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Gota a gota: soluciones sustentables para saciar la sed del mundo

28 de mayo de 2018

El rápido aumento de la demanda global de agua dulce podría resultar desastroso, y científicos de todo el mundo trabajan en medidas ingeniosas para evitarlo.

A medida que la población mundial continúa creciendo rápidamente, la demanda de agua dulce crece con ella. Incluso sin tener en cuenta los patrones climáticos cambiantes que provocan sequías regionales, como las observadas recientemente en California y el Cuerno de África, se prevé que la demanda de agua dulce para uso agrícola, industrial y municipal aumente en un 50 % a nivel mundial entre 2000 y 2030.

Sin embargo, el suministro de agua no sigue el ritmo de la demanda. Para 2030, los científicos prevén que habrá una brecha del 40 % entre la necesidad esperada y la disponibilidad de agua.

Esta situación es insostenible. Si pretendemos satisfacer las necesidades de un mundo en crecimiento y cada vez más demandante, debemos afrontar la crisis de escasez de agua, así que ¿dónde podemos encontrar el agua que necesitamos?

Aprovechar las reservas del planeta

Una forma de encontrar más agua dulce es empezar por mejorar la forma en que obtenemos el agua que utilizamos.

Para la mayoría de los usos, necesitamos agua dulce: el agua salada es esencialmente tóxica para las plantas y los animales, y corroe la maquinaria, por lo que se necesita agua dulce para casi todos los usos agrícolas, industriales y domésticos.

Lamentablemente, solo el 3 % del agua disponible en el mundo es agua dulce y la mayor parte está congelada en los glaciares y casquetes polares. De hecho, solo el 0,5 % de los suministros mundiales de agua están realmente disponibles para uso práctico.

No obstante, la ciencia nos está ayudando a acceder a ese 97 % restante, principalmente a través del aumento de experimentos de desalinización, la eliminación de la sal del agua de mar. Existen tres técnicas principales —térmica, eléctrica y de presión— para purificar el agua, pero, hasta hace poco, hacerlo a escala resultaba costoso y muy poco práctico.

Si bien sigue siendo difícil desalinizar a escala, los avances recientes han mejorado la practicidad al punto que ya es una industria importante en Oriente Medio. En 2015, Israel obtuvo el 40 % del agua dulce que utiliza a través de la desalinización, y se espera que esa cifra llegue al 70 % para 2050.

Campos con más agua dulce: soluciones para la agricultura

Una de las funciones más importantes del agua dulce es la de ayudarnos en el cultivo de los alimentos que necesitamos para sobrevivir. Aproximadamente el 69 % del total de las extracciones de agua dulce a nivel mundial se utilizan con fines agrícolas, una cifra que se eleva a más del 90 % en la mayoría de los países menos desarrollados del mundo. Dado que se espera que el consumo de agua de los campos aumente en aproximadamente un 20 % a nivel mundial para 2050, es necesario hacer un uso más eficiente del agua en la agricultura.

 

 

Parte del problema, sin embargo, es la dificultad inherente a la ineficiencia del riego, un desafío que ha asolado a los agricultores desde los albores de la agricultura, hace unos 12 000 años.

El riego típico funciona rociando los cultivos por igual con agua o aplicando técnicas ineficientes de riego por inundación, en las que se hace correr el agua por los campos a través de canales. Pero un campo no es una porción de tierra uniforme: puede haber variabilidad en la calidad del suelo, en la disponibilidad de nutrientes, en la topografía y en el tipo de cultivo, a menudo en pocos metros. Todas estas características pueden determinar cuánta agua se necesitará.

Hasta hace poco, los agricultores tenían que juzgar esto solo por experiencia y conocimiento. La gran cantidad de datos que podrían haber servido de base para una aplicación más eficiente del agua a los cultivos hubiera sido demasiada para poder medirla y, más aún, analizarla. Pero la difusión de la tecnología de datos y análisis está permitiendo que los agricultores accedan a un nivel de conocimiento sin precedentes sobre su tierra y las necesidades de agua.

Sin embargo, todos esos datos y análisis no sirven de nada sin tecnologías de riego de vanguardia que lleven el agua adonde se necesita. El riego por goteo, por ejemplo, puede proporcionar una eficiencia en el uso del agua de más del 95 %. "Eso se traduce en una reducción del uso de agua de más del 60 % con respecto a los métodos tradicionales de inundación", comenta Holger Weckwert, Global Segment Manager, Fruits & Vegetables and Insecticides en Bayer. El sistema funciona a través de tuberías que se extienden por el suelo y que pueden suministrar cantidades precisas de agua, nutrientes y productos protectores exactamente donde se necesitan.

O puede dirigirse a los cultivos mismos. No todas las plantas tienen la misma sed: algunas tienen una necesidad de agua sustancialmente menor que otras. Al centrar la atención en cultivos que requieren menos agua, los agricultores pueden mantener la producción al tiempo que mejoran el uso del agua. Y la adición de ciertos microbios al suelo puede ayudar a estimular el crecimiento de las raíces, lo que permite a las plantas prosperar con mucha menos agua de la que normalmente requerirían.

Con la aplicación de la ciencia genética, esto se vuelve aún más sofisticado. Existen dos variedades de arroz según el tipo de cultivo: arroz de tierras bajas y arroz de tierras altas. El arroz de tierras bajas debe cultivarse en arrozales, que requieren mucha agua. El arroz de tierras altas, en cambio, se puede cultivar en suelos mucho más secos.

Mediante la identificación, la aislación y la transferencia de los genes que confieren esta resiliencia en el arroz de tierras altas al arroz de tierras bajas, los agricultores pueden adaptar los cultivos a las condiciones disponibles, en lugar de llevar agua a los cultivos. En términos económicos, pueden desarrollar una solución para la gestión del agua concentrada en la demanda.

Conservación del agua urbana

Las áreas urbanas también usan una gran cantidad de agua, y este es otro factor de presión considerable sobre los recursos del planeta. Uno de los primeros pasos para garantizar el acceso a agua dulce confiable en el futuro será la renovación de la infraestructura hídrica existente.

En los EE. UU., gran parte de la infraestructura hídrica existente (como ductos y represas) se construyó hace casi un siglo y está llegando al final de su vida útil. Renovarla no es una tarea menor: la Asociación Estadounidense de Trabajadores del Agua calcula que podría costar alrededor de 1 billón de dólares en los próximos 25 años.

Otra respuesta común a la escasez de agua ha sido la reasignación del agua de la agricultura de regadío a usos no agrícolas del agua, principalmente en áreas urbanas, pero esto puede tener un efecto devastador en las comunidades rurales. Una solución más sustentable es que las ciudades y la industria paguen a los agricultores para que modernicen su infraestructura de riego, lo que les permitiría mantener la misma cantidad de cultivos usando menos agua, dándoles a las ciudades el agua adicional que necesitan para crecer.

Más del 80 % de las aguas residuales del mundo —y más del 95 % en algunos países menos desarrollados— se vierten en el medio ambiente sin tratamiento. Sin embargo, encontrar una forma de reutilizar las aguas residuales tratadas significa que estas podrían convertirse en una fuente de agua confiable, independiente de la sequía estacional y la variabilidad climática, y capaz de cubrir los picos de demanda de agua.

Históricamente, las aguas residuales han sido tratadas por microbios. Las bacterias se introducen en las aguas residuales y descomponen los productos nocivos del agua para que esta pueda reintroducirse de forma segura en la red de suministro de agua. Pero esto produce un subproducto de lodo que debe tratarse antes de que pueda ser eliminado, y esto requiere una cantidad significativa de energía; a modo de ejemplo, el 35 % del presupuesto de energía municipal de los EE. UU. se gasta en el tratamiento del agua.

Existen, sin embargo, ciertos microbios que emiten electrones o calor al descomponer los productos de desecho, lo que convierte a todo el proceso en una fuente de energía. Al contener este proceso en una celda de combustible microbiana, el acto mismo de descomponer las aguas residuales puede impulsar el proceso, lo que lo convierte en un sistema autosustentable. Las celdas de combustible microbianas podrían reducir eficazmente ese consumo de energía a cero, lo que les proporcionaría acceso a agua más limpia y económica a millones de personas.

Sed de nuevas ideas

Este tipo de enfoques innovadores serán vitales mientras el mundo busca nuevas formas de satisfacer su necesidad de agua. Una solución que puede funcionar en una situación puede no ser apropiada para otras, y en muchos casos necesitaremos una combinación de enfoques para superar este desafío creciente.

No obstante, se están logrando avances, y científicos de todo el mundo están explorando activamente nuevos conceptos y soluciones para poder convertir el potencial de una crisis hídrica mundial en un catalizador para crear una sociedad más eficiente, eficaz y sustentable.

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