Sensores para medir el nivel del agua dentro del suelo

Eduardo Sainz Hernández, Ana Laura Lara Domínguez, Ángel Zaragoza Méndez, Arlene Ibarra Villanueva, Moisés Rivera Rodríguez, Mauricio Hernández Sánchez, Jorge López-Portillo

Los humedales están entre los ecosistemas más diversos y productivos que proporcionan muchos servicios ecológicos, como ser reservorios fundamentales para el suministro de agua potable, pero están sujetos a una degradación creciente y muchos son sobrexplotados y convertidos a otros usos. Un tema esencial en los humedales es el hidroperiodo, que es la frecuencia con que se inunda un sitio y el tiempo que permanece inundado y es considerado la huella hidrológica que nos permite identificarlo.

Los sensores de presión son una excelente herramienta para el monitoreo continuo del hidroperiodo y nos permiten entender el papel del restablecimiento de los flujos y reflujos superficiales y subterráneos de agua en los procesos de restauración de cualquier humedal.

De acuerdo con la Convención Ramsar los humedales incluyen acuíferos subterráneos, lagos y ríos, pantanos y marismas, pastizales inundables, turberas, oasis, bosques inundables y manglares, estuarios, deltas, bajos de marea, lagunas interdunarias y otras zonas costeras, incluyendo arrecifes coralinos. También se incluyen sitios antropógenos, como los reservorios de presas, estanques piscícolas, arrozales, y salinas. En consecuencia, los humedales están entre los ecosistemas más diversos y productivos que proporcionan muchos servicios ecológicos, como ser reservorios fundamentales para el suministro de agua potable, pero están sujetos a una degradación creciente y muchos son sobrexplotados y convertidos a otros usos.

Un tema esencial en los humedales es el hidroperiodo, que es la frecuencia con que se inunda un sitio y el tiempo que permanece inundado y es considerado como la huella hidrológica del humedal que nos permite identificarlo. Cuando el humedal está seco, importa también saber qué tan debajo de la superficie está el nivel de agua o manto freático. De acuerdo al patrón estacional e interanual de inundación, pueden haber humedales temporales, permanentes, y mareal. Para conocer el hidroperiodo en nuestro trabajo en manglares, usamos sensores (leveloggers) que registran continuamente el nivel del agua a través de cambios en la presión atmosférica (peso de la columna de aire) y el peso del agua. Para su instalación usamos piezómetros, que son tubos de PVC de 3 pulgadas de 3 metros de longitud, dos metros enterrados y un metro arriba de la superficie. Es muy importante ranurar el tramo del tubo cada 5 cm para permitir el flujo superficial y subsuperficial. Una vez instalado el piezómetro colocamos una tapa de la que se sujeta el sensor con un alambre o hilo resistente. Es trascendental asegurarse que el sensor esté siempre sumergido dentro del manto freático o tabla de agua, colocándolo al menos a 50 cm por debajo del nivel mínimo del manto de agua (Figura 1).

En un proyecto de restauración en los manglares de la Laguna de Tampamachoco instalamos 8 sensores: uno en un manglar conservado, uno próximo a la laguna y 6 en zonas con diferente grado de deterioro. Los registros de dos de los sensores se pueden apreciar en la siguiente figura.

Cuando los valores son positivos, indican que el manglar está inundado. El hidroperiodo es muy similar en ambos sitios, pero hay que resaltar que el sitio del sensor 8 está seco de mayo a agosto de 2018 mientras que el del sensor 9, el suelo está seco durante la canícula, un periodo de sequia entre la época de lluvias que se registra a finales de julio de 2018. El patrón del hidroperiodo es similar porque ambos sitios comparten el manto freático, pero en mayo de 2019 el nivel del agua no fue tan bajo como en mayo de 2018. Esto es porque el 10 de mayo de 2019, los restauradores de las comunidades del Ejido de Barra Galindo y El Ejido de San Antonio excavaron una red de canales para reconectar a los manglares muertos con la laguna para facilitar su restauración.

Los sensores de presión son una excelente herramienta porque facilitan el monitoreo continuo del hidroperiodo y nos permiten entender el papel del restablecimiento de los flujos y reflujos superficiales y subterráneos de agua en los procesos de restauración de cualquier humedal, lo que implica la recuperación de servicios ambientales fundamentales, como la captura de carbono durante el proceso de recuperación de la cobertura vegetal y la recuperación de la biodiversidad.

Pies de figuras

Fig 1. El sensor de presión (levelogger) a punto de ser instalado en un piezómetro enterrado en un humedal. Puede notarse el nivel freático, muy cercano a la superficie. El esquema de la derecha indica cómo se instala el levelogger y las variables que deben considerarse para calcular el hidroperiodo. Es importante mencionar que el piezómetro se ranura cada 5 cm para poder registrar los cambios instantáneos del nivel de agua. Tomada y modificada de https://www.solinst.com/

Fig 2. Ubicación de dos sensores de presión, uno en un manglar conservado y el otro en un manglar en proceso de deterioro. Aunque los patrones son similares, los niveles difieren, pero hay más coincidencia a partir de mayo de 2019, cuando se abrieron canales de reconexión con el cuerpo lagunar. Crédito: Ana Laura Lara Domínguez

Fig 3. (slider) Sensores de nivel en Tuxpan, Veracruz. Crédito: Ana Laura Lara Domínguez