Hasta donde se tiene conocimiento, fueron los antiguos persas los que construyeron túneles y pozos para interceptar fuentes de agua subterránea. Los primitivos egipcios y chinos llegaron a estar en la capacidad de horadar agujeros para obtener agua subterránea (2100 a.C.).

El pozo más famoso de la antigüedad, ubicado en el Cairo, fue construido por Josué e identificándose como el “Pozo de Josué”.

Para el Siglo XII, en la zona conocida como Artois, Francia, la tecnología de perforación de pozos avanzó considerablemente, de donde deriva el término “artesiano”.

La ciencia de la perforación a gran profundidad recibió un gran impulso en la región de Passy, cerca de París, Francia (año 1857 d.C., alcanzando los 587 m de profundidad).

Diseño básico de un pozo para extracción de agua subterránea

La información y el avance del conocimiento para el diseño de un pozo, para que tenga el grado de certeza y poder extraer agua suficiente durante su vida útil son: selección del sitio más probable; efectuar una perforación exploratoria; aplicar una prueba para determinar su abatimiento y rendimiento.

Con esa información, se diseña el pozo en conocimiento de las zonas en el subsuelo donde es susceptible de obtener agua proyectando la rejilla de captación, el filtro exterior granulométrico de arenas y gravas, los equipos de bombeo, las tuberías, conexiones y todos los elementos complementarios.

En función de las condiciones de la zona, el tipo y calidad del agua extraída, se propone el manual de operación y mantenimiento, que deberá respetarse para alcanzar la vida útil para la que fue diseñado y proteger la inversión.

Con fines de ofrecer un dato económico en promedio del valor de un pozo ya en operación, en función de su diámetro de construcción, profundidad (+- 250 m) y equipamiento, la inversión para esta obra de infraestructura puede ascender a más de 4,5 millones de pesos y el costo del metro cúbico (m3) que cada usuario consume oscila entre 2,50 a 15,00 pesos el metro cúbico según la región y legislación que aplique.

Ejemplo de un sistema en operación

En la majestuosa Ciudad de México, operan gran cantidad de pozos que extraen agua subterránea, sistema que es complementado por las aportaciones que recibe de las cuencas hidrológicas aledañas al Valle de México (Oriental, Puebla, Amacuzac, Tecolutla, Lerma, Cutzamala, entre las principales) con un volumen superior a los 70 metros cúbicos por segundo (1 metro cúbico equivale a 1.000 litros, es decir, produce en conjunto 70.000 litros por segundo).

La Cuenca del Valle de México se localiza en la parte central del Cinturón Volcánico Transmexicano, con un área aproximada de 9.000 kilómetros cuadrados, situada a una altitud cercana a los 2.240 metros sobre el nivel del mar, la más alta de la región, rodeada por montañas que alcanzan elevaciones superiores a los 5.000 metros

Zonificación básica de la Cuenca del Valle de México

Dentro de esta cuenca existen tres principales zonas hidrológicas que han sido definidas para el Valle de México: la zona lacustre, el piedemonte o zona de transición y la zona montañosa.

La zona lacustre corresponde a las elevaciones de menor altura. La región piedemonte se encuentra por lo general entre el lecho de los antiguos lagos. Y las montañas, de mayor pendiente conformada generalmente por complejos rocosos.

La formación de basalto es altamente permeable, con una buena capacidad de almacenamiento, considerada como el componente principal del acuífero en explotación y se extiende por debajo de los depósitos aluviales del valle, resultando también de gran importancia el piedemonte, conocido como zona de transición, cuya función es de recarga natural del acuífero.

Niveles de las aguas subterráneas

Uno de los problemas que conlleva un deficiente manejo de un acuífero, se detecta con los signos de disminución en el nivel del agua subterránea, desecamiento de los manantiales naturales producto de una explotación intensiva del acuífero principal por medio de pozos profundos (de 100 a superiores a los 200 metros de profundidad).

Aunque los niveles de agua subterránea se han medido durante décadas, estas evaluaciones fueron realizadas para proyectos muy específicos. En 1983 comenzó el muestreo sistemático de los niveles de agua en el acuífero.

Desde entonces, el promedio anual de descenso del agua subterránea varió de 0,1 a 1,5 metros por año en las diferentes zonas del Valle de México, mientras que para el lapso de 1986 a 1992, el nivel del agua subterránea tuvo un descenso neto de 6 a 10 metros en las zonas más virulentamente bombeadas de esta región.

Con el creciente bombeo efectuado en el periodo que va de 1948 a 1953, el hundimiento había llegado a los 46 centímetros por año en algunas áreas. De acuerdo con la información estadística recopilada, el hundimiento neto en los últimos cien años ha hecho descender el nivel del suelo de la Ciudad de México con un promedio de 7,5 metros, dando como resultado un daño extensivo a la infraestructura de la ciudad, que abarca los cimientos de los edificios, sistema de alcantarillado, red de agua potable, electrificación subterránea y algunas más.

Problemas generados por una sobreexplotación del recurso

La enseñanza y experiencia nos reporta que para un adecuado manejo de los recursos que nos provee el planeta, es importante apoyarse en ciencias de ingeniería como son la Geohidrología, Geología, Geofísica, Hidráulica e Ingeniería Civil.

Una cuenca sobreexplotada sin control ya no es recuperable, genera un daño irreversible a la comunidad, se incrementan las enfermedades, limita el desarrollo, modifica el clima, altera el equilibrio del ecosistema y afecta a la fauna y flora de la región.

La capacidad de las cuencas donde se extrae el agua subterránea, debe cuidarse para mantener el equilibrio de la región y controlar su explotación en forma eficiente, velar los procesos, ya que un mal manejo del recurso, modifica el equilibrio hidráulico de la región y por ende, su ecosistema que generalmente está en equilibrio.

En México, se ha contribuido considerablemente en este campo por su compleja orografía y por su alta demanda día con día del recurso. Los especialistas encargados de localizar nuevas fuentes de agua potable han tenido que desarrollar tecnología propia, tanto en sistemas de investigación como métodos exploratorios y perforaciones para obtener fuentes estables en cantidad, calidad y generar un beneficio comunitario.