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“Metodología para valorar índices de vulnerabilidad ante el cambio climático y
acciones de compensación en las costas de Tamaulipas.”
D. M. E. González Turrubiates1, M. A. Haces Zorrilla1 y L. Rangel Blanco1
División de Estudios de Posgrado e Investigación, Facultad de Ingeniería “Arturo Narro Siller”,
Universidad Autónoma de Tamaulipas, Centro Universitario Tampico-Madero, 89339 Tampico,
Tamaulipas.
1
Responsable del artículo: D. M. E. González Turrubiates, e-mail: dgonzale@uat.edu.mx
Resumen
La construcción y valoración de indicadores de vulnerabilidad, relacionados con el impacto
del cambio climático sobre las zonas costeras, es una experiencia nueva en el ámbito
nacional, que debe ser abordada de manera generalizada por las instancias vinculadas al
desarrollo de estos espacios territoriales. El presente trabajo tiene como objetivo la
evaluación del impacto del cambio climático en la disponibilidad de agua, mediante la
selección y desarrollo de variables y criterios específicos para valorar la vulnerabilidad en
el desarrollo del proyecto denominado: “Evaluación y monitoreo de la vulnerabilidad al
cambio climático de las costas de Tamaulipas.” Este proyecto está siendo financiado por el
CONACYT dentro de la Convocatoria 2010-27 del Fondo Mixto de Fomento a la
Investigación Científica y Tecnológica CONACYT-Gobierno del Estado de Tamaulipas.
La metodología adoptada para la selección y desarrollo de indicadores se aplica en un
marco de evaluación del riesgo de exposición, susceptibilidad y adaptación al cambio
climático debido a la disponibilidad de agua, previamente modelada en las cuencas costeras
que conforman el área de estudio en las costas de Tamaulipas.
Palabras clave: vulnerabilidad, disponibilidad de agua, cuencas hidrológicas, indicadores.
Introducción
A pesar de las incertidumbres acerca del cambio climático futuro, el calentamiento global
es ya innegable. En el año 2008 el IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)
publicó el documento “Climate Change and Water”, editado por Bates et al (2008), en
donde se constata lo que ya muchos investigadores a nivel mundial habían indicado sobre el
impacto que el cambio climático tendría sobre los recursos hídricos.
En este documento, Bates et al (2008), registran que los cambios del ciclo hidrológico a
gran escala, que se han observado en las últimas décadas del siglo XX, en aspectos
relacionados con el contenido de vapor, cambios en los patrones de precipitación e
intensidad de la misma, reducción en las capas de hielo y derretimiento de glaciares, así
como los cambios en la humedad del suelo y en los procesos de escurrimientos, se
encuentran relacionados al calentamiento global. Indican, además, que durante las últimas
décadas del siglo XX la precipitación ha disminuido en regiones de latitudes medias, y ha
aumentado en regiones de latitudes altas y sobre todo en el hemisferio norte, situación
consistente con las proyecciones de precipitación pronosticada por los modelos de cambio
climático (Gay, 2000; Arnell et al, 2001; Trenberth et al, 2003).
En este sentido, y en lo que respecta a México, buena parte de su territorio se ubica dentro
de esas regiones secas, en donde ya se está observando una disminución del escurrimiento
medio anual y de la disponibilidad de agua (Mendoza et al, 1997; Gay, 2000).
En consecuencia a las tendencias predichas y observadas de las condiciones climáticas
globales debido a la alteración de los patrones de precipitación, los efectos sobre los
recursos hídricos no se han hecho esperar. Por una parte, el aumento en el riesgo de
inundaciones,
y por otra, el incremento del riesgo de sequías; y en consecuencia, la
disponibilidad de agua afectada por la disminución de su cantidad y calidad a causa
precisamente de escorrentías intensas o falta de agua para dilución.
Estos efectos y otros más que se están observando empiezan a crear conflictos entre los
usuarios de agua, que impactan en los sectores de desarrollo socioeconómico de los países.
En consecuencia es necesario evaluar la “vulnerabilidad” de los países ante este cambio y,
diseñar estrategias de adaptación. Y es precisamente en este sentido que esta investigación
se aboca a la búsqueda y valoración de índices de vulnerabilidad a partir de los cuales se
establezcan criterios que establezcan las implicaciones potenciales del cambio climático
con respecto a la disponibilidad del agua en las cuencas hidrológicas costeras y en los
sectores de desarrollo socioeconómicos que en ellas se tienen.
Marco Conceptual
Para la International Strategy for Disaster Reduction (ISDR, 2001), la vulnerabilidad “es el
conjunto de condiciones y procesos resultantes de factores físicos, sociales, económicos y
ambientales que incrementan la susceptibilidad de una comunidad al impacto de riesgos
potenciales”. Bajo este contexto la vulnerabilidad ante el cambio climático global está
referida al riesgo de un evento fenomenológico del clima y a la fragilidad de los elementos
expuestos.
Por otra parte, y, en términos de vulnerabilidad hídrica, el impacto del cambio climático
sobre los recursos hídricos está asociado al peligro del fenómeno climático que depende de
cuatro elementos. El primero elemento corresponde al propio fenómeno climático y que
tiene que ver con su intensidad, frecuencia y duración (aumento o disminución de la
precipitación). El segundo elemento corresponde a la capacidad de atenuación natural de
la cuenca, es decir su hidrodinámica natural. El tercero, y como consecuencia de los dos
anteriores, tiene que ver con los cambios en el volumen y calidad de los flujos de agua
superficial y subterránea, de las descargas de agua de dichas corrientes. Y, finalmente el
cuarto elemento que tiene que ver con las actividades antropogénicas: los usos del
suelo, la demanda y el nivel de extracción del recurso (doméstico, agrícola, ganadero,
industrial, etc.).
En México, la disponibilidad media de agua por habitante se ha reducido en un 66% en 50
años, de 11 500 m3 anuales en 1955 a 3 822 m3 en 2005. Y en tan sólo en 5 años, su
reducción ha sido del 22 %, 4 900 m3 en el 2000 y 3 822 m3 en el 2005. Por otra parte, si el
régimen de precipitación pluvial no se modifica sustancialmente, y considerando
exclusivamente el crecimiento poblacional se espera que las disponibilidades medias
sean de 3 610 m3 en el 2012, de 3 285 m3 en el 2030 y de 3 260 m3 en 2050 (SEMARNAT,
2009). No obstante, las proyecciones del clima indican que conforme evolucione el
calentamiento global, las precipitaciones sean menores y con mayor concentración, por
tanto la disponibilidad media anual de agua por habitante se verá disminuida en forma más
acelerada, especialmente en las regiones áridas y semiáridas del país.
Además, la sobreexplotación de acuíferos, la falta o el inadecuado tratamiento del agua
urbana e industrial, la falta o poca práctica de tecnologías eficientes en el sector agrícola,
entre otros factores que deterioran la cantidad y calidad de agua, aumentan el grado de
vulnerabilidad futura del recurso hídrico. Por lo que la preservación del recurso hídrico
dependerá en gran medida de la forma en que se aplique su gestión y manejo, así como de
los programas de mitigación y adaptación al cambio climático en cada sector de desarrollo
socioeconómico que se genera en la cuenca.
A nivel global se han desarrollado una gran variedad de indicadores e índices para valorar
la vulnerabilidad ante el cambio climático, los cuales han sido desarrollados para aplicarse
en diferentes contextos. Sin embargo, la mayoría de estos índices se han desarrollado para
valorar la vulnerabilidad a nivel nacional con el fin de poder comparar diferentes países
(Brenkert y Malone, 2005; Yohe et al, 2006).
Tres índices claves de vulnerabilidad subyacente ó “social” y de especial pertinencia hacia
los recursos hídricos, son el Índice de Pobreza de Agua (Water Poverty Index ó WPI;
Lawrence et al, 2002), el Índice de Vulnerabilidad al Cambio Climático (Climate
Vulnerability Index, ó CVI; Sullivan y Meigh, 2005), y el Índice de Vulnerabilidad Social
(Social Vulnerability Index ó SVI; Vincent, 2004). Estos índices están enfocados en la
selección subjetiva de indicadores basados en estudios y datos empíricos de los factores que
generan vulnerabilidad frente a la escasez del agua, sin embargo, no incluyen ninguna
información acerca de cambios proyectados en el clima, y se construyen a partir de datos
relacionados con las actuales condiciones sociales, económicas, políticas y ambientales.
En lo que respecta a México, recientemente la SEMARNAT ha publicado el “Atlas de
Vulnerabilidad Hídrica en México ante el Cambio Climático”. En este documento
Rivas et al (2010), precisan sobre el estudio y caracterización de la vulnerabilidad hídrica
global para aguas superficiales en el territorio nacional con base en la generación de
escenarios climáticos. Su evaluación consiste en la estimación del escurrimiento superficial
considerando la variación en la precipitación futura a causa del cambio climático y a partir
del cambio en los escurrimientos aplican la definición de vulnerabilidad definida por el
IPCC para identificar las regiones más vulnerables.
Área de estudio
El área de estudio de este proyecto corresponde a las subcuencas hidrológicas que riegan el
territorio costero del Estado de Tamaulipas y que se ubican dentro de las Regiones
Hidrológicas RH 24: Río Bravo-Conchos, RH 25: Río San Fernando-Soto La Marina, y
RH 26: Río Pánuco (Figura 1).
Figura 1. Área de estudio: subcuencas costeras de Tamaulipas y
localidades que albergan.
La Tabla 1, muestra la relación de las cuencas y subcuencas consideradas para este estudio,
indicando además su superficie, el número de localidades y población que albergan. La
superficie total de estudio corresponde a 42 191.64 Km2, con un total de 1 637 657
habitantes en 3 890 localidades.
Tabla 1. Cuencas y Subcuencas Costeras del Estado de Tamaulipas.
Cuenca/Subcuenca
Superficie(km2) Localidades
1.Cuenca: Río Bravo-Matamoros-Reynosa
1.RH24Aa: Río Bravo-Reynosa
1 689.72
206
1 135
2.RH24Ab: Río Bravo-Matamoros
5 788.51
2.Cuenca: Laguna de San Andrés-Laguna Morales
3.RH25Aa: Laguna San Andrés
785.38
114
4.RH25Ac: Río Tigre
1 040.33
4
5.RH25Ab: Río Barberena
1 879.58
213
6.RH25Ad: Río Carrizal
1 615.02
185
7.RH25Ae: Arroyo Calabozo
690.57
110
8.RH25Af: Laguna Morales
429.3
41
3.Cuenca: Río Soto La Marina
200
9.RH25Ba: Río Soto La Marina
3 508.74
10.RH25Bc: Arroyo La Zanja
1 228.12
51
RH25Bk: Río Palmas
1 704.66
103
4.Cuenca: Laguna Madre
11.RH25Ca: Laguna Madre
11 280.52
591
12.RH25Cb: Arroyo La Misión
961.53
27
5.Cuenca: Río San Fernando
13.RH25Dg: Arroyo Chorreras
1 862.25
51
6.Cuenca: Río Tamesí
859
14.RH26Ba: Río Tamesí
7 727.41
42 191.64
3 890
Fuente: Elaboración propia, a partir de INEGI (2010).
Población
456 005
218 287
127 747
348
19 091
6 677
1 804
363
16 991
10 034
2 590
39 930
822
2 569
734 399
1 637 657
Propuesta metodológica
Partiendo de la metodología desarrollada por Rivas et al (2010) se formula la presente
propuesta,
que busca ayudar a la valoración de la vulnerabilidad en las cuencas
hidrológicas costeras ante el cambio climático en materia de disponibilidad de agua.
Previo a la valoración de la vulnerabilidad, se evaluará la disponibilidad de agua
considerando la variación futura de la precipitación bajo los escenarios de cambio
climático A1B y A2 del IPCC, y considerando un horizonte a cada 10 años para el periodo
2010-2060.
La vulnerabilidad y la capacidad de respuesta de un ecosistema natural como las cuencas
hidrológicas dependen del estado de sensibilidad y/o fragilidad del propio ecosistema, toda
vez que su capacidad de defensa reside en la organización espacial de su estructura
geomorfológica y sus elementos expuestos. Por estos motivos, y además teniendo en
cuenta el carácter multifacético de la vulnerabilidad y el riesgo asociado con el cambio
climático, esta debe ser dimensionada de acuerdo con la escala espacial y social
considerada. Asimismo, las variables que describan la vulnerabilidad deberán mostrar ser
una clara descripción de las características del estado y la capacidad de respuesta de
contexto particular en estudio; considerando la exposición y fragilidad física, social,
económica, financiera, ambiental y la falta de resiliencia.
A continuación se enlistan y se describen las variables seleccionadas para valorar la
vulnerabilidad hídrica en las cuencas hidrológicas, las cuales se agruparán en tres
categorías o clases: el grado de exposición, el grado de susceptibilidad o sensibilidad y la
capacidad de adaptación.
Grado de Exposición
El grado de exposición representa la magnitud y escala de variación del clima al cual se
esté expuesto. En términos generales implica el grado de exposición al riesgo de sufrir
cambios en la disponibilidad de agua debido a la variación de las precipitaciones. Para el
análisis de esta categoría se identificaron tres índices: 1) Índice de Precipitación ante el
Cambio Climático ó IPCC, busca identificar las cuencas amenazadas por la variación o el
cambio en las precipitaciones; 2) Índice de Escurrimiento Superficial y Subterráneo ante el
Cambio Climático ó IESSCC, representa la fracción en la cual disminuirá el escurrimiento
medio anual en relación al volumen histórico de escurrimiento; y 3) Índice de
Disponibilidad de Agua ante el Cambio Climático ó IDACC, que determina la fracción en la
cual disminuirá la disponibilidad de agua media anual que podrá ser aprovechada.
Grado de Susceptibilidad o Sensibilidad
El grado de susceptibilidad o sensibilidad captura el contexto sobre el cual habrá impacto
directo debido a la disponibilidad de agua. Es decir, los elementos susceptibles o que son
sensibles a verse afectados directamente por el efecto adverso del cambio climático. Los
indicadores que cumplen mejor esa función son los que reflejan los segmentos más
susceptibles como la población, sectores de producción, cultivos frágiles, patrimonios
esenciales (reservas ecológicas) y actividades humanas. También se pueden considerar
indicadores de tasas de crecimiento y densificación urbana, agrícola, ganadera e industrial.
Para efecto de esta categoría se han identificado dos indicadores: 1) Población Expuesta,
representada por el número de habitantes susceptibles de verse afectados por la falta de
disponibilidad de agua y 2) Índice de Consumo de Agua ó ICA, representado por el tipo de
aplicación o uso del agua (urbano, agrícola, industrial, energía, etc.), identifica y evalúa la
escasez de agua priorizando las necesidades del recurso hídrico, permite monitorear la
situación de la sociedad que enfrenta la escasez de agua con el objetivo de diseñar políticas
públicas para la gestión y manejo del recurso.
Capacidad de Adaptación
Esta categoría busca representar la capacidad de adaptación de los elementos expuestos a
las alteraciones en la disponibilidad de agua. Esta capacidad en su conjunto debe buscar
representar el grado de resiliencia de la cuenca ante un decremento en la disponibilidad de
agua debido al cambio climático. Para efectos de análisis de esta categoría se han
considerando tres indicadores: 1) Índice de Explotación de los Acuíferos ó IEA,
representado por el grado de explotación de los acuíferos: sub-explotados (recarga natural
por precipitación mayor a la extracción) y sobre-explotados (donde sucede lo contrario);
2) Índice de Marginación Social ó IMS, representa el grado de infraestructura urbana que
permite enfrentar de mejor manera los efectos adversos del cambio climático; y 3) Índice
de Reutilización de Agua, representa el esfuerzo de sustentabilidad e indica el porcentaje de
reutilización del agua.
Tabla 2. Guía de indicadores para la valoración de la vulnerabilidad ante cambio climático debido a
la disponibilidad de agua en las costas de Tamaulipas.
Categoría/Indicador
Elaboración/Fuente
Grado de Exposición
1.
Índice de
Precipitación Anual Estimada (mm).
Precipitación ante el
Precipitación Anual Histórica (mm).
Cambio Climático
Si
Indica que no hay cambio en la precipitación
Si
Indica una reducción en la precipitación.
Rivas et al (2010)
2.
Índice de
Escurrimiento Superficial
ante el Cambio Climático
3.
Índice de
Disponibilidad de Agua
ante el Cambio Climático
Volumen de Escurrimiento Superficial Anual Estimado (Mm3).
Volumen de Escurrimiento Superficial Anual Histórico (Mm3).
Si
Indica que no hay cambio en el escurrimiento.
Si
Indica una reducción en el escurrimiento.
Rivas et al (2010)
Si
Si
Disponibilidad Anual Estimada (Mm3).
Disponibilidad Anual Histórica (Mm3).
Indica que no hay cambio en la disponibilidad.
Indica una reducción en la disponibilidad.
Grado de Susceptibilidad o Sensibilidad
1. Población Expuesta
Cantidad de habitantes en los centros poblacionales localizados dentro
de la cuenca, entre mayor sea el tamaño poblacional de una localidad
mayor será la vulnerabilidad ante el cambio climático. Para tal efecto
se considera el número de habitantes por localidad durante el censo
poblacional más reciente (este indicador se normaliza).
2.
Índice de
Consumo de Agua
∑
Capacidad de Adaptación
1.
Índice de
Explotación de los
Acuíferos
Consumo Anual Histórico (Mm3).
Tipo de aplicación del recurso (doméstico, industrial, agrícola, etc.).
Disponibilidad Anual Histórica (Mm3).
Representa el porcentaje del recurso consumido.
Este índice es elaborado por la CONAGUA y puede consultarse en el
Atlas de Agua en México (SEMARNAT, 2009).
2.
Índice de
Marginación Social
Este índice es elaborado por la CONAPO, observa la integración de
nueve indicadores socioeconómicos (CONAPO, 2005).
3.
Índice de
Reutilización de Agua
Volumen Anual Reutilizado (Mm3).
Tipo de aplicación del recurso (doméstico, industrial, agrícola, etc.).
Volumen Anual Consumido (Mm3).
Representa el porcentaje del recurso reutilizado.
∑
Fuente: Elaboración propia.
Finalmente, y para la aplicación de la metodología, esta se realizará en cuatro pasos
secuenciales: 1) se identifican las variables previamente descritas, 2) se calculan los
índices respectivos y se normalizan, 3) se asignan pesos específicos y finalmente 4) se
calcula la vulnerabilidad global.
La asignación de pesos específicos o prioridades se realizará con base en un Analytic
Hierarchy Process (AHP) desarrollado por Saaty (2001), el cual es un procedimiento
matemático general utilizado en la toma de decisiones que discretiza un problema en
elementos de decisión. Por tanto, el Índice de Vulnerabilidad Global queda definido como:
∑
Donde: Ii son los indicadores de vulnerabilidad y wi el peso para cada indicador y p, es el
número total de indicadores. La Tabla 2 describe el grupo de indicadores que se han
identificado como variables de la vulnerabilidad ante el cambio en la disponibilidad del
agua.
Comentarios Finales
La anterior propuesta es una primera aproximación a una metodología para la valoración de
la vulnerabilidad ante el cambio climático debido a la disponibilidad del agua, es un
producto de múltiples observaciones realizadas por un grupo de investigadores relacionados
con las temáticas a fines al estudio. Sin embargo, aún se trabaja en la búsqueda de otros
indicadores y los valores de ponderación de los mismos, tanto por variable y por cada grupo
de variables propuesto. Actualmente, se trabaja en la modelación de la disponibilidad del
agua y la identificación de territorios ocupados (urbanos, agrícolas, ganaderos, industriales,
etc.) con el objeto de iniciar una valoración al nivel de elementos expuestos.
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