Sequía en cuencas hidrográficas del occidente de Cuba

Estudio científico sobre el comportamiento de las lluvias en las cuencas Guanabo e Itabo.

Jorge Luis Baños - IPS

La sequía es el desastre natural de mayor impacto económico que afecta a la sociedad.

La sequía es considerada un desastre natural, originado por las deficiencias en el régimen de precipitaciones durante un período prolongado de tiempo. Ese es uno de los principales problemas ambientales que ha afectado y daña actualmente al mundo y su impacto se puede intensificar como resultado del cambio climático, provocando la pérdida de vidas humanas y serios daños a la economía de regiones y países.

Hoy día, comúnmente, se habla de crisis del agua y sus consecuencias. Por esta razón son muy importantes los estudios relacionados con la sequía, pues permiten presentar y divulgar conocimientos acerca del tema con vistas a establecer una mayor conciencia del problema y buscar soluciones con fundamentos científicos, para hacer un uso racional y adecuado del recurso agua.

El cambio climático constituye una de las mayores amenazas medioambientales a la que se enfrenta la humanidad hoy día. La necesidad de una exhaustiva y sólida información sobre este tema permite fortalecer las estrategias de adaptación y las políticas de lucha. Los impactos incluyen un aumento en la frecuencia e intensidad de eventos climáticos extremos, como inundaciones, sequías y ciclones; por tales motivos, la adaptación es difícil en la protección de muchas personas pobres y marginadas que, por causa del cambio climático, están en peligro de perder sus vidas o sus medios de sustento.

El cambio climático sigue siendo uno de los fenómenos de mayor preocupación actual para la humanidad. Se estima, según expertos, que para 2100 la disponibilidad del agua en Cuba podría afectarse en más del 15 por ciento.

En el caso del mayor archipiélago de las Antillas, los estudios de sequía son particularmente valiosos, pues su ubicación geográfica determina que su territorio reciba una alta cantidad de radiación solar todo el año. Ello, acompañado de elevadas temperaturas, propicia que en el proceso de evapotranspiración se pierdan considerables volúmenes de agua. Nuestra economía es fundamentalmente agropecuaria, actividad que demanda considerables volúmenes del valioso líquido.

La sequía es el desastre natural de mayor impacto económico que afecta a la sociedad; pues actúa sobre grandes extensiones geográficas (países enteros o regiones continentales) por varios años, lo que provocando resultados negativos sobre la producción agropecuaria y la economía en general.

Las cuencas Guanabo e Itabo

La hidrografía de La Habana está representada por los ríos Almendares, Martín Pérez, Quibú, Cojímar, Bacuranao, Guanabo, Itabo y algunos embalses como Bacuranao Ejército Rebelde, la Coca, La zarza y Mampostón.

La capital es una de las provincias que padece de mayor déficit hídrico actualmente, debido a la intensa sequía. Reportes del Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos indican que, en 2010, de un total de 239 embalses en Cuba, 130 tenían menos del 50 por ciento de llenado útil; de estos, 76 estaban por debajo del 25 por ciento, mientras 14 se encontraban secos. Entre las presas de menor déficit de acumulados se encuentran las de La Habana, con solo 20,8 por ciento de llenado.

La importancia del comportamiento temporal y espacial de la lluvia, la sequía intraestival[i] y el Índice Estandarizado de Precipitación (SPI)[ii] en las cuencas hidrográficas de Guanabo e Itabo estriba en que estas se dedican, fundamentalmente, a las actividades agropecuarias, al turismo, además de que en ellas se ubican los embalses la Coca y la Zarza, utilizados en el abasto de agua a la población del este de La Habana.

En las cuencas se pudieron determinar tres zonas de acuerdo al comportamiento de los índices estudiados: la cercana a la costa, donde se registran las condiciones de mayor sequedad; la parte intermedia y la interior, donde se presentan los mayores valores de humedad.

El estudio de la sequía meteorológica, mediante el Índice Estandarizado de la Precipitación (SPI), y el cálculo de la sequía intraestival permiten un análisis temporal y espacial de su comportamiento en las cuencas Guanabo e Itabo, identificando las áreas con mayor o menor grado de vulnerabilidad.

Las cuencas hidrográficas de Guanabo e Itabo se localizan en la provincia La Habana, en el municipio Habana del Este; limitan al norte con la ensenada de Sibarimar, al Este con la cuenca del río Jaruco ubicado en la actual provincia de Mayabeque, al Oeste con la cuenca del río Tarará y al Sur con el escarpe de las Lomas de San Francisco Javier, Tapaste y de las Escaleras de Jaruco. Presentan una extensión superficial de 119,2 km2 en su totalidad.

Comportamiento temporal de la lluvia

El período lluvioso o húmedo se extiende en Cuba desde mayo hasta octubre y, época en que se acumulada es aproximadamente el 80 por ciento de la lluvia total anual, a diferencia del período poco lluvioso, que se extiende desde noviembre hasta abril y en el cual precipita, aproximadamente, el 20 por ciento del total anual.

La lluvia media anual para las cuencas de Guanabo e Itabo, entre 1970 y 2010, es de 1.312,6 mm, con una marcada estacionalidad en dos períodos bien definidos: uno húmedo de mayo a octubre, en el que caen como promedio anual 910,2 mm, lo que representa 69,8 por ciento del total anual, y otro menos húmedo de noviembre a abril, con un promedio de 402,4 mm, lo que representa 30,2 por ciento.

El análisis mensual de la lluvia evidenció dos máximos: uno con 214,50 mm en el mes de junio y otro menos marcado con 173,52 mm en el mes de septiembre. También se aprecia un mínimo absoluto en el mes de marzo con 50,45 mm y uno relativo en julio, con 132,5 mm, lo que muestra el carácter bimodal del comportamiento de la lluvia.

La tendencia de la lluvia resulta positiva en nueve de las 10 estaciones, con un ligero aumento de la lluvia para el período analizado. Solo la estación de Bellavista presentó una tendencia ligeramente negativa, con una pendiente de – 0,019.

Comportamiento de la lluvia en el espacio geográfico de las cuencas

La lluvia es un fenómeno que presenta variaciones espaciales. En el caso de estas cuencas, está dada precisamente por el relieve y la distancia a la costa. Los valores anuales de lluvia en la zona costera son inferiores a los 1.250 mm, en el centro de las cuencas pueden oscilar entre los 1.300 y 1.400 mm, mientras que la parte alta superan los 1.450 mm. Se aprecia un incremento de la lluvia con la altura y la distancia a la costa.

En la figura 1 se puede apreciar el comportamiento de la lluvia en el período húmedo. Los valores oscilan de 700 a 850 mm en toda la parte baja y costera de la cuenca; en la parte media llegan hasta los 950 mm, mientras que la alta presenta valores que pueden alcanzar los 1.500 mm. El comportamiento de la lluvia en el período lluvioso es similar al anual, aumenta con la altura y hacia el interior.

Figura 1: Distribución de la lluvia en el período húmedo en las cuencas Guanabo e Itabo. Período (1970-2010)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fuente: Datos del INRH. Elaborado por la autora.

Los valores de lluvia en el período menos húmedo no presentan grandes variaciones espaciales en las cuencas; oscilan entre 380 y 440 mm, y solo en algunas estaciones pluviométricas como Guanabito de la Luz (187) y Playa Guanabo (300) presentaron valores por encima de los 420 mm.

Comportamiento de la sequía intraestival

Con la información pluviométrica de las 10 estaciones existentes en las cuencas de Guanabo e Itabo, entre 1970 y 2010, se realizó un análisis de la sequía intraestival. Se pudo apreciar que su duración más frecuente es de uno, dos y tres meses de duración, principalmente las dos primeras.

Entre 1970 y 2010, uno de los años más significativos fue 2004, durante el cual seis de las 10 estaciones pluviométricas mostraron ausencia de la sequía intraestival.

Los años que más sobresalieron, con un mes de duración de la sequía intraestival, fueron 1974 y 1979. Es este último, seis de las 10 estaciones presentaron solo un mes de duración.

Otros años de gran significación fueron 1970, 1981, 1987 y 2010 con alrededor de cinco a siete estaciones con un mes de duración.

En 1982, 1983, 1988, 1997, 2005 y 2007 fue significativo, en la mayoría de las estaciones, una sequía intraestival de dos meses. Particularmente 1982, 1997 y 2005, cuando en las 10 estaciones la sequía intraestival duró dos meses. En sentido general, se observa que en todas las estaciones predominaron dos meses secos en el período húmedo.

La sequía intraestival con duración de tres meses se hizo más notable en estos cinco años: 1972, 1976, 1986, 1993, 2001 y 2002. El 1972 todas las estaciones presentaron tres meses de duración.

La sequía intraestival de cuatro meses no es frecuente en las cuencas de Guanabo e Itabo, solo en 1990 se manifestó en seis estaciones.

Distribución espacial de la sequía intraestival en las cuencas Guanabo e Itabo

Para realizar el análisis espacial de la sequía intraestival en las cuencas de Guanabo e Itabo, fue necesario calcular los valores promedios para los 41 años de cada estación. El valor más elevado de la sequía relativa se registró en la estación Telecorreo (T/C) Playa Guanabo (300), con de 16,9 por ciento y ubicada, precisamente, muy cerca de la costa. El valor más bajo fue de 10,5 por ciento en la estación Bellavista (231), ubicada a mayor altura en las cuencas, con 110 m y hacia el interior.

El mapa de sequía intraestival (figura 2) muestra un comportamiento latitudinal de esta variable, registrándose los valores más altos hacia la parte baja y costera, donde oscilan entre 0.16 y 0,17 y se encuentran las estaciones 147, 300 y 301; en la parte media de la cuenca los valores oscilan entre 0,13 a 0,16 en las estaciones 54, 55, 320 y 345; y en la parte alta de la cuenca se registran los valores más bajos, de 0,10 a 0,13, y se ubican las estaciones 187, 231 y 365.

Figura 2: Comportamiento de la intensidad de la sequía intraestival en las cuencas Guanabo e Itabo. (1970 – 2010)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fuente: Elaborado por la autora a partir del cálculo de la Sequía Intraestival

 

El mapa de sequía intraestival muestra un comportamiento latitudinal de esta variable, registrándose los valores más altos hacia la parte baja y costera, donde oscilan entre 0,16 y 0,17 y se encuentran las estaciones 147, 300 y 301; en la parte media de la cuenca los valores oscilan entre 0,13 y 0,16, representados por las estaciones 54, 55, 320 y 345 y en la parte alta de la cuenca se registran los valores más bajos, de 0,10 a 0,13, y se ubican las estaciones 187, 231 y 365.

Comportamiento del índice estandarizado de precipitación

Los valores mensuales del índice estandarizado de precipitación (SPI) para las cuencas fueron facilitados por el Centro Nacional del Clima del Instituto de Meteorología y están referidos a la red de varios puntos de rejilla, procedimiento que permite elaborar una tabla que, a su vez, facilita el análisis mensual y anual del comportamiento de este índice.

De ese modo se logra determinar, dentro de la serie, los años y meses más afectados por la sequía, además de cuantificar el déficit de precipitación para escalas temporales múltiples, que reflejan el impacto de la sequía sobre la disponibilidad de las diferentes fuentes del recurso agua.

Esta flexibilidad del índice estandarizado de precipitación le aporta gran utilidad en aplicaciones que requieren cortos períodos, como la agricultura y también en aplicaciones hidrológicas que requieren períodos más largos, además de que permite la comparación de sus resultados entre diferentes áreas geográficas

Análisis por rejilla

Para realizar el análisis del comportamiento anual del SPI de cada punto se elaboraron 10 tablas, una para cada punto, las que se clasificaron según la intensidad de la sequía propuesta por Mckee[iii] (tabla 1).

Tabla 1: Clasificación de las intensidades de sequía de acuerdo al valor del SPI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La tabla 2 muestra, a modo de ejemplo, el punto 1005 y se puede apreciar que la gran mayoría de los valores del SPI presentan un comportamiento bastante homogéneo, pues sus valores oscilaron entre -0,99 y 0,99, cerca de lo normal.

Este punto se ubica cerca de la costa y se puede apreciar que los años1970, 1971, 1986, 1999, 2006 y 2007 están en la categoría moderadamente seco; como moderadamente húmedo existen cuatro años (1972, 1976,1982 y 2005) y 1983 resultó ser muy húmedo.

Estas tablas permiten tener una idea del comportamiento de los valores mensuales del SPI para cada punto, en los 41 años estudiados y para los 12 meses del año, lo que permite determinar el mes y el año húmedo y seco.

En todos los puntos los años más significativos como moderadamente secos fueron 1970, 1974, 1986,2009; como severamente seco se manifestaron menos años: 1971 y 2006. En la categoría de moderadamente húmedo los años más significativos fueron 1982, 1992 y 2005, y en la categoría de muy húmedo el año que más resaltó fue 1983.

Tabla 2: Valores del Índice Estandarizado de Precipitación en la rejilla 1005

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fuente: Datos del ISMET. Elaborado por el autor.

Análisis por meses

Para conocer el comportamiento por meses del SPI, en ambas cuencas, se confeccionaron 12 nuevas tablas, una por mes. En general el valor mensual del SPI se acerca a la categoría normal, exceptuando algunos meses donde predominan valores de moderadamente húmedo y moderadamente seco.

Las tablas de valores del SPI por mes permiten conocer el comportamiento de este índice para cada mes del año en las dos cuencas, para los 41 años estudiados, y posibilita saber cuándo determinada intensidad de SPI está afectando toda o parte de la cuenca en un mes determinado.

En enero varios años se comportaron de forma homogénea en todos los puntos, como ocurrió en 2001, 2006 y 2007, cuyos valores correspondieron a la categoría de extremadamente seco, mientras severamente seco solo se manifestaron 1971 y 1986, en tanto moderadamente seco se presentaron cuatro años (1975, 1989, 2003, 2010).

En las categorías de moderadamente húmedo, muy húmedo y extremadamente húmedo se manifestaron cuatro años y el más significativo como extremadamente húmedo fue 1993. El mes de enero presentó por más años las categorías secas respecto a las húmedas.

En general, se puede decir que junio representa el mes más húmedo de ambas cuencas, con alrededor de ochos años moderadamente húmedos, mientras que los meses de enero y marzo resultan los más secos, con cerca de siete a ocho años entre de moderadamente secos a severamente secos.

Conclusiones

El desarrollo del presente trabajo permitió caracterizar el comportamiento temporal y espacial de la lluvia y de la sequía intraestival, no así el Índice Estandarizado de Precipitación que, por la propia característica de los datos (estandarizados), no fue posible promediar. De ese modo no fue posible un análisis con mayor grado de detalle y solo pudo hacerse por rejilla, mensualmente.

La lluvia en las cuencas de Guanabo e Itabo entre 1970 y 2010 tuvo un valor promedio anual de 1.312,6 mm, ligeramente por debajo de la media para Cuba. Además, presentó una estacionalidad con dos períodos bien definidos: el húmedo de mayo a octubre, cuando llueve como promedio 910,2 mm, lo que representa el 69,8 por ciento del total anual; y otro menos húmedo de noviembre a abril, con un promedio de 402,4 mm, que representa 30,2 por ciento del total anual.

La tendencia de la lluvia en las cuencas fue positiva en nueve de las 10 estaciones estudiadas, para un nivel de significación del 95 por ciento de confianza. Solo la estación Bellavista (231) manifestó una ligera tendencia negativa, con una pendiente de – 0,019, para un nivel de confianza del 90 por ciento. La lluvia promedio anual para el período presenta una regularidad en su distribución sublatitudinal, con los menores valores (inferiores a 1.250 mm) en el extremo noreste, hacia un núcleo de máxima que puede superar los 1.450 mm en la porción suroeste de la cuenca de Guanabo.

Hay un incremento de la lluvia de la costa al interior y con la altura. La distribución espacial de la lluvia presenta un patrón diferenciado en su comportamiento estacional; en el período húmedo existe un aumento de la lluvia en la medida que nos alejamos de la costa y se asciende en altura, mientras que en el período menos húmedo se invierte este patrón y se manifiesta una disminución de la lluvia en la medida que nos alejamos de la costa. Esta situación se explica por el diferente origen de las lluvias en cada período (convectivas o frontales).

Se determinó la duración e intensidad de la sequía intraestival en las 10 estaciones existentes en las cuencas. La duración más frecuente de la SI es de uno o dos meses, con disminución de la lluvia en julio y agosto.

La intensidad presentó valores variables, desde la no existencia de Sequía Intraestival en la mayoría de las estaciones, como sucedió en 2004 y 2008, hasta años como 1972 en que los valores oscilaron de 0,2 a 0,7. La Sequía Intraestival presentó un comportamiento latitudinal en las cuencas, con valores de 0.169 en la costa hasta 0,105 en el interior, los que se agruparon en tres rangos aplicando el análisis de cluster[iv]: el primer grupo donde los valores de SI oscilan de 0,16 a 0,17 y se ubican en la parte baja y costera, el segundo grupo con valores de SI de 0,13 a 0,16 en la parte media y el tercer grupo cuyos valores de SI oscilan entre 0,10 y 0,13 en la parte alta de las cuencas. En el análisis por rejilla del comportamiento del SPI en las cuencas de Guanabo e Itabo se pudo apreciar que la gran mayoría presenta valores cercanos a lo normal, de -0,99 a 0,99.

Al analizar todos los puntos en su conjunto se pudieron detectar los años moderadamente secos (1970, 1974, 1986,2009) y severamente secos (1971, 2006), así como los moderadamente húmedos (1982, 1992, 2005) y muy húmedos (1983).

El análisis por mes de los valores del SPI en las cuencas de Guanabo e Itabo manifiesta un predominio entre -0.99 a 0.99, cerca de la normal; estas tablas permiten realizar un análisis mensual para toda el área que ocupan ambas cuencas. Por ello se puede decir que junio representa el mes más húmedo, mientras que enero y marzo resultan los más secos del año. En las cuencas de Guanabo e Itabo, los tres índices utilizados en la investigación manifiestan un comportamiento similar desde el punto de vista espacial. Por ello se evidencian tres zonas; la cercana a la costa, donde se registran las condiciones de mayor sequedad; y la parte intermedia y la zona alta, donde se presentan los mayores valores de humedad.

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos a partir de los tres índices utilizados en la investigación, las empresas e instituciones responsables del manejo de los recursos hídricos en las cuencas Guanabo e Itabo tendrán una información más precisa para tomar mejores decisiones en cuanto al desarrollo de la producción agropecuaria en el área.

 


Notas:

[i] La sequía intraestival (SI) se define como el período de sequía relativa o mínimo secundario de precipitaciones que se presenta, frecuentemente, a mediados de la estación lluviosa, como un receso temporal en la cuantía de lluvias de esta época, conocido también como canícula, sequía del medio verano. Ver Mosiño y García, en Rivera, L.: “Caracterización del comportamiento temporal y espacial de la Sequía Intraestival en Cuba (1980-2005)”, tesis de diploma, Facultad de Geografía, Universidad de La Habana, 2008.

[ii] El Índice Estándar de Precipitación (SPI) fue diseñado por McKee en 1993   para mejorar la detección del comienzo de la sequía y su monitoreo. Se utiliza para monitorear las condiciones de sequía en una gran variedad de escalas de tiempo (meses y años). Permite cuantificar el déficit de precipitación para escalas temporales múltiples. Estas escalas temporales reflejan el impacto de la sequía sobre la disponibilidad de las diferentes fuentes del recurso agua.

[iii] Mckee. et al: “La relación de frecuencia de sequedad y duración para cronometrar las balanzas. La climatología”, 1993, disponible en

http://www.sequia.edu.mx/IPE/porciento/ . Recuperado el 2-4-2011.

[iv] El análisis cluster, también conocido como análisis de conglomerados, es una técnica estadística multivariante cuya finalidad es dividir un conjunto de objetos en grupos.

 

*La autora es geógrafa del Instituto de Meteorología.

Un comentario

  1. Dayana de la Paz Marrero

    Hola
    Mi nombre es Dayana de la Paz Marrero, soy recien graduada de ingeniería geofísica y más que un comentario tengo una duda. El artículo me parece muy interesante pero no puedo cargar los mapas y me interesaría mucho verlos, por tanto me gustaría que me facilitaran algún correo o forma de ponerme en contacto con su autora. Gracias y disculpen las molestias

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