1. Historia de la hidrología como ciencia

«Water is the driving force of all nature»

(Leonardo da Vinci, 1452-1519)

1.1. Introducción

Este capítulo ofrece un resumen de la historia de la hidrología, trazando su evolución desde las antiguas prácticas de gestión del agua hasta una disciplina científica moderna y multifacética. La hidrología es la ciencia que estudia la disponibilidad, el agotamiento y la renovación de los recursos hídricos en las regiones continentales de nuestro planeta, con particular énfasis en todos los procesos que conforman el ciclo hidrológico. En una redacción más amplia, la hidrología puede describirse como la ciencia que describe el movimiento del agua por encima y por debajo de la superficie terrestre, su aparición, circulación y distribución, tanto a través del tiempo como del espacio, sus propiedades físicas, químicas y biológicas, y su intereacción con el medio ambiente, incluida su relación con los seres humanos. Como veremos en le resto de este capítulo, la hidrología ha evolucionado en paralelo con la civilización humana.

Tiene sus raíces en las primeras civilizaciones que dependían de la gestión de los ríos para su supervivencia (Wescoat, 2017). Su desarrollo se ha visto influenciado por la observación directa, las necesidades prácticas de la ingeniería y la evolución del pensamiento científico. Inicialmente centrada en la hidráulica y la ingeniería fluvial, la hidrología fue consolidando gradualmente su propia identidad científica en el siglo XX, impulsada por los avances en la recopilación de datos y una creciente concienciación sobre los problemas ambientales (Rosbjerg and Rodda, 2019). Hoy en día, el campo abarca una amplia gama de subdisciplinas, desde los estudios de aguas subterráneas y superficiales hasta la ecohidrología y los impactos del cambio climático (Rosbjerg and Rodda, 2019) (Bras, 1999).

Desde los primeros intentos de aprovechar las crecidas de los ríos para la agricultura hasta el moderno monitoreo satelital del sistema terrestre, la disciplina refleja los continuos esfuerzos de la humanidad por comprender y gestionar uno de sus recursos más vitales. Este capítulo traza el desarrollo histórico de la hidrología, destacando los principales hitos intelectuales y tecnológicos que la transformaron de una práctica empírica a una ciencia moderna e interdisciplinaria.

1.2. Civilizaciones tempranas (3000 - 600 a.C.)

Las primeras civilizaciones desarrollaron sofisticados sistemas de gestión del agua por necesidad, sentando las bases prácticas de la hidrología. Las sociedades humanas prosperaron a lo largo de ríos importantes como el Nilo, el Tigris-Éufrates, el Indo y el Huang-Ho, donde se construyeron presas, diques, canales y sistemas de suministro de agua. Estas obras demostraron una comprensión funcional, aunque aún no científica, de la gestión del agua (Wescoat, 2017).

En Egipto, la evidencia de la ingeniería hidráulica temprana se remonta aproximadamente al 3200 a. C., cuando se representó al «Rey Escorpión» inaugurando una acequia de riego, uno de los primeros proyectos de recursos hídricos registrados (Biswas, 1970). Poco después, el rey Menes represó el Nilo para permitir la construcción de su capital, Menfis (Biswas, 1970). Los egipcios también idearon nilómetros, instrumentos utilizados para medir y registrar las fluctuaciones del Nilo. Con registros que se remontan al 3000-3500 a. C., estos datos fueron cruciales para las alertas de inundaciones y la planificación agrícola (Biswas, 1970). La presa de Sadd el-Kafara, construida entre 2950 y 2750 a. C., se considera la presa más antigua conocida del mundo, aunque falló poco después de su construcción debido a la ausencia de un aliviadero (Biswas, 1970).

Mientras tanto, en Mesopotamia, los sumerios y babilonios crearon extensas redes de riego. El Código de Hammurabi (c. 1760 a. C.) incluía leyes sobre riego y responsabilidad por daños por inundaciones, lo que reflejaba un enfoque altamente desarrollado para la gestión del agua (Wescoat, 2017). Paralelamente, la construcción de qanāts (canales subterráneos que aprovechan las aguas subterráneas) comenzó en Armenia y se extendió por las regiones áridas. Estos sistemas representaron un logro importante en la ingeniería de aguas subterráneas, ofreciendo un suministro fiable de agua limpia, libre de evaporación y contaminación superficial (Wescoat, 2017).

Posteriormente, pensadores griegos y romanos comenzaron a desarrollar una comprensión filosófica del ciclo hidrológico. Figuras como Aristóteles y Marco Vitruvio describieron correctamente procesos como la infiltración, pero tuvieron dificultades para explicar la conservación de la masa o el papel de la lluvia en el mantenimiento del caudal fluvial (Bras, 1999). Aunque incompletas, estas primeras contribuciones teóricas ayudaron a sentar las bases para un enfoque científico del agua.

La gestión del agua fue un elemento central para el desarrollo y la sostenibilidad de las civilizaciones antiguas. El riego a gran escala, el control de inundaciones y el suministro de agua urbana exigieron conocimientos prácticos sobre las precipitaciones, los ríos y las aguas subterráneas, lo que impulsó el surgimiento de prácticas de observación y técnicas hidráulicas avanzadas. En Mesopotamia y Egipto, las civilizaciones que florecieron a lo largo de los ríos Tigris, Éufrates y Nilo se destacaron como pioneras en el diseño de sistemas de riego, canales y embalses. En particular, los nilómetros permitieron anticipar el comportamiento de las crecidas del Nilo, proporcionando una base para la planificación agrícola y la gestión de excedentes hídricos (Biswas, 1970).

En China, la ingeniería hidráulica se convirtió en un pilar de la estabilidad del Estado. El sistema de riego de Dujiangyan, construido en el siglo III a. C., constituye un ejemplo paradigmático de cómo se combinaban el control de inundaciones y la irrigación agrícola, basado en una observación sistemática del comportamiento fluvial (Needham, 1971). En el subcontinente indio, textos antiguos como el Arthashastra (ca. 300 a. C.) documentan la existencia de embalses, la explotación de aguas subterráneas y prácticas de riego que reflejan una comprensión sofisticada de la gestión hídrica (Mookerji, 1966). Por su parte, en Grecia y Roma, la reflexión filosófica y la práctica técnica avanzaron de manera conjunta. Filósofos como Aristóteles especularon sobre el origen de los manantiales y ríos (Aristotle, -350), mientras que los romanos desarrollaron acueductos y sistemas de alcantarillado que evidencian un profundo conocimiento práctico sobre el suministro de agua y la hidráulica aplicada (Hodge, 2002).

1.3. La hidrología en el mundo medieval (600-1500 d.C.)

Durante la época medieval, el conocimiento relacionado con el agua no se perdió, sino que se conservó, transformó y transmitió gracias al intercambio cultural entre diferentes regiones. A lo largo de estos siglos, tanto en el mundo islámico como en Europa y Asia Oriental, se desarrollaron y consolidaron prácticas hidráulicas, al mismo tiempo que persistieron concepciones heredadas de la Antigüedad clásica.

En la llamada Edad de Oro Islámica (siglos VIII-XIII), los eruditos realizaron avances significativos en la observación y comprensión de los fenómenos hidrológicos. Pensadores como Al-Kindi y Al-Biruni analizaron aspectos fundamentales como la pluviosidad, el caudal de los ríos y los procesos de recarga de aguas subterráneas, aportando un marco de conocimiento que integraba observación empírica y reflexión científica (Sarton, 1927). Estos estudios no solo tuvieron importancia académica, sino que también tuvieron aplicaciones prácticas en la agricultura y en la gestión de recursos hídricos en entornos áridos, donde el agua era un factor crítico para la supervivencia y la prosperidad de las sociedades.

En Europa, el legado de la filosofía natural aristotélica se mantuvo como referencia central durante gran parte de la Edad Media. Entre las concepciones más influyentes figuraba la idea de la existencia de mares subterráneos que alimentaban los ríos, una explicación que, si bien no se basaba en observación directa, ejerció gran influencia en la forma en que se entendía el ciclo del agua (Dooge, 1988). Estas visiones fueron transmitidas a través de los monasterios y universidades medievales, donde se copiaban y comentaban los textos antiguos, garantizando así la preservación del conocimiento clásico y su posterior redescubrimiento en el Renacimiento.

En Asia Oriental, particularmente en China y Japón, continuaron desarrollándose grandes obras hidráulicas destinadas al riego y a la gestión de inundaciones. Aunque estas iniciativas no se acompañaron de una teorización científica sistemática del ciclo hidrológico, sí reflejaban una tradición práctica profundamente arraigada, que combinaba observación empírica, organización social y capacidad técnica (Needham, 1971). Estos logros constituyen un ejemplo de cómo distintas civilizaciones medievales desarrollaron enfoques propios para enfrentar los desafíos de la gestión del agua.

1.4. La revolución científica y el ciclo hidrológico (siglos XVI-XVIII)

Los fundamentos científicos de la hidrología se establecieron gradualmente a lo largo de varios siglos, mediante una serie de observaciones y experimentos pioneros que transformaron colectivamente las ideas especulativas en conocimiento basado en la evidencia. Entre los siglos XVI y XVIII, la hidrología experimentó una transición decisiva, pasando de ser un arte principalmente práctico a consolidarse como una ciencia cuantitativa. En este período, los pioneros comenzaron a realizar observaciones sistemáticas y experimentos rigurosos que contribuyeron a definir de manera progresiva el ciclo hidrológico. Estos avances se enmarcaron en el contexto de la Revolución Científica, que introdujo la medición cuantitativa y los métodos experimentales como fundamentos del conocimiento científico. Entre los primeros contribuyentes, Leonardo da Vinci (1452–1519) realizó experimentos físicos para respaldar sus reflexiones sobre el movimiento del agua, incluyendo intentos de medir la velocidad de las corrientes y comprender la mecánica del flujo del agua (Pfister et al., 2009). Sus experimentos, si bien no se formalizaron sistemáticamente, marcaron un cambio hacia un enfoque empírico en el estudio de los procesos hidrológicos (Rosbjerg and Rodda, 2019)

Un siglo después, en 1575, el naturalista francés Bernard Palissy (1510–1589) planteó una hipótesis crucial: basándose en sus observaciones del entorno natural, afirmó que los manantiales se originaban a partir de la lluvia, cuestionando así las arraigadas creencias aristotélicas sobre los mares subterráneos como fuente de los ríos (Dooge, 1988). La idea de Palissy marcó un punto de inflexión, aunque carecía de confirmación cuantitativa. Dicha confirmación comenzó a surgir cien años después, en 1674, cuando Pierre Perrault (1611–1680) realizó mediciones sistemáticas de la precipitación, la escorrentía y el área de drenaje del río Sena. Sus análisis demostraron de forma convincente que la lluvia era suficiente para mantener manantiales y ríos, aunque las vías exactas de infiltración y flujo de aguas subterráneas seguían siendo poco conocidas (Rosbjerg and Rodda, 2019).

Basándose en los hallazgos de Perrault, Edme Mariotte (1620–1684) realizó experimentos de infiltración y los relacionó con los regímenes de precipitación, refinando así la comprensión de los procesos que conectan la lluvia con el caudal (Rosbjerg and Rodda, 2019). También contribuyó con avances metodológicos en la medición del caudal, consolidando aún más la base empírica de la ciencia hidrológica. Casi al mismo tiempo, Edmond Halley (1656–1742) realizó experimentos pioneros sobre la evaporación (hacia 1700), cuantificando las tasas de pérdida de agua sobre el Mediterráneo y demostrando su papel fundamental para cerrar el balance hídrico (Rosbjerg and Rodda, 2019).

A pesar de estos avances, una descripción completa y científicamente sólida del ciclo hidrológico no surgió hasta principios del siglo XIX. En 1802, el científico inglés John Dalton (1766–1844) sintetizó hallazgos previos y, basándose en observaciones meteorológicas e hidrológicas fiables, presentó la primera formulación completa y correcta del ciclo hidrológico. Su contribución consolidó la visión moderna del ciclo del agua como un proceso cerrado y cuantificable, con continuidad entre precipitación, evaporación, infiltración y escorrentía, ofreciendo un marco coherente que estableció firmemente el ciclo del agua como el paradigma central de la ciencia hidrológica (Dooge, 1974) (Rodda, 2006). De esta forma, durante todo el siglo XVII se consolidaron los estudios cuantitativos del ciclo hidrológico.

En retrospectiva, se necesitaron casi tres siglos —desde los experimentos preliminares de da Vinci hasta la síntesis de Dalton— para establecer los principios fundamentales que sustentan la hidrología moderna. Estos esfuerzos sentaron las bases para que la disciplina evolucionara de observaciones dispersas a una ciencia sistemática y cuantitativa.

En paralelo al progreso en el entendimiento del ciclo hidrológico, el siglo XVIII fue testigo de importantes avances en hidráulica y estudios de aguas subterráneas. Daniel Bernoulli (1700–1782) desarrolló los principios fundamentales del flujo en tuberías y de la dinámica de fluidos, entre ellos, la publicación en 1738 de la ecuación para el flujo sin fricción en tuberías. Por otra parte, el flujo laminar en tuberías fue descrito en 1840 por el alemán Gotthilf Hagen (1797 – 1884) y el francés Jean Poiseuille (1797 - 1869), mientras que el francés Antoine Chézy (1718–1798) formuló en 1776 una expresión empírica para describir el flujo turbulento en ríos, conocida posteriormente como la ecuación de Chézy (Rosbjerg and Rodda, 2019). Estos aportes proporcionaron las bases para el análisis hidrodinámico moderno y vincularon de manera estrecha la hidráulica con la naciente ciencia hidrológica. De esta forma, durante todo el siglo XIX, la ingeniería se convirtió en un importante impulsor del progreso en hidrología.

La ecuación fundamental para el flujo de agua subterránea fue desarrollada en 1856 por el francés Henry Darcy (1803 – 1858). El flujo en cuencas urbanas fue abordado en 1850 mediante la introducción del tiempo de concentración por el alemán Thomas Mulvany (1806 - 1885), lo que condujo al método racional para el diseño de caudal máximo, y en 1883, el alemán Wenzel Rippl (1847-1924) introdujo la curva másica para el diseño de embalses. Estos aportes proporcionaron las bases para el análisis hidrodinámico moderno y vincularon de manera estrecha la hidráulica con la naciente ciencia hidrológica.

De esta forma, el periodo comprendido entre los siglos XVI y XVIII sentó los cimientos de la hidrología como ciencia. Las observaciones de campo, la introducción de métodos cuantitativos y el desarrollo de la hidráulica transformaron una práctica milenaria en un cuerpo de conocimiento sistemático y fundamentado en la evidencia empírica.

1.5. El siglo XIX: la ingeniería y la hidrología aplicada

El siglo XIX estuvo marcado por la integración de la hidrología con la hidráulica, la ingeniería civil y la gestión pública del agua. Este proceso respondió a las necesidades de una sociedad en plena transformación industrial, en la que el control de ríos, el suministro de agua y la protección frente a inundaciones adquirieron una relevancia estratégica. La hidrología, hasta entonces ligada a la observación empírica, comenzó a consolidarse como un campo científico apoyado en la experimentación y en el uso sistemático de datos.

En el ámbito de la ingeniería fluvial, las observaciones hidrológicas jugaron un papel decisivo en el diseño de canales, diques y presas. El conocimiento de los caudales, los regímenes de inundación y las características de las cuencas hidrográficas se convirtió en un insumo imprescindible para el desarrollo de obras hidráulicas a gran escala, que buscaban simultáneamente facilitar la navegación, ampliar las superficies irrigadas y reducir el riesgo de desastres asociados a crecidas (Dooge, 1988). Este vínculo entre hidrología e infraestructura reflejó la creciente interdependencia entre ciencia y práctica ingenieril.

Un campo de innovación fundamental en este siglo fue la hidrogeología, en particular el estudio del flujo de aguas subterráneas. En 1856, Henri Darcy (1803 - 1858) realizó experimentos pioneros con columnas de arena, a partir de los cuales formuló la Ley de Darcy, la ecuación fundamental que describe el movimiento del agua a través de medios porosos (Rosbjerg and Rodda, 2019). Su hallazgo no solo permitió explicar de manera rigurosa procesos observados desde la antigüedad, sino que también se convirtió en la piedra angular de la hidrogeología moderna. Posteriormente, la ley fue ampliada y generalizada por Jules Dupuit (1804 - 1866) (Dupuit, 1863) y Philipp Forchheimer (1852 - 1933) (Forchheimer, 1886), quienes introdujeron conceptos más avanzados sobre el flujo en acuíferos y en medios no homogéneos. En conjunto, estos avances marcaron un salto cualitativo en el conocimiento de las aguas subterráneas, contribuyendo al establecimiento de la hidrología como una disciplina científica emergente.

Paralelamente, el siglo XIX también fue escenario de la institucionalización de la recopilación de datos hidrológicos. En Europa y Norteamérica se crearon servicios nacionales dedicados a medir caudales, precipitaciones y niveles de agua, lo que permitió contar con series de observaciones sistemáticas y de largo plazo (Biswas, 1970). Esta labor respondió a necesidades prácticas como la regulación de ríos para la navegación, la planificación de sistemas de riego y la implementación de medidas de protección frente a inundaciones. Con ello, la hidrología dejó de ser una práctica aislada para convertirse en un componente central de la gestión pública del agua, estrechamente vinculada con el desarrollo económico y social de la época.

1.6. El siglo XX: el nacimiento de la hidrología moderna

El siglo XX presenció la consolidación, profesionalización y expansión de la hidrología como ciencia, impulsada tanto por nuevas herramientas conceptuales y tecnológicas como por el desarrollo institucional y las crecientes demandas sociales relacionadas con el control de inundaciones, el abastecimiento de agua y la gestión ambiental. La disciplina, que hasta entonces había estado fuertemente ligada a la práctica ingenieril, adquirió un estatus científico autónomo al incorporar métodos cuantitativos, experimentación sistemática y colaboración internacional.

En las primeras décadas del siglo se introdujeron conceptos fundamentales que marcaron el rumbo de la investigación hidrológica. Weston Fuller (1914) aplicó el análisis de frecuencia estadística al estudio de crecidas y sequías, aportando las bases de la hidrología estadística. Poco después, Lorenzo Richards (1931) formuló la ecuación para describir el flujo de agua en suelos no saturados, mientras que Leroy Sherman (1932) introdujo el concepto de hidrograma unitario, una herramienta clave para el análisis hidrológico aplicado a cuencas (Rosbjerg and Rodda, 2019). Estas contribuciones abrieron el camino a una comprensión más rigurosa de los procesos hidrológicos y a su aplicación en la ingeniería de recursos hídricos.

El desarrollo institucional fue otro factor clave en la consolidación de la disciplina. La creación en 1922 de la Asociación Internacional de Hidrología Científica (IASH, actualmente IAHS) dentro de la Unión Internacional de Geodesia y Geofísica (IUGG) marcó un hito al buscar diferenciar la hidrología científica de prácticas empíricas o pseudocientíficas, como la llamada “adivinación fluvial” (Rosbjerg and Rodda, 2019). Tras la Segunda Guerra Mundial, el crecimiento económico y el aumento de la demanda de recursos hídricos reforzaron el papel de la hidrología en la planificación y gestión de infraestructuras. En este contexto, el Decenio Hidrológico Internacional de la UNESCO (1965–1974) representó un esfuerzo global por coordinar y estandarizar estudios hidrológicos, consolidando la legitimidad científica de la disciplina y fomentando la cooperación internacional (Rosbjerg and Rodda, 2019).

La segunda mitad del siglo estuvo marcada por la revolución informática, que transformó la práctica hidrológica de manera irreversible. Desde la década de 1950, el desarrollo de la computación digital permitió simular procesos hidrológicos con un nivel de detalle y a una escala que antes eran inalcanzables (Dooge, 1986). El Modelo de Cuencas Hidrográficas de Stanford (1966) fue pionero en la modelización integrada de cuencas (Bras, 1999), y con el tiempo, los modelos conceptuales agregados dieron paso a modelos físicamente más realistas, que dependían de bases de datos más extensas y del creciente poder de cómputo (Rosbjerg and Rodda, 2019). Paralelamente, se establecieron grandes cuencas experimentales en Estados Unidos y el Reino Unido, que proporcionaron series de datos sistemáticas para validar modelos y comprender mejor los procesos hidrológicos (Hewlett, 1961).

La hidrología estadística también se consolidó como un campo propio en el siglo XX. Emil Gumbel (1941) desarrolló métodos probabilísticos para el análisis de inundaciones y sequías, que rápidamente se incorporaron a la planificación de obras hidráulicas y la gestión de riesgos (Gumbel, 1941). Asimismo, Robert Horton (1933) formalizó los procesos de generación de escorrentía, estableciendo principios que aún constituyen la base de la hidrología de cuencas (Horton, 1933). La combinación de teoría, observación sistemática, experimentación y simulación computacional transformó la hidrología en una ciencia moderna, dotada de marcos teóricos robustos y métodos aplicados a problemas ambientales y sociales de creciente complejidad.

En síntesis, el siglo XX consolidó la hidrología como disciplina científica independiente, sustentada en el uso de la estadística, la modelización, los experimentos de campo y la cooperación internacional. Al mismo tiempo, estableció las bases para el desarrollo de la hidrología ambiental y la integración de la gestión de los recursos hídricos en el marco más amplio de la sostenibilidad y la protección del medio ambiente.

1.7. La era contemporánea: La hidrología como ciencia del sistema terrestre

En el siglo XXI, la hidrología se ha transformado en una ciencia profundamente interdisciplinaria y con una perspectiva global. Sus fronteras se han expandido más allá de los enfoques tradicionales para integrar nuevas ramas como la ecohidrología, que conecta los procesos hídricos con los ecosistemas; la sociohidrología, que estudia las interacciones dinámicas entre las sociedades humanas y el agua; y los estudios del cambio global, que analizan cómo el clima y las actividades humanas afectan el ciclo hidrológico (Bras, 1999). Esta evolución refleja la necesidad de abordar los problemas hídricos de forma integral, considerando dimensiones ambientales, sociales y climáticas al mismo tiempo.

Un papel destacado en la orientación de la investigación hidrológica contemporánea lo ha desempeñado la Asociación Internacional de Ciencias Hidrológicas (IAHS). Desde el año 2003, esta institución ha coordinado una serie de décadas científicas que han definido la agenda mundial de investigación mediante la colaboración internacional. El objetivo de estas iniciativas es acumular y organizar el conocimiento científico de manera eficiente, optimizar los esfuerzos colectivos y fomentar el intercambio entre científicos jóvenes y experimentados. La primera década científica, dedicada a la Predicción en Cuencas sin Control Fluviométrico (PUB, 2003–2012), buscó mejorar la capacidad de predicción en regiones con escasez de datos hidrológicos. Le siguió Panta Rhei (“Todo Fluye”, 2013–2022), enfocada en comprender mejor las interacciones entre agua y sociedad en un mundo en rápida transformación (Rosbjerg and Rodda, 2019). En la actualidad, la tercera década científica, denominada Hidrología: Involucrando a la población local en un mundo global (HELPING, 2023–2032), busca soluciones locales a la crisis mundial del agua mediante un proceso ascendente impulsado por científicos y comunidades locales, apoyándose en la ciencia abierta y en el uso de datos y métodos generados en cada territorio.

Los avances tecnológicos han marcado también un punto de inflexión en la práctica hidrológica del siglo XXI. La teledetección satelital y el uso de drones permiten hoy en día monitorear variables hidrológicas con una resolución temporal y espacial sin precedentes, incluyendo humedad del suelo, cobertura nival y precipitación. Estas herramientas han contribuido a superar limitaciones de las redes de aforo tradicionales y han abierto la posibilidad de observar procesos a escala regional y global (Rosbjerg and Rodda, 2019). Misiones como GRACE, TRMM y SWOT han generado datos clave para entender los balances hídricos continentales y los flujos de agua en grandes cuencas (Rodell et al., 2018).

En paralelo, el modelado hidrológico se ha expandido hacia esquemas cada vez más integrados y complejos. Los modelos acoplados de sistema terrestre combinan la hidrología con la climatología y la oceanografía, simulando las interacciones entre la atmósfera, la superficie terrestre y los océanos para proyectar escenarios de disponibilidad de agua en un clima cambiante (Wood et al., 2011). Estas herramientas son esenciales para evaluar impactos, diseñar estrategias de adaptación y apoyar la toma de decisiones en la gestión de recursos hídricos.

A pesar de estos avances, persisten grandes desafíos para la hidrología contemporánea. La capacidad de pronosticar inundaciones y sequías con suficiente precisión sigue siendo limitada, especialmente bajo condiciones de cambio climático, que intensifican los extremos hidrológicos y aumentan la incertidumbre (Masson-Delmotte et al., 2021). Al mismo tiempo, la disciplina está llamada a contribuir a la seguridad hídrica, a la sostenibilidad de la producción de alimentos y a la resiliencia de los ecosistemas frente a la presión creciente de la actividad humana (Sivapalan et al., 2012). En este sentido, la hidrología del siglo XXI se posiciona no solo como una ciencia cuantitativa, sino también como una herramienta clave para la sostenibilidad y la gobernanza del agua a escala global y local.

1.9. Conclusiones

La historia de la hidrología ilustra una notable trayectoria desde el conocimiento práctico ancestral hasta una ciencia moderna y vital, que trata de sacar máximo provecho a los datos satelitales y reanálisis atmosféricos. Si bien los primeros logros estuvieron motivados por las necesidades inmediatas de la agricultura y los asentamientos humanos, la hidrología actual se define por el análisis cuantitativo, la modelización computacional y los enfoques interdisciplinarios. La hidrología ha evolucionado de la ingeniería empírica a la ciencia cuantitativa del sistema terrestre. Sigue evolucionando en respuesta a los desafíos apremiantes del cambio global, con su trayectoria determinada por las complejas interacciones entre el agua, los ecosistemas y la sociedad humana. Su trayectoria histórica refleja tanto la curiosidad científica como la necesidad social, lo que subraya su papel central para abordar los desafíos hídricos del siglo XXI. (Rosbjerg and Rodda, 2019) (Wescoat, 2017) (Bras, 1999).

En particular, para el caso de Chile el recorrido histórico del marco normativo ilustra las tensiones entre un modelo basado en el mercado y las crecientes demandas sociales y ambientales. El Código de 1981 sentó las bases de un sistema único a nivel internacional, pero su diseño mostró limitaciones en la práctica, especialmente frente al cambio climático, la competencia entre usos y las desigualdades territoriales.

Las reformas de 2005 y, sobre todo, la de 2022, representan avances significativos hacia una mayor intervención estatal, una mejor protección de los ecosistemas y una priorización del consumo humano. No obstante, persisten desafíos asociados a la implementación efectiva, la superación de la fragmentación institucional y la consolidación de una gestión hídrica integrada y sostenible (World Bank, 2011) (World Bank, 2013).

1.10. Verificación de aprendizaje

Preguntas conceptuales

  1. ¿Qué distingue una práctica empírica de manejo del agua de una ciencia hidrológica cuantitativa? Fundamente su respuesta con un ejemplo de las civilizaciones tempranas y otro de la Revolución Científica.

  2. Explique cómo las contribuciones de Perrault, Mariotte, Halley y Dalton permitieron reemplazar explicaciones especulativas por una representación verificable del ciclo hidrológico.

  3. ¿Por qué la recopilación sistemática de datos y el desarrollo de modelos transformaron la hidrología durante los siglos XIX y XX? Relacione observación, predicción y diseño de obras.

  4. Compare la concepción del agua en el Código de Aguas de 1981 con la introducida por la reforma de 2022. ¿Qué tensiones entre eficiencia económica, equidad social y protección ecosistémica permanecen abiertas?

Preguntas numéricas y de aplicación

  1. Ordene cronológicamente los siguientes hitos y calcule el tiempo aproximado entre hitos consecutivos: mediciones de Perrault en 1674, síntesis de Dalton en 1802, ley de Darcy en 1856 y reforma chilena de 2022. Luego explique qué cambió en el tipo de conocimiento producido en cada transición.

  2. En una cuenca de 14 000 km² se observan 720 mm de precipitación anual y un volumen de escorrentía de 5,0 km³. Calcule la lámina de escorrentía, el coeficiente de escorrentía y la lámina conjunta atribuible a evapotranspiración y cambio de almacenamiento. Indique qué mediciones adicionales permitirían separar estos dos últimos términos.

  3. Un sistema dispone de 120 m³/s. Existen derechos consuntivos por 70 m³/s y un uso no consuntivo de 35 m³/s que restituye el 90 % del caudal captado. Calcule el caudal que permanece después de ambos usos y discuta por qué este balance físico no basta para resolver la prioridad jurídica entre usuarios y ecosistemas.

  4. Una cuenca presenta sobreotorgamiento, deterioro ecológico y abastecimiento rural inseguro. Proponga una intervención coherente con las reformas de 2005 y 2022, identifique al menos tres instituciones que deberían coordinarse y defina dos indicadores cuantificables para evaluar su eficacia.

1.11. References

[1]

Aristotle. Meteorologica. –, -350.

[2]

Bauer, C. Against the Current: Privatization, Water Markets, and the State in Chile. Springer New York, NY, Boston, 1998. doi:10.1007/978-1-4615-6403-4.

[3] (1,2,3)

Bauer, C. Water conflicts and entrenched governance problems in chile's market model. Water Alternatives, 8(2):147–172, 2015.

[4] (1,2,3,4,5,6)

Biswas, A. K. History of Hydrology. North-Holland, Amsterdam, 1970.

[5] (1,2,3,4,5)

Bras, R. L. A brief history of hydrology. Bull. Amer. Meteor. Soc, 80:1151–1164, 1999.

[6]

Donoso, G. Chilean water rights markets as a water allocation mechanism. In Use of economic instruments in water policy: Insights from international experience, pages 265–278. Springer, 2015. doi:10.1007/978-3-319-18287-2_19.

[7]

Dooge, J. C. I. The development of hydrological concepts in britain and ireland between 1674 and 1874. Hydrological Sciences Bulletin, 19:279–302, 1974.

[8]

Dooge, J. C. I. Looking for hydrologic laws. Water Resources Research, 22(9S):46S–58S, 1986.

[9] (1,2,3)

Dooge, J. C. I. Hydrology in perspective. Hydrological Sciences Journal, 33(1):61–85, 1988.

[10]

Dourojeanni, A. and Jouravlev, A. El Código de Aguas de Chile: entre la ideología y la realidad. CEPAL, Santiago de Chile, 1999.

[11]

Dupuit, J. Études théoriques et pratiques sur le mouvement des eaux dans les canaux découverts et à travers les terrains perméables. Dunod, Paris, 1863.

[12]

Forchheimer, P. Über die ergiebigkeit von brunnen-anlagen und sickerschlitzen. Zeitschrift des Architekten- und Ingenieur-Vereins zu Hannover, 32:539–564, 1886.

[13]

Gumbel, E. J. The return period of flood flows. Annals of Mathematical Statistics, 12(2):163–190, 1941.

[14] (1,2)

Hearne, R. and Easter, K. W. Water allocation and water markets: an analysis of gains-from-trade in chile. World Bank Economic Review, 9(2):259–279, 1995.

[15]

Hewlett, J. D. Soil moisture as a source of base flow from steep mountain watersheds. Technical Report, U.S. Forest Service Research Paper SE-132, 1961.

[16]

Hodge, A. T. Roman Aqueducts and Water Supply. Duckworth, London, 2002.

[17]

Horton, R. E. The role of infiltration in the hydrologic cycle. Transactions of the American Geophysical Union, 14:446–460, 1933.

[18]

Larraín, S. and Poo, P. Conflictos por el agua en Chile: Entre los derechos humanos y las reglas del mercado. Programa Chile Sustentable y Heinrich Böll Foundation, Santiago de Chile., Santiago de Chile, 2010.

[19]

Masson-Delmotte, V., Zhai, P., Pirani, A., Connors, S.L., Péan, C., Berger, S., Caud, N., Chen, Y., Goldfarb, L., Gomis, M.I., Huang, M., Leitzell, K., Lonnoy, E., Matthews, J.B.R., Maycock, T.K., Waterfield, T., Yelekçi, O., Yu, R., and Zhou, B., editors. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2021. doi:10.1017/9781009157896.

[20]

Mookerji, R. K. Indian Shipping: A History of the Sea-Borne Trade and Maritime Activity of the Indians from the Earliest Times. Longmans, 1966.

[21] (1,2)

Needham, J. Science and Civilisation in China, Vol. 4: Civil Engineering and Nautics. Cambridge University Press, 1971.

[22]

Pfister, L., Savenije, H. H. G., and Fenicia, F. Leonardo da vinci's water theory: on the origin and fate of water. International Association of Hydrological Sciences. IAHS Special Publication No. 9, 2009.

[23]

Rodda, J. C. On the british contribution to international hydrology - a historical perspective. Hydrological Sciences Journal, 51:1177–1193, 2006.

[24]

Rodell, M., Famiglietti, J. S., Wiese, D. N., and others. Emerging trends in global freshwater availability. Nature, 557:651–659, 2018.

[25] (1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15)

Rosbjerg, D. and Rodda, J. IAHS: a brief history of hydrology. History of Geo-and Space Sciences, 10(1):109–118, 2019. doi:https://doi.org/10.5194/hgss-10-109-2019.

[26]

Sarton, G. Introduction to the History of Science. Carnegie Institution, Washington, 1927.

[27]

Sivapalan, M., Savenije, H. H. G., and Blöschl, G. Socio-hydrology: a new science of people and water. Hydrological Processes, 26(8):1270–1276, 2012.

[28] (1,2)

Vergara, A. and Rivera, D. Legal and institutional framework of water resources. In Water policy in Chile, pages 67–85. Springer, 2018. doi:10.1007/978-3-319-76702-4_5.

[29] (1,2,3,4,5)

Wescoat, J. L. Hydrology: history. International Encyclopedia of Geography. American Cancer Society, pages 1–9, 2017.

[30]

Wood, E. F., Roundy, J. K., Troy, T. J., and others. Hyperresolution global land surface modeling: meeting a grand challenge for monitoring earth's terrestrial water. Water Resources Research, 2011.

[31]

Chile Minería. Balance hídrico nacional: disponibilidad de agua podría bajar hasta 50% en zona centro-norte y 25% en el sur. 2021. URL: https://www.chilemineria.cl/2021/01/balance-hidrico-nacional-disponibilidad-de-agua-podria-bajar-hasta-50-en-zona-centro-norte-y-25-en-el-sur (visited on 2025-09-08).

[32]

Codexverde. Balance hídrico nacional: se proyecta escasez de agua de hasta 50% y alza de temperatura de hasta 2.5°c. 2021. URL: https://codexverde.cl/balance-hidrico-nacional-se-proyecta-escasez-de-agua-de-hasta-50-y-alza-de-temperatura-de-hasta-25c (visited on 2025-09-08).

[33]

El Desconcierto. Centro de chile concentra 80% del consumo de agua y sólo 8% de la disponibilidad hídrica del país, devela estudio. 2025. URL: https://eldesconcierto.cl/2025/07/04/centro-de-chile-concentra-80-del-consumo-de-agua-y-solo-8-de-la-disponibilidad-hidrica-del-pais-devela-estudio (visited on 2025-09-08).

[34]

iAgua. Las aguas del sur de chile calman la sed minera del norte. 2014. URL: https://www.iagua.es/noticias/chile/14/05/07/las-aguas-del-sur-de-chile-calman-la-sed-minera-del-norte-49269 (visited on 2025-09-08).

[35]

Reuters. Antofagasta launches desalination plant at los pelambres copper mine in chile. 2024. URL: https://www.reuters.com/sustainability/land-use-biodiversity/antofagasta-launches-desalination-plant-los-pelambres-copper-mine-chile-2024-03-21 (visited on 2025-09-08).

[36]

Sustentable.cl. Chile central concentra el 8% de la disponibilidad hídrica del país y el 80% de usos totales de agua. 2025. URL: https://sustentable.cl/2025/07/09/chile-central-concentra-el-8-de-la-disponibilidad-hidrica-del-pais-y-el-80-de-usos-totales-de-agua (visited on 2025-09-08).

[37]

The Guardian. Green transition raises water concerns in chile’s atacama: desalination plants for lithium and copper mining. 2025. URL: https://www.theguardian.com/global-development/2025/jul/17/green-transition-water-chile-atacama-desalination-plants-lithium-copper-mining (visited on 2025-09-08).

[38]

United Nations. Resolution a/res/64/292: the human right to water and sanitation. https://digitallibrary.un.org/record/687002/files/A_RES_64_292-EN.pdf, 2010.

[39] (1,2,3,4)

World Bank. Chile: diagnóstico de la gestión de los recursos hídricos. Technical Report, Banco Mundial, Washington, D.C., 2011.

[40] (1,2,3)

World Bank. Chile: diagnóstico de la gestión de los recursos hídricos. actualización. Technical Report, Banco Mundial, Washington, D.C., 2013.