciativas de corto plazo sobre la gestión del agua conforme a las prioridades sociales y económicas y a los escenarios de disponibilidad de agua, presentes y futuros.
Usar este conocimiento para promover el desarrollo económico sustentable de largo plazo con responsabilidad social a través de procesos de toma de decisiones, transparencia, involucramiento de las partes interesadas y esquemas de gobernanza compartida.
Desarrollar estrategias alineadas a los requerimiento y metas ambientales, sociales y de gobernanza actuales.
Desarrollar estrategias de comunicación para socializar y traducir los hallazgos científicos en información útil y ejecutable para los diferentes tipos de audiencias y usuarios.
Desarrollar capital y confianza social entre las instituciones/partes interesadas.
Desarrollar publicaciones científicas binacionales en revistas técnicas.
Evaluar la viabilidad de desarrollar y mantener una red de supervisión (pública y accesible) de los niveles de aguas subterráneas y calidad del agua.
Zona de estudio y escalas propuestas
Se utilizarán tres grados diferentes para evaluar el marco de cuencas hidrográficas y acuíferos anidados y los sistemas de flujo de aguas subterráneas (Figura 2.3):
Figura 2.3. Región sinóptica a estudiar en el proyecto piloto
Utilizar señales de Experimento de Clima y Recuperación Gravitatoria (GRACE, por sus siglas en inglés) para evaluar los cambios en el almacenamiento regional de aguas subterráneas durante los periodos 2002-2017 y 2018-2022.
Evaluar los índices de flujo de los ríos Pecos, Devils y Grande.
Aplicar la geología estructural y sedimentaria para evaluar la geología de la escala regional.
Generar secciones transversales de 2 dimensiones para definir unidades hidroestratigráficas a 1000-m de profundidad.
Evaluar la evapotranspiración y los componentes hidrológicos superficiales potenciales y actuales utilizando datos de detección remota (e.g. CHIRPS, MODIS, DAYMET, BCM, etc.).
Generar los Modelos de Elevación Digital (DEM, por sus siglas en Inglés).
Refinar las secciones transversales de dos dimensiones y las unidades hidroestratigráficas. Estas secciones serán usadas para exhibir y comunicar los resultados en formato digital.
Evaluar la recarga vertical utilizando modelos con base física y/o balance hidrológico (e.g., EALCO, Modelo SWB, Modelo BCM, o similares).
Identificar/diseñar sistemas de flujo de aguas subterráneas (GWFS, por sus siglas en inglés) con medidas geológicas, topográficas, geomorfológicas y climáticas distintas con base en descarga de aguas subterráneas, y en algunos casos una combinación de áreas de recarga y descarga de aguas subterráneas.
Evaluar los tiempos de residencia de las aguas subterráneas utilizando datos de aguas subterráneas, cuando estén disponibles, o con soluciones analíticas.
Fases del proyecto
Los objetivos específicos del ATF-APN se dividen en cuatro fases:
Preparar una síntesis ejecutiva de la situación actual de las condiciones transfronterizas de las aguas superficiales y subterráneas concentradas en la región de Piedras Negras/Eagle Pass. Esta síntesis facilitará un panorama de las condiciones socioeconómicas actuales, el análisis de los acuerdos existentes sobre gobernanza en la gestión de aguas (un mapeo de las partes interesadas en la relaciones público-privadas existentes). Serán abordados los temas y los elementos físicos y socioeconómicos más apremiantes, así como los desafíos en materia de gobernanza y políticas, para proveer un análisis contextual completo del sistema desde una escala amplia. Identificación de las lagunas de datos y las prioridades según corresponda.
Actividades propuestas
- Preparar una síntesis ejecutiva de la situación actual de las condiciones transfronterizas de las aguas superficiales y subterráneas centradas en la región de Piedras Negras/Eagle Pass.
- Panorama de las condiciones socioeconómicas actuales, mapeo de las partes interesadas, necesidades, prioridades y relaciones público-privadas. Se abordarán los temas más apremiantes, los elementos físicos y socioeconómicos, así como los desafíos en materia de gobernanza y políticas para proveer una fotografía del sistema desde una escala amplia.
- Realizar un análisis de las arquitecturas institucionales y de gobernanza existentes para la gestión del agua en la región:a. Identificar las instituciones binacionales y nacionales existentes y sus respectivas leyes y regulaciones para la gestión de los recursos hídricos transfronterizos;
b. Identificar los mecanismos existentes para (1) la participación nacional y transfronteriza de las partes interesadas; y (2) recopilación, intercambio y diseminación de datos/información;
c. Evaluar las instituciones, la participación de las partes interesadas y los mecanismos de intercambio de información a través de la aplicación de una matriz de indicadores de gobernanza del agua y análisis de deficiencias.
- Panorama de la cooperación internacional de este acuífero transfronterizo.
- Comunicar los objetivos de la propuesta a las principales partes interesadas para buscar apoyo y respaldo al proyecto, y obtener sus comentarios sobre los resultados esperados. Programar entrevistas de seguimiento y talleres para comunicar los avances, cambios y mejoras al proyecto.
- Identificación de las principales lagunas de datos, las necesidades de investigación, y las prioridades de investigación.
- Las lagunas de investigación serán traducidas en necesidades de investigación posterior y la importancia de esos pasos futuros para la totalidad de los objetivos del proyecto.
- Las necesidades de investigación serán traducidas en impactos potenciales y acciones medibles específicas de largo plazo en los diferentes niveles de los sistemas de gobierno.
Resultados
Anexo A_Informe técnico extenso sobre lagunas de datos, información y necesidades de investigación: Acuífero transfronterizo Allende Piedras Negras-Maverick
Este informe es parte del Proyecto Piloto Acuífero Transfronterizo Allende-Piedras Negras (APN-TBA), proyecto del Foro Permanente de Aguas Binacionales (PFBW). Este proyecto tiene como objetivo proporcionar conocimientos con base científica sobre acuíferos y cuencas transfronterizos, y aguas subterráneas y superficiales transfronterizas utilizando un enfoque holístico sobre la evaluación y gestión de los acuíferos transfronterizos hacia su desarrollo sostenible.
El objetivo de este informe es integrar datos e información existentes de estudios geológicos, hidrogeológicos, geoquímicos y ambientales previos de la APN-TBA, con el fin de desarrollar un conjunto de datos integrado para el estudio del sistema acuífero completo. Este informe representa el Anexo A, debe consultarse junto con los otros dos Anexos, B y C. Los tres anexos constituyen una revisión exhaustiva de datos, información y una variedad de estudios anteriores y actuales de la APN-TBA en ambos lados de la frontera México/Estados Unidos. Estos han sido compilados, analizados y sintetizados en este informe; por lo tanto, este entregable representa una síntesis del conocimiento sobre el acuífero al 2024.
Descargue en inglés el Anexo A completo aquí.
Anexo B_Referencias del Informe Técnico
El presente documento es el Anexo B titulado “Principales datos, vacíos y necesidades de investigación” que forma parte del Proyecto Piloto Acuífero Transfronterizo Allende-Piedras Negras (APN-TBA), proyecto del Foro Permanente de Aguas Binacionales (PFBW).
Este Anexo enumera la literatura, manuscritos científicos e informes técnicos más relevantes para describir seis dominios de información, incluyendo geología, hidrogeología, aguas subterráneas, aguas superficiales, hidrogeoquímicas y características ambientales de la región transfronteriza formada por los límites del Allende-Piedras Negras. (APN) acuíferos, Región Carbonífera, Serranía del Burro, Cerro Colorado – La Partida, Palestina e Hidalgo, en México; y los acuíferos Edwards – Trinity y Carrizo, en EE.UU. Estos acuíferos cubren tres escalas espaciales de análisis: una escala regional (500 km), una escala intermedia (250 km) y la escala local (100 km), que se pueden consultar. en el Informe Ejecutivo o Anexo A - Informe Técnico Extenso.
Descargue en inglés el Anexo B completo aquí..
Anexo C_Datos e información recopilados
Este documento describe los datos y la información recopilados para el propósito de este proyecto. La base de datos del proyecto contiene una lista completa de la información recuperada utilizada para producir el extenso informe técnico, con información técnica dividida en ocho categorías: Geología, Hidrogeología, Aguas superficiales, Aguas subterráneas, Hidrogeoquímica, Medio ambiente, Teledetección y Figuras. Cada dominio de la base de datos tiene un breve resumen de su contenido, junto con información sobre las instituciones de las que se recuperaron los datos y los enlaces URL de acceso. La información recopilada para cada dominio se describe en la Tabla correspondiente en el Anexo.
Descargue en inglés el Anexo C completo aquí..
Informe de síntesis sobre oferta y demanda de agua. Conocimiento de las condiciones físicas de las aguas subterráneas y acuíferos de la zona de estudio.
Desarrollar un modelo conceptual inicial de hidrogeología, clima y sustentabilidad de recursos hídricos que incluyan: recopilación de datos, identificación de las lagunas de datos, análisis de los datos existentes, y evaluación de la idoneidad de las redes de supervisión existentes. La recopilación de datos y los métodos de evaluación para evaluar los sistemas de agua físicos y gestionados, así como la relevancia de las políticas actuales sobre aguas subterráneas.
Actividades propuestas
Definir los principales temas y preguntas que el proyecto piloto busca resolver sobre las condiciones físicas y socioeconómicas del sistema del acuífero y sobre la gestión compartida del recurso.
Recopilar e integrar datos hidrológicos, geológicos, geoquímicos e hidrogeológicos e información REPDA, SINA-CONAGUA, INEGI (LAYERS), datos de TWDB/USGS/IBWC-CILA, CB, INEGI, y de otras instituciones estatales y federales relacionadas.
Realizar trabajo de campo puntual para despejar las lagunas de conocimiento (datos físicos, ambientales, sociales, económicos y de gobierno/político).
Realizar el análisis de los datos existentes para apoyar el desarrollo del modelo conceptual donde sea posible.
Construir modelos conceptuales de cuencas e hidrológicos de los sistemas de flujo de aguas subterráneas en un marco de acuíferos múltiples, concentrados en ambos lados de la frontera EUA/México en Piedras Negras (México)/Eagle Pass (EUA), incluyendo:
a. La Meseta Edwards-Trinity
b. Los Sistemas del Rio Grande
c. Los Ríos Pecos y Devils
d. Allende - Piedras Negras/Eagle Pass
e. El Acuífero de la Cuenca Maverick
f. La Región Carbonífera
Desarrollar un modelo de recarga/evacuación y la modelización de aguas subterráneas, y evaluar los componentes de la oferta y la demanda en periodos históricos, efectos de las extracciones de aguas subterráneas en los caudales de los ríos, la calidad del agua, y cambios en los índices de los flujos de las aguas transfronterizas. Se realizará el análisis de evaluación de riesgos ambientales, de disponibilidad de agua y socioeconómicos. Simultáneamente, se desarrollará la completa caracterización de las incertidumbres presentes en la cuenca (natural, sociocultural, gobernanza y técnica).
Actividades propuestas
Construir un modelo numérico basado en el modelo conceptual.
a. Usar el modelo para simular estreses, flujos transfronterizos, indicadores (e.g., estrés hídrico subterráneo, disponibilidad de aguas subterráneas, grado de transfronterabilidad) y futuros escenarios climáticos y de gestión.
b. Definir, simular, y evaluar en modelos más refinados o anidados, subregiones críticas que podrían estar sujetas a la sobreexplotación o a usos no sustentables o que desencadenen efectos secundarios, como la captura de aguas superficiales, interferencia con otros usos de aguas subterráneas, o degradación de la calidad del agua.
c. Usar el modelo para evaluar posibles escenarios sustentables.
d. Usar los resultados del modelo para desarrollar un análisis de evaluación de riesgos (de disponibilidad de agua, ambientales y socioeconómicos).
Usar la estrategia desarrollada en este proyecto piloto como un ejemplo detallado para todos los otros ATFs localizados a lo largo de la frontera EUA/México.
Usar los resultados de las Fases 1 a 3 para desarrollar propuestas de gobierno y de políticas para la gestión y uso sustentable del ATF-APN, a fin de asegurar un uso de los recursos hídricos social y económicamente responsable, considerando las características nacionales y transfronterizas y las implicaciones socioeconómicas e institucionales.
Actividades propuestas
Desarrollar propuestas sobre gobernanza y políticas para el manejo y uso sustentable del ATF-APN, para asegurar escenarios social y económicamente responsables.
a. En su caso, proponer nuevas instituciones, prioridades, reglamentos/leyes y/o responsabilidades (o modificaciones) en ambos niveles de gobierno.
b. En su caso, proponer nuevos mecanismos para la participación de las partes interesadas e intercambio de información en los ámbitos de gobierno nacional y binacional.
c. Evaluar el impacto económico de diferentes escenarios de disponibilidad de aguas subterráneas (análisis de evaluación de riesgos).
d. Evaluar el impacto socioeconómico en el gobierno de las aguas subterráneas a través de diferentes escenarios modelo (análisis de evaluación de riesgos).
e. Desarrollo de un modelo conceptual del sistema socioambiental.
f. Sustentabilidad de la gestión de las aguas subterráneas conforme a los niveles de transparencia, inclusión, y gobernanza de aguas subterráneas.
¿Qué nos traerá este Proyecto?
A continuación, se describen detalladamente las metas de corto, mediano y largo plazo. Estas metas están diseñadas para abordar los principales problemas e interrogantes que el proyecto piloto busca resolver.
Tiempo esperado: 6 a 12 meses
Definir los principales problemas e interrogantes del sistema físico, así como del sistema de gobernanza del agua socioeconómico-institucional.
Diseñar un proyecto de volante como herramienta de comunicación con breves objetivos ejecutivos.
Identificar lagunas de información/datos y necesidades de intercambio de información.
Descripción del estado de cosas del ATF-APN (su situación, o conjunto de circunstancias).
Identificar estrategias/iniciativas de corto plazo (“ganancias rápidas”) y áreas de oportunidad en términos de eficiencia hídrica y mejores prácticas de gestión.
Mapeo de las partes interesadas, necesidades y prioridades, y sus relaciones.
Identificar, desafíos de gobernanza, institucionales y de políticas en el ATF-APN.
Identificar preocupaciones socioeconómicas y escenarios potenciales de disponibilidad de agua para la región.
Integrar un grupo de las principales partes interesadas que estarán participando como asesores del proyecto a lo largo del proceso.
Tiempo esperado: 12 a 23 meses
Recopilar, integrar, y analizar los datos físicos y socioeconómicos.
Analizar los datos existentes en apoyo a los modelos conceptuales y numéricos.
Realizar trabajo de campo puntual para completar las lagunas de conocimiento, incluyendo trabajo de encuestas.
Construir modelos conceptuales.
Construir y calibrar modelos numéricos.
Publicar resultados preliminares, facilitar talleres, y desarrollar estrategias de comunicación.
Tiempo previsto: 24 a 36 meses
Descripción avanzada y cuantitativa del esquema físico del ATF-APN.
Análisis de deficiencias en el gobierno: Identificar la gobernanza y gestión de las arquitecturas necesarias para apoyar las ganancias rápidas y las mejores prácticas de gestión identificadas y lo que falta.
Comunicar los resultados y las implicaciones del análisis de campo (entrevistas a grupos de enfoque) y de la información existente (responsabilidad social, marco legal, y estadísticas económicas).
Evaluación técnica de la responsabilidad social y el impacto económico de Constellation Brands.
Facilitar la evaluación de riesgos de los impactos ambientales y/o la reducción de los recursos hídricos.
Cronograma del Proyecto
Las actividades se desarrollarán siguiendo los diagramas de Línea de Tiempo (Figura 2.4) y Hoja de Ruta (Figura 2.5).
Cronograma
Hoja de Ruta
Cronograma
Figura 2.4. Etapas sucesivas para evaluar un acuífero transfronterizo en la frontera entre Estados Unidos y México.Hoja de Ruta
Figura 2.5. Hoja de ruta para el mejoramiento del conocimiento de la APN-TBA hacia su desarrollo sostenible.