Análisis de la variabilidad temporal del volumen hídrico de la laguna de Batuco en la comuna de Lampa, Región Metropolitana, Chile

Abstract

La laguna de Batuco es un ecosistema clave en la Región Metropolitana de Chile, que enfrenta una creciente presión antrópica y cambios en su balance hídrico. La presente investigación tuvo como propósito analizar la variabilidad temporal del volumen hídrico de la laguna en el periodo 2011-2023, a fin de comprender sus patrones de fluctuación y los factores que los influyen, aportando información relevante para su gestión y conservación. Se utilizaron imágenes satelitales de las misiones Landsat 7, 8 y 9, procesadas en Google Earth Engine para elaborar una base de datos robusta. Mediante la aplicación de índices espectrales (MNDWI y NDVI) y clasificación supervisada, se estimaron las superficies de agua y vegetación en la laguna a lo largo del periodo estudiado. Posteriormente, se calcularon los volúmenes mensuales con base en datos batimétricos, y se analizaron los componentes del balance hídrico superficial para identificar factores influyentes. Los resultados indican que la laguna presenta una marcada estacionalidad, con volúmenes máximos en invierno (agosto-septiembre) y mínimos en verano (enero-marzo). El volumen promedio fue de 1.022.474 m³, con un mínimo histórico de 780.984 m³ en mayo de 2020 y un máximo de 1.289.112 m³ en septiembre de 2015. El análisis interanual reveló tres fases: crecimiento (2011-2013), fluctuaciones descendentes (2013-2019) y recuperación acelerada (2019- 2023), con una tasa de cambio promedio anual de 1,61%. La modelación estadística demostró que la evaporación es el principal regulador del volumen hídrico (35,54%), seguida del caudal de entrada (29,92%) como segundo factor más influyente, y las precipitaciones en tercer lugar (20,15%). Los eventos extremos evidenciaron la sensibilidad del ecosistema frente a variaciones hídricas, afectando la disponibilidad de hábitats acuáticos. Se concluye que la laguna tiene un comportamiento estacional y que el aporte hídrico de la planta de tratamiento La Cadellada resulta fundamental para el mantenimiento del nivel de agua en la laguna, especialmente ante escenarios de déficit hídrico regional. Esta investigación proporciona una base científica para la toma de decisiones en la gestión del humedal y futuras investigaciones sobre su dinámica hidrológica y ecológica.

Batuco Lagoon is a key ecosystem in Chile’s Metropolitan Region, currently facing increasing anthropogenic pressure and changes in its water balance. This study aimed to analyze the temporal variability of the lagoon's water volume from 2011 to 2023 in order to understand its fluctuation patterns and the driving factors behind them, thereby providing relevant information for its management and conservation. Satellite imagery from the Landsat 7, 8, and 9 missions was processed using Google Earth Engine to build a robust database. Through the application of spectral indices (MNDWI and NDVI) and supervised classification, water and vegetation surface areas in the lagoon were estimated throughout the study period. Monthly water volumes were then calculated based on bathymetric data, and surface water balance components were analyzed to identify key influencing factors. The results indicate a marked seasonality, with maximum volumes in winter (August–September) and minimum volumes in summer (January–March). The average water volume was 1,022,474 m³, with a historical minimum of 780,984 m³ in May 2020 and a maximum of 1,289,112 m³ in September 2015. Interannual analysis revealed three distinct phases: a growth phase (2011–2013), a phase of declining fluctuations (2013–2019), and a phase of accelerated recovery (2019–2023), with an average annual change rate of 1.61%. Statistical modeling showed that evaporation is the main driver of water volume variability (35.54%), followed by inflow (29.92%), and precipitation (20.15%). Extreme events highlighted the ecosystem's sensitivity to hydrological changes, impacting the availability of aquatic habitats. The study concludes that the lagoon exhibits a seasonal pattern, and that water input from the La Cadellada treatment plant is essential to maintaining water levels, particularly during periods of regional water scarcity. This research provides a scientific foundation for wetland management decision-making and for future studies on the lagoon’s hydrological and ecological dynamics.