domingo, 1 de diciembre de 2013

INVESTIGACION SOBRE CALCULO DE DIAGRAMAS UNITARIOS DE CRECIENTES

Estimación de la creciente de diseño utilizando el hidrograma unitario instantáneo: el caso de la cuenca del río Tecolutla, México

Estimation of flood design using the instantaneous hydrograph unit: a case study of the Tecolutla river watershed, Mexico

José Antonio Agustín Pérez Sesma* Laura Elena Maderey Rascón** Domitilo Pereyra Díaz* Uriel Antonio Filobello Niño*

* Licenciatura en Ciencias Atmosféricas, Facultad de Instrumentación Electrónica de la Universidad Veracruzana. Circuito Gonzalo Aguirre Beltrán s/n, Zona Universitaria. 91000 Xalapa, Veracruz, México. E–mail: sesma02@yahoo.com.mx ; dpereyra@uv.mx
** Departamento de Geografía Física, Instituto de Geografía, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria. Coyoacán, 04510 México, D.F.

Recibido: 3 de septiembre de 2010.
Aceptado en versión final: 9 de marzo de 2012.

Resumen
En esta investigación se utiliza el hidrograma unitario instantáneo (HUI) para conocer la avenida de diseño en la estación El Remolino, ubicada en la cuenca del río Tecolutla. Para conocer la avenida de diseño se utilizó la información pluviométrica de 24 estaciones, localizadas dentro y en las cercanías de la cuenca, para el periodo 1961– 1999, de éste se seleccionaron las 16 tormentas más intensas registradas en la cuenca, cuyo gasto máximo generado fue mayor a 3 000 m3/s. Los hidrogramas de diseño se obtuvieron utilizando las precipitaciones máximas en 24 horas, para los periodos de retorno de 25, 50 y 100 años. Se encontró que el hidrograma de diseño para 25 años tendría un gasto de pico de 21 053.7 m3/s, para 50 años de 23 653.5 m3/s y para 100 años de 26 281.4 m3/s. Estos resultados indican que el HUI sobreestima los gastos de pico, esto puede deberse a que las tormentas de diseño utilizadas tienen una duración en exceso de cuatro días, y precipitaciones en exceso de 495.4, 557.2 y 618.6 mm, respectivamente, para los periodos de retorno utilizados. Finalmente, los gastos estimados, con el HUI, y los gastos registrados mostraron un coeficiente R2=0.956, el cual muestra la efectividad del modelo propuesto.
Palabras clave: Precipitación, escurrimiento, cuenca, hidrograma unitario instantáneo, río Tecolutla.

Abstract
In this research an instantaneous hydrograph unit (IUh), is used to characterize the flood design at the El Remolino station, located in the Tecolutla river watershed. Rainfall data from 24 stations, all of them located within, or in the vicinity of the watershed was used for the period 1961–1999 to learn about the flood design. From this period we selected 16 more intense storms recorded in the watershed, which generated a peak discharge expenditure greater than 3000 m3/s. The design hydrograph was obtained, using the maximum rainfall within 24 hours, for the return periods of 25, 50 and 100 years. It was found that the design hydrographs for 25 years would have a discharge peak of 21 053.7 m3/s, to 50 years of 23 653.5 m3/s and 100 years of 26 281.4 m3/s. These results indicate that the HUI has an over–estimation in the peak discharge, this over estimation might be because the design storms used have a duration in excess of four days and rainfall in excess of 495.4 mm, 557.2 mm and 618.6 mm for each return period. Finally, the peak discharge estimated, with the HUI, and the peak discharge registered, show a coefficient R2 = 0. 956, what shows the effectiveness of the model here proposed.
Key words: Precipitation, runoff, watershed, instantaneous unit hydrograph, Tecolutla river.

Introducción
En México, la transformación de los paisajes boscosos y la contaminación han llegado a modificar el ciclo hidrológico, al cambiar la capacidad de captación y retención de humedad en la superficie. Algunos estudios muestran que la deforestación afecta el ciclo hidrológico al modificar la evaporación, la humedad en el suelo y los efectos que los árboles ejercen sobre los vientos (Magaña, 1999). Uno de los problemas más importantes que se presenta al diseñar una obra hidráulica, es determinar el gasto máximo o el hidrograma de la avenida máxima que pueda ocurrir con determinada frecuencia en el sitio del proyecto. El gasto máximo es utilizado principalmente para diseñar puentes y alcantarillas en ciertos tramos de un cauce, en tanto que la avenida máxima,1 es empleada para diseñar presas de almacenamiento, dado que el hidrograma de ésta permite conocer el volumen de agua que llegará al vaso, en función del cual se diseña la cortina de la presa, así como su vertedor y sus compuertas (Ferrer, 2000).
Debido a que la cantidad y calidad de la información disponible varía ampliamente de un problema a otro y a que no siempre se requiere de la misma precisión en los resultados, se ha desarrollado una gran cantidad de métodos para analizar la relación precipitación–escurrimiento, éstos se han agrupado en modelos empíricos, hidrológicos e hidráulicos (Viessman et al., 1977; Fuentes et al., 1981; Pereyra y Hernández, 1987; Aparicio, 2008).
Como es bien sabido, la información acerca del escurrimiento en una sección de interés, sobre una corriente, también es necesaria para diseñar obras de aprovechamiento o de protección (riego, agua potable, generación de energía eléctrica, inundaciones, etc.). En muchas ocasiones, el diseñador de obra hidráulica se encuentra con poca o nula información de mediciones directas que le permitan conocer la historia de los escurrimientos en la zona de interés, por lo que recurre a estimaciones a partir de las bases de datos de precipitación existentes. Asimismo, cuando la cuenca ha estado o estará sujeta a cambios de importancia (construcción de obras de almacenamiento, urbanización y deforestación, etc.), estos cambios alteran el régimen del escurrimiento, por lo que su registro histórico no representa adecuadamente el comportamiento futuro de la corriente. En los problemas de pronóstico de avenidas, es necesario contar con modelos matemáticos que permitan estimar el escurrimiento a partir de las características de la cuenca y la precipitación (Fuentes et al., 1981; Campos, 1998). Según Raudkivi (1979), Fuentes et al., (1981) y Pereyra (1993), la relación entre le precipitación y el escurrimiento es complicada, depende por una parte de las características de la cuenca (área, elevación, pendiente, orientación, tipo de suelo, drenaje, capacidad de almacenamiento y vegetación) y por otra de la distribución espacial y temporal de la precipitación. Los principales problemas que se han detectado en la cuenca del río Tecolutla, asociados al recurso hidráulico son: a) poca infraestructura para servicio de agua potable, alcantarillado y saneamiento urbano y rural; b) baja eficiencia en el uso del agua en riego; c) baja calidad del agua de las corrientes principales y algunos de sus afluentes, y d) fenómenos meteorológicos extremos, cada vez más recurrentes, que provocan inundaciones en la parte baja de la cuenca donde se ubican dos centros de población importantes (Gutiérrez Zamora y Tecolutla). Debido a este último problema enunciado, nace el interés por conocer la magnitud de las crecientes de diseño, la cual puede ser aplicada en la planeación de obras de control, puentes y alcantarillas, etc. Como antecedente de este estudio se tiene al estudio de Pereyra et al. (2012), quienes utilizaron el modelo numérico HEC–HMS (Hydrologic Engineering Center–Hydrologic Modell System, USA) para conocer los escurrimientos máximos de tormentas severas registradas en la cuenca, teniendo resultados muy aceptables (Tabla 9 y Figura 23).

Metodología
La cuenca del río Tecolutla se encuentra ubicada geográficamente entre los 19º30' y 20º30' latitud norte, y los 97º y 98º15' longitud oeste del meridiano de Greenwich (Figura 1). Tiene un área de 7 342 km2 hasta la desembocadura del Golfo de México, la cual se encuentra distribuida entre los estados de Tlaxcala, Hidalgo, Puebla y Veracruz (Pérez, 2009; Pereyra et al., 2010). En esta cuenca se pueden distinguir tres zonas: la parte alta, ubicada dentro de la Sierra Madre Oriental, en la que los cauces se encuentran alojados en cañones angostos y profundos con fuertes pendientes; la parte media, donde disminuyen las pendientes de los cauces y es posible construir vasos de almacenamiento para generar energía eléctrica; la parte baja, que atraviesa la planicie costera del centro del estado de Veracruz, hasta la desembocadura en el Golfo de México. La corriente principal, se origina entre los estados de Tlaxcala y Puebla y se le conoce primero por los nombres de arroyo Zapata, río Coyuco, río Apulco y finalmente río Tecolutla (Figura 2), (Pereyra et al., 2010).
La parte alta, entre los estados de Tlaxcala, Hidalgo y Puebla, la precipitación media anual es de 700 mm, en tanto que en la parte media es de 2 500 mm, con dos centros de alta precipitación en Jopala y Atexcaco, Puebla, donde la precipitación media anual alcanza los 3 400 mm, y en la parte baja la precipitación es de 1 400 mm (Pereyra y Hernández, 1987). En lo que concierne a la precipitación máxima media anual en 24 horas; en la parte alta de la cuenca es de 200 mm, en la parte media es de 400 mm y en la parte baja de 300 mm. Asimismo, la cuenca del río Tecolutla es afectada últimamente, con mayor frecuencia, por los ciclones tropicales que se forman en el Mar Caribe y en el Golfo de México, los cuales generan precipitaciones intensas, durante el periodo de julio a septiembre, ocasionando crecientes considerables. Además, es afectada por masas de aire frío provenientes del polo norte, denominados Nortes, presentándose éstos de octubre a marzo (Tejeda et al., 1989; Pérez, 2009).
En esta cuenca se construyeron los primeros aprovechamientos hidroeléctricos de importancia en nuestro país, sobre el río Necaxa se encuentra el sistema hidroeléctrico del mismo nombre, que perteneció a la desaparecida compañía, de Luz y Fuerza Motriz. Posteriormente la Comisión Federal de Electricidad (CFE), utilizando el escurrimiento de los ríos Xiucayucan y Apulco, empezó a operar la planta Hidroeléctrica Mazatepec. También, existen algunas plantas hidroeléctricas de poca capacidad de generación, como la que proporciona energía a la población de Zacapoaxtla, Puebla; la planta Atexcaco, que utiliza las aguas de los arroyos que le confluyen al río Xiucayucan por su margen derecha (Pereyra et al., 2010).
La cuenca del río Tecolutla se caracteriza por estar enclavada dentro de tres provincias fisiográficas: Eje Volcánico Transversal (parte alta y media), Sierra Madre Oriental (parte media) y la Llanura Costera del Golfo (parte baja) como se indica en la Figura 3. Los tipos de vegetación predominante son: bosque de coníferas, bosque de encino, bosque mesófilo de montaña, selva subcaducifolia y vegetación hidrófila como se indica en la Figura 4 (Pérez, 2009).
Para conocer el hidrograma de la creciente de diseño de la cuenca del río Tecolutla, primero se ubicaron en un mapa las estaciones climatológicas e hidrométricas seleccionadas, con la ayuda del Software Surfer 7 (SMS, 1999), (Figura 2). Las 24 estaciones climatológicas seleccionadas contaban con al menos 25 años de registro (Tabla 1). Las variables utilizadas fueron precipitación y escurrimiento diarios, las cuales fueron proporcionadas por la Comisión Nacional del Agua (CLICOM, 2004) y por la Comisión Federal de Electricidad (CFE, 2004), para el periodo 1961–1999 (cabe mencionar que se utilizó este periodo debido a que la estación hidrométrica El Remolino fue destruida por la inundación ocurrida en los primeros días del mes de octubre de 1999 y recientemente reconstruida). Para el análisis estadístico se utilizó el Software Statistica versión 5.5 y para el trazo de isoyetas se requirió del Software Surfer versión 7, así como de un planímetro digital para el cálculo de áreas. Además, se seleccionaron las fechas de las tormentas más desfavorables (lluvias intensas que duran varias horas) que generaron un gasto mayor a 3 000 m3/s en la estación hidrométrica El Remolino (Tabla 2 y Figura 5. Asimismo, se realizaron pruebas estadísticas de homogeneidad (td de Student) a cada una de las bases de datos de precipitación y escurrimiento de las estaciones consideradas en esta investigación, las cuales cumplieron con el criterio de homogeneidad (Campos, 1998; Escalante y Reyes, 2002): la prueba consistió en determinar el valor absoluto de la td de Student de cada muestra y compararlo con el valor de la distribución de Student de dos colas v = n1 + n2–2 y grados de libertad, para un nivel de confiabilidad de ∞ = 0.05.

Precipitación
La precipitación media de la cuenca se obtuvo utilizando promedios aritméticos y los promedios ponderados de Thiessen y el de isoyetas (Ponce, 1989; Campos, 1998; Aparicio, 2008). Para conocer la precipitación máxima probable (pmp) que se pueda presentar para un determinado periodo de retorno (intervalo promedio de tiempo dentro del cual un evento de cierta magnitud puede ser igualado o excedido por lo menos una vez) asignado a una cierta obra hidráulica, se ajustó la función de distribución doble exponencial o Gumbel a las precipitaciones máximas en 24 horas ocurridas en la cuenca. La función Gumbel (Ecuación 1) fue elegida entre otras para valores extremos de precipitación, en virtud de haber sido empleada por otros autores para precipitaciones máximas en la región (Pereyra et al., 1984; Pereyra, 1993; Campos, 1998). La expresión matemática de la función de distribución doble exponencial o de Gumbel se puede expresar como se indica en la ecuación 1 (Yevjevich, 1972; Miroslava, 1992; Pérez, 2009):
donde a y b se determinarán por regresión no lineal con el software Statistic versión 5.5; Tm es el periodo de retorno asignado a la obra; Y(Tm) es el valor de la variable Y, pronosticado para el periodo de retorno Tm.

Modelos lluvia–escurrimiento
Debido a la existencia de una gran cantidad de modelos lluvia–escurrimiento, es conveniente agruparlos en diferentes categorías a efecto de seleccionar el más apropiado para cada caso particular. Una forma de clasificarlos es de acuerdo con la información que se requiere para su calibración (Fuentes et al., 1981); de esta manera los modelos de lluvia escurrimiento se pueden dividir en tres grandes grupos: a) Modelos Empíricos que requieren únicamente de las principales características físicas promedio de la cuenca en estudio; dentro de estos modelos se tiene al método de envolventes (Creager y Lowry, entre otros) que relacionan el gasto máximo con el área de la cuenca y un coeficiente de escurrimiento de la cuenca o de la región (Fuentes et al., 1981; Pereyra y Hernández, 1987); b) Modelos Hidráulicos para los cuales se debe de disponer, además de los registros simultáneos de precipitación y escurrimiento, de las características físicas detalladas de la cuenca, los modelos más representativos de esta idea son el de Stanford y el del Departamento de Estudios Geológicos de Estados Unidos, U.S.G.S. (Pereyra y Hernández, 1987; Chow et al., 1994); c) Modelos Hidrológicos para los que es necesario contar con registros simultáneos de precipitación y escurrimiento, para utilizarlos en el pronóstico se recomienda que se les calibre primero para la cuenca de interés, utilizando los datos de lluvia y escurrimiento observados (Fuentes et al., 1981; Pereyra y Hernández, 1987; Pereyra et al., 2012). Para este estudio se utilizó un modelo del tipo hidrológico; a diferencia de los modelos empíricos éstos pueden utilizarse con cualquier tipo de lluvia, tomando en cuenta sus variaciones en el tiempo. Entre estos modelos se encuentran los derivados del concepto de hidrograma unitario, en los que se calcula una función que relaciona las entradas (lluvia) con las salidas (escurrimiento), haciendo caso omiso del fenómeno físico que ocurre en la cuenca (Figura 6).
Hidrogama unitario (HU). Chow et al. (1994) consideraron que este hidrograma es la función respuesta de periodicidad unitaria para un sistema hidrológico lineal. El hidrograma unitario se define como la gráfica del escurrimiento directo resultante de 1 mm (aunque también puede ser de una pulgada, un centímetro, etc.) de lluvia en exceso, que se genera, de manera uniforme, sobre un área de drenaje (cuenca) a razón constante, durante la duración de la precipitación efectiva (Figura 7).
Hidrograma unitario instantáneo (HUI). Para superar las limitaciones en donde se supone que la intensidad de la lluvia es constante, en toda su duración, se han desarrollados métodos que, apoyados en los principios del HU, permiten que si se dispone de información confiable de las variaciones de la intensidad de la lluvia con el tiempo, estas variaciones sean tomadas en cuenta.
Supóngase que en una cuenca dada se dispone de información sobre la precipitación media para intervalos pequeños de tiempo Λt y que se conoce el HU asociado a una tormenta de la misma duración, Λt. De acuerdo con el HU, si se presentara una tormenta compleja se produciría un hidrograma como el de la Figura 8 (Raudkivi, 1979).
Así, si Ui es la i–ésima ordenada del HU (Figura 8a) y Pj es la j–ésima barra de precipitación en exceso del hietograma (Figura 8b), las ordenadas Qi del hidrograma resultante (Figura 8f) son, en este caso,
En general, las k–ésimas ordenadas del hidrograma, Qk es:
Considérese el problema inverso, es decir, en el que se conoce el hidrograma (Figura 8f) y la precipitación (Figura 8b) y se desea obtener un HU como el de la Figura 8a. Consecuentemente, el sistema de ecuaciones 2 sigue siendo válido; este sistema se puede escribir como:
donde:
La incógnita es entonces el vector {U}. Sin embargo, en el sistema 2 se tendrían cinco ecuaciones con tres incógnitas, por lo que el sistema es indeterminado y no existen valores de {U} que satisfagan simultáneamente las cinco ecuaciones. Así, para tener una solución del sistema 3 es necesario aceptar un cierto error en cada uno de los componentes de {U}; ciertamente, es deseable que dicho error sea el mínimo posible. Se puede demostrar que se comete el mínimo error en los valores de {U} si la ecuación 3 se multiplica por la matriz transpuesta de P (Raudkivi, 1979; Aparicio, 2008):
Lo que en este caso resultaría:
El sistema matricial 5 es ya un sistema determinado, con una solución única. Esta solución proporciona el valor del vector {U} buscado. Nótese que para el HUI, siempre debe especificarse la duración en exceso, que es la duración de las barras del hietograma de la Figura 8b. Sin embargo, en contraposición con el HU tradicional, en el instantáneo se tiene una mayor flexibilidad en el manejo de esta duración en exceso.
Asimismo, en todos los casos el número de ordenadas del hidrograma final NQ está ligado con el número de barras del hietograma NP y al número de ordenadas del HU Nu por medio de la ecuación (Fuentes et al., 1981; Aparicio, 2008):
Con esta ecuación es posible saber de antemano el número de ordenadas que tendrá el HU y, por lo tanto, el orden de la matriz de coeficientes del sistema de ecuaciones.

Resultados
La precipitación media de las tres tormentas más intensas (1974, 1981 y 1986) de las 16 que se presentan en la Tabla 2 se muestran en la Tabla 3 y en las Figura 9, 10 y 11. La precipitación media anual de la cuenca del río Tecolutla se presenta en la Tabla 4 y en la Figura 12. En las Figura 9, 10, 11 y Figura 12 se puede observar que existen dentro de la cuenca, dos centros de alta precipitación, ubicados en las regiones de Jopala (7) y Atexcaco (21), Puebla, aseveración que confirma lo dicho anteriormente, en el apartado "metodología".
La precipitación máxima probable esperada (pmp) para periodos de retorno de 25, 50 y 100 años, de acuerdo con la ecuación 1, se muestran en la Tabla 5, así como en las Figura 13, 14 y 15, donde se puede apreciar que existe una gran similitud con la forma del mapa de isoyetas medias anuales de la cuenca (Figura 12).
En la Tabla 6 se muestran los valores del escurrimiento directo (Ved), el volumen de escurrimiento base (Veb), la lámina de precipitación en exceso (Le) y el índice de infiltración media de la cuenca (Φ) para cada tormenta, los cuales se estimaron usando las técnicas convencionales presentadas en Springall (1970), Campos (1998), Escalante y Reyes (2002), y Aparicio (2008).
a) Para obtener el hidrograma unitario se consideró a la tormenta del 23 al 28 de agosto de 1981 como la más representativa para pronosticar la avenida de diseño, siendo la duración en exceso de esta tormenta de cuatro días, como se indica en la Tabla 7.
Las columnas 3 y 4 de la Tabla 7, muestran que NQ=7, NP=4 y por la ecuación 6 se obtuvo que Nu=4. Reemplazando estos valores en la ecuación 2a, se obtiene el sistema de ecuaciones 7.
La solución del sistema 7 es U1=100.03, U2=31.3, U3=13.94 y U4=2.52, las cuales representan las ordenadas del hidrograma unitario de la cuenca del río Tecolutla (Figura 16).
b) Calibración del modelo HUI. El hidrograma del escurrimiento directo obtenido con el modelo propuesto, en la ecuación 2a, para la tormenta mostrada en la Tabla 7, se presenta en la Figura 17, donde se observa un buen ajuste con el hidrograma observado.
En la Figura 18 se presenta la correlación que existe entre los gastos observados contra estimados. En esta figura se puede observar que el valor del coeficiente de determinación R2= 0.9599, lo que indica que el modelo del HUI explica el 95.99% de los casos. Asimismo, en la Tabla 8 se presentan los valores comparativos de los gastos directos observados contra estimados.
c) Para escoger el periodo de retorno que se le asignará a la tormenta de diseño, se aplicó la siguiente expresión matemática (Escalante y Reyes, 2002):
donde: x es la magnitud de un evento hidrológico; P probabilidad de que ocurra una tormenta; Tm periodo de retorno de la tormenta, en años. En este caso se fijaron Tm de 25, 50 y 100 años considerando que las obras a realizar en la región pueden ser de control de inundaciones.
d) Con base en la duración efectiva de las tormentas consideradas como severas en este estudio, se fijó una duración de cuatro días para la tormenta de diseño.
e) Con los periodos de retorno obtenidos en c) y la duración efectiva supuesta en d), se calculó la altura de precipitación diaria de la cuenca con base a las curvas IDT (Figura 19).
f) Con los datos del inciso anterior se obtuvieron los hietogramas de las tormentas de diseño (Figura 20, 21 y 22).
g) Con los datos de los hietogramas obtenidos en el paso anterior y con el índice de infiltración media, ψ = 35.21mm/día (Tabla 6, columna 7), se obtuvo la lluvia en exceso; siendo para el periodo de retorno de 25 años de 495.4 mm, para 50 años de 557.2 mm y para 100 años de 618.6 mm, con una duración en exceso de cuatro días para las tormentas de diseño, para obtener la altura de precipitación en exceso, se restó la infiltración media de la cuenca del río Tecolutla a cada barra del hietograma de diseño y se sumaron los resultados.
h) Para conocer la avenida o creciente de diseño, para los periodos de retorno seleccionados, se multiplicaron las ordenadas del hidrograma unitario de diseño por las alturas de la precipitación en exceso. De las avenidas de diseño mostradas en las Figura 20, 21 y 22, se observa que los gastos máximos pronosticados son de 21 053.7 m3/s, 23 653.5 m3/s y 26 281.4 m3/s para los periodos de retorno de 25, 50 y 100 años, respectivamente. Tomando en cuenta el área de captación hasta la salida al mar y la precipitación en exceso, en toda la cuenca, para cada una de las tormentas de diseño, el volumen que llegaría a la desembocadura al mar sería de aproximadamente 3 637.2x106, 4 091x106 y 4 541.8x106 m3, respectivamente.

Discusión
El modelo del HUI requiere una mayor cantidad de datos, entre éstos los registros continuos de escurrimiento y de precipitación de la cuenca en estudio, pero tiene la ventaja respecto a otros métodos ya que permite conocer la avenida y con ello el volumen de escurrimiento, así como el gasto máximo.
La Tabla 9 y Figura 23 muestran un comparativo entre gastos estimados por el HUI y el HEC–HMS (Pereyra et al., 2012) con los observados, donde se puede apreciar que el HUI tiene un R2=0.9561 y el HEC–HMS un R2=0.9921, lo cual indica la efectividad del modelo HUI.
En vista de los daños generados, en los últimos años, por las inundaciones ocurridas en la cuenca del río Tecolutla, el cálculo y pronóstico de las avenidas de diseño para tal región utilizando el HUI, es de suma importancia para la toma de decisiones en la prevención y disminución del riesgo de la población. Cabe mencionar que no se puede hacer un análisis de los impactos de una tormenta extrema o de escurrimientos súbitos, sin mencionar que las inundaciones provocadas por el desbordamiento de los ríos no necesariamente se debe a tormentas extraordinarias sino que, en primera instancia, se puede deber a factores antropogénicos (como por ejemplo actividades agrícolas y ganaderas, entre otras).
Finalmente, debido a la magnitud de los gastos máximos estimados, se recomienda construir obras de captación o de control para disminuir el riesgo por inundaciones en la parte baja de la cuenca, lugar donde se ubican las dos ciudades más importantes (Gutiérrez Zamora y Tecolutla).

Referencias
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HIDROGRAMAS UNITARIOS DE CRECIENTES


 Autor: Gustavo A. Silva Medina

Generalidades
Las crecientes son eventos extraordinarios que se presentan en los cauces de las corrientes naturales durante las cuales las magnitudes de los caudales superan con creces los valores medios que son normales en dichas corrientes.
La predicción de la magnitud de la creciente para el diseño de obras hidráulicas ha sido siempre motivo de controversia debido a que los métodos que analizan crecientes deben realizar una proyección hacia el futuro, aplicando teoría de probabilidades, con un alto grado de incertidumbre.

Si se conocen con un nivel de aproximación razonable las magnitudes de las crecientes que se van a presentar durante la vida útil de una obra es claro que las estructuras se pueden diseñar con una gran confianza en cuanto a los aspectos técnicos y económicos. En efecto, la estabilidad de la obra durante la vida útil de diseño depende en gran parte de su capacidad para soportar los efectos que se producen sobre la estructura cuando pasan las crecientes extraordinarias. Estos efectos se traducen en impactos, presiones, socavación, taponamientos y desbordamientos.
Los pilares en los cuales descansa el cálculo de las crecientes futuras probables para el diseño de obras hidráulicas son tres:
  1. El riesgo de falla en la capacidad hidráulica o en la estructura de la obra.
  2. El régimen de aguaceros en la cuenca que alimenta la corriente natural que llega a la obra.
  3. Las características físicas, de almacenamiento, estabilidad, erosión, infiltración y uso de la tierra de la cuenca ya definida.
Métodos de cálculo
Mucho se ha escrito en la bibliografía especializada sobre el cálculo de las crecientes de diseño. Los métodos que se recomiendan varían entre la aplicación de conceptos de estadística y probabilidad a registros históricos de caudales máximos y el uso de fórmulas que relacionan algunas características de la hoya vertiente con las lluvias de corta duración o aguaceros.
En el presente artículo se analizarán solamente dos métodos, advirtiendo que existen otros más sofisticados, aunque no son necesariamente mejores.
1. Análisis de registros históricos de caudales máximos.
Como se explica en los libros de Hidrología la serie histórica de caudales máximos de una estación hidrométrica se conforma con los picos de los hidrogramas si la estación está equipada con limnígrafo o con los registros de maxímetros si la estación está compuesta por una batería de miras.
Para asegurar la independencia de los datos de la serie se recomienda tomar un solo valor por cada año de registro, el máximo.
El análisis estadístico de la serie de máximos históricos permite establecer la confiabilidad de la serie en cuanto tiene que ver con la longitud del registro y la consistencia de la información. Luego de que se establece la confiabilidad de la serie se procede a calcular los estadísticos que van a representar el régimen histórico de las crecientes; estos estadísticos son Promedio (X), Desviación Estándar (SD) y Coeficiente de Asimetría (Ca).
Posteriormente, utilizando métodos de Inferencia Estadística, se calculan los parámetros de la población para aplicarlos en el pronóstico de probabilidad de las crecientes futuras; estos parámetros son Esperanza Matemática (µ), Varianza (var) y Coeficiente de Asimetría (Cs).
Por último, se selecciona una distribución de probabilidades y se calculan los picos de creciente para Períodos de Retorno (Tr) determinados. Como se sabe, el período de retorno es una medida de la probabilidad de que un evento de una determinada magnitud sea igualado o excedido por lo menos una vez en un año cualquiera. Así, la creciente de 100 años es la creciente que tiene probabilidad p(x) del uno por ciento de presentarse o ser superada por lo menos una vez en un año cualquiera.
La magnitud de la creciente de período de retorno Tr se calcula con la expresión:
Qt = µ + k s
donde Qt es el caudal pico de período de retorno Tr, µ es la esperanza matemática de la serie, s la raiz cuadrada de la varianza; k es el nivel de probabilidad o sea el factor de frecuencia de la distribución de probabilidades seleccionada, en función del período de retorno Tr.
El método tiene el inconveniente de que analiza con un gran rigor matemático la teoría de las probabilidades pero no tiene en cuenta los factores físicos de la corriente de drenaje y de su cuenca vertiente.
Este método es útil en el cálculo de picos de creciente para diseño de sistemas de drenaje urbano, sistemas de drenaje de carreteras y aeropuertos, puentes, y protección de obras hidráulicas pequeñas en ríos, como captaciones, desarenadores y conducciones. No es recomendable para el diseño de aliviaderos en presas de embalse; en este caso es preferible utilizar métodos de cálculo basados en las relaciones que existen entre la lluvia máxima probable, la cuenca y el caudal máximo probable.
2. Relaciones entre Cuenca, Lluvia y Caudal.
El análisis cuidadoso de la relación que existe entre las características físicas de la cuenca, los factores de la lluvia y los hidrogramas de creciente ofrece al Ingeniero un panorama amplio de conocimiento sobre la formación de los caudales extraordinarios y le permite hacer un pronóstico relativamente confiable sobre los eventos futuros de esta naturaleza.
El término pronóstico relativamente confiable se utiliza aquí para expresar que, auncuando existe la incertidumbre propia de todo pronostico, los resultados que se obtienen en el análisis tienen órdenes de magnitud adecuados a las necesidades de los diseños. Debe recordarse que siempre que se hace un pronóstico existe la posibilidad de fallar. Lo que se busca en los estudios hidrológicos es lograr que la probabilidad de falla sea pequeña.
El primer paso en el análisis consiste en la recolección de información cartográfica, pluviográfica y limnigráfica para delimitar la cuenca vertiente, determinar sus características morfométricas, geotécnicas y de uso del suelo, y seleccionar hidrogramas históricos de creciente junto con sus respectivos aguaceros.

El procedimiento continúa con el cálculo de hidrogramas unitarios o con la programación de modelos matemáticos de escorrentía que se calibran con la información histórica existente.
Por último se hace una síntesis probabilistica de los aguaceros de corta duración y se establecen las curvas de Intensidad-duración-frecuencia. Las curvas se aplican luego al hidrograma unitario o al modelo matemático para obtener pronósticos de los hidrogramas de creciente futuros.
2.1. Cuencas pequeñas.
En Hidrología una cuenca pequeña no se define solamente por su tamaño. Es más importante en su definición el concepto de Cuenca Homogénea.
Una Cuenca es Homogénea cuando tiene las mismas características físicas y de almacenamiento en toda su área. Por ejemplo, si una cuenca en una zona montañosa tiene una pendiente relativamente uniforme en las laderas que vierten a la corriente de drenaje y además el cauce de la corriente tiene una pendiente longitudinal constante, y el uso del suelo es similar sobre toda el área, la cuenca puede considerarse como homogénea.
En general, las cuencas homogéneas tienen limitaciones de tamaño y es difícil encontrar cuencas montañosas homogéneas mayores de 25 km2, y cuencas de llanura homogéneas mayores de 100 km2. Por esta razón es conveniente definir en Hidrología una cuenca pequeña como aquella que tiene las características de una cuenca homogénea.
En una cuenca pequeña el cálculo de las crecientes es sencillo porque basta un solo hidrograma unitario o un modelo matemático univariado para definir la relación lluvia-cuenca-caudal.
2.2. Cuencas grandes.
Cuando una cuenca no es homogénea se considera como una cuenca grande. El procedimiento en este caso consiste en dividir la cuenca grande o principal en varias subcuencas homogéneas, hacer un análisis de crecientes en cada subcuenca homogénea y luego transitar los resultados a lo largo de la corriente principal.

Con este procedimiento se determinan tantos hidrogramas unitarios como subcuencas homogéneas se hayan definido, o se formula un modelo matemático multivariado.
De acuerdo con la calidad de la información disponible el tránsito de las crecientes a lo largo de la corriente principal puede realizarse por métodos hidrológicos o hidráulicos.
Entre los métodos hidrológicos conocidos están el método Muskingum y el de Superposición y Traslado de Hidrogramas. Los métodos hidráulicos están basados en la Teoría del flujo no permanente en canales.

jueves, 21 de noviembre de 2013

MANEJO DE CULTIVOS FRENTE AL CAMBIO CLIMATICO

Cambio climatico y Agricultura

Manejo de Cultivos frente al Cambio Climático

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Se muestra una visión agronómica de manejo de cultivos frente al panorama de crecientes grados de  dificultades que el cambio climático presenta como desafíos a la gestión productiva. Se recogen  las actuales experiencias en pleno desarrollo, en diferentes países de la región, lo que otorga un merecido reconocimiento a quienes han abierto sus puertas al suscrito.

Lo que entendemos por Cambio Climático:
El cambio climático es un aumento de la temperatura promedio del planeta. Esto  trae consecuencias en la intensidad de los fenómenos del clima en todo el mundo, como un nuevo factor  poco previsible.

Algunos signos  de cambio que repercuten directamente en la agricultura:
Respecto de las temperaturas, aparece un aumento de los eventos atmosféricos; las temperaturas máximas y mínimas son más altas y existen más días calurosos y menos fríos o menos calurosos y más fríos;  las lluvias y tormentas son más intensas y los huracanes más intensos; las sequías son más prolongadas.
Hay más incendios forestales ; las fuentes de agua para riego , se reducen o se transforman en inseguras; las sequías se prolongan; la duración de las estaciones cambian (los inviernos son más suaves o más intensos, la primavera se anticipa, el otoño se retrasa)
Por otra parte, los períodos de floración se adelantan: las épocas de migración de la fauna varían; los habitats cambian; se adelanta la época de nidificación de las aves; las epidemias se extienden, las infestaciones e infecciones se extienden; se producen invasiones de especies de otros habitat, los bosques húmedos se secan; hay cambios de comportamiento de la flora y fauna.
Es la magnitud de los cambios que  inciden sobre una área agroclimática en particular, lo que sensibiliza la búsqueda de soluciones, de ahí las distintas proposiciones que se exponen.

Cuanto duele y cuanto cuesta este efecto:
No se pretende cuantificar las posibles pérdidas de cosecha y de negocio agrícola; cada área de nuestra América tiene su propio dilema climático; y dentro de cada zona hay productores, técnicos e investigadores, asumiendo este nuevo  reto.

Lecciones de Aprendizaje que  entrega el Cambio climático al Negocio Agricultura:
1.-Las actuales herramientas básicas de manejo de cultivos:
  como el A B C de la fertilización;
- como los controles fitosanitarios y manejos foliares normales;
 la decisión de cuando sembrar o  cuando podar una planta;  etc.,
En resumen estas herramientas, pasan de ser insuficientes a obsoletas.
2.- Los elementos culturales ( étnicos, sociales, tradicionales), los elementos psicosociales ( formación, información, comunicación, gestión de tiempos de dedicación, grado de responsabilidad), el  nivel socio económico del productor, la edad del mismo,  el tipo de empresa agrícola: familiar, unipersonal, societaria, arrendatarios, por administración delegada, etc., etc. son condicionantes al nuevo moldaje del desafío que genera cambio climático.
3.- En el amplio expectro de productores agrícolas el "acervo cultural" y tecnológico o el conjunto de técnicas adquiridas y asimiladas por años de producción continuada, que componen el "Know how" ( el conocimiento fundamental ), juega un papel vital para enfrentar el reto con que amenaza el cambio climático, porque este conocimiento es  claramente insuficiente para hacer frente al cambio climático...
El autor de este artículo no es sociólogo, como agrónomo asesor, es testigo de una constante en los comportamiento universales de los productores, frente a la necesidad de cambios "en el que hacer" que requieren los  nuevos escenarios productivos; siempre existe una gran inercia a la reacción. Esta lata introducción requería advertir esta cuestión, porque existen las herramientas para hacer frente este reto, pero por su radical novedad, puede causar recelos, además del componente "inversión"..

La utilidad del conocimiento actual de los productores
Como se señaló en una de las lecciones de aprendizaje, en la amplia gama de tipos de productores agrícolas, existen algunos pocos, muy insuficientemente preparados, otros mayoritariamente preparados y muy pocos, siempre en actitud de vanguardia innovadora; a quienes este artículo no hace más que reconocerles el mérito y probablemente, no encuentren mucha novedad en esta exposición, sino por el contrario agradecerles por haber permitido conocer sus radicales reconversiones de su negocio agrícola, lo que podría ser útil para otra empresas agrícolas que comiencen a sentir  las  consecuencias del cambio climático.

El Factor Clave :
El factor clave del cambio climático y que genera mayor impacto en la agricultura, es la temperatura. Los otros factores son consecuencia lógica de éste. Por eso hablamos precedentemente de signos del cambio.

Temperatura y Fertilización
a.-manejo de cultivos en situación con baja temperatura:
Para la mayoría de cultivos y plantaciones una significativa reducción de temperatura, genera stréss en las plantas; aún lejos de llegar a una helada negra (la que no tiene solución, salvo prevención tecnologizada ).
Stréss significa menor producción, menor rendimiento , menor calidad.
Ciertos grupos de vegetales, géneros como las brassicas, lactucas, daucus (zanahoria), apium ( apio ), etc. escapan a esta dificultad de bajas temperaturas a los niveles razonables que nos referimos.
Utilizando la clásica herramienta del ABC de la fertilización, nuestras combinaciones de NPK,  nos exponemos a una  reducción de consumo de la planta de estos nutrientes en el mismo orden que se escriben.
En ambientes fríos, o  con bajas temperaturas ( temperaturas por debajo de los promedios por varios días ) ocasionan menor consumo o procesamiento metabólico de los NP y K que se aplican.
Diferentes investigaciones señalan que estos consumos pueden reducirse casi en un 100 % ocasionando efectos muy claros y visuales; menor desarrollo, menor crecimiento vegetativo, fruta o frutos de menor calibre, dificultad del fruto en la toma de color, etc.
Como no sabemos si durante el ciclo productivo, estaremos sujetos a  un evento de bajas temperaturas ( factor poco previsible ) , se debe decidir antes de sembrar o iniciar un ciclo productivo, con que tecnología se trabajará.
Cualquier arreglo sobre la marcha, será más oneroso económicamente y menos efectivo que si se hubiese optado por otra tecnología.
Si se ha iniciado siembra, con fertilización NPK (previa o junto a la siembra), y al momento de iniciar desarrollo vegetativo ( segundo y tercer mes ), sobrevienen intensas temperaturas bajas, que perduran 15 a 25 días, cuyas mínimas  pudieran situarse bajo 20ºC. hasta 7/8ºC , en tal escenario, el stréss por frío, afecta la tasa de crecimiento y desarrollo vegetativo con débiles posibilidades de recuperar  este retardo  o reducción del metabolismo.
Mitigar el efecto de menor crecimiento una vez ocurrido,  nunca será de total recuperación y su costo es elevado, lo que desaconseja una intervención, como regla general para los cultivos extensivos.
Por el contrario, y continuando con los cultivos extensivos, si iniciada la siembra no se aplica la clásica práctica del ABC de la fertilización,(nuestro paquete de NPK), sino "otra tecnología" y  sobrevienen intensas temperaturas bajas, que perduran 15 a 25 días, y cuyas mínimas pudieran situarse hasta 7/8ºC, en tal escenario  la observación  dirá si el comportamiento de la siembra se encuentra bien o de gran retardo en su desarrollo; para esta comparación siempre es útil dejar sectores testigos para disponer de cierta certeza en esta medición. Cuando se habla de testigo, se piensa en el proceso de tránsito de probar otra tecnología versus aquella con la cual estaba acostumbrado a trabajar.
La otra tecnología, sobre la cual hablamos , otorga cierta protección metabólica a la planta, hasta el límite de la denominada "helada blanca"; en artículo anterior se ha expuesto el uso de bio moléculas como alternativa a la fertilización clásica.1
En los escenarios de cultivos intensivos ( con riego tecnificado ), considerando la situación de mayor impacto de bajas temperaturas, incluso durante el tiempo que este evento estuviera ocurriendo, la inyección o pulverización de un formulado conteniendo Hormonas de crecimiento, con Zinc y Boro, posibilita el sostenimiento de un crecimiento vegetativo por encima de aquellos cultivos sin esta aplicación.(eventualmente esta misma técnica podría ser empleada vía aérea en cultivos extensivos con al menos dos aplicaciones).
Esta recomendación se basa en que el proceso de síntesis de hormona en la planta disminuye con el frío, lo que afecta la formación de nuevos tejidos. Normalmente el stréss por baja temperatura no es algo controlable por el productor, en situación de bruscos descensos de temperatura.
La literatura de investigación, la experiencia y  los  resultados indican que desde los 21ºC hacia abajo, es altamente significativa la baja producción de nuevos tejidos ( marchitez, clorosis, etc.), lo que debe conjugarse con lo ineficaz de mantener una fertilización clásica en base a NPK; debe recordarse que el nitrato penetra en la planta por "flujo de masa", esto quiere decir que debe existir evapotranspiración y follaje.
No se excluye la técnica de mitigar los efectos de bajas temperaturas cuando existe la posibilidad de recurrir a riegos nocturnos cuando las alarmas de pre-mínimas, se activan.

b.-manejo de cultivo en situación con altas temperaturas:
El daño por altas temperaturas depende del estado hídrico de la planta y del tiempo de exposición. Si la planta tiene suficiente humedad este efecto de calor, es menor porque se acelera la transpiración; la planta cierra los estomas, lo cual tiene efectos negativos sobre la fotosíntesis y la respiración ( si existiesen frutos, éstos se ablandan por ejemplo).
En situación que exista la posibilidad de suplemento de riego al cultivo, la recuperación del stréss hídrico (falta prolongada de agua del cultivo), es del todo recomendable aplicaciones sucesivas de "foliares" con potasio.
Cuando se conjugan altas temperaturas sin posibilidad de suplementar riegos, la condición de resistencia  a la sequía, prolongara la supervivencia del cultivo; y existirá cierta mitigación si se hubiera utilizado la otra tecnología de fertilización.
Variedades de maíz de baja altura, consumen menor tasa de riego; soya de tipo GMO; trigo de tipo MG;  podas muy fuertes en frutales, para reducir follaje, aun costa de una menor producción, son ejemplos conocidos de aplicación a estas condiciones de sequia prolongada.
Uso de polímeros poliamida ligante (derivado del acido acrílico) que son absorbentes de agua (tipo de esponja de agua sobre la capa arable del suelo),  con una capacidad de 1 gr absorber poco más de 180 cc de agua, con una durabilidad de aproximadamente cinco años en el suelo, sin removerlo, reducen los efectos de larga sequia.
Del mismo modo, existen los polímeros de carbono para aplicación foliar, que reducen el stress hídrico, porque otorga una cubierta de protección sobre las hojas.
Nota: dichos polímeros toman distintos nombre comercial según sea el país. En todo caso se trata de productos con aceptación a todas las normas orgánicas, sanitarias, de sostenibilidad, de biodiversidad, etc.
El uso de cero labranza, para nuevas siembras, o la cubierta de hierbas de alta densidad con resistencia a la sequia ( atriplex semibacata, bromus, erodium, festucas, fumaria, papaver, etc.) para evitar evaporación y radiación en la entrehileras de plantaciones frutales, son  distintas expresiones para mitigar el escape de la humedad del suelo.

Rol de la fertilización:
No es posible enfrentar el cambio climático, sosteniendo que la única manera de fertilizar los cultivos es vía suelo.  Se reconoce que esa en la principal "boca" de ingreso de nutrientes; pero no es la única.
En términos de eficiencia de fertilización ( para la planta ), existe una clara ventaja por la fertilización foliar; camino más corto y de menor consumo.
Y es probablemente esta definición-menor consumo de nutrientes por la planta -lo que más irrita a los defensores a ultranza de la fertilización vía suelo, ya que por décadas se ha estado indicando una relación de aporte vs extracción por cosecha, que arroja grandes requerimientos de fertilizantes NPK.
Se ha enfatizado en el articulo sobre "el gasto energético invisible de la agricultura", que dicha ecuación no se aplica cuando fertilizamos con bio moléculas o por vía foliar; actualmente en mis exposiciones, hablo de fertilización avanzada, para contrastarla con el clásico ABC de fertilización vía suelo.
Se han visto algunas defensas para los cultivos sometidos a inesperadas condiciones de temperaturas bajas, la mejor y rápida defensa de esas futuras cosechas, son aplicaciones foliares.

  • Hormonas de crecimiento +Zn + B
  • Polímeros de carbono para protección al follaje o frutos
  • Aplicaciones de potasio para recuperar stress.


Otras defensas Foliares al cambio climático :
Una de las mejores estrategias de producción agrícola, es acortar el ciclo productivo, a fin de evadir eventos de climáticos que dañen la producción; esto requiere seleccionar variedades, semillas, áreas geográficas de mayor exposición solar, suelos más pedregosos, etc.
En cuanto a técnicas de manejo de cultivos para apoyar la reducción del ciclo productivo, aunque se trate de 5 a 10  ó  15 días, son un conjunto de intervenciones.
-       Utilizar la otra fertilización ( la fertilización avanzada , sobre la que hemos mencionado).
-       Aplicaciones sucesivas foliares de fósforos neutros
-       En frutales dejar poca carga.
-       Acelerar la maduración de frutos ( espiga, vaina, mazorca, etc. ) aplicar hormona de envejecimiento, con fósforo, potasio, calcio y ácidos fúlvicos.
-       Los nitratos y ureas prolongan el desarrollo vegetativo y retardan la maduración de frutos, por lo que no deben incluirse en esta estrategia.
-       No utilizar ciertos pesticidas fitosanitarios que actúan como retardante ( por ejemplo: Captan)

La selección de Variedades:
.- Para ser consecuente con el objetivo de este artículo, que advierte sobre técnicas de manejo de cultivos frente al cambio climático; la selección de la variedad de semilla, también debe ser considerada, dando preferencia a aquellas que entreguen mayor resistencia a la sequía, por encima de aquellas que privilegien altos rendimientos; en otras palabras buscar rusticidad en el material genético que se va a utilizar. Por lo general, variedades de altos rendimientos requieren  condiciones óptimas en todo tipo de aspectos ( clima, manejo ), justamente , esta seguridad se aleja en condiciones de cambio climático; es preferible, asegurar una producción media, pero sostenible.
.- En esta misma línea de advertencia, se puede establecer que se opte por especies y variedades de mejor adaptabilidad a climas de menor temperatura, aunque esto conlleve a un cambio en la orientación productiva en el negocio agrícola. Porfiar contra el clima tiene altos costos y una inversión,  al menos incierta en el corto plazo.
.- En ciertos casos, reconvertirse desde cultivos de corta rotación ( hortalizas por ejemplo) a cultivos semi permanentes o permanentes ( plantaciones frutales por ejemplo) , es una opción que amerita un análisis. Una situación inversa; salir de una explotación frutícola para iniciar actividades hortícola paulatinamente, son panoramas bastante frecuentes que aparecen por diferentes latitudes.
.- Aunque ciertos aspectos tiene alguna relación con políticas públicas, la alternativa de cultivos industriales para bio energía, como respuesta al cambio climático y crisis  combustibles fósiles, tiene un interesante atractivo; proyectos iniciados de bio masa para materia prima de generación eléctrica ( agroforesteria), comienzan a florecer en distintos países; otros más frecuentes como para generación de etanol y bio diesel, siempre que se trate de pequeñas industrias cercanas a puntos de producción. ( el punto de inflexión de estas industrias, como atractivo para el negocio agrícola, son el nivel tecnológico y su  eficiencia energética, que utilicen ); aquí también se incluyen negocios de parques eólicos para generación eléctrica, si la condición climática del área, es favorable de vientos superiores a 7 km/h y por más de 8 horas/día. .
La mente abierta, y estar dispuesto a cambiar una plantación de musáceas para generar electricidad con parque eólico; cambiar una siembra de soya por el cultivo de la stevia, etc. son ejemplos" límites " para provocar conmoción por el gran efecto de amenaza que trae el cambio climático, y dejar preparado un espacio de tiempo para reflexionar sobre la magnitud de los impactos que se nos avecinan en nuestro actual negocio agrícola.

El agua, el otro factor que acompaña al cambio climático :
El recurso hídrico, tiende a transformarse en factor cada vez más escaso. En ciertas áreas de la región ( América Latina )  se han encontrado predicciones que indicarían que dentro de cincuenta años, la superficie actualmente cultivada bajo riego, se reduciría en más de un 70 % por la escasez de agua para riego, sea por avance de la desertificación, o  por agotamiento de ciertas napas freáticas o por competencia para uso urbano, o por disminución de lluvias, etc; sin entrar a discutir la validez de estas proyecciones, lo afirmativo es señalar que las bocas crecen ( demanda por alimentos ) y hace tiempo que la superficie mundial destinada a siembras no crece.
Por otro lado, las áreas susceptibles a incorporar en ampliación  de la frontera agrícola, de todas formas requerirían agua de regadío.
Para las grandes áreas geográficas con agricultura extensiva ( soya, maíz, arroz, etc. ), la dependencia de la pluviometría natural representa un gran dilema.
Por una parte la creciente demanda, está elevando los precios, sin embargo la seguridad alimentaria muestra claros signos de irregularidad; las reservas mundiales de granos han caído sistemáticamente durante las últimas décadas.
El principal agente causante  es el clima y no la economía mundial ( salvo en casos muy particulares).  Nuevamente, caemos en el tema del agua.
Frente a este dilema, me permito sugerir a grandes empresas ( más de 1.000 ó 10.000 has de siembras) establecer  una unidad de riego con pivote ( 100 has) para  observar su comportamiento; el  propósito  que persigue esta propuesta es verificar el logro de 20.000 kilos/ ha versus los 8.000 kilos/ha de rendimiento en maíz, para comenzar a articular dos tipos de agricultura. Aquí  la cuestión de la "productividad" es un asunto de alta relevancia para encontrar un equilibrio económico/productivo.
Igualmente, me remito a reiterar lo considerado en cuanto a técnicas de manejo en situación de altas temperaturas, específicamente lo que atañe al uso de polímeros y probablemente un tipo de fertilización por avión o helicóptero. La adecuación de maquinaria para incorporar la otra tecnología de fertilización, es totalmente compatible.

La política agrícola frente al cambio climático :
Es fundamental que la responsabilidad para hacer frente al cambio climático, los productores sientan el apoyo de las políticas públicas, después de todo el negocio agrícola, aporta un elemento vital para la sociedad; los alimentos.  Esto significa que inversiones de obras de regadío ( tranques, represas, lagunas artificiales, defensas fluviales, líneas de créditos especiales, etc.) son parte de estos manejos para hacer frente al cambio climático.
Reconozco que  se asoma un incipiente dificultad de sensibilización entre productores y estado; quienes primeros captan los cambios climáticos sobre sus tierras son los productores, a ellos esta presentación podría serle de alguna utilidad, sin embargo la disminución de oferta alimentaria o el incremento del valor de los alimentos, parece ser los únicos parámetros que alertan al estado sobre el cambio climático, así pues, el desafío es abrir contactos con los servicios gubernamentales para hacer converger  la búsqueda de acciones comunes.

1 Producción Agrícola de Alta Productividad- ver en artículos técnicos Engormix.
 
Autor/es
Coquimbo, Chile
Ing. Agrónomo

EL CALENTAMIENTO GLOBAL

Calentamiento global

Calentamiento global, ¿Responsable el hombre o la misma naturaleza?

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Cuando se habla de calentamiento global hacemos referencia al aumento de temperatura tanto en la superficie como en la estratosfera terrestre, la cual se supone es causada, principalmente por la actividad antrópica, debido a la liberación a la atmósfera de gases de efecto invernadero GEI, fruto de la producción agroindustrial. No obstante, existen opiniones encontradas en cuanto a fijar responsables de este azaroso fenómeno, determinante para la supervivencia de la vida en la tierra. En este artículo se intenta, por lo menos, dejar la duda acerca de que la actividad humana, y menos la producción agropecuaria, sea la  responsable en la aparición de dicho fenómeno.


INTRODUCCIÓN

Tras el fenómeno de la contaminación se esconden una serie de consideraciones de orden filosófico, científico, sociopolítico y sobre todo intereses de tipo económico. Cada uno de los actores quiere tener la razón, la mayoría niega tener alguna responsabilidad y otros quieren sacar provecho de la situación. Por eso todos y cada uno debemos conocer los derechos de propiedad, saber hasta donde una externalidad me afecta o afecta al vecino, y cómo  internalizarla. Es preciso tener claro hasta dónde llega la capacidad de mitigación de impactos por parte de la misma naturaleza. En economía ambiental se dice que quien contamina paga, quiere decir que en la medida que aumenta la producción, así mismo deben aumentar los costos por descontaminación, lo que obliga al  productor a producir menos y por tanto a disminuir la contaminación.


DESARROLLO TEMÁTICO

La contaminación es una situación general y el calentamiento global, apenas, una arista de este problema.  Si se mira el problema como un asunto de calentamiento de la tierra, cuyos efectos no son inmediatos, se puede afirmar que, por ejemplo, la explotación petrolera es una actividad esencial para el desarrollo y el bienestar del hombre; y es cierto, pues no se estaría más que cambiando de lugar una masa de materia orgánica, y, por mucho, mandándola a la superficie terrestre y a la atmósfera donde siempre estuvo. Pero al dejar  de lado el fenómeno del calentamiento y  observar los efectos  sobre la vida en el suelo, subsuelo, mantos freáticos, lagos y ríos, sí que es algo demoníaco. Lo mismo se puede decir de la producción agropecuaria, si el problema es el calentamiento muera la ganadería y los grandes cultivos de riego y, en general, la producción agraria; pues todas terminan catabolizando materia orgánica en CO2, metano y demás GEI.  Pero si en realidad, como los hechos así lo indican, el problema es de subsistencia, entonces lo que tenemos que hacer es decirle al productor produzca, pero sin afectar ninguna forma de vida, para lo cual es preciso que existan normas claras impositivas y/taxativas, que limiten la producción hasta el límite que el empresario esté en capacidad de producir limpiamente.

Al apropiarse de la naturaleza el hombre, con un concepto de ecología superficial, es decir, como ecocentro universal, y no como una “hebra más en la trama de la vida” (Kappra) ha ocasionado una serie de cambios en el entorno natural a nivel global;  estas alteraciones traen consigo una serie de efectos a futuro, aún, desconocidos en la magnitud y en su acción sobre  todas las formas de vida sobre la tierra. Existen variadas opiniones sobre el real potencial de los efectos de la manipulación de sustancias y alteración de ecosistemas, por parte del humano, sobre la salud de la tierra y sus moradores. En las siguientes líneas vamos a revisar las diferentes posturas acerca de sí realmente las alteraciones antropogénicas del entorno natural son las principales responsables del calentamiento del globo terráqueo, o, por el contrario, como sostienen muchos, es la misma naturaleza quien propicia, mayormente, sus propias alteraciones.  

Es de suma importancia determinar el verdadero origen del fenómeno y su real intensidad, pues si se hace una lectura equivocada, entonces las soluciones serán equivocadas y no se podrá  legislar acertadamente sobre protección ambiental,  derechos de propiedad,  para imponer sanciones al contaminador, para internalizar externalidades negativas,  etc. Como veremos,  aún, no hay evidencias contundentes para sindicar a la actividad antrópica como la principal responsable del efecto invernadero. No  obstante, esto no significa que se esté  girando un cheque en blanco a las transnacionales para arrasar con nuestra fauna y bosques.

Lo cierto es que, de las acciones del hombre, existen series evidencias  de efectos tales como: pérdida de biodiversidad, pérdida de ozono estratosférico, desertificación, destrucción de manglares y, para la mayoría, calentamiento del globo terrestre;  También se asegura que los eventos climáticos extremos  ocurridos recientemente, entre ellos el huracán Katrina, se deben a los efectos de las alteraciones del medio ambiente, causadas por la actividad productiva, pero realmente son meras especulaciones. De acuerdo a la Teoría del caos, los sistemas dinámicos caóticos se caracterizan porque una mínima diferencia en las condiciones iniciales (en cualquier sistema de medición, por definición, siempre se comete un error,  por pequeño que sea) hace que el sistema evolucione de manera distinta e impredecible. Ejemplos, de tales sistemas caóticos son precisamente el clima, la atmósfera y el sistema solar.   Al respecto de la predicción del tiempo y cambios climáticos, el meteorólogo  Edward Lorenz, dice que: “Al no poder conocer nunca con exactitud los parámetros que fijan las condiciones iniciales  hace que aunque conozcamos el modelo,  éstos diverjan de la realidad pasado un cierto tiempo”. Por otra parte el modelo atmosférico por estar sometido a los atractores caóticos es teórico y no puede ser determinista y por tanto  perfecto.  Entonces,  en estos sistemas naturales, pequeños  cambios en las condiciones iniciales conducen a enormes discrepancias en los resultados; a este principio se le conoce como el efecto mariposa,  llegándose a afirmar que el aleteo de una mariposa en determinado lugar y momento puede más adelante ser la causa de un huracán como el Katrina o el Sunami.

Es apenas obvio que si se lanzan al medio ambiente sustancias tales como: los clorofluorcarbonados CFC,  por su constitución química, tienen que reaccionar con componentes afines   de la naturaleza,  produciendo una serie de efectos muchos de ellos nocivos, entre ellos la destrucción del Ozono O3, pues en la estratosfera liberan Cl- y este atrapa una molécula de O2 dejando una libre, la que se une a otro cloro, y así indefinidamente produciendo enormes huecos en la capa externa de la estratosfera, por donde penetran  masivamente los rayos cósmicos entre ellos los ultravioletas, afectando la salud de los sistemas vivos en la tierra.  Si  se talan los bosques, pues tendrá que afectarse la disponibilidad hídrica.  Igualmente si las chimeneas lanzan gases de efecto invernadero GEI ( CO2, NOX,  etc.) se espera que se retenga calor en la estratosfera. La cría de ganado, la siembra arroz de riego, etc., necesariamente producen gases como metano CH4, propano, mercaptanos, etc.  Y si la industria, como se mencionó antes, inunda el mercado con repelentes y refrigerantes a partir de CFC   se producirá retención de calor a escala estratosférica y  las mencionadas rupturas moleculares del Ozono. Pero si bien es cierto que el hombre, principalmente en los países desarrollados,  viene causando estas alteraciones medioambientales, es importante tener en cuenta la capacidad de neutralización y homeostasis o mitigación del cambio climático que posee la misma naturaleza. Como punto de partida digamos que si bien las alteraciones medioambientales, de origen antrópico, conllevan en sí eventos extremos ya sean inundaciones, sequías, tormentas, etc., también pueden traer beneficios potenciales como el aumento de precipitaciones efectivas, útiles en los cultivos de secano.

Algunos creen que la temperatura se ha incrementado en un 30% a partir de 1750, gracias a las emisiones de CO2  por parte del hombre. Pero la realidad es que, aún, el hombre no cuenta con la tecnología para efectuar mediciones exactas a nivel planetario.  El efecto invernadero consiste en la “absorción en la atmósfera terrestre de radiaciones infrarrojas emitidas por la superficie, impidiendo que escapen al espacio exterior y aumentando, por tanto, la temperatura media del planeta”.  Hay que aclarar que, casi, todos los gases de efecto invernadero GEI hacen parte de la composición normal de la atmósfera.  Otros gases GEI son: Metano CH4, óxido de Nitrógeno NOx, el mismo ozono O3, los clorofluorcarburos CFC y dos, muy importantes, a los que no se les tiene en cuenta al hablar de calentamiento global, las nubes y el vapor de H2O.  De estos, todos excepto los CFC, existen desde antes que el hombre apareciera sobre la faz de la tierra.  Es claro que, desde la revolución industrial, se ha venido incrementando el uso de combustibles fósiles en actividades industriales y en el transporte.  Muchas actividades antrópicas han agravado la emisión de dichos gases,  como: la deforestación la cual, aparentemente, ha limitado la capacidad autorreguladora de la atmósfera por la eliminación de CO2, para muchos el principal causante del efecto invernadero. No obstante, no hay que olvidar que, en sí, los GEI mantienen abrigada la tierra, ya que sin ellos la luz solar se reflejaría casi en su totalidad, y la tierra permanecería a unos –30 ºC de temperatura media. Luego el problema consistiría en que se ha venido incrementando su concentración hasta, probablemente, producir sobrecalentamiento global, lo que, a su vez, origina otros problemas como: desertificación y sequía, deforestación, incendios, fusión de casquetes polares, aumento del nivel del mar, destrucción de ecosistemas. 

Se espera que a medida que continúen las emisiones de GEI irá en aumento el calentamiento global.  Esto implica no sólo variaciones de temperatura sino cambios en las lluvias globales, cobertura de nubes y demás elementos del sistema atmosférico.    Los informes parecen concluyentes, el IPCC de 1995 expresó: “la acumulación de evidencias sugiere un influjo comprobable de la actividad humana en el cambio climático”. Así mismo el TAR del 2001 dice: “hay una evidencia mayor y más seria de que la mayor parte del calentamiento observado en los últimos 50 años es atribuible a actividades humanas”. Y  en un informe de 1996 efectuado por Dennis Bray y Hans Von Storch, declararon que: “es cierto que si no hay cambios en el comportamiento humano, el calentamiento global ocurrirá definitivamente en algún momento del futuro”.

El debate ha invadido la esfera política, desatándose una gran controversia entre quienes proponen la teoría de que el calentamiento global está causado por el efecto invernadero y por la actividad antrópica,  quienes apoyan medidas como las contenidas en el protocolo de Kyoto; pero otros opinan que éste, principalmente, “se debe a los  procesos naturales internos y en respuesta a forzamientos externos”. Lo cierto es que “en los últimos 20.000 años el hecho más importante es el final de la edad de hielo, y, en ésta, el hombre nada tuvo que ver”.  Luego de este suceso el clima ha permanecido más o menos estable, con pequeñas fluctuaciones como, por ejemplo, “el calentamiento medio eval”, conocido como  pequeña edad de hielo. Parece que durante el siglo XX la temperatura se incrementó entre (0,4 y 0,8)ºC. Y no olvidar que el aumento de temperatura no sigue una ley lineal, si no que presenta fluctuaciones debidas a la variabilidad natural, como “el fenómeno del niño”.  Y que, como se mencionó atrás, el sistema climático puede variarpor  procesos naturales internos y por forzamientos externos; entre los primeros se destacan las emisiones volcánicas y los GEI; entre los segundos se incluyen cambios en la órbita de la tierra alrededor del sol y la propia actividad del sol.   Así que, si es cierto  que la tierra se ha calentado recientemente, la controversia gira en torno a qué y quién  pudo haber causado este cambio.  La  Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (National Academy of sciences) también respalda la teoría de que se debe a la actividad antrópica. Pero  el físico atmosférico Richard Lindzen y otros escépticos se oponen a aspectos parciales de la teoría. Los científicos atmosféricos saben que el hecho de añadir diversos gases entre ellos el dióxido de carbono [CO2] a la atmósfera, sin efectuar otros cambios, tenderá a hacer más cálida la superficie del planeta, y que existe  una cantidad importante de vapor de agua (humedad, nubes) en la atmósfera terrestre, y como se sabe el vapor de agua es un gas de efecto invernadero, entonces se espera que  la adición de [CO2] a la atmósfera y el vapor de agua aumenten la temperatura; como el vapor de agua se evapora desde la superficie de los océanos el efecto invernadero seguirá aumentando indefinidamente. Recordemos que El vapor de agua es un gas invernadero más eficiente que el [CO2]. A este proceso se le conoce como la retroalimentación del vapor de agua (water vapor feed back) Así que ésta retroalimentación es la causante de la mayor parte del calentamiento;  Los modelos de la atmósfera predicen que seguirá ocurriendo mientras existan los océanos. La cantidad de vapor de agua así como su distribución vertical son claves en el cálculo de esta retroalimentación. Los procesos que controlan la cantidad de vapor en la atmósfera son complejos de modelar y aquí radica mucha de la incertidumbre sobre el calentamiento global.

En aras de comprender mejor  la temática analicemos un poco más el papel de las nubes, pues   es muy crítico. Las nubes tienen efectos contradictorios en el clima; Cualquiera ha  notado que la temperatura baja cuando pasa una nube en un día soleado de verano, que de otro modo sería más caluroso. Es decir, que las nubes enfrían la superficie reflejando la luz del Sol de nuevo al espacio. Pero también se sabe que las noches claras de invierno tienden a ser más frías que las noches con el cielo cubierto. Esto se debe a que las nubes también devuelven algo de calor a la superficie de la Tierra. Entonces si el CO2 cambia la cantidad y distribución de las nubes podría tener efectos complejos y variados en el clima. Así mismo,  una mayor evaporación de los océanos contribuiría también a la formación de una mayor cantidad de nubes.  Por lo visto el debate no está entre los que "defienden" y los que "se oponen" a la teoría de que la adición de CO2 a la atmósfera terrestre dará como resultado, que las temperaturas terrestres promedio serán más altas; Más bien, el debate, se centra sobre lo que serán los efectos netos de la adición de CO2, y en si los cambios en vapor de agua, nubes y demás podrán compensar y anular este efecto de calentamiento. El calentamiento observado en la Tierra durante los últimos 50 años parece (se duda de la capacidad de los instrumentos para medir la temperatura a niveles estratosféricos)  estar en oposición con la teoría de los escépticos, de que los mecanismos de autorregulación del clima compensarán el calentamiento debido al CO2, pero sin haber contundencia en las observaciones.

Los científicos han estudiado también este tema con modelos computarizados del clima. Estos modelos se aceptan por la comunidad científica como válidos sólamente cuando han demostrado poder simular variaciones climáticas conocidas, como la diferencia entre el verano y el invierno, la oscilación del Atlántico norte o el Niño. Se ha encontrado “universalmente” que aquellos modelos climáticos que pasan estos tests también predicen siempre que el efecto neto de la adición de CO2 será un clima más cálido en el futuro, incluso teniendo en cuenta todos los cambios en el contenido de vapor de agua y en las nubes. Sin embargo, la magnitud de este calentamiento predicho varía según el modelo, lo cual probablemente refleja las diferencias en el modo en que los diferentes modelos representan las nubes y los procesos en que el vapor de agua es redistribuido en la atmósfera.

Los escépticos respecto al calentamiento global dicen que los modelos son inexactos, pero a éstos se les critica el que no hayan  producido un modelo de clima que no prediga que las temperaturas se elevarán en el futuro. Es decir, la prudente teoría de los escépticos de que los sistemas de retroalimentación del clima eliminarán cualquier efecto calentador achacable al CO2, aún, no tiene sustento contundente, pero tampoco significa que no tengan razón. 

Por otro lado las industrias que utilizan el carbón como fuente de energía, los tubos de escape de los automóviles, las chimeneas de las fábricas y otros subproductos gaseosos, procedentes de la actividad humana,  contribuyen con cerca de 22.000 millones de toneladas de dióxido de carbono (correspondientes a 6.000 millones de toneladas de carbón puro) que van a la atmósfera terrestre cada año, pero recordemos que antes de ser atrapados en las diferentes formas vida ya habitaban la atmósfera. La concentración atmosférica de CO2 se ha incrementado hasta un 31% por encima de los niveles preindustriales, desde 1750. Esta concentración es considerablemente más alta que en cualquier momento de los últimos 420.000 años, el período del cual han podido obtenerse datos fiables a partir de núcleos de hielo. Se cree, a raíz de una evidencia geológica menos directa, que los valores de CO2 estuvieron a esta altura por última vez hace 40 millones de años. Alrededor de tres cuartos de las emisiones antropogénicas de CO2 a la atmósfera durante los últimos 20 años se deben al uso de los combustibles fósiles, es decir, a mezclas de compuestos orgánicos que se extraen del subsuelo con el objeto de producir energía por combustión. El origen de esos compuestos son seres vivos que murieron hace millones de años. Se consideran combustibles fósiles al Carbón, procedente de bosques del periodo carbonífero, el petróleo y el gas natural, procedente de otros organismos. Y el origen de la energía en estos combustibles es finalmente solar. Plantas prehistóricas almacenaron energía solar mediante fotosíntesis, animales herbívoros luego se alimentaron de esas plantas y carnívoros de los animales herbívoros. Finalmente esos organismos se transformaron en combustibles fósiles. Y  no olvidemos  que los combustibles fósiles son aquellos sindicados como responsables de la emisión desmesurada a la atmósfera de CO2, y, por tanto, responsables del cambio climático antropogénicoDe nuevo,  no hay que perder de vista que, el hombre, a través del uso de los combustibles fósiles, no está sino devolviendo a la superficie terrestre y a la atmósfera los gases y energía solar atrapados en los vegetales, y que ya existían en el ambiente terrícola antes de formarse los árboles.  El resto de los gases producidos por actividad antrópica son predominantemente debidos a usos agropecuarios, en especial la deforestación, siembras de arroz de riego y la ganadería bovina. La deforestación lleva a la desertificación, pero ésta, paradójicamente, ayuda a disminuir las concentraciones de CO2;  la labor de los desiertos en la fijación de COes inconmensurable; las arenas son ricas en óxidos de Calcio y de Silicio y estos reaccionan con el CO2 atrapándolo, para producir carbonatos de Calcio y Silicio respectivamente, los cuales se van profundizando, para luego de miles de años volver a la atmósfera a través de las erupciones volcánicas; entonces,    un desierto contribuye al enfriamiento  de la tierra, gracias a la disminución del CO2, principal GEI.

Tampoco se puede olvidar el   efecto invernadero natural, que suaviza el clima de la Tierra y  esto, por lo visto,  no es cuestión que se incluya en el debate sobre el calentamiento global. Pues como se mencionó  sin este efecto invernadero natural las temperaturas caerían aproximadamente 30ºC, entonces los océanos podrían congelarse y la vida, tal como la conocemos, sería imposible. Así que para que este efecto se genere es necesario que estos gases de efecto invernadero se produzcan en grandes proporciones. Lo que preocupa a los climatólogos es que una elevación de gran proporción producirá un aumento de la temperatura debido al calor atrapado en la baja atmósfera. Se dice que los incrementos de CO2 medidos desde 1958 en Mauna Loa muestran una concentración que se incrementa a una tasa de cerca de 1.5 ppm por año. El 21 de marzo del 2004 se informó  que la concentración alcanzó 376 ppm. Los registros del Polo Sur muestran un crecimiento similar.

Para ampliar la visión del problema es necesario revisar someramente la  Teoría de la variación solar. Se han propuesto varias hipótesis para relacionar las variaciones de la temperatura terrestre con variaciones de la actividad solar. Aunque la comunidad meteorológica ha respondido con escepticismo, en parte aduciendo que las teorías de esta naturaleza han sufrido idas y venidas durante el curso del siglo XX, pero por otra, también se debe a que no obedecen a los cánones de quienes manejan la comunidad científica “normal” (Khun)  Sami Solnki, director del Instituto Max Plank,  para la Investigación del Sistema Solar, en Gottingen (Alemania), ha dicho: “El Sol está en su punto álgido de actividad durante los últimos 60 años, y puede estar ahora afectando a las temperaturas globales”. Las dos cosas: el Sol más brillante y unos niveles más elevados de los así llamados "gases de efecto invernadero" han contribuido al cambio de la temperatura de la Tierra, pero es imposible decir cuál de los dos tiene una incidencia mayor”.

Willie Soon y Sallie Baliuna astrónomos del Centro Harvard-Smithsoniano para la astrofísica (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) correlacionaron recuentos históricos de manchas solares con variaciones de temperatura. Observaron que cuando han habido menos manchas solares la Tierra se ha enfriado  y que cuando han habido más manchas solares la Tierra se ha calentado. Las teorías han defendido normalmente uno de los siguientes tipos:  por un lado que los cambios en la radiación solar afectan directamente al clima; esto es considerado en general improbable, ya que estas variaciones parecen ser pequeñas, y  las variaciones en el componente ultravioleta tienen un efecto en el que el componente UV varía más que el total. Por otro lado que el cambio climático se debe a los  “Efectos mediados por cambios en los rayos cósmicos (que son afectados por el viento solar, el cual es afectado por el flujo solar) tales como cambios en la cobertura de nubes”. En  1991, Knud Lassen, del Instituto Meteorológico danés en Copenhague, y su colega Eigil Friis-Christensen, encontraron una importante correlación entre la duración del ciclo solar y los cambios de temperatura en el hemisferio norte. Inicialmente utilizaron mediciones de temperaturas y recuentos de manchas solares desde 1861 hasta 1989,  descubriendo que los registros del clima de cuatro siglos atrás apoyaban sus hallazgos. Esta relación aparentemente explicaba, de modo aproximado, el 80% de los cambios en las mediciones de temperatura durante ese período. Sallie Baliuna, se encuentra entre los que apoyan la teoría de que los cambios en el Sol "pueden ser responsables de los cambios climáticos mayores en la Tierra durante los últimos 300 años, incluyendo parte de la reciente ola de calentamiento global".

Hay  que anotar que se han propuesto otras hipótesis en el ámbito científico en los que  el incremento en la temperatura actual es predecible a partir de la teoría de los  ciclos de Milankovictch,  según la cual, “los cambios graduales en la órbita terrestre alrededor del Sol y los cambios en la inclinación axial de la Tierra afectan a la cantidad de energía solar que llega a la Tierra”. 

Así que “el calentamiento se encuentra dentro de los límites de variación natural y no necesita otra explicación particular”. Y  que “el calentamiento es una consecuencia del proceso de salida de un periodo frío previo, como la Pequeña edad de hielo y no requiere otra explicación”.

Algunos escépticos argumentan que la tendencia al calentamiento no está dentro de los márgenes de lo que es posible observar, por la dificultad, como se mencionó, de generar un promedio de la temperatura para todo el globo debido a las deficiencias tecnológicas; así como por la sensibilidad de los instrumentos a cambios de unas pocas decenas de grados Celsius, y que por lo tanto no requiere de una explicación a través del efecto invernadero.

Como se puede apreciar es muy difícil establecer quien tiene la verdad sobre los responsables del  calentamiento global y sobre el grado de responsabilidad en ello del hombre. Sin embargo, el simple sentido común y la evidencia recopilada hasta el presente indica que algunos hombres, en su afán por sobrevivir,  tienen que talar bosques y otros, para llenar sus arcas, hacen lo mismo, produciendo en ambos casos la deforestación de grandes áreas de la tierra y escasez hídrica; pero estos hechos son más preocupantes en la medida que afectan la producción de alimentos e implican la destrucción de biomasa, que en lo que se refiere a que se caliente o no la tierra. Así mismo la producción agropecuaria implica, apenas, la reubicación de importante cantidad de gases y energía; eso sí  el  desarrollo industrial, que promueve el uso de CFC y  de materiales fósiles  como energía, envían a la estratosfera millones de toneladas de GEI.   Estas actividades antrópicas,  tal vez tengan  mucha, pero no la única y mayor incidencia en el calentamiento global,  y, en todo caso, el problema en sí lo está causando el afán desmedido de la sociedad de consumo por el uso, en sus actividades productivas,  de todo tipo de sustancias  GEI y biocidas.  Pero, definitivamente, no se puede dejar de lado que, entre  los principales responsables de los cambios climáticos, está la propia actividad cósmica; Además, hay que resaltar que existen fenómenos contradictorios; las nubes y el vapor de agua son millones de veces mayores en cantidad que el CO2 y demás GEI, y como vimos  por una parte, por su efecto invernadero, tendrían mucha responsabilidad en el calentamiento global, pero por otro lado impiden el paso de los rayos solares, provocando el enfriamiento del medio ambiente (el frío de  estos días lo dice todo). Otro aspecto contradictorio que, en los análisis climatológicos, se deja de lado es el carácter caótico de la  actividad solar,  dificultando cualquier predicción.
CONCLUSIÓN

Lo  único cierto respecto del calentamiento terrestre es que el hombre sabe de edades de hielo pero de ninguna de fuego. Por lo que, personalmente, no creo que el calentamiento de la tierra se deba a la actividad antrópica, por lo menos, en el nivel que se afirma.
 
BIBLIOGRAFÍA.
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Richard Lindzen. Mayewcki et al.,Calentamiento Global.

R.A. Houze, Cloud dynamics,  Academic Press, 1993. ISBN.