Los incendios forestales son un medio natural importante para regular la estructura y función de ecosistemas terrestres y acuáticos saludables,1 sin embargo, su impacto en la vida humana y la infraestructura puede ser devastador. En las últimas décadas, Estados Unidos ha experimentado una tendencia a la baja en el número de incendios forestales, pero el área quemada ha permanecido relativamente consistente en un período de cinco años, lo que indica un aumento en el tamaño de los incendios forestales (ver figura 1).
Incendios forestales en los Estados Unidos entre 2000 y 2023, reportados como (a) número de incendios, (b) área total quemada, y (c) costos de desastres por incendios forestales de mil millones de dólares (ajustados por IPC), donde cada barra representa un solo evento de mil millones de dólares. Los datos fueron obtenidos de Statista4,5 para las figuras 1a y 1b, y de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica3 para la figura 1c.
Además, debido a las cambiantes condiciones climáticas y ambientales, que se proyecta continúen en el futuro, estos incendios forestales más grandes se han vuelto más severos y potencialmente dañinos.2 Esto se ilustra en la figura 1c, que muestra que los costos de los incendios son estimaciones conservadoras en cuanto a las pérdidas reales, ya que consideran aspectos como la supresión de incendios y daños físicos, pero no incluyen aspectos menos fácilmente monetizables, como el valor de las vidas y las pérdidas en capital natural o la degradación ambiental.3
Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, los bosques cubren aproximadamente el 31 por ciento del área terrestre del mundo.6 Entre los numerosos servicios ecosistémicos que proporcionan los bosques, las cuencas forestales son importantes fuentes de agua potable, suministrando un estimado de dos tercios del agua potable del mundo.7 Se estima que el valor de la capacidad natural de almacenamiento y filtración de agua de los bosques globales, que reduce la necesidad de tratamientos e infraestructura de agua potable extensivos, es de 4.1 billones de dólares (2013) por año.1,8 Desafortunadamente, muchas cuencas forestales son vulnerables a incendios forestales, lo que puede resultar en impactos graves en la calidad del agua.2
A pesar de décadas de investigación sobre cuencas, la creciente magnitud y severidad de los incendios conduce a incertidumbres sobre las condiciones posteriores al incendio y las posibles consecuencias significativas para el suministro y tratamiento de agua.2,9 Así, mejorar nuestra capacidad para adaptarnos a incendios forestales severos es un desafío global urgente, no solo para reducir la amenaza a la vida humana, la infraestructura y la biodiversidad, sino también para mejorar la resiliencia de los suministros de agua potable, particularmente en áreas con alta densidad de población e infraestructura de suministro de agua importante.9
Alineados con esta necesidad, algunos cambios en la gestión forestal han enfatizado la preservación de la cantidad y calidad del agua de origen. Por ejemplo, la iniciativa Forests to Faucets del Servicio Forestal del Departamento de Agricultura de EE. UU. busca ilustrar los vínculos entre los bosques y el agua potable identificando áreas que 1) suministran agua potable superficial, 2) tienen demanda de consumidores para el agua, y 3) enfrentan amenazas significativas.1,10 Esto se ilustra a escalas nacionales y regionales en la figura 2.
Cuencas de Estados Unidos identificadas por importancia para el índice de agua potable superficial (a y c) y el índice de amenaza de incendios forestales (b y d) para cuencas HUC12 (códigos de unidad hidrológica de 12 dígitos) basadas en las evaluaciones de Forests to Faucets del Servicio Forestal del USDA.11 Los paneles 2c y 2d se centran en la región del condado de Los Ángeles identificada por el cuadro rojo en la figura 2a.11 El panel 2e ilustra la prevalencia de incendios activos, recientes y más antiguos en el área de Los Ángeles a finales de enero de 2025.12[/caption>
Las imágenes a escala regional en la figura 2 destacan que la región del gran Los Ángeles está en alto riesgo de incendios forestales y es de alta importancia para el agua potable superficial, y los mapas nacionales muestran que esta es una de muchas áreas de alta importancia y amenaza. Los impactos a corto y largo plazo de los incendios recientes en el área aún están por determinarse. Sin embargo, la escala y proximidad a áreas urbanas importantes de este y otros recientes incendios forestales resaltan la importancia de los cambios en los regímenes de incendios como amenazas crecientes para los recursos de agua superficial.13
Después del incendio de Hayman en 2002, Denver Water plantó miles de árboles e invirtió 7.3 millones de dólares en restauración para ayudar a minimizar los impactos subsecuentes en la calidad del agua potable. Los impactos incluyeron aumentos de hasta 2,500 veces en las concentraciones de arsénico, aluminio, cadmio, hierro, plomo y mercurio.1
La lluvia en paisajes despojados de vegetación o que presentan cambios dramáticos en la composición y estructura de la vegetación restante puede influir drásticamente en el tiempo y magnitud del flujo de agua superficial.1,14 El escurrimiento también puede verse afectado por cambios en la estructura del suelo resultantes de los incendios.
Por ejemplo, el calor de los incendios forestales puede crear una capa repelente al agua de compuestos hidrofóbicos que reduce la infiltración.1,2 Estos cambios pueden aumentar la erosión del suelo, lo que lleva a un aumento de sólidos en suspensión, exportación de nutrientes y liberación de metales acumulados, particularmente en respuesta a eventos de lluvia de corta duración y alta intensidad.2
Para incendios forestales de baja severidad, la vegetación restante y el suelo orgánico amortiguan los cambios en la calidad del agua después del incendio, facilitando una recuperación más rápida de la cuenca.2 Sin embargo, los incendios de mayor severidad pueden aumentar la erosión en varios órdenes de magnitud inmediatamente después del incendio y las secuencias de tormentas.1
Así, los incendios forestales pueden degradar la calidad del agua ambiental aguas abajo, por ejemplo, reduciendo el oxígeno disuelto,14 lo que puede provocar hipoxia, eutrofización, disminución de la abundancia de macroinvertebrados y muertes de peces. Los incendios también pueden afectar el suministro, almacenamiento y tratamiento de agua potable aguas abajo.15 Los parámetros relevantes que comúnmente se reportan para mostrar respuestas al fuego incluyen sólidos totales en suspensión (TSS) y nutrientes, con un monitoreo más limitado y reportes de metales como hierro, manganeso y arsénico; sólidos totales disueltos (TDS), como sodio, cloruro y sulfato; y contenido orgánico (ver figura 3).
Los datos de un año después del incendio mostraron aumentos en el rendimiento de sólidos en suspensión de uno a 1,459 veces en comparación con los sistemas no quemados.15 Estas concentraciones extremas son consideraciones importantes para la planificación y operación de sistemas de tratamiento de agua potable, ya que pueden desafiar los procesos posteriores de coagulación, filtración y manejo de sólidos aguas abajo.2,7,15
Por ejemplo, después del incendio de High Park en Colorado en 2012, picos de turbidez y carbono orgánico disuelto (DOC) causados por la lluvia posterior al incendio resultaron en el cierre de un punto de captación de agua potable aguas abajo cuando la eliminación de DOC de la instalación disminuyó considerablemente a pesar de la dosificación de altos niveles de coagulante.2,16
Es notable que los incendios forestales pueden llevar a la formación de pequeñas especies aromáticas de DOC solubles que son más difíciles de eliminar en los procesos de tratamiento de agua convencionales. La peor eliminación de DOC genera preocupación por la formación de subproductos de desinfección (DBP), tanto especies reguladas como no reguladas, ya que la producción de DBP nitrogenados más tóxicos puede verse favorecida con los cambios en el carbono y el nitrógeno en el agua después de los incendios.2
[caption id="attachment_46247" align="aligncenter" width="814"] Figura 3.
Ilustración de los posibles impactos en la calidad del agua en fuentes de agua potable afectadas por incendios forestales. Creada en BioRender por Brooke Mayer (2025).
Los cambios posteriores al incendio en los rendimientos de nitrógeno total y fósforo total variaron de 0.3 a 431 veces los niveles no quemados.15 Las proporciones de nutrientes bio-disponibles (nitrógeno y fósforo inorgánico soluble) aumentaron en relación con las concentraciones totales de nutrientes.7 Los aumentos en nutrientes bio-disponibles pueden estimular la eutrofización o florecimientos algales dañinos, lo que podría ser problemático para el agua potable debido a toxinas o problemas de sabor y olor. Los nitratos y nitritos están regulados, sin embargo, los niveles de estas especies en el agua potable después del incendio generalmente no han excedido los estándares.15 Monitoreos después del incendio de Fourmile Canyon en Colorado en 2010 mostraron que las concentraciones de metales aguas abajo no superaron los estándares primarios de agua potable, aunque se superaron los estándares secundarios para aluminio, hierro y manganeso.17
En general, la presencia de concentraciones extremadamente altas de contaminantes después de los incendios forestales es de corta duración, aunque lluvias post-incendio de alta intensidad pueden hacer que persistan. Por ejemplo, se observaron niveles elevados de nitrógeno y DOC 15 años después de un incendio de alta severidad.2,15
Las tormentas de alta intensidad pueden impactar negativamente la calidad del agua de origen durante años, incluso décadas después de un incendio, lo que resalta el valor de considerar dichas perturbaciones desde una perspectiva ecosistémica.1,2,9,17 Además, los sedimentos de la erosión posterior al incendio pueden permanecer almacenados en arroyos de modo que el impacto legado puede ser extremadamente duradero.1 Sin embargo, incluso picos a corto plazo pueden ser problemáticos para cumplir con los estándares de agua potable.15
Estudios recientes subrayan la amplia variabilidad en las respuestas de calidad del agua que las comunidades pueden enfrentar después de incendios forestales.1,2,7,15 La alta complejidad espacial y temporal tanto en el comportamiento del incendio, como la intensidad, el alcance y la ubicación, como los parámetros de la cuenca (vegetación, suelo, topografía y precipitación, por ejemplo) conducen a una variabilidad dramática en la calidad de agua superficial posterior al incendio, el impacto en el tratamiento de agua potable, y la respuesta de la cuenca que elude generalizaciones simples.2,9 Las pequeñas cuencas con mayor relieve topográfico experimentan impactos más dramáticos en la calidad del agua; sin embargo, se pueden experimentar menores impactos mucho más allá de las cabeceras boscosas, especialmente en paisajes de bajo relieve.13
El principal desafío para los sistemas de tratamiento de agua potable aguas abajo de áreas quemadas parece ser el potencial de esta variabilidad extrema en la calidad del agua de origen.2,17 Esta impredecibilidad, tanto en términos de calidad del agua como de cuándo y dónde ocurrirán incendios forestales y la posterior lluvia de alta intensidad, introduce desafíos al desarrollar estrategias específicas para los sistemas de tratamiento.
La principal preocupación es la lluvia de alta intensidad posterior al incendio, particularmente para pequeños sistemas de agua que carecen de suficiente capacidad de tratamiento o la habilidad de desviar temporalmente agua turbia o extraer de otra fuente.2,15 Consideraciones específicas para ayudar a los proveedores de agua potable a adaptarse a incendios forestales más frecuentes y destructivos incluyen lo siguiente:1,2,17
El aumento de sólidos puede acortar la vida útil del reservorio y aumentar los costos de mantenimiento.
Los sólidos en suspensión elevados, la turbidez, o el DOC (o cambios en la especiación del DOC) pueden incrementar los costos para la coagulación, disminuir los tiempos de operación de los filtros, y producir más lodos. La turbidez también puede servir como vector para aumentar los niveles de metales pesados, nutrientes, compuestos orgánicos y patógenos.
Cambios en las concentraciones o especiación del DOC pueden generar DBPs regulados o no regulados.
Las floraciones algales relacionadas con nutrientes pueden generar preocupaciones de sabor y olor.
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Acerca del autor
Dra. Brooke K. Mayer es profesora en el Departamento de Ingeniería Civil, de Construcción y Ambiental como parte del Opus College of Engineering en la Universidad Marquette y líder en el Centro de Ciencias y Tecnologías para la Sostenibilidad del Fósforo (STEPS). Tiene títulos de maestría y doctorado en ingeniería civil con énfasis en ingeniería ambiental de la Universidad Estatal de Arizona.
