Cómo la actividad humana está alterando los ciclos de lluvias y sequías en la cuenca del río Amazonas

El mayor sistema hídrico del planeta juega un rol clave en el sistema climático mundial. Sin embargo, debido a la explotación humana, la región está sufriendo cambios que ya están afectando a la biodiversidad, al clima y a las personas.

El sol poniente ilumina el río Amazonas y varios lagos en su llanura de inundación en esta fotografía del 19 de agosto de 2008 obtenida por la Estación Espacial Internacional. La imagen, que muestra el reflejo de la luz del sol, revela grandes detalles en las aguas superficiales, en este caso, la sorprendente diferencia entre el suave contorno del Amazonas y la intrincada costa del Río Uatumã.

Fotografía de Alexander Gerst
Publicado 21 de abr. de 2022 03:48 GMT-3

La cuenca del río Amazonas o Cuenca Amazónica es muy, muy grande. En el territorio que abarca cabría cómodamente la India, pero dos veces. Esta dimensión continental implica que los procesos hidrológicos de la cuenca repercuten en el medio ambiente global de diversas maneras. Las altas tasas de precipitación, el gran almacenamiento de agua dulce y el fuerte caudal de los ríos hacen que la cuenca del Amazonas sea un actor clave en el sistema climático mundial. Por eso, cualquier alteración en sus ciclos naturales puede tener repercusiones planetarias.

Un estudio realizado por 20 investigadores latinoamericanos, y publicado por la Reviews of Geophysics en 2021, identificó los cambios en estos ciclos hidrológicos que se produjeron en los últimos 30 años, basándose en los datos de seguimiento por satélite. Con las imágenes procedentes del espacio, se pudieron analizar las gigantescas dimensiones de la cuenca y la relación entre los procesos hidráulicos, señalando que la acción humana, como la deforestación del bosque y la minería, está influyendo en la distribución de las precipitaciones, las sequías, los periodos de inundación e incluso en la modificación de cursos fluviales completos.

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El Río Amazonas y sus afluentes, vistos desde la Estación Espacial Internacional, tienen una hidrología intrincada y compleja. Una nueva revisión de los datos de los satélites presenta una imagen más completa del ciclo del agua en la Amazonía, a la vez que ayuda a entender las consecuencias de los impactos ambientales y los retos para la investigación futura en la región.

Fotografía de Alexander Gerst

La alteración de los ciclos hídricos naturales de la cuenca del Amazonas

El citado análisis señala que la acción humana y el cambio climático están alterando la distribución de las precipitaciones en la región de la cuenca del Amazonas, identificando zonas en las que las precipitaciones son cada vez más voluminosas mientras que, en otras, la sequía está más presente

Según el estudio, los modelos hidrológicos y climáticos construidos a partir de imágenes de satélite indican más lluvias e inundaciones en el norte de la Amazonia y sequías más severas en el sur de la región. Por consiguiente, el cambio en el ciclo de las precipitaciones también influye en las crecidas y los caudales de los ríos, lo que afectaría tanto a la fauna como a las poblaciones humanas

"Los datos apuntan a una reducción de los caudales medios de los ríos del oeste al sur del Amazonas. Mientras que en el norte, hay un escenario de aumento de las lluvias y, en consecuencia, de las inundaciones de los ríos que vienen de Perú y llegan a la Amazonía", expresó Rodrigo Paiva, doctor en Hidrología, Hidroquímica, Suelo y Medio Ambiente por la Universidad de Toulouse, Francia, y uno de los autores del documento.

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Fotografía de 2017 obtenida por el satélite Copernicus Sentinel-2A del lugar donde el Río Amazonas se encuentra con el Océano Atlántico. El agua cargada de sedimentos aparece marrón a medida que fluye hacia el océano abierto.

Fotografía de Agencia Espacial Europea

Es importante destacar, sin embargo, que el cambio en la pluviosidad amazónica no significa que las lluvias en la región no sigan siendo intensas en toda la extensión de la cuenca. Los ciclos pluviométricos anuales varían significativamente, muy influidos por la latitud, el relieve y las características atmosféricas.

La precipitación media anual en la región es de 2.200 milímetros, pudiendo alcanzar valores superiores a los 6.000 milímetros anuales en los lugares denominados hotspots o "puntos calientes" pluviométricos, localizados en la transición entre los Andes y la Amazonía. A modo de comparación, la precipitación media anual de la ciudad de São Paulo es de 1616 milímetros, mientras que en la Ciudad de México puede oscilar entre los 600 y los 1.200 milímetros y, en Buenos Aires, no suele superar los 1.112 milímetros.

"El cambio más importante que observamos en el ciclo hidrológico es la intensificación de los fenómenos extremos", dijo en una videollamada con National Geographic Jhan Carlo Espinoza, doctor en Climatología e investigador peruano adscrito a la Universidad de Grenoble Alpes y al Instituto de Investigación para el Desarrollo, en Francia, y uno de los autores del estudio. 

Lo que la combinación de observaciones desde el espacio y los estudios in situ están mostrando es, en realidad, un aumento de la intensidad de los procesos hidrológicos. "En los últimos años", informó Espinoza, "el período seco en la parte sur de la Amazonía se ha extendido, en media, un mes. Mientras que en el norte, las lluvias son mucho más intensas, provocando crecidas récord en los ríos".

Un ejemplo reciente ocurrió en junio de 2021, cuando el Río Guainía o Negro alcanzó un nivel de inundación severo, por encima de los 30 metros, en el puerto de Manaos, la capital y mayor ciudad del estado brasileño de Amazonas. Este nivel fue el más alto jamás registrado desde que comenzaron las mediciones hace 119 años, según advirtió el Servicio Geológico de Brasil.

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El efecto de la deforestación en las precipitaciones de la Amazonía

Tal como cuenta Espinoza, la intensificación de algunas variables hidrológicas ha ido en aumento, sobre todo a partir de la década del 2000, con eventos extremos de inundación y sequía que se producen con poco tiempo de diferencia.

Las causas de estos cambios siguen siendo objeto de debate en la comunidad científica, debido a la complejidad del sistema hidráulico de la cuenca del Amazonas. Esto se debe a que las condiciones climáticas y atmosféricas de otras partes del mundo pueden tener consecuencias en la distribución de las precipitaciones en el Amazonas: "El aumento de las temperaturas oceánicas, por ejemplo, hace que llueva más en el norte de la región. Pero el cambio climático global no es el único factor, ya que éste también está muy relacionado con los cambios en la cobertura del suelo en la Amazonia, convertida de vegetación nativa a uso agrícola o minero", explica Espinoza. 

Combinando los datos de satélite sobre las precipitaciones y el uso del suelo en la región del Amazonas, fue posible relacionar el nivel de deforestación con la cantidad de precipitaciones en una región. Y lo que los investigadores analizaron es que cuanto más se deforesta, menos llueve: "Además de llover menos, las precipitaciones se retrasan más, es decir, el período seco se alarga", explica Gabriel Abrahão, investigador de meteorología aplicada de la Universidad Federal de Viçosa, en Minas Gerais, Brasil.

La eliminación de la cubierta vegetal interrumpe el flujo de humedad del suelo a la atmósfera, lo que influye directamente en la temporada de lluvias. Según Abrahão, la diferencia en el inicio de la temporada de lluvias es clara al comparar regiones cercanas, donde una está más preservada que la otra y puede tardar más de una semana en llegar la lluvia a la región más deforestada

"Lo interesante, o quizás preocupante, es que si la cuenca del Amazonas en su conjunto tiene un año en el que llueve bien, el nivel de deforestación no supone ninguna diferencia. Llueve bien en todas partes", dice Abrahão. "Pero en los años en que la lluvia llega más tarde", añadió, "la diferencia es enorme, puede retrasarse hasta 30 días en los lugares más deforestados. Esto es catastrófico para la agricultura y la ecología de la región". 

El aumento de la estación seca también está relacionado con el tamaño de la zona deforestada. Según el análisis de las imágenes de satélite de la Misión de Medición de Lluvias Tropicales de la NASA (TRMM, por sus siglas en inglés), considerando un área con un radio de 28 kilómetros cuadrados, las pequeñas fracciones deforestadas, hasta un límite del 57% de deforestación, provocan un ligero aumento de las precipitaciones. Sin embargo, una vez superado este límite, la precipitación media comienza a descender. En grandes áreas (por encima de 224 kilómetros cuadrados), la deforestación conduce sistemáticamente a una reducción lineal de la precipitación media de 4,1 milímetros al año.

La extinción de un río pone en riesgo a la Pororoca

La observación de la cuenca del Amazonas a través de satélites permite identificar eventos hidromorfológicos que no se entenderían o que, al menos, serían mucho más difíciles de comprender sólo con estudios de campo. Un ejemplo es el cambio de curso de un río que hizo desaparecer un tramo de 100 kilómetros de su caudal. 

Utilizando imágenes del Landsat (el programa de satélites de la NASA para observar la Tierra e investigar los recursos naturales), los investigadores han observado recientemente cómo el curso del Río Araguari, en el estado brasileño de Amapá, fue absorbido por el Río Amazonas.

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Izquierda: Arriba:

Imágenes del satélite Landsat del Río Araguari en 1999 y en 2017 que muestran cómo el Amazonas captura casi todo su caudal.

Derecha: Abajo:

El Río Araguari solía desembocar directamente en el Océano Atlántico. A partir de una gran inundación en 2011, el canal de Urucurituba creció hasta conectarse con la desembocadura del Amazonas alrededor de 2015.

fotografas de Pekel et al., 2016

"Un río con un caudal enorme, que desembocaba en el mar, y que simplemente desapareció en un periodo de dos o tres años", lamentó Abrahão. Según los autores del estudio, el Araguari, cuyo caudal era cinco veces superior al del Río Doce (un importante río del sudeste de Brasil) y que tenía un flujo en su desembocadura de 900 metros cúbicos por segundo, comenzó a desaguar en otros lugares hasta desaparecer, dejando a cientos de personas sin agua, medios de subsistencia y transporte

El acontecimiento no sólo provocó la desaparición del río, sino que también acabó con la Pororoca, uno de los fenómenos más famosos del Amazonas. Derivado del tupí, pororoca significa "rugido" y corresponde a un acontecimiento natural que consiste en la formación de grandes y violentas olas al encontrarse las aguas de un río con el océano.

La razón de la desaparición: riveras destruidas por la cría de búfalos, la implantación de tres represas hidroeléctricas y la construcción de canales de riego para las granjas cercanas. "El desvío se produjo debido a acciones humanas, como la degradación de la vegetación y el pisoteo de los animales, que crearon las condiciones para que se formara el canal, llevando casi toda el agua hacia el Amazonas", explicó Abrahão.

"El tramo del Araguari era donde se daban las mayores pororocas del Amazonas y ahora simplemente ya no existe, porque el río se ha secado", comentó Alice Fassoni-Andrade, doctora en Recursos Hídricos de la Universidad Federal de Río Grande do Sul (UFRGS) y coautora de la investigación.

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Las ventajas de estudiar la Amazonía desde el espacio

En las últimas décadas, el Amazonas ha sufrido importantes cambios medioambientales. Las extensas zonas de bosque tropical taladas para su conversión en pastos, tierras de cultivo o para la actividad minera han afectado no sólo al régimen de lluvias de la región, sino también a procesos como la evapotranspiración (transferencia de agua a la atmósfera mediante la evaporación del agua del suelo y la transpiración de las plantas), el transporte de sedimentos, el caudal y el color de los ríos. 

Muchos de esas características y alteraciones sólo fueron descubiertas e interpretadas tras el inicio de la era de la exploración espacial. "El Amazonas sirvió de gran laboratorio para el desarrollo de técnicas de monitorización remota por satélite", afirma Rodrigo Paiva, coautor del estudio. Explica que la región era atractiva y funcionaba como un "conejillo de Indias" por tener fuertes signos hídricos, como lluvias muy intensas y voluminosas, ríos enormes y gran amplitud en el nivel del agua, incluso con diferentes colores entre ellos. Por eso, añadió, se trata de un lugar "muy adecuado para probar y desarrollar estas técnicas. Permitió un estudio del entorno y una comprensión de los procesos hidráulicos que no sería posible sólo con mediciones de campo".

Según los investigadores, hay más factores para los cambios hidráulicos en la cuenca del Amazonas que la acción humana en la selva, aunque éste sea un factor importante. Sin embargo, la identificación de la relación entre la explotación del medio ambiente, el cambio climático y los cambios en la hidrología es un subproducto de la investigación que ha recurrido a las misiones espaciales para comprender mejor la inmensidad del Amazonas.

Izquierda: Arriba:

Imagen del Río Amazonas medio y bajo. Si no fuera por la humedad del Amazonas, las regiones de la Cuenca del Plata (sur, sureste y centro-oeste de Brasil, Paraguay, Uruguay y gran parte de Argentina y Bolivia) serían desérticas.

Fotografía de Alexander Gerst
Derecha: Abajo:

Imagen del Río Amazonas y sus afluentes captada por la misión Copernicus Sentinel-1 en 2019. La Cuenca Amazónica es enorme: cubre una superficie donde cabría dos veces la India.

Fotografía de Agencia Espacial Europea

El seguimiento de los eventos hidráulicos en la Amazonía exige datos que son difíciles de adquirir in situ, tanto por la necesidad de recursos humanos y financieros, como debido al difícil acceso. Dado que el principal medio de transporte en la cuenca es a través de los ríos, lo que puede suponer días de viaje para una medición, la teledetección, como se denomina al uso de sensores de satélite para captar información desde el espacio, permite la recogida de datos sin necesidad de estar en el lugar. 

Alice Fassoni-Andrade, coautora de la investigación, añade que hubo procesos hidrológicos que sólo se pudieron observar con el uso de satélites: "Hasta hace 20 años no sabíamos cuánto llovía realmente en el Amazonas". Además, en la región de los Andes, por ejemplo, "se necesitaría una red colosal de monitores terrestres para poder obtener toda la distribución espacial y temporal de las precipitaciones", añadió. 

Los satélites como herramientas para la conservación

Además de la comprensión del clima, los autores del estudio también señalan que el seguimiento por satélite puede ser algo más que una herramienta de estudio. El alcance de la visión desde el espacio también es relevante en cuestiones de gobernanza, teniendo el potencial de ser un aliado útil para las políticas públicas, especialmente en los esfuerzos de conservación. 

"Poder relacionar, por ejemplo, el impacto que la acción humana tiene en la Amazonía es fundamental, porque muchas de estas cosas son incluso criminales", asegura Abrahão, refiriéndose principalmente a la acción de la minería (y especialmente la de oro), que es común en algunos lugares de la región, como en los ríos que componen la cuenca del Tapajós, en Mato Grosso. A menudo se trata de actividades ilegales y no registradas.

A veces se trata de operaciones pequeñas y, por lo general, utilizan técnicas de bajo coste, como chorros de agua y dragas, que pueden causar altos niveles de degradación del suelo y contaminación del agua.

Para Tainá Conchy, magíster en Clima y Medio Ambiente de la Universidad del Estado de Amazonas y miembro del Laboratorio de Recursos Hídricos y Altimetría Espacial de la Amazonia (RHASA), que no participó en el estudio, la importancia de la teledetección para estudiar la región radica en la propia urgencia que implica entender el equilibrio ecológico amazónico para mejorar su preservación: "Todos y cada uno de los cambios, ya sean climáticos, naturales o antropogénicos, pueden desencadenar alteraciones que afectarán no sólo al ciclo hidráulico amazónico, sino al clima en general". 

Entre el 30% y el 40% del agua que llueve en la Amazonía vuelve a la atmósfera a través de la transpiración de las plantas y la evaporación del suelo húmedo y la vegetación. Este proceso es el principal responsable de mantener la humedad de la selva tropical y otras partes del continente sudamericano.

Si no fuese por la humedad de la Amazonía, por ejemplo, las regiones de la Cuenca del Plata (sur, sureste y centro-oeste de Brasil, Paraguay, Uruguay y partes de Argentina y Bolivia) serían desérticas. El ciclo hidrológico de la Cuenca Amazónica evita un fenómeno recurrente en otros lugares del mundo que se encuentran en latitudes cercanas a los trópicos de Capricornio (Hemisferio Sur) y Cáncer (Hemisferio Norte). Las grandes zonas continentales de estas regiones suelen recibir muy pocas masas de aire húmedo y se convierten en desiertos, como los desiertos de Monjave y Sonora, en los Estados Unidos.

Además, la Amazonía alberga aproximadamente el 40% de la selva tropical del mundo y cerca del 15% de la biodiversidad terrestre del planeta. También es el hogar de un gran número de pueblos originarios, que dependen en gran medida de los ríos como corredores de transporte y utilizan estos entornos para su subsistencia.

Imagen de alta resolución de la topografía de la llanura de inundación del Río Amazonas, realizada por el programa Landsat.

Fotografía de Alice Fassoni-Andrade

El futuro de la conservación de la Cuenca Amazónica

Hasta ahora, los datos de teledetección utilizados en el estudio proceden de misiones con objetivos diferentes, pero podrían utilizarse para comprender el ciclo hidráulico en la Amazonia. Sin embargo, los investigadores señalan la necesidad de que las misiones lanzadas específicamente para estudios hidráulicos mejoren las lecturas espaciales.

Este año, la NASA planea lanzar el satélite Surface Water and Ocean Topography (SWOT, por sus siglas en inglés) y la misión NASA-ISRO (NISAR). Ambas iniciativas aportarán nuevas oportunidades de estudio en la zona con equipos dedicados a las observaciones hidráulicas.

NISAR, por ejemplo, tendrá una cobertura mundial y períodos de revisión de 12 días (el intervalo de tiempo que demora el satélite hasta pasar por el mismo lugar), lo que aumentará la disponibilidad de datos. También cuenta con sensores específicos capaces de vigilar las aguas superficiales (ríos, arroyos, lagos) de la Amazonía con mayor claridad. 

El SWOT, por su parte, permitirá una observación sin precedentes a lo largo de la red fluvial y en los principales lagos y llanuras de inundación. Dedicado a captar muestras de ríos de más de 100 metros de ancho y lagos de más de 250 metros cuadrados, el satélite será "un gran avance para la vigilancia de las aguas transfronterizas y los humedales de Amazonía", afirma Fassoni-Andrade. 

Para el investigador, estos lanzamientos ayudarán a que estas técnicas de vigilancia a distancia se popularicen y sirvan de base para tomar decisiones sobre la región: "La esperanza es que en el futuro, al igual que utilizamos la meteorología en nuestra vida cotidiana, estos datos puedan dar pie a pensar en políticas públicas para la gente que vive en la región y para la preservación del medio ambiente". 

La expectativa es que, haciendo uso de los avances tecnológicos disponibles, sea posible democratizar la comprensión de los cambios ambientales en la Amazonía, fortaleciendo las iniciativas para un futuro verdaderamente sostenible en la mayor cuenca fluvial del mundo.

El descubrimiento del "Mar Dulce"

"Un río cuya desembocadura es tan grande como un mar", habría exclamado el capitán español Vicente Pinzón, protagonista del primer encuentro de un europeo con el Río Amazonas. En su libro Vicente Pinzón y el Descubrimiento de Brasil (Topbooks, 2001) el periodista Rodolfo Espínola narra cómo el enorme caudal de agua dulce impresionó al navegante, que llegó a la desembocadura del Amazonas a la altura de la Isla de Marajó en el actual estado brasileño de Pará.

Entre enero y febrero de 1500, Pinzón se encontraba buscando una ruta hacia el Oriente, según estiman los historiadores, a partir de mapas y cartas de la época. El español se cuenta entre los primeros navegantes europeos en llegar a las Américas, ya que participó en el primer viaje de Cristóbal Colón en 1492 como capitán de la carabela La Niña.

Pinzón bautizó al lugar con el nombre de Santa María de la Mar Dulce, pero no imaginó la dimensión verdaderamente colosal que este río, del tamaño de un mar, encerraba tras la densa selva tropical que enmarañaba sus orillas. Se trata de la mayor cuenca fluvial del mundo, con siete millones de kilómetros cuadrados.

La cuenca del Río Amazonas se extiende por el territorio actual de ocho países sudamericanos (Brasil, Bolivia, Colombia, Ecuador, Guyana, Perú, Surinam y Venezuela) y un territorio francés de ultramar (Guayana Francesa). Es la cuenca con mayor volumen de agua dulce del mundo y está compuesta por más de mil afluentes, cuatro de los cuales se encuentran entre los 10 mayores ríos del planeta: el Madera, el Guainía (también llamado Río Negro), el Caquetá (llamado Japurá en Brasil) y, por supuesto, el Amazonas.

National Geographic, a través de su iniciativa Lo Que Haces Cuenta, busca inspirar a las personas a adoptar hábitos sustentables, reducir la huella de carbono y llevar adelante acciones individuales y colectivas para el cuidado del medioambiente. Nuestra misión es despertar al explorador que todos llevamos dentro porque creemos que, cuanto más nos relacionamos con la naturaleza y el planeta, más entendemos la importancia de preservarlo.

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