Informe Naredo

El agua en el mundo: disponibilidades y problemas (I)
Por José Manuel Naredo, 14 de abril de 2001
La calidad y accesibilidad del agua plantea un grave problema de escasez económica: el 97,5 por ciento del stock de agua de la Tierra está compuesto por agua salada y solamente el 0,3 por ciento del 2,5 por ciento restante constituye el agua dulce de los ríos y los lagos, que moviliza el “ciclo hidrológico” anual. Empecemos señalando el orden de magnitud de las disponibilidades de agua en el mundo para referirnos después al agua utilizada por la especie humana.
Nos apoyaremos para ello en la información que ofrece uno de los estudios más solventes: el dirigido por Igor A. Shiklomanov (1999) sobre Los recursos mundiales de agua: evaluación actualizada y perspectivas para el siglo XXI, dentro del Programa Hidrológico Internacional de la UNESCO que actualiza otros anteriores (1) y ofrece un panorama mundial bastante completo.
El primer punto a subrayar es que la sensación de abundancia que ofrece el hecho de que las dos terceras partes del planeta Tierra estén cubiertas de agua, se desinfla si nos referimos al agua accesible y de calidad. En efecto, como se observa en la Figura 1, el 97,5 % del stock de agua de la Tierra está compuesto por agua salada y solamente el 0,3 % del 2,5 % restante constituye el agua dulce de los ríos y los lagos, que moviliza el “ciclo hidrológico” anual (Shiklomanov (1999) (2). Por lo tanto no es la cantidad, sino la calidad y accesibilidad del agua lo que plantea un problema de escasez económica.
Y, recordemos también que el tema de la calidad asociada a la cantidad ha de interpretarse atendiendo a la Ley de la Entropía o Segundo Principio de la Termodinámica, que es el que marca el trasfondo físico de la escasez económica. Además hay que subrayar que no cabe relacionar la escasez del agua con las entradas por precipitación, pensando que se pueden canalizar en su totalidad hacia los usos: éstas se han de dividir en tres partes, una se evapora en la atmósfera, otra se fija en el suelo, en la vegetación y los organismos que componen la biosfera y otra es la que va por los cauces y lagos superficiales y subterráneos hacia el mar. Y solo de esta última parte cabe derivar agua hacia los usos antrópicos, pero sin agotar cauces o acuíferos, para evitar los daños sociales y ecológicos derivados de su sobrexplotación.
El abastecimiento de agua de calidad no es ya tanto un problema físico, como económico: las técnicas disponibles permiten fabricar el agua con la calidad deseada y llevarla al lugar requerido, pero ello entraña unos costes físicos y monetarios que pueden hacer la operación económica y ecológicamente poco recomendable
Razonando ya sobre ese 0,3 % del agua dulce que mueve el llamado “ciclo hidrológico” anual, hemos de subrayar que si bien los balances de agua se atienen a la Ley de Conservación o Primer Principio de la Temodinámica, su movimiento está sujeto, como todos los del mundo físico, a la Ley de la Entropía o Segundo Principio de la Termodinámica. El “motor solar” mueve el ciclo hidrológico, al igual que el agua mueve la rueda de un molino: la energía externa del Sol es la que permite recuperar la calidad química (grado de “puerza”, asociado a su capacidad de dilución) y física (elevación en altitud) del agua. El agua sigue después un proceso deterioro natural regido por la Ley de la Entropía: todos los estados del agua describen un campo de energía potencial que va descendiendo hasta llegar al mar, donde alcanza su máximo nivel de entropía, que la radiación solar invierte por evaporación mediante la elevación del agua y la eliminación de sustancias disueltas o diluidas en ella. De los campos de energía que explican el movimiento del agua en la biosfera, dos son los más importanes y ligados con la gestión: los relacionados con la potencia física hidráulica (medible en función de la masa y la altura sobre el nivel del mar) y la química (medible por la presión osmótica que ejerce el agua del mar sobre un émbolo con una membrana semipermeable que la pone en contacto con agua de mejor calidad) (3). Este enfoque reviste especial importancia para razonar en términos de sostenibilidad, sobre todo cuando la tecnología actual permite paliar el movimiento hacia el deterioro del agua que observa el ciclo hidrológico, e incluso sustituir al motor solar en sus funciones de desalación y bombeo, todo ello a base de inyectar energía de calidad en los procesos. Lo cual pone bien de manifiesto que el abastecimiento de agua de calidad no es ya tanto un problema físico, como económico: las técnicas disponibles permiten fabricar el agua con la calidad deseada y llevarla al lugar requerido, pero ello entraña unos costes físicos y monetarios que pueden hacer la operación económica y ecológicamente poco recomendable.
La Figura 2 muestra que la evaporación motivada por el Sol eleva el agua en calidad y cota, en la “Fase atmosférica” del ciclo hidrológico, y con la precipitación se reinicia un proceso de descenso y deterioro que acaba en el sumidero último de los mares. El movimiento vertical de agua al que permanece asociada la vida en las tierras emergidas se debe a que en ellas, a diferencia de lo que ocurre en los mares, las entradas por precipitación son mayores que las salidas por evaporación, arrojando un saldo neto favorable de más de cuarenta mil kilómetros cúbicos de agua, que se eleva anualmente desde los mares hacia las tierras emergidas. Este saldo es el que alimenta los cursos de agua dulce que fluyen anualmente hacia los mares por vía superficial o subterránea, a la vez que el agua va ganando contenido en sales y partículas.
Cuando ya se han quemado cerca de la mitad de las reservas de petróleo convencional que existían en la corteza terrestre y se sabe que con el naciente siglo XXI desaparecerá la era del petróleo abundante y barato, no resulta muy prometedor apoyar el futuro del abastecimiento de agua en la desalación del agua del mar realizada a base de petróleo
Para que la industria humana obtenga anualmente un flujo de agua similar en calidad y cota al que moviliza anualmente el “motor solar”, se requeriría destinar a esta tarea entre 8 y 13 veces la energía que se extrae anualmente en forma de combustibles fósiles (4), lo que evidencia la insostenibilidad global de este proceder. Por otra parte, cuando ya se han quemado cerca de la mitad de las reservas de petróleo convencional que existían en la corteza terrestre y se sabe que con el naciente siglo XXI desaparecerá la era del petróleo abundante y barato (5), no resulta muy prometedor apoyar el futuro del abastecimiento de agua en la desalación del agua del mar realizada a base de petróleo.
La Figura 3 pone de manifiesto que ese flujo de cuarenta mil kilómetros cúbicos largos antes mencionado se compone en buena parte de corrientes irregulares, siendo el flujo estable menos de la mitad y (habida cuenta que parte del flujo estable discurre por territorios deshabitados) el flujo accesible se cifra en poco más de los diez mil kilómetros cúbicos. A este flujo se aplican las operaciones de extracción y de vertido que entrañan los usos. Aunque la falta de estadísticas solventes del agua utilizada ha dado lugar a estimaciones discrepantes, cabe razonablemente cifrar el agua utilizada en el año 2000 en más de cinco mil kilómetros cúbicos anuales y si se añade el agua contaminada por los vertidos, se puede pensar que se está ya usando, o deteriorando por los usos, más de la mitad del flujo accesible. Lo cual es especialmente grave cuando el agua accesible ha ido aumentando artificialmente mediante instalaciones de captación, regulación y bombeo que se revelan cada vez más costosas económica y ecológicamente.
El panorama general descrito esconde situaciones muy variadas originadas por las diferencias climáticas y por el desajuste que se observa entre el agua disponible en los territorios y la creciente presión de sus habitantes.
La pretensión implantar cultivos muy consumidores de agua en zonas áridas origina el principal desajuste entre disponibilidades y exigencias de uso. Pero este desajuste se amplía con la descontrolada presión de asentamientos y usos urbano-industriales impropios de esas zonas, que permanecen muchas veces indiscutidos
El agua suele “sobrar” en la zonas de clima húmedo, en las que llueve más de lo que sería capaz de gastar la vegetación en el territorio, siendo en ellas el drenaje la principal operación a realizar para evacuar el exceso de agua y evitar, así, que el encharcamiento de suelo impida desarrollar en él aprovechamientos agrarios, forestales, industriales...o residenciales. Sin embargo, en las zonas de clima seco, más o menos extremado, la precipitación anual no alcanza a aportar el agua que gastaría la vegetación en el territorio, por lo que la “falta” de agua es en ellas un factor limitante para el desarrollo de la vegetación y las actividades humanas: el caso extremo son los desiertos, que se caracterizan precisamente, por la ausencia de vegetación y de población. En las zonas de clima seco, al revés de lo que ocurre en las de clima húmedo, los trabajos y las labores agrícolas apuntan a retener el agua en los suelos evitando que escape sin que la hayan aprovechado antes los cultivos.
No obstante son las exigencias de la población sobre el territorio las que transforman la posible escasez física, de origen climático, en escasez social sentida por las personas. Por ejemplo, en un desierto, donde no hay población, habrá mucha escasez física de agua, pero no hay escasez social. Por el contrario, en una zona de clima húmedo habrá abundancia de precipitaciones, pero la extremada presencia de población y de actividades muy exigentes en agua, o muy contaminantes, pueden provocar una fuerte escasez social de agua de calidad.
La pretensión de implantar cultivos muy consumidores de agua en zonas áridas origina el principal desajuste entre disponibilidades y exigencias de uso. Pero este desajuste se amplía con la descontrolada presión de asentamientos y usos urbano-industriales impropios de esas zonas, que permanecen muchas veces indiscutidos. Por ejemplo, en un país de clima húmedo, como Inglaterra, resulta lógico utilizar el agua para diluir los vertidos, ideando par ello el WC, instalar césped en los jardines o entretenerse jugando a golf en sus verdes parderas naturales. Pero resulta a todas luces inadecuado exportar estos inventos, tal y como habían sido concebidos en la húmeda Inglaterra, a todas las zonas áridas del planeta. La civilización industrial produjo así el desajuste cada vez más insostenible (que refleja la Figura 3 para la media planetaria) entre el agua accesible de calidad y las exigencias de la población. En el próximo número de Ojos de Papel veremos cómo la política hidráulica contribuyó a ampliar 3ste desajuste en España.
REFERENCIAS
-BOTERO, E.A. (2001) Valoración exergética de recursos naturales: minerales, agua y combustibles fósiles, Tesis Doctoral dirigida por Antonio Valero, Departamento de Ingeniería Mecánica, Universisdad de Zaragoza.
-NAREDO, J.M. y GASCÓ, J.M. (1997) Spanish water accounts (sumary report), en San Juan, C. y Montalvo, A. (eds.) Environmental economics in the European Union, Mundi-Prensa y Universidad Carlos III, Madrid.
-NAREDO, J.M. y VALERO, A. (dirs.) (1999) Desarrollo económico y deterioro ecológico, Madrid, Fundación Argentaria y Visor Distribuciones.
-POSTEL, S. (1996) Dividing waters (Traducción española: El reparto del agua, de Bakeaz, Bilbao, 1997).
-SHIKLOMANOV, I. (1998) World water resources. A new appraisal and assessment for the 21th. Century, United Nations, UNESCO, París.
-SHIKLOMANOV, I. (1999) World water resources: Modern assessment and outlook for 21-st century, Federal Sevice of Rusia for Hidrometorology & Environment Monitoring State, Hidrological Institute, San Petesburgo.
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NOTAS
(1) Shiklomanov, director del Instituto Hidrológico Estatal de la antigua Unión Soviética, con sede en San Petesburgo (que había realizado en 1974 un muy completo y detallado Balance de mundial de agua y recursos de la Tierra, actualizado en 1990) llevó a cabo por encargo de la UNESCO una nueva estimación durante los años 1991-1996 (Shiklomanov, I (1998) World Water Resources. A new appraisal and assessment for the 21th Century, United Nations, UNESCO, París).
(2) El 68,9 % del agua dulce se encuentra en forma de hielo; el 29,9 % son aguas subterráneas y el 0,9 % forma parte de los suelos, la vegetación y los organismos, siendo el 0,3 % restante el que llena los cauces de los ríos y lagos de agua dulce.
(3) Estos aspectos se han desarrollado metodológicamente y aplicado cuantitativamente en Las cuentas del agua en España (Vid. Naredo, J.M. y Gascó, J.M. (1997). A la metodología de cálculo de la potencia física y química del agua estimada en Las cuentas del agua en España para sistemas reversibles, se añade ahora la metodología desarrollada por Botero, E.A.(2001) para calcular el coste de reposición sobre sistemas reales de producción y bombeo de agua.
(4) La desalación del agua del mar exige, con la mejor tecnología disponible (la ósmosis inversa), entre 4 y 8 kWh/m3 de electricidad y, si se obtiene esta electricidad mediante centrales térmicas (con una eficiencia de 0,33 y con energía adicional requerida para extraer, transportar y refinar los combustibles fósiles) la energía primaria requerida multiplicaría al menos por tres a la utilizada en forma de electricidad, necesitando en realidad entre 12 y 24 kWh/m3, es decir, entre 43 y 86 MJ/m3, en forma de petroleo. Y como la energía de un kilo equivalente de petróleo (1 kep) es aproximdamente igual a 42 MJ, tenemos que la desalación exige entre 1 y 2 kilos equivalentes de petróleo por m3 de agua. Con lo que la desalación de los 43.000 km3 que mueve anualmente el ciclo hidrológico exigiría entre 43.000 y 86.000 Mtep. A esto habría que añadir la energía adicional requerida por el bombeo, que podríamos cifrar entre 0,5 y 0,75 kep/m3. Si recordamos que a finales de los 90 se extraían anualmente 8.500 Mtep en forma de combustibles fósiles, podemos respaldar la afirmación indicada en el texto que estima que la energía requerida para fabricar industrialmente un flujo de agua de calidad similar al que nos aporta el ciclo hidrológico, sería entre 8 y 13 veces mayor que la extraída anualmente en forma de combustibles fósiles.
(5) Ciertamente no cabe hablar de agotamiento absoluto, pero el petróleo es la sustancia mejor estudiada de la corteza terrestre y ya no caben sorpresas como las que se produjeron hace medio siglo con el descubrimiento de los grandes yacimientos del Oriente Medio: cuando los grandes yacimientos de petróleo barato toquen a su fin se pasarán a explotar primero yacimientos de mayor coste de extracción, después a la explotación del petróleo no convencional (pizarrras bituminosas, etc.) y a la fabricación industrial del mismo a partir del carbón y de alcoholes a partir de biomasas (véase Naredo, J.M. y Valero, A. (dirs.) 1999, Cap.21).

Samanta Sen y el Informe Tearfund

AMBIENTE: Se agota el agua en el mundo en desarrollo.
Por Samanta Sen
LONDRES, 27 mar (IPS) El mundo en desarrollo agota sus reservas de agua a un ritmo alarmante, según un estudio realizado por la agencia cristiana Tearfund, radicada en Londres.
Dos de cada tres personas en el mundo sufrirán carencias de agua en 2025, a menos que se tomen medidas drásticas. Esas personas vivirán, además, en el Sur en desarrollo. Durante la década de 1990 el mundo padeció 143 sequías que afectaron a 185 millones de personas, sostiene el informe publicado el día 22, en coincidencia con el Día Mundial del Agua.
"El aumento de la población, el mal manejo del agua, el uso indiscriminado de las reservas subterráneas y el recalentamiento planetario se combinan para crear el espectro de millones de personas, las más pobres del planeta, ancladas en la pobreza debido a la falta de agua", advierte el estudio.
De hecho, la crisis ya está en marcha. Dos tercios de las ciudades chinas enfrentan graves carencias de agua. En India, Nueva Delhi agotará sus reservas subterráneas para 2015, si continúa el consumo actual. En Africa, en los últimos veinte años, el espejo de agua del lago Chad se redujo de 18 mil kilómetros cuadrados a sólo 3.900. A raíz de la propagación de las sequías, casi veinte millones de personas se enfrentan a la carencia de alimentos en el este africano.
"El consumo mundial de agua potable se multiplicó por seis entre 1900 y 1995, más del doble de la tasa de crecimiento de la población", dice el informe. La población mundial se incrementará en tres mil millones de personas en los próximos cincuenta años, y la mayoría de ellas nacerán en los países que ya experimentan falta de agua.
Para 2025, unos 25 países africanos estarán sometidos a regímenes de racionamiento individual del agua, equivalentes a 1.700 metros cúbicos de agua por persona y por año. Kenia, Marruecos, Sudáfrica, India y Pakistán tendrán niveles por debajo de los mil metros cúbicos por persona y por año. Esos límites han sido catalogados por la ONU como "catastróficos", sostiene el informe.
El gobierno británico recomendó reducir a la mitad la proporción de población que no pueda acceder al agua potable para 2015. Pero alcanzar ese objetivo exige que las inversiones en agua se incrementen entre 300 mil y 600 mil millones de dólares, advierte el informe de Tearfund. Tres años continuos de sequía han dañado a Pakistán, Irán e India. Pero la misma fue más grave aún en Afganistán, donde provocó desplazamientos masivas de población dentro del país o hacia campos de refugiados en Pakistán.
En Irán la sequía afectó a 37 millones de personas, la mitad de la población. Casi 60 por ciento de los habitantes rurales podrían verse obligados a migrar a las ciudades. En Eritrea más de 1,5 millones de personas fueron desplazadas por la búsqueda de agua y escapando del conflicto armado que padece ese país.
"En Etiopía, gran cantidad de la población depende exlusivamente de la ayuda alimentaria para su supervivencia, pues ha perdido su ganado y cultivos por la sequía", dice el informe. Por otra parte, China sufre "devastadores cortes de agua que no pueden ser endilgados a los imprevisibles cambios del clima". El río Amarillo, uno de los más grandes del norte, está casi siempre seco.
La crisis afecta a las ciudades chinas de manera sorprendente. "Shanghai se hunde debido a la cantidad de agua subterránea que se extrae de ella. En total, dos tercios de las ciudades chinas padecen grave escasez de agua", según el informe. El mal gobierno sería el culpable de esta situación. Una buena administración puede superar la escasez natural de agua, como ocurre en Irael y el sudeste de Gran Bretaña, donde el gobierno "y la alta inversión" aseguran un buen suministro, agrega.
La merma del suministro en el mundo en desarrollo se agravará por la creciente población. En Europa se prevé que la población descenderá para 2025, aun cuando no hay escasez de agua. Las reservas subterráneas suministran la tercera parte del agua dulce del mundo. El nivel de dichas reservas desciende hasta un metro por año en partes de China, India, México y Yemen.
La agricultura utiliza 70 por ciento del agua dulce del mundo. Esa proporción asciende a 90 por ciento en Africa y Asia, indica el informe. El recalentamiento planetario acelera el problema. La década de 1990 fue la más cálida desde que comenzó a medirse la temperatura en 1860. A medida que las temperaturas suban, las reservas de agua disminuirán porque se extenderán los desiertos y el ritmo de evaporación.
El derretimiento de los hielos polares aumentará el agua de los océanos y causará la penetración de sal en las masas de agua fresca. "Las inundaciones costeras se intensificarán, y las islas del Pacífico podrían desaparecer del todo", advierte el informe. La escasez puede provocar conflictos armados, "sobre todo entre aquellos países que dependen del agua de ríos que se originan fuera de sus fronteras", agrega.
Tearfund recomienda que para poder enfrentar la crisis el tema del agua sea una prioridad en la agenda de la Cumbre Mundial sobre Desarrollo Sustentable en 2002. "La comunidad internacional debe redescubrir métodos tradicionales de conservación del agua, además de tecnologías nuevas, con la participación y el conocimiento de las comunidades locales", exhorta el informe.
Los gobiernos deben redoblar sus esfuerzos para reducir las emisiones de gases invernadero en cinco por ciento para 2012, y la "inversión en el suministro de agua, el saneamiento y los recursos acuíferos deben aumentarse drásticamente", afirma. "Se debe reconocer el valor que tiene el agua al cobrársela a la industria, la agricultura de gran escala y los sectores de altos ingresos, pero se deben conceder subsidios a aquellos que no puedan pagar el precio", recomienda Tearfund.