ISOAGUA

TÍTULO DEL PROYECTO:

Mejora de la Gestión Sostenible de los Recursos Hídricos en Cuba con el fortalecimiento de la Capacidad Nacional de Hidrología Isotópica

 

ACRÓNIMO: ISOAGUA

 

ENTIDAD EJECUTORA PRINCIPAL: Centro de Estudios Ambientales de Cienfuegos (CEAC)

 

ENTIDADES EJECUTORAS PARTICIPANTES:

 

Centro de Protección e Higiene de las Radiaciones (CPHR)

Centro de Ingeniería Ambiental de Camagüey (CIAC)

 

JEFE DEL PROYECTO: Dr. Carlos Manuel Alonso Hernández

 

USUARIOS o CLIENTES:

 

Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos (INRH)

Instituto de Meteorología (INSMET)

Dirección de Política de Medio Ambiente (CITMA)

Agencia de Medio Ambiente (CITMA)

Consejo Nacional de Cuencas Hidrográficas

 

DURACIÓN:

 

Fecha de inicio: Enero 2017 Fecha terminación: Diciembre 2019

 

PROBLEMA(S) A RESOLVER. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN:

 

Problema: Carencias y dificultades con la disponibilidad y calidad del agua en Cuba.

 

Los Recursos Hídricos potenciales en Cuba alcanzan los 38 000 hm3, de los cuales el 83 % corresponden a las aguas superficiales y el 17% a las aguas subterráneas. De acuerdo a las obras hidráulicas construidas y a las condiciones creadas para la explotación, los recursos hídricos disponibles para la explotación ascienden a 14 000 hm3, siendo las aguas superficiales el 67% y las aguas subterráneas el 33%.

 

A pesar del sustantivo desarrollo hidráulico cubano y de obras de infraestructura para el uso de los recursos hídricos, subsisten dificultades con las disponibilidades de agua en el país para suplir todas las necesidades económicas, sociales y ambientales, agravados por los cambios climáticos con la ocurrencia de fenómenos naturales extremos, la elevación del nivel del mar y otros muchos inducidos por causas antrópicas. Estas dificultades con la disponibilidad de agua, generan impactos socioeconómicos negativos que van desde la salud pública, la pesca, la industria, hasta la producción agrícola, ganadera y la inocuidad de alimentos.

 

En el deterioro de la calidad, la falta de disponibilidad y acceso al agua para todos sus usos, influyen elementos naturales y antrópicos, tan diversos y complejos en su interrelación como son: la contaminación; gestión inadecuada y uso ineficiente de acuíferos y fuentes de abasto; déficit de cobertura boscosa; mala planificación, uso y ordenamiento del recursos; la salinización; el empleo de tecnologías inadecuadas; el escaso re-uso y reciclaje del agua; el mal estado de las redes hidráulicas de distribución; así como la insuficiente cultura de ahorro y uso racional.

 

Dentro del Plan Nacional Estratégico del Agua en Cuba, especial atención merece la aplicación de medidas para la adaptación a los impactos que el cambio climático provoca en los recursos hídricos. Algunos de los impactos esperados se asocian a la tendencia del deterioro de la calidad del agua en los sistemas de abastecimiento por incremento de la actividad biológica y disminución de la estabilidad del cloro en el agua al elevarse su temperatura; la afectación y desactivación de fuentes de abasto por intrusión marina; dificultades e interferencias en la descarga de líneas de alcantarillado y drenaje donde el mar es cuerpo receptor y donde se estiman incrementos de su altura actual; inundación de estaciones de bombeo, conductoras y sistemas de distribución de agua en zonas bajas.

 

El reto de las autoridades competentes es cómo gestionar este recurso finito, en la actualidad y en el futuro. La clave para la gestión sostenible de los recursos hídricos consiste en poseer los conocimientos necesarios para tomar las decisiones apropiadas.

 

El limitado conocimiento sobre el origen y fuentes de las aguas subterráneas, su forma y tiempo de recargas, la presencia de contaminantes y la magnitud de la instrucción salina, atentan contra el uso sostenible de estos recursos y son prioridades para el Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos (INRH) y centros de investigación y servicios ambientales en el país.

 

Este prolematica ha sido definida en los lineamientos de la pólitica económica y social del partido y la revolucion, en particular con el lineamiento 133 “Sostener y desarrollar investigaciones integrales para proteger, conservar y rehabilitar el medio ambiente y adecuar la política ambiental a las nuevas proyecciones del entorno económico y social.

 

Priorizar estudios encaminados al enfrentamiento al cambio climático y, en general, a la sostenibilidad del desarrollo del país. Enfatizar la conservación y uso racional de recursos naturales como los suelos, el agua, las playas, la atmósfera, los bosques y la biodiversidad, así como el fomento de la educación ambiental”.

 

La Hidrología Isotópica (HI) es una técnica nuclear que utiliza tanto isótopos estables como radiactivos para seguir los movimientos del agua en el ciclo hidrológico, investigar las fuentes de aguas subterráneas y determinar su origen, su forma de recarga, si existe riesgo de intrusión o contaminación por agua salada, y si es posible utilizarlas de manera sostenible. La HI es un medio muy eficaz desde el punto de vista de los costos para evaluar la vulnerabilidad de las fuentes de aguas subterráneas a la contaminación. Los isótopos permiten además determinar la rapidez con que se mueve el agua y el punto de recarga del sistema, con lo cual ofrecen información muy valiosa para orientar las decisiones sobre los lugares de extracción de agua.

 

Cuba cuenta con reconocida infraestructura en análisis químicos, físicos y microbiológicos como soporte de la gestión del agua a través de la Red Nacional de Laboratorios del INRH y la Red Nacional de Laboratorios de la AENTA, sin embargo no existen capacidades nacionales para el análisis de isótopos ligeros estables que soporten los estudios y evaluaciones hidrológicas, cada vez más requeridas para el manejo sostenible de este recurso. Con previa asistencia del OIEA (CUB8013; CUB3754; RLA8023) se han ejecutado varios proyectos pilotos demostrativos sobre Isotopía Hidrológica, principalmente vinculados con la instrucción salina, transfiriendo el conocimiento base para la aplicación de estas tecnologías.

 

El inicio de la Hidrología Isotópica en un país, según las practica internacional, requiere de un profundo conocimiento espacial y temporal de la composición isotópica de las precipitaciones, fuente principal de los sistemas hídricos. Así, el establecimiento del Atlas Nacional de Composición Isotópica de las Precipitaciones es una necesidad para entender los sistemas de aguas subterráneas, superficiales y fluviales, utilizando técnicas isotópicas y nucleares.

 

El desarrollo del proyecto CUB 7008 desde el 2010 ha provisto al país de capacidades para los análisis isotópicos en matrices ambientales con la puesta en funcionamiento de un espectrómetro de masas (IRMS-IsoPrime) y periféricos (Analizador Elemental y sistema automatizado de preparaciones múltiples MultiFlow) para la determinación de isótopos estables. Estas capacidades con mínimo costo pueden adaptarse para los análisis de δ13C, δ15N, δ34S, δ18O y deuterio en aguas. Adicionalmente, el GEF-UNEP financia el proyecto Integrating Water, Land and Ecosystems Management in Caribbean Small Island Developing States (GEF-IWEco Project), el cual fortalece las capacidades de laboratorio para análisis convencionales de las aguas por un monto de 1200 KUSD.

 

A partir del 2016 se ejecuta el proyecto nacional CUB7009 “Fortalecimiento de las capacidades de hidrología isotópica para la gestión sostenible del agua en Cuba” con el financiamiento de 180.3 MCUC, al cual la propuesta presentada en este documento está en sinergia con el proyecto de referencia, y cubriría gastos en moneda nacional.

 

Las principales dificultades identificadas para establecer capacidades nacionales en Hidrología Isotópica, iniciar el estudio de cuencas y aguas subterráneas en explotación, y establecer el Atlas Nacional de la Composición Isotópica de las Precipitaciones son:

 

• Limitaciones tecnológicas para el muestreo de precipitaciones y evaluación de resultados.

• Insuficientes e ineficientes equipamiento de muestreo de aguas, en particular las aguas subterráneas.

• Baja experticia y capacitación del personal para los análisis de laboratorio de isotopos estables por espectrometría de masa y en modelos de evaluación de resultados.

 

OBJETIVO GENERAL:

Mejorar de la Gestión Sostenible de los Recursos Hídricos en Cuba con el fortalecimiento de la Capacidad Nacional de Hidrología Isotópica

 

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

1. Establecer una Red Nacional de Monitoreo isotópico de precipitaciones y aguas subterráneas.

2. Establecer el Servicio Nacional de Hidrología Isotópica.

 

1. Fortalecer las capacidades nacionales para la realización de análisis físico-químicos y técnicas complementarias a los estudios isotópicos y nucleares en aguas.

 

1. Confeccionar el Atlas Nacional de Isotopos en precipitaciones

 

 

METODOLOGÍA A UTILIZAR PARA ENFRENTAR EL PROBLEMA (que garantiza la calidad en la ejecución y los resultados)

La Hidrología Isotópica es una técnica nuclear que utiliza tanto isótopos estables como radiactivos para seguir los movimientos del agua en el ciclo hidrológico. Su aplicación permite obtener información de las características de un acuífero, entre ellas: la existencia de discontinuidades, estratificaciones e interconexiones hidráulicas en el sistema, el origen del agua, y las fuentes potenciales de contaminación (incluyendo la salinización de las agua). Su empleo permite además la cuantificación de los flujos de recarga del sistema, las proporciones de mezcla de diferentes fuentes, los tiempos de circulación y flujo, así como diferentes parámetros que intervienen en los procesos de transporte de masa en el acuífero.

La Hidrología Isotópica es un medio muy eficaz desde el punto de vista de los costos para evaluar la vulnerabilidad de las fuentes de aguas subterráneas a la contaminación y sobrexplotación de los acuíferos. El empleo de estas técnicas permite determinar la rapidez con que se mueve el agua y los puntos de recarga del sistema, aportando elementos claves para orientar las decisiones sobre los lugares y modo de extracción de agua subterráneas, contribuyendo a una explotación sostenible de los recursos hídricos.

El empleo de técnicas complementarias para el análisis de parámetros físico-químicos, contribuye a un mejor y más completo entendimiento de las características de los acuíferos y cuencas en estudio. Su determinación e interpretación paralela a los resultados isotópicos puede aportar elementos importantes para la descripción de fenómenos como la incorporación de contaminantes y la salinización del sistema hídrico.

Técnicas isotópicas y nucleares:

1. Espectrometría de masa para la determinación de isótopos estables (IRMS)

2. Recuento por centelleo líquido

Técnicas complementarias:

1. Cromatografía de intercambio iónico

2. Espectrofotometría por Absorción Atómica

3. Analizador Directo de Mercurio

4. Analizador por Polarografía

5. Espectrofotometría Infrarroja

6. Potenciometría

Volumetría

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RESULTADOS Y PLANIFICACIÓN DE LAS ACTIVIDADES PRINCIPALES
Resultados Planificados	Entidad Responsable	Actividades Principales	Inicio	Término	Indicadores verificables
Establecida la Red Nacional de Monitoreo Hidrológico (RNMH)	CEAC	Adquisición de equipos menores e insumos para el muestreo de aguas subterráneas y precipitaciones	Ene 2017	Jun 2018	Manual de Procedimientos de Muestreo Registro primario de Muestreo
		Adquisición e instalación de una Estación Meteorológica Automatizada	Ene 2017	Dic 2018
	CEAC	Elaborar un Manual de Procedimientos para la colecta y envió de muestras de aguas subterráneas y precipitaciones al CEAC	Jun 2017	Sept 2018
		Realizar un Curso Nacional de capacitación y entrenamiento para el monitoreo de Hidrología Isotópica (aguas subterráneas y precipitaciones)	Oct 2017	Dic 2017
	CEAC-CPHR-CIAC-INRH-INSMET	Ejecutar el programa de monitoreo mensual de precipitaciones en estaciones meteorológicas seleccionadas y envío de muestras a CEAC	Ene 2017	Dic 2018
		Ejecutar el muestreo de cuencas subterráneas en las zonas planificadas	Ene 2017	Dic 2017
Establecidas las capacidades Nacionales para el análisis de isótopos estables en aguas naturales	CEAC	Adquisición e instalación de componentes complementarios, insumos, reactivos y materiales de referencia certificados para el análisis de δ18O y δ2H en aguas naturales	Ene 2017	Dic 2018	Manual de Procedimientos de Ensayo Informes de ensayo Informe de visita de experto
		Beca de entrenamiento y capacitación para el análisis de δ18O y δ2H en aguas naturales	Marzo 2017	Mayo 2017
	CEAC	Elaborar y revisar un Manual de Procedimientos de Ensayos, para los análisis de δ18O y δ2H en aguas naturales	Ene 2017	Ene 2018
		Realizar los análisis de δ18O y δ2H en aguas naturales, a las muestras de la RNMH	Ene 2017	Dic 2017
	CEAC	Visita de experto OIEA para chequear avances en la implementación de la tecnología analítica para los análisis de isótopos estables	Jul 2017	Sept 2017
Fortalecidas las capacidades nacionales para los análisis físico-químicos complementarios en aguas naturales	CEAC	Adquisición e instalación de componentes complementarios, insumos, reactivos y materiales de referencia certificados para el análisis de iones por Polarografía	Abr 2016	Sept 2016
		Beca de entrenamiento y capacitación para el análisis químico de aguas naturales por Cromatografía Iónica	2017
		Beca de entrenamiento y capacitación para el análisis de contaminantes traza en aguas naturales	2017
		Beca de entrenamiento y capacitación para el análisis de iones por Polarografía	2017
Descripción de la dinámica hidrológica nacional a través del análisis e interpretación de resultados obtenidos	CEAC	Adquisición e implementación de software y licencias del paquete ArcGIS	Ene 2017	Mar 2017	Instalación del paquete ArcGIS Artículos científicos publicados Atlas Nacional de Hidrología Isotópica impreso
		Curso Nacional de capacitación y entrenamiento ISOSCAPE	Abr 2017	Jun 2018
		Curso Nacional de capacitación y entrenamiento en el análisis e interpretación de resultados de Hidrología Isotópica	Abr 2017	Jun 2018
	CEAC	Beca de capacitación y entrenamiento en SIG para la confección del Atlas Nacional de Hidrología Isotópica	Jul 2017	Sep 2017
		Impresión del Atlas Nacional de Hidrología Isotópica	Oct 2017	Dic 2017
Interacción con los involucrados, tomadores de decisiones, socialización del conocimiento y comunicación social de los resultados.	CEAC-AENTA-CPHR -CIAC-INRH-INSMET	Organización de talleres dedicados a stakeholders	Ene 2017	Dic 2017	Reportes de talleres Portal web Artículos, reportajes y reseñas periodísticas Participación en eventos científico-técnicos

Experiencia del Jefe del proyecto relacionada con el objetivo principal del proyecto:

 

El jefe de proyecto tiene experiencia en la dirección y coordinación de proyectos de ciencia e innovación tecnológica a nivel nacional e internacional. Ha cumplimentado múltiples misiones como experto en la aplicación de técnicas nucleares en estudios del medio ambiente. Posee más de veinte publicaciones científicas en la temática y es coordinador regional (DTM) del proyecto regional de asistencia técnica del OIEA aprobado para el nuevo ciclo.

 

IMPACTOS ESPERADOS DE LOS RESULTADOS PLANIFICADOS (científicos, tecnológicos, económicos, sociales y medio ambientales):

 

• Fortalecer las capacidades analíticas en el Centro de Estudios Ambientales de Cienfuegos para la cuantificación de isotopos en muestras de aguas.

• Establecer una Red Nacional de Monitoreo de Isotopos en Precipitaciones y Aguas Subterráneas.

• Formación y capacitación de especialistas y técnicos en aplicación de técnicas nucleares e isotópicas en estudios hidrológicos.