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Manejo del Sistema de Captación de Agua Potable
de la Ciudad de Tampico y Zona Metropolitana





Manejo del Sistema de Captación de Agua Potable

de la Ciudad de Tampico y Zona Metropolitana,

Tamaulipas, México


Víctor M. Ponce

Raúl Cobos Aguilar

Porfirio Gómez Gámez


2015 05 16



1. Introducción

2. Situación geográfica

3. Aspectos geológicos y geomorfológicos

4. Hidrología de la cuenca

5. El sistema de captación de agua potable

6. Aspectos ambientales y sociales

7. Problemas relacionados con el manejo y operación del sistema

8. Requerimiento de datos a corto, mediano, y largo plazo

9. Recursos necesarios para la implementacion del proyecto de manejo

10. Estrategias preliminares de gestión

11. Manejo sustentable del sistema

12. Conclusiones

     Bibliografía



1.  Introducción

Este documento trata sobre el manejo del sistema de captación de agua potable de la ciudad de Tampico y su Zona Metropolitana, en el estado de Tamaulipas, México. El sistema existente está sujeto a diversas situaciones de manejo, las cuales demandan soluciones de carácter sustentable. El sistema combinado natural-artificial es muy complejo, presentando aspectos geomorfológicos, hidrológicos, hidráulicos, ambientales, y sociales, entre otros. El objetivo principal del proyecto es la conservación y mantenimiento de los vasos de captación, Chairel y La Puerta, los cuales suministran agua a la ciudad de Tampico y su zona metropolitana.

Los aspectos geomorfológicos son determinantes en la problemática del sistema. El proyecto está ubicado en la cuenca hidrográfica del río Tamesí, en la zona de deposición, que incluye el estuario. El sistema lagunario comprende una extensión de 42,700 ha de agua dulce (Tabla 1) ubicadas inmediatamente al oeste de la ciudad de Tampico (Fig. 1). A esta zona llegan los sedimentos que se originan en la Sierra Madre Oriental, los cuales tienden a depositarse en el tiempo geológico en zonas de bajo gradiente. Por otro lado, el bajo gradiente existente permite que el agua de mar ingrese al estuario en condiciones de marea alta, lo que genera una interacción entre los sólidos suspendidos, de origen fluvial, y los sólidos disueltos, de origen marino.

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El Sistema Lagunario del Río Tamesí y la ciudad de Tampico.
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Fig. 1  Vista aérea del Sistema Lagunario del Río Tamesí, la ciudad de Tampico, y el Golfo de México.

El recurso hídrico se origina en los contrafuertes orientales de la Sierra Madre, discurriendo a su paso por los valles costeros de la zona sur del estado de Tamaulipas. La planicie costera determina la interacción entre los cursos fluviales y el sistema lagunario, los cuales se relacionan hidráulicamente, con características de flujo y reflujo. En condiciones normales, el gradiente de salinidad en el estuario varía desde agua salada en la boca hasta agua dulce en su inicio, aguas arriba.

El estuario del río Tamesí existe bajo un clima subtropical subhúmedo, con 1,200 mm de precipitación anual media en la ciudad de Tampico. Esto condiciona la vegetación ribereņa, con presencia de los característicos tulares en las zonas fluviales y los manglares en las zonas lagunarias salobres. Por otro lado, la proximidad del sistema lagunario a la ciudad de Tampico introduce un factor antropogénico de consideración: las descargas irregulares de aguas residuales. Además, el sistema fluvial adolece de una carga sólida (sales y nutrientes) proveniente del drenaje agrícola de zonas ejidales ubicadas en la cuenca media y alta.

Con respecto a la calidad de agua del sistema, es importante propiciar un manejo que mantenga un nivel apropiado en los estándares ambientales, tales como la demanda biológica de oxígeno (DBO), sólidos suspendidos totales (SST), y sólidos disueltos totales (SDT). Esto debe redundar en beneficio de la salud pública, tanto a corto como a largo plazo.


2.  Situación geográfica

El estado de Tamaulipas está ubicado en la vertiente oriental del norte de México, limitante al este con el Golfo de México, al norte con Tejas, EE.UU., al oeste con Nuevo León, y al sur con San Luis Potosí y Veracruz. La cuenca del río Tamesí, ubicada al sur del estado, es tributaria del río Pánuco, estando su confluencia en la ciudad de Tampico, a 7 km de la desembocadura del Pánuco al Golfo de México.

El sistema lagunario del río Tamesí se localiza en la proximidades del estuario del mismo nombre, comprendiendo un gran número de lagunas, las cuales comparten el espacio con cursos fluviales, humedales, y zonas aisladas de tierra firme (Fig. 2). El río Tamesí cruza el sistema lagunario de noroeste a sureste, dividiéndolo en dos segmentos claramente diferenciados: (1) la margen izquierda, y (2) la margen derecha. El segmento de la margen izquierda tiende a ser de agua dulce, debido a que sus aportaciones provienen de la cuenca alta y media. Entretanto, el segmento de la margen derecha tiene una mayor influencia oceánica; por consiguiente, el agua es salada. La Tabla 1 muestra las lagunas más importantes del sistema y sus características principales.

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El Sistema Lagunario en perspectiva.
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Fig. 2  Perspectiva aérea del Sistema Lagunario del Río Tamesí y la ciudad de Tampico.


Tabla 1.  El sistema lagunario del río Tamesí. 1
(1) (2) (3) (4) (5)
No. Laguna Extensión
(ha)
Margen Calidad
de agua
1 Chairel 1,710 Izquierda Dulce
2 La Escondida 1,710 Izquierda Dulce
3 La Puerta 555 Izquierda Dulce
4 Tancol 300 Izquierda Dulce
5 Champayán 15,390 Izquierda Dulce
6 Josecito 1,282.5 Izquierda Dulce
7 La Puente 1,282.5 Izquierda Dulce
8 Mayorazgo, Camalote 2,992.5 Izquierda Dulce
9 La Tortuga 8,977.5 Izquierda Dulce
10 Quintero 5,130 Izquierda Dulce
11 Salada 3,420 Izquierda Dulce
- Subtotal 42,750 - -
12 Laguna de Pueblo Viejo 9,100 Derecha Salada
13 La Costa 3,600 Derecha Salada
14 Mango 100 Derecha Salada
15 Laguna de Chila 9,000 Derecha Salada
16 Montecillos-La Cruz 2,000 Derecha Salada
17 Laguna de Caracol 85 Derecha Salada
18 Mata de las Tinajas 250 Derecha Salada
19 Paso de las Piedras 175 Derecha Salada
20 Río Pánuco (Cuerpo de Agua) 1,100 Derecha Salada
21 Canal Chijol (Cuerpo de Agua) 50 Derecha Salada
22 Tamiahua 205 Derecha Salada
- Subtotal 25,665 - -
- Total 68,415 - -
Fuente:  Programa de rehabilitación de la Laguna de El Chairel, Municipio de Tampico, Tamaulipas, 1995.
1 Datos preliminares, sujetos a revisión.

El manejo del sistema lagunario para el abastecimiento de agua potable se concentra en el subsistema ubicado en la zona oriental. Este subsistema, denominado Chairel, está próximo a la zona conurbada de la ciudad de Tampico, y comprende 4,275 ha, consistiendo de las siguientes lagunas: Chairel, La Escondida, La Puerta, y Tancol (Fig. 3). Además, el subsistema incluye diversos canales construídos con el propósito de facilitar el acceso y mantenimiento. Las obras de toma están ubicadas en la Laguna del Chairel y la Laguna La Puerta, con una extracción de 2.9 m3/s y 1.0 m3/s, respectivamente.

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El subsistema Chairel.
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Fig. 3  El subsistema Chairel y la Zona Metropolitana de Tampico.


3.  Aspectos geológicos y geomorfológicos

La planicie costera del Golfo de México en las proximidades del río Tamesí se ubica sobre mantos rocosos sedimentarios de origen marino. La formación data del Cretácico Superior (Ks) (65 Ma) y del Paleogeno, constituído por Paleoceno (Tpa), Eoceno (Te) y Oligoceno (To) (65-25 Ma) (Fig. 4). La profundidad de los sedimentos fluviolacustrinos es de aproximadamente 3,000 m sobre el basamento.

Geologia del sistema lagunario.
Instituto de Geología, UNAM
Fig. 4  Geología del sistema sedimentario del la cuenca del río Tamesí.

En la cuenca media y baja del río Tamesí, la planicie costera tiene un ancho de cerca de 150 km, estando limitada al poniente por la Sierra Madre Oriental, con una cota altimétrica que varía de aproximadamente 450 m en el piedemonte, a 0 m en la boca del estuario.

En los alrededores de la ciudad de Tampico, la planicie costera está atravesada por dos grandes ríos, el Pánuco y el Tamesí. Este último es uno de los principales afluentes del Pánuco, drenando una extensión de 16,967 km2, con un escurrimiento medio anual de 2,000 millones de metros cúbicos (PMISLRT, 2004). Esto representa una lámina promedio de 118 mm, con un coeficiente de escurrimiento de 0.15 y un gasto medio anual de 63.4 m3/s en su desembocadura (Tabla 2).

La planicie costera muestra pendientes medias del orden de 0.4% en la dirección general del flujo, con pendientes más reducidas en el estuario propiamente dicho, del orden de 0.04% (Fig. 5). Estas pendientes bajas determinan que el flujo de agua y sedimentos disminuya su velocidad, propiciándose la creación de lagunas y zonas de remanso, en las cuales se produce la sedimentación lacustre y fluvial. El proceso de sedimentación es natural; sin embargo, está sujeto a modificaciones de carácter antropogénico.

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La planicie costera y el sistema lagunario.
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Fig. 5  Perspectiva en detalle de la planicie costera y el sistema lagunario.

4.  Hidrología de la cuenca

La cuenca del río Tamesí comprende un área de drenaje de 16,967 km2, desde su cabecera en los contrafuertes orientales de la Sierra Madre Oriental, hasta su desembocadura al río Pánuco. La cuenca es de forma cuasi-ovoidal, alargada en sentido noroeste a sureste, exorreica en su mayor parte, pero con endorreismos estacionales y temporales que se manifiestan con la presencia de lagunas, las cuales están agrupadas en la zona costera (Fig. 5). Las características hidrológicas están mostradas en la Tabla 2.


Tabla 2.  Características hidrológicas de la cuenca del río Tamesí.
(1) (2) (3) (4)
No. Característica hidrológica Unidades Cantidad
1 Área de drenaje km2 16,967
2 Precipitación media anual mm 800
3 Escurrimiento medio anual 106 m3 2,000
4 Lámina de escurrimiento [3] / [1] mm 118
5 Coeficiente de escurrimiento [4] / [2] - 0.15
6 Coeficiente de vaporización (1 - [5]) - 0.85
7 Gasto medio anual m3/s 63.4
Fuente:  CONAGUA.

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Delimitación de la cuenca del río Tamesí.
CONABIO / Google Earth®
Fig. 6  Delimitación de la cuenca del río Tamesí.

El río Tamesí es de naturaleza suavemente meándrica en la planicie costera, con un índice de sinuosidad a través de las lagunas de P = 1.5. El ancho promedio del río varía desde 90 m en las inmediaciones de las lagunas, hasta 120 m cerca de su desembocadura. La profundidad media es de aproximadamente 10 m en la estación hidrométrica Tamesí, localizada cerca de la entrada al sistema lagunario. En época de estiaje, la velocidad media es de 0.3 m/s. El río y sus cauces tributarios discurren entre las lagunas en sentido predominante del noroeste al sureste, hasta desembocar en el Pánuco en la ciudad de Tampico.

La limnología es lótica en los cursos fluviales, léntica en las lagunas y humedales adyacentes, y transicional en zonas intermedias (Zona Transicional Acuática-Terrestre, o ZTAT), lo que redunda en una gran riqueza ecológica, tanto de flora como de fauna.


5.  El sistema de captación de agua potable

El sistema de captación de agua potable consiste de dos bocatomas: (1) Chairel, y (2) La Puerta. La bocatoma Chairel está ubicada en la Laguna del Chairel, próxima a la ciudad de Tampico (Fig. 7). Esta obra entró en operación en noviembre de 1953, con un gasto nominal de 2.9 m3/s.

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Vista aerea de la bocatoma Chairel.
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Fig. 7  Vista aérea de la bocatoma Chairel, al oeste de la ciudad de Tampico.

El nivel mínimo de operación de la bomba está a la cota altimétrica de 1.40 m. El dique No. 5, adyacente a la obra de toma, es parte de una serie de obras complementarias, las cuales embalsan el agua, permitiendo asegurar la operación. Este dique tiene 417.23 m de longitud de coronación, con la cresta del vertedor a la cota 1.43 m.

El gasto de toma es elevado una altura efectiva de 34 m, con una presión de 3.4 kg/cm2, a la Planta Potabilizadora Altavista, para propósitos múltiples de la ciudad de Tampico y su zona metropolitana. Eventualmente, el agua potable es distribuída para uso doméstico e industrial, con un total de cerca de 160,000 conexiones, de las cuales el 98% constituyen tomas domiciliarias. La Figura 8 muestra un detalle de la Bocatoma Chairel.

Detalle de la bocatoma Chairel.

Fig. 8  Detalle de la bocatoma Chairel.

La bocatoma La Puerta está ubicada en la laguna del mismo nombre, próxima a la ciudad de Tampico en dirección noroeste. El sistema de captación entró en operación en el año de 1989, con un gasto nominal de 1.0 m3/s.

La bocatoma está ubicada en el estero El Bartolo (Fig. 9), conduciendo el agua una distancia de 750 m por gravedad hasta llegar al cárcamo de bombeo. Desde allí, el gasto es conducido por una tubería de 1.2 m de diámetro y 500 m de longitud, elevando el agua una altura de 30 m a la Planta Potabilizadora La Puerta. La Figura 10 muestra un detalle del canal de llamada y la Bocatoma La Puerta.

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Vista aerea de la bocatoma Chairel.
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Fig. 9  Vista aérea de la bocatoma La Puerta, al noroeste de la ciudad de Tampico.

Detalle de la bocatoma La Puerta.

Fig. 10  Detalle de la bocatoma La Puerta.


6.  Aspectos ambientales y sociales

El proyecto de manejo del sistema de captación de agua potable considera la preservación y conservación de los siguientes recursos naturales:

  1. agua,

  2. suelos,

  3. nutrientes,

  4. flora, y

  5. fauna.

Cabe notar que la preservación es absoluta e implica el respeto al medio natural, con el objetivo de mantenerlo en su condición prístina, sin que se vislumbre una intervención o manejo con fines económicos y sociales. Por otro lado, la conservación es relativa, aplicable a los ecosistemas que han sido sujetos a modificaciones por acción humana. El manejo sustentable toma en cuenta la mitigación de los impactos ambientales negativos.

Agua.  El recurso hídrico se evalúa comúnmente con respecto a cantidad y calidad. En condiciones climatológicas normales, el subsistema Chairel no registra escasez de agua, ya que la conjunción del clima subtropical subhúmedo con la planicie costera determina que el 85% de la precipitación permanezca en la cuenca, para eventualmente ser convertido a vaporización, es decir, en evaporación de los cuerpos de agua y evapotranspiración de la vegetación (Tabla 2).

No obstante la abundancia de agua, los ciclos climatológicos plurianuales indican la presencia de sequías, las cuales en climas subhúmedos como el presente tienen una frecuencia de 12 a 25 años (Ponce et al., 2000). La sequía limita la cantidad de agua y, consecuentemente, los niveles de la superficie de agua a través de la cuenca, afectando la operación de las obras de toma. En forma preliminar, se estima que la frecuencia de sequías en el sistema lagunario está cerca de los 20 años, manifestándose típicamente con intensidades variables.

La calidad del agua en el sistema lagunario está condicionada por cuatro agentes, dos naturales y dos artificiales, como se detalla a continuación:

  1. El primer agente natural son los sedimentos, los cuales provienen de las zonas altas de la cuenca y tienden a depositarse en las proximidades del sistema lagunario.

  2. El segundo agente natural es la salinidad proveniente del océano, por efecto de mareas y difusión.

  3. El primer agente artificial es la contaminación de naturaleza puntual, representada por las descargas sanitarias crudas o no tratadas.

  4. El segundo agente artificial es la contaminación de naturaleza distribuída derivada de los usos agrícola e industrial del agua, que incluyen:

    • La lixiviación de fertilizantes, lo que lleva a la eutroficación de los cuerpos de agua,

    • El aumento en la salinidad de los cuerpos de agua, debido a las sales adicionales provenientes del drenaje agrícola, y

    • La erosión acelerada de las cuencas tributarias, debida a un manejo inapropiado de los suelos.

Los sedimentos constituyen un componente fundamental del proyecto de manejo del sistema de captación de agua potable. En general, los sedimentos pueden ser perniciosos o no perniciosos, dependiendo de las circunstancias socioeconómicas y naturales del sitio. En zonas urbanas, la sedimentación es siempre perjudicial, causando daños materiales y otras pérdidas relacionadas. Por otro lado, si la sedimentación se da en zonas agrícolas, puede eventualmente resultar en un beneficio para la producción. Más aún, en la perspectiva del tiempo geológico, los sedimentos pueden alterar la geomorfología local, creando nuevas situaciones geográficas.

La salinidad de los cuerpos de agua en los estuarios está condicionada a nivel global por procesos planetarios de mareas, y a nivel local por procesos de difusión. La difusión se produce por la existencia de un gradiente de concentración de sales, desde el océano, a 35,000 ppm, hasta el cuerpo de agua dulce proveniente del sistema fluvial, el cual usualmente contiene 300 ppm. En condiciones naturales, el gradiente de salinidad a través de los cuerpos de agua tiende a ser más o menos continuo. Sin embargo, con la presencia de diques, el gradiente de salinidad es discontinuo. Por ejemplo, los diques artificiales del subsistema Chairel tienen el propósito principal de separar las aguas dulces de las aguas salobres.

El subsistema Chairel se encuentra afectado por descargas sanitarias no tratadas, provenientes de la ciudad de Tampico y su zona metropolitana. Las aguas residuales son tratadas en un 38% en dos plantas, denominadas Tierra Negra y Morelos (Fig. 11). Aproximadamente 2/3 de las descargas sanitarias discurren directamente al subsistema Chairel y zonas aledañas, sin ningún tratamiento (Gobierno del Estado, 2012).

Planta de tratamiento de aguas residuales de Tierra Negra.
Gobierno del Estado de Tamaulipas

Fig. 11  Planta de tratamiento de aguas residuales de Tierra Negra.

El incremento de sólidos totales en los cuerpos de agua, de origen antropogénico, se debe a tres factores: (1) la lixiviación de insumos de fertilizantes, (2) la salinidad adicional de las aguas superficiales como consecuencia del riego y drenaje en la cuenca media y alta, y (3) el aumento de sólidos suspendidos totales debido a la erosión acelerada, la cual resulta de un manejo de cuencas inapropiado. Adicionalmente, los drenajes industriales se suman a las descargas a los cuerpos de agua.

Suelos.  La zona de estudio, que comprende los municipios de Tampico, Ciudad Madero, y Altamira, en el estado de Tamaulipas, presenta una gran variedad de suelos, entre los cuales se distinguen los siguientes tipos:

  • Vertisoles, que ocupan el 51% del área, caracterizados por su estructura masiva y su alto contenido de arcilla, con baja susceptibilidad a la erosión.

  • Regosoles, que ocupan el 11%, incluyendo los suelos arenosos costeros y presentando una fertilidad variable, la cual depende de la profundidad y pedregosidad.

  • Chernozem, que ocupa el 7% del área, un tipo de suelo alcalino con capa superior en color negro, rica en materia orgánica y nutrientes.

  • Cambisoles, que ocupan el 6% del área, los cuales son suelos poco profundos, presentando vestigios del manto rocoso subyacente.

  • Feozem (1%), Solonchak (1%) y litosoles (0.45%), los cuales se encuentran en sitios muy particulares.

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Tipos de suelos en los municipios de la zona en estudio.
Atlas de Riesgos (2009), Gobierno de Tamaulipas

Fig. 12  Tipos de suelos en los municipios de la zona en estudio.


Flora.  La flora de un lugar está organizada en ecosistemas, los cuales se clasifican en tres tipos de acuerdo al grado de humedad prevaleciente: (1) acuáticos, (2) transicionales, y (3) terrestres (Tabla 3) (Ponce, 2014). La mayor parte de estos ecosistemas están representados en la zona de estudio.

 Tabla 3.  Clasificación general de los ecosistemas.
Dominio Tipo Expresión
1. Acuáticos a. De agua salada i. Oceánicos (profundos)
ii. Costeros (someros)
iii. Estuarinos
iv. Lacustres y lagunarios
b. De agua dulce i. Fluviales
ii. Pantanales
iii. Lacustres y lagunarios
2. Transicionales a. Longitudinales i. Bosques galería
ii. Bosques ribereños lacustres
b. Transversales (várzea) i. Estacionales
ii. Ocasionales
3. Terrestres a. Naturales i. Bosques
ii. Praderas
iii. Desiertos
iv. Tundra
b. Artificiales (antropogénicos) i. Agricultura de temporal
ii. Agricultura de riego
iii. Urbanos

La zona de estudio presenta cuatro tipos de vegetación: (1) selva perennifolia, (2) selva subcaducifolia, (3) selva caducifolia, y (4) selva espinosa. Los biomas prevalecientes son: (1) pastizal cultivado, (2) bosque de encino, (3) agricultura de temporal, (4) agricultura de riego, (5) vegetación hidrófila, y (6) vegetación acuícola (Fig. 13).

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Ecosistemas de la zona en estudio.
SEMARNAT

Fig. 13  Ecosistemas de la zona de estudio.

La flora es muy variada, presentando componentes mesófilos, higrófilos, e hidrófilos, dependiendo de la topografía y zonas de transición (ecótonos). La flora mesófila ocupa las zonas de tierra firme, las cuales no están sujetas a inundación periódica. La flora higrófila ocupa las zonas permanentemente húmedas (pantanos), en tanto que la flora hidrófila se desarrolla en los mismos cuerpos de agua. En el estuario del sistema lagunario se presenta la flora halófila, la cual está condicionada por el gradiente de salinidad.

Fauna.  La fauna del sistema lagunario es muy diversa. Entre los vertebrados más comunes se incluyen el lagarto, el mapache, el tejón, la ardilla, y la iguana. Entre las aves se encuentran el pájaro carpintero, el águila pescadora, el halcón, la garza blanca, la gaviota, el loro huasteco, la calandria, el cenzontle, el flamingo, y la primavera.


Lagarto.

(a)  Lagarto (Crocodylus moreletii)

    

 Ardilla.

(b)  Ardilla (Sciurus vulgaris).


 Pájaro carpintero.

(c) Pájaro carpintero (Picus viridis).

    

Loro huasteco hembra.

(d) Loro huasteco hembra (Amazona oratrix).


Fig. 14  Fauna representativa de la zona de estudio (faunatampico.blogspot.mx).

Aspectos sociales.  La zona de estudio está localizada en el sureste del estado de Tamaulipas, comprendiendo los municipios de Tampico, Madero, y Altamira, entre los paralelos 22°12' y 22°48' de Latitude Norte, y los meridianos 98°20' y 97°46' de Longitud Oeste. La Tabla 4 muestra los tres municipios y los datos de superficie y población correspondientes.

Tabla 4.  Superficie total, área urbana y población de los municipios de la zona de estudio.
Municipio Superficie total
(km2)
Área urbana
(km2)
Área urbana
(%)
Población
(hab.)
Tampico 114.52 55.49 48.45 297,554
Madero 48.46 48.43 99.94 197,216
Altamira 1,662.36 56.00 3.37 212,001
Total 1,825.34 159.92 8.76 706,771
         Fuente:  Censo 2010, INEGI.

La zona de estudio cuenta con varias actividades económicas de importancia regional y nacional, entre las cuales cabe mencionar la industrias petrolera, energética, pesquera, agroindustrial, turística, y de servicios.

Las actividades económicas referidas hacen uso directo del agua suministrada por el sistema de captación de agua potable de la ciudad de Tampico y su zona metropolitana. El sistema entró en operación en noviembre del año 1953, lo cual representa más de 60 años de servicio continuo. El objetivo del manejo es asegurar las condiciones óptimas de operación del sistema, a corto, mediano, y largo plazo.


7.  Problemas relacionados con el manejo y operación del sistema

El sistema de captación de agua de la Ciudad de Tampico y su zona metropolitana presenta diversos problemas relacionados con su manejo y operación, entre los cuales destacan:

  1. Eutroficación natural y artificial de los vasos de captación.

  2. Intrusión de agua salina de procedencia oceánica.

  3. Deficiencia en las características hidráulicas del sistema, debida a la disminución en la oferta de agua causada por eventuales sequías, y a la deficiencia de presiones de entrega debida al crecimiento progresivo de la demanda.

  4. El efecto negativo del diseño vial existente y futuro sobre el flujo natural del sistema lagunario, afectando la preservación y conservación de este último.

  5. La eventual contaminación de los vasos con sustancias químicas peligrosas de origen industrial, que puedan originarse en vertidos accidentales o clandestinos.

  6. El incremento de salinidad en los suelos y aguas del sistema debido a los drenajes agrícolas provenientes de las zonas media y alta de la cuenca.

Eutroficación.  La eutroficación es el aumento progresivo en la superficie del terreno en detrimento de la superficie del cuerpo de agua adyacente. La eutroficación puede ser natural o artificial. En la práctica, la eutroficación es causada por diversos agentes, entre los cuales se anotan los siguientes:

  1. La llegada de los sedimentos originarios en el piedemonte y cabeceras de la cuenca a las zonas estuarinas, resultando en la sedimentación de partículas inorgánicas (arenas, limos, y arcillas) en el sistema lagunario.

  2. El vertido de drenajes sanitarios, con alto contenido de materia orgánica, parcialmente tratados y no tratados, en las proximidades de las obras de toma.

  3. La llegada de fertilizantes lixiviados y otros productos químicos agroindustriales, originarios de los terrenos agrícolas localizados en las zonas media y alta de la cuenca.

Intrusión de agua salina.  La geomorfología predominante determina que el sistema lagunario conste principalmente de agua dulce en la margen izquierda del río Tamesí, y de agua salada en la margen derecha (Fig. 14). Los flujos de avenida incrementan el agua dulce del sistema, con un período de recurrencia característico que varía de anual a plurianual. En contraposición, los flujos de marea incrementan el agua salada del sistema, con una recurrencia más frecuente, variable de mensual a anual.

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Subsistemas de agua dulce y salada en el sistema 
lagunario del rio
Atlas de Riesgos (2009), Gobierno de Tamaulipas

Fig. 14  Subsistemas de agua dulce y salada en el sistema lagunario del río Tamesí.


El sistema de captación de agua potable es manejado con el fin de mantener el balance existente de agua dulce y agua salina en el sistema lagunario. Con este propósito, se han construído varios diques de control y separación de cuerpos de agua. La Tabla 5 muestra las características geométricas e hidráulicas de estos diques. La longitud total de las obras de control es de 22,728 m.

Tabla 5.  Características geométricas e hidráulicas de la obras de control,
medidas a partir de la obra de toma.

Nombre o descripción Longitud
(m)
Cota de coronación
(m)
Cota de vertido
(m)
Control de niveles en la obra de toma 24.47 2.28 Compuertas
Dique No. 5 417.23 1.62 1.43
Isla de la Pitahaya 173.06 2.48
(máxima)
---
Dique No. 6 776.23 1.38 0.95
Control de niveles (ex-esclusa) 10.92 1.38 Compuertas
Dique No. 7,
primer tramo
1,138.09 1.46 0.50
Dique No. 7,
segundo tramo
1,892.53 1.65 0.78
Barrote izquierdo del río Tamesí 440.05 1.58 1.38
Dique No. 4 39.62 1.00 ---
Barrote derecho del río Tamesí, tramo 1 2,087.80 1.65 1.28
Barrote derecho del río Tamesí, tramo 2 7,050 1.80 1.53
Barrote derecho del río Tamesí, tramo 3 650 1.93 1.54
Barrote Estero
El Camalote,
tramo 1
3,038.76 1.90 1.40
Barrote Estero
El Camalote,
tramo 2 (esclusa)
2,000 1.35 0.98
Montículo 1,489.6 --- ---
Mata La Monteada (vado) 1,500 2.00 0.92
                           Fuente:  SEMARNAT.

El sistema de diques descrito en la Tabla 5 tiene una antigüedad de más de 50 años, estando sujeto a revisiones periódicas para asegurar su funcionamiento adecuado. El objetivo es mantener los niveles bajos de salinidad en las proximidades de la obra de toma, impidiendo que las aguas salinas del estuario se mezclen con las aguas dulces del sistema fluvial.

Oferta y demanda de agua.  La oferta de agua en el sistema lagunario está condicionada por la ocurrencia de sequías, para las cuales se estima en forma preliminar una periodicidad de 20 años. Sin embargo, no es posible predecir con exactitud la ocurrencia de fenómenos meteorológicos a mediano y largo plazo.

Por otro lado, la presión poblacional y el incremento en la actividad económica en la zona traen como consecuencia el aumento de la demanda de agua en la obras de toma. El plan de desarrollo debe considerar estas dos eventualidades.

Interferencia de la red vial con el sistema lagunario.  Los diseños y obras viales deben minimizar la interferencia con los flujos y reflujos del sistema lagunario. El objetivo principal debe ser evitar la creación artificial de zonas adicionales de sedimentación, lo cual puede resultar en la disminución del tamaño y volumen de los cuerpos de agua.

Contaminación con sustancias químicas peligrosas.  La contaminación con sustancias químicas peligrosas que se originan en la actividad agrícola e industrial debe regularse efectivamente y monitorearse periódicamente. Esto incluye los pesticidas y herbicidas, producto de la actividad agroindustrial, y los accidentes en el transporte de sustancias químicas peligrosas. Los planes de emergencia relacionados con la protección civil deben tener en cuenta esta eventualidad.

Incremento de la salinidad debido a la actividad agrícola.  La actividad agrícola, particularmente aquélla relacionada con la agricultura de riego, produce drenajes superficiales, los cuales generalmente transportan las sales de exceso aguas abajo, llegando eventualmente al estuario y océano. Las sales se originan en las siguientes fuentes (ASCE, 1990):

  1. En los suelos jóvenes, por bioturbación e intemperismo,

  2. En el agua de riego, por disolución durante el escurrimiento, y

  3. En zonas con características endorreicas o semiendorreicas, con la consecuente acumulación de sales en depresiones salinas a través del tiempo geológico.

Por naturaleza, el drenaje agrícola acarrea sales de exceso. La cantidad de sales movilizadas tiende a ser mayor en zonas áridas y semiáridas, disminuyendo en zonas subhúmedas y llegando a tener valores despreciables en zonas húmedas. Por otro lado, la cantidad de sales movilizadas depende del número de hectáreas bajo riego que tengan un drenaje efectivo y exportado al río.

La precipitación en la cuenca del río Guayalejo-Tamesí, en el estado de Tamaulipas, varía de 400 mm en la zona oeste a 1,500 mm en la zona sur, con una media aproximada de 800 mm y clasificación hidroclimática de semiárido a subhúmedo (Fig. 15) (Ponce et al., 2000). El volumen de agua usado en el riego es el 11.4% del volumen total de escurrimiento (Sánchez, 2008). La cantidad de sales de origen agrícola que llega al sistema lagunario por el oeste se estima en un 10% de los sólidos disueltos totales. Es importante considerar estas sales antropogénicas en el balance de salinidad de la cuenca, a mediano y largo plazo.

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Isoyetas anuales del estado de Tamaulipas, comprendiendo 
la cuenca del rio
INEGI

Fig. 15  Isoyetas anuales del estado de Tamaulipas, comprendiendo la cuenca del río Tamesí.



8.  Requerimiento de datos a corto, mediano, y largo plazo

El manejo integral sustentable del sistema de captación de agua potable de la ciudad de Tampico y su zona metropolitana requiere de varios estudios y proyectos, los cuales deben estar basados en datos e información fehacientes, tanto en cantidad como en calidad. Se estima que son necesarias las siguientes acciones:

  1. Mediciones de sedimentos.

  2. Mediciones de calidad del agua desde el punto de vista sanitario.

  3. Mediciones de calidad del agua enfocadas a la cuantificación de sustancias químicas de origen agrícola e industrial.

  4. Mediciones de salinidad en las inmediaciones del sistema lagunario, incluyendo agua dulce y agua salada.

  5. Mantenimiento de la infraestructura hidráulica de las obras de toma, incluyendo inspección, evaluación, y rehabilitación.

  6. Análisis de la recurrencia de sequías en la región.

  7. Análisis del crecimiento demográfico y del aumento en la actividad económica e industrial en la ciudad de Tampico y su zona metropolitana.

  8. Estudios comparativos de la variabilidad en la extensión de las diversas lagunas del sistema a través del tiempo, con el fin de cuantificar el proceso de eutroficación.

  9. Revisión de los planes de desarrollo vial y análisis del impacto que puedan tener éstos sobre la integridad del sistema lagunario a mediano y largo plazo.

  10. Estudios de la calidad del agua enfocados al análisis de contaminantes químicos peligrosos.

  11. Estudios para determinar el efecto del drenaje agrícola sobre el incremento en la concentración de sales de los cursos fluviales.

  12. Estudios básicos de flora y fauna que permitan analizar la vulnerabilidad de los ecosistemas y especies involucradas a los diversos planes de manejo.

La Tabla 6 muestra detalles de las acciones y mediciones necesarias.

Tabla 6.  Detalle de acciones y mediciones necesarias.
No. Temática Acción o medición Cobertura espacial Resultado
1 Sedimentos Descarga sólida Vaso de captación 1 Balance de sedimentos
Batimetría Vaso de captación Azolve
Dragado Vaso de captación Disposición
Análisis de constituyentes químicos Vaso de captación Salud pública
2 Saneamiento Demanda bioquímica
de oxigeno
Vaso de captación Calidad del agua
Demanda química
de oxigeno
Vaso de captación Calidad del agua
Oxígeno disuelto Vaso de captación Calidad del agua
Sólidos suspendidos totales Vaso de captación Calidad del agua
Coliformes fecales Vaso de captación Calidad del agua
Toxicidad aguda Vaso de captación Calidad del agua
3 Agentes químicos antropogénicos Monitoreo Zona de estudio Evaluación de riesgo
4 Salinidad natural Conductividad eléctrica Margen izquierda
del río Tamesí
Agua dulce
Conductividad eléctrica Margen derecha
del río Tamesí
Agua salada
5 Infraestructura hidráulica Mantenimiento Vaso de captación Conservación y rehabilitación
6 Sequías Análisis estadístico Cuenca del río
Guayalejo-Tamesí
Recurrencia
7 Aspectos demográficos y socioeconómicos Análisis censal y estadístico Zona de estudio Demanda de agua
8 Eutroficación Análisis espacial y temporal Zona de estudio Cobertura
9 Infraestructura vial Evaluación de la interferencia Zona de estudio Impacto sobre el sistema lagunario
10 Contaminantes químicos peligrosos Monitoreo Zona de estudio Mitigación
11 Salinidad antropogénica Conductividad eléctrica Zona de estudio Grado de impacto
12 Flora y fauna Caracterización e inventario Zona de estudio Grado de vulnerabilidad
1 Vaso de captación se refiere a los dos vasos:  Chairel y la Puerta.


9.  Recursos necesarios para la implementación del proyecto de manejo

El manejo del sistema de captación de agua potable de la ciudad de Tampico y su zona metropolitana requiere en principio del control efectivo y sustentable de tres solicitaciones: (1) sedimentos, (2) salinidad, y (3) flujos sanitarios (Fig. 16).

Solicitaciones sobre el vaso de captación.

Fig. 16  Solicitaciones sobre el vaso de captación.

Los objetivos principales del proyecto de manejo son:

  • Evitar, controlar, y/o minimizar el proceso de eutroficación, el cual ataca los cuerpos de agua, afectando negativamente la cantidad y disponibilidad del recurso hídrico, y

  • Preservar y mantener las características de agua dulce del vaso de captación.

La Tabla 7 muestra un estimado preliminar de los recursos que serán necesarios para el control efectivo de estas solicitaciones. El costo está expresado en millones de pesos mexicanos por año.

Tabla 7.  Estimado preliminar de los recursos necesarios para el control (Mdp/año).
No. Tipo de Control Estudios/ Anteproyecto Proyecto Ejecutivo Obras de Infraestructura
1 Sedimentos 3 6 20
2 Salinidad 3 6 20
3 Flujos sanitarios 15 30 200


10.  Estrategias preliminares de gestión

La gestión del manejo del vaso de captación de la ciudad de Tampico y su zona metropolitana requerirá de ciertos estudios básicos previos al análisis y la toma de decisiones. La temática, contenido, y enfoque de estos estudios está delineado en las Secciones 8 y 9 de este documento. La Tabla 8 contiene una lista de los estudios estratégicos primarios que son necesarios para la gestión.

Tabla 8.  Estrategias primarias de gestión.
No. Estrategia/Estudio Localización
1 Balance de sedimentos Entrada y salida del vaso de captación
2 Levantamientos batimétricos Vaso de captación
3 Análisis de salinidad Margen izquierda y margen derecha del río Tamesí en las proximidades de las obras de toma
4 Mantenimiento de la infraestructura hidráulica Vaso de captación
5 Manejo de aguas residuales Identificación, caracterización e inventario de los puntos de descargas residuales directas
6 Análisis de la eutroficación artificial Zona del sistema lagunario adyacente a la ciudad

La Tabla 9 contiene una lista de estudios estratégicos complementarios a la gestión primaria.

Tabla 9.  Estrategias complementarias de gestión.
No. Estrategia/Estudio Localización
1 Análisis de sequías Cuenca del río Guayalejo-Tamesí
2 Estudios socioeconómicos Ciudad de Tampico y su zona metropolitana
3 Agentes químicos antropogénicos Entrada al sistema lagunario
4 Contaminantes peligrosos Sistema lagunario en la zona conurbada
5 Salinidad antropogénica Cuenca del río Guayalejo-Tamesí
6 Caracterización de flora y fauna Sistema lagunario


11.  Manejo sustentable del sistema

El manejo sustentable de un sistema implica su uso o aprovechamiento con propósitos socioeconómicos, de tal manera que pueda ser transferido con aproximadamente el mismo valor a las generaciones futuras. El mensaje del aprovechamiento sustentable es que el recurso debe preservarse o conservarse para beneficio de las generaciones futuras (Comisión Brundtland, 1987).

En el caso del sistema lagunario del río Tamesí y del aprovechamiento de sus aguas dulces para uso de la ciudad de Tampico y su zona metropolitana, el principio fundamental debe ser la preservación del sistema en sus condiciones naturales, o en su defecto, en las condiciones más próximas a las naturales, que aseguren la permanencia del uso.

En este documento se han identificado tres tipos de solicitaciones que ponen en riesgo la sustentabilidad del sistema. La primera es la llegada de sedimentos al vaso de captación, lo que compromete la capacidad del vaso y su función de uso. La segunda es la intrusión salina proveniente del estuario, la cual, de no ser controlada adecuadamente, puede resultar en la contaminación del vaso de captación con agua salada e impedir que cumpla su función. La tercera solicitación, ésta de naturaleza enteramente antropogénica, es la descarga de aguas servidas al sistema lagunario. Los sedimentos entrantes a los cuerpos de agua, así como las descargas de aguas servidas, causan la eutroficación.

La eutroficación puede ser natural o artificial. La eutroficación natural es un proceso por medio del cual el terreno va ganando espacio a los cuerpos de agua, medida en milenios o períodos de tiempo aún más largos. Por el contrario, la eutroficación artificial (acelerada) se debe a agentes antropogénicos, y se mide usualmente en décadas.

En el caso del sistema lagunario del río Tamesí, el manejo de los sedimentos del vaso de captación responde a una necesidad social de comprar tiempo a la Naturaleza, proceso al cual se le ha dado en llamar Ingeniería de tiempo (Ponce, 2015). Por otro lado, el manejo adecuado de las aguas servidas responde a la necesidad de evitar la eutroficación acelerada, la cual no es sustentable. Por lo tanto, el objetivo general del manejo sustentable del sistema debe ser controlar, reducir, y/o minimizar la eutroficación, natural y artificial, específicamente en los vasos de captación del sistema.


12.  Conclusiones

Este documento establece las estrategias para el manejo sustentable del sistema de captación de agua potable de la ciudad de Tampico y su zona metropolitana. En principio, el sistema requiere del control efectivo de tres solicitaciones: (1) sedimentos, (2) salinidad, y (3) flujos sanitarios.

Los sedimentos deben ser controlados de acuerdo al concepto de ingeniería de tiempo, el cual propicia el manejo de la eutroficación natural con un objetivo hidráulico y socioeconómico. La salinidad afecta la calidad del agua dulce del vaso de captación; por lo tanto el sistema debe ser manejado para controlar la intrusión de agua salada. Los flujos sanitarios no tratados o parcialmente tratados producen eutroficación artificial, la cual debe ser controlada o minimizada por ser claramente no sustentable.

El documento considera dos tipos de estrategias de gestión: (a) primarias, y (b) complementarias. Las estrategias primarias son: (1) balance de sedimentos, (2) batimetría, (3) análisis de salinidad, (4) mantenimiento de la infraestructura hidráulica, (5) manejo de aguas residuales, y (6) análisis de la eutroficación artificial (Tabla 8). Estas estrategias constituyen el fundamento del manejo sustentable del sistema. Las estrategias complementarias son: (1) análisis de sequías, (2) estudios socioeconómicos, (3) agentes químicos antropogénicos, (4) contaminantes peligrosos, (5) salinidad entropogénica, y (6) caracterización de flora y fauna (Tabla 9).

Este documento considera conceptos de geología, geomorfología, sedimentología, hidrología, ecología, ingeniería hidráulica, ingeniería ambiental, saneamiento, riego y drenaje, calidad del agua, vialidad, aspectos socioeconómicos, riesgo público, salud pública, y desarrollo sustentable. Estas disciplinas constituyen los componentes de la visión holística de manejo del sistema.


Bibliografía

ASCE. 1990. Agricultural salinity assessement and management. Manuals and Reports on Engineering Practice No. 71, American Society of Civil Engineers, New York.

Comisión Brundtland. 1987. Report of the World Commission on Environment and Development: Our Common Future. Naciones Unidas, Nueva York.

PMISLRT. 2004. Programa de Manejo Integral del Sistema Lagunario del Río Tamesí. Comisión Nacional del Agua, México.

Ponce, V. M., R. P. Pandey, y S. Ercan. 2000. Characterization of drought across climatic spectrum. ASCE Journal of Hydrologic Engineering, Vol. 5, No. 2, Abril.

Ponce, V. M. 2014. Ecohydroclimatological research: The case for geomorphology. ponce.sdsu.edu/geomorphology.html

Ponce, V. M. 2015. Ingeniería de tiempo. ponce.sdsu.edu/ingenieria_de_tiempo.html

Sánchez Torres Esqueda, G. 2008. Cambio climático y consideraciones para apoyar políticas de adaptación en los consejos de cuenca en México. Estudio de caso: Comisión de la Cuenca del Río Guayalejo-Tamesí, del Consejo de Cuenca del Río Pánuco.


El Dr. Víctor M. Ponce es profesor principal del departamento de ingeniería civil, construcción y ambiental, Universidad Estatal de San Diego, California, EE.UU.
El Dr. Raúl Cobos Aguilar es profesor de tiempo completo de la Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Tamaulipas, Tampico, Tamaulipas, México.

El Ing. Porfirio Gómez Gámez es jefe de la Subdirección de Cuerpos de Agua, Dirección de Obras Públicas, Honorable Municipio de Tampico, Tamaulipas, México.


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