El concepto de pico hídrico subraya las crecientes limitaciones a la disponibilidad, calidad y uso de los recursos de agua dulce . Peter Gleick y Meena Palaniappan lo definieron en 2010. [1] Distinguen entre pico hídrico renovable, pico hídrico no renovable y pico hídrico ecológico para demostrar que, si bien hay una gran cantidad de agua en el planeta, el agua gestionada de manera sostenible se está volviendo escasa. [2]
En 2013, Lester R. Brown , presidente del Earth Policy Institute , escribió que, si bien había mucha literatura sobre el pico del petróleo , el pico del agua era "la verdadera amenaza para nuestro futuro". [3] En agosto de 2011, se publicó una evaluación en la revista del Instituto Internacional del Agua de Estocolmo . [4] Gran parte del agua del mundo en los acuíferos subterráneos [5] y en los lagos puede agotarse y, por lo tanto, se asemeja a un recurso finito. [6] La frase " pico del agua " genera debates similares a los del pico del petróleo . En 2010, el New York Times eligió "pico del agua" como una de sus 33 "Palabras del año". [7]
Existe preocupación por el inminente pico hídrico en varias zonas del mundo:
Si continúan las tendencias actuales [¿ cuáles? ] , 1.800 millones de personas vivirán con escasez absoluta de agua en 2025, y dos tercios del mundo podrían estar sujetos a estrés hídrico . [8] En última instancia, el pico hídrico no tiene que ver con quedarse sin agua dulce, sino con alcanzar límites físicos, económicos y ambientales para satisfacer las demandas humanas de agua y la consiguiente disminución de la disponibilidad y el uso del agua.
La curva de Hubbert se ha vuelto popular en la comunidad científica para predecir el agotamiento de varios recursos naturales. M. King Hubbert creó este dispositivo de medición en 1956 para una variedad de recursos finitos como el carbón, el petróleo, el gas natural y el uranio . [9] La curva de Hubbert no se aplicó originalmente a recursos como el agua, ya que el agua es un recurso renovable. Sin embargo, algunas formas de agua, como el agua fósil , presentan características similares al petróleo, y el bombeo excesivo (más rápido que la tasa de recarga natural de las aguas subterráneas) puede dar lugar teóricamente a un pico de tipo Hubbert. Una curva de Hubbert modificada se aplica a cualquier recurso que pueda cosecharse más rápido de lo que puede reemplazarse. [10] Al igual que el pico del petróleo, el pico del agua es inevitable dada la tasa de extracción de ciertos sistemas hídricos. Un argumento actual es que el crecimiento de la población y las demandas de agua conducirán inevitablemente a un uso no renovable de los recursos hídricos. [11]
El agua dulce es un recurso renovable, pero el suministro mundial de agua limpia y fresca está cada vez más demandado por las actividades humanas. [12] Se estima que el mundo tiene 1.340 millones de kilómetros cúbicos de agua, pero el 96,5% de ella es salada. [13] Casi el 70% del agua dulce se puede encontrar en los casquetes polares de la Antártida y Groenlandia . Menos del 1% de esta agua en la Tierra es accesible para los humanos, el resto se encuentra en la humedad del suelo o en las profundidades subterráneas. El agua dulce accesible se encuentra en lagos, ríos, embalses y fuentes subterráneas poco profundas. El agua de lluvia y las nevadas hacen muy poco para reponer muchas fuentes subterráneas. [14]
La cantidad de agua dulce disponible en algunas regiones está disminuyendo debido a (i) el cambio climático , que ha provocado el retroceso de los glaciares , la reducción del caudal de los ríos y arroyos y la disminución de los lagos; (ii) la contaminación del agua por desechos humanos e industriales; y (iii) el uso excesivo de los acuíferos subterráneos no renovables . Muchos acuíferos han sido sobreexplotados y no se están recargando rápidamente. Aunque el suministro total de agua dulce no se ha agotado, gran parte se ha contaminado, salado, no es adecuado o no está disponible para el consumo humano , la industria y la agricultura.
La demanda de agua ya supera la oferta en muchas partes del mundo y, a medida que la población mundial continúa aumentando, se espera que muchas más áreas experimenten este desequilibrio en el futuro cercano.
La agricultura representa el 70% del uso de agua dulce en todo el mundo. [16]
La agricultura, la industrialización y la urbanización contribuyen a aumentar el consumo de agua.
El mayor consumo total de agua proviene de India, China y Estados Unidos, países con gran población, riego agrícola extensivo y demanda de alimentos. Véase la siguiente tabla:
La India posee el 20 por ciento de la población del planeta, pero sólo el cuatro por ciento de su agua. Los niveles freáticos están descendiendo rápidamente en algunas de las principales zonas agrícolas del país.
La India es el país del mundo que más agua extrae: el 86% de esa agua se destina a la agricultura. [17] Ese uso intensivo depende en gran medida de lo que come la gente. En la India se consume mucho arroz. Los productores de arroz de la India suelen obtener menos de la mitad del rendimiento por unidad de superficie y utilizan diez veces más agua que sus homólogos chinos. El desarrollo económico puede empeorar las cosas porque, a medida que aumenta el nivel de vida de la gente, ésta tiende a comer más carne, cuya producción requiere mucha agua. Para cultivar una tonelada de cereales se necesitan 1.000 toneladas de agua; para producir una tonelada de carne de vacuno, 15.000 toneladas. Para hacer una sola hamburguesa se necesitan unos 4.940 litros (1.300 galones) de agua. [18] Para producir un vaso de zumo de naranja se necesitan 850 litros (225 galones) de agua dulce. [19]
China, el país más poblado del mundo, es el segundo país que más agua extrae: el 68% se destina a la agricultura, mientras que su creciente base industrial consume el 26%. [17] China se enfrenta a una crisis hídrica en la que los recursos hídricos están sobreasignados, se utilizan de manera ineficiente y están gravemente contaminados por los desechos humanos e industriales. Un tercio de la población china no tiene acceso a agua potable. Los ríos y lagos están muertos y moribundos, los acuíferos subterráneos se explotan en exceso, un sinnúmero de especies de vida acuática se han extinguido y los impactos adversos directos sobre la salud humana y de los ecosistemas son generalizados y crecientes.
En la provincia de Qinghai , en el oeste de China , por donde discurre la corriente principal del río Amarillo , han desaparecido más de 2.000 lagos en los últimos 20 años. En el pasado, había 4.077 lagos. [20] El cambio climático global es responsable de la reducción del caudal del río Amarillo (Huang He) en las últimas décadas. La fuente del río Amarillo es la meseta tibetana de Qinghai-Xizang , donde los glaciares están retrocediendo bruscamente. [21]
En Hebei , que rodea a Pekín, la situación es mucho peor. Hebei es una de las principales provincias productoras de trigo y maíz de China. Los niveles freáticos han estado cayendo rápidamente en toda Hebei. La región ha perdido 969 de sus 1.052 lagos. [20] Unas 500.000 personas se ven afectadas por la escasez de agua potable debido a las continuas sequías. La generación de energía hidroeléctrica también se ve afectada. [22] Pekín y Tianjin dependen de la provincia de Hebei para abastecerse de agua del río Yangtze . Pekín obtiene su agua a través del recién construido Proyecto de Transferencia de Agua Sur-Norte . [23] El río se origina en un glaciar en la parte oriental de la meseta tibetana.
Estados Unidos tiene aproximadamente el 5% de la población mundial, pero utiliza casi tanta agua como India (aproximadamente 1/5 de la población mundial) o China (1/5 de la población mundial), porque se utilizan cantidades sustanciales de agua para cultivar alimentos que se exportan al resto del mundo. El sector agrícola de Estados Unidos consume más agua que el sector industrial, aunque se extraen cantidades sustanciales de agua (pero no se consumen) para los sistemas de refrigeración de las centrales eléctricas . [17] 40 de los 50 administradores de agua estatales esperan algún grado de estrés hídrico en su estado en los próximos 10 años. [24]
El acuífero Ogallala, en las altas planicies del sur ( Texas y Nuevo México ), se está explotando a un ritmo que supera con creces la reposición, un ejemplo clásico de agua no renovable en su punto máximo. Algunas partes del acuífero no se recargarán de forma natural debido a las capas de arcilla entre la superficie y la formación que contiene agua, y porque las tasas de lluvia simplemente no coinciden con las tasas de extracción para riego. [25] El término agua fósil se utiliza a veces para describir el agua de los acuíferos que se almacenó durante siglos o milenios. El uso de esta agua no es sostenible cuando la tasa de recarga es más lenta que la tasa de extracción de agua subterránea.
En California, también se están extrayendo grandes cantidades de agua subterránea de los acuíferos del Valle Central . [26] El Valle Central de California alberga una sexta parte de todas las tierras irrigadas de los Estados Unidos, y el estado es líder nacional en producción y exportaciones agrícolas. La incapacidad de sostener las extracciones de agua subterránea a lo largo del tiempo puede provocar impactos adversos en la productividad agrícola de la región.
El Proyecto de Arizona Central (CAP, por sus siglas en inglés) es un canal de 541 km de largo que desvía 1,85 × 10 9 m 3 al año del río Colorado para regar más de 1200 km 2 de tierras agrícolas. El proyecto CAP también proporciona agua potable a Phoenix y Tucson . Se ha estimado que el lago Mead , que represa el Colorado, tiene una probabilidad del 50 % de secarse en 2021. [27]
El río Ipswich, cerca de Boston, se seca algunos años debido al intenso bombeo de agua subterránea para riego. Maryland, Virginia y el Distrito de Columbia han estado luchando por el río Potomac . En años de sequía como 1999 o 2003, y en los días calurosos de verano, la región consume hasta el 85 por ciento del caudal del río. [28]
Turkmenistán, Australia y Guyana son los países que más agua consumen per cápita. Véase la siguiente tabla:
Turkmenistán obtiene la mayor parte de su agua del río Amu Darya . El canal de Qaraqum es un sistema de canales que toma agua del río Amu Darya y la distribuye por el desierto para el riego de sus huertos y cultivos de algodón. [30] Turkmenistán es el país que más agua per cápita utiliza en el mundo, ya que sólo el 55% del agua que se entrega a los campos llega realmente a los cultivos. [17] [31]
Los dos ríos que alimentan el mar de Aral fueron represados y sus aguas desviadas para regar el desierto y poder producir algodón. Como resultado, el agua del mar de Aral se ha vuelto mucho más salada y el nivel del mar ha disminuido más del 60%. El agua potable ahora está contaminada con pesticidas y otros productos químicos agrícolas y contiene bacterias y virus. El clima se ha vuelto más extremo en la zona que lo rodea. [32]
Arabia Saudita, Libia, Yemen y los Emiratos Árabes Unidos han alcanzado picos de producción de agua y están agotando sus reservas de agua. Véase la siguiente tabla:
Según Walid A. Abderrahman (2001), "Water Demand Management in Saudi Arabia", Arabia Saudita alcanzó su pico de producción de agua a principios de los años 1990, con más de 30 mil millones de metros cúbicos por año, y luego disminuyó. El pico había llegado aproximadamente en el punto medio, como se esperaba para una curva de Hubbert . [35] Hoy, la producción de agua es aproximadamente la mitad de la tasa máxima. La producción de alimentos de Arabia Saudita se ha basado en " agua fósil ", agua de acuíferos antiguos que se recarga muy lentamente, si es que se recarga. Al igual que el petróleo , el agua fósil no es renovable y está destinada a agotarse algún día. Arabia Saudita ha abandonado su producción autosuficiente de alimentos y ahora está importando prácticamente todos sus alimentos. [34] Arabia Saudita ha construido plantas de desalinización para proporcionar aproximadamente la mitad del agua dulce del país. El resto proviene de aguas subterráneas (40%), aguas superficiales (9%) y aguas residuales recuperadas (1%).
Libia está trabajando en una red de tuberías para importar agua, llamada el Gran Río Artificial . Lleva agua desde pozos que extraen agua fósil del desierto del Sahara hasta las ciudades de Trípoli , Bengasi , Sirte y otras. Su agua también proviene de plantas de desalinización . [36]
El agua ha alcanzado su punto máximo en Yemen . [37] [38] La sostenibilidad ya no es alcanzable en Yemen, según el plan hídrico quinquenal del gobierno para el período 2005-2009. [39] El acuífero que abastece a Saná, la capital de Yemen, podría agotarse ya en 2017. "Sana'a se está quedando sin agua sin ningún plan para salvarla". The Global Urbanist. 23 de marzo de 2010. Consultado el 3 de octubre de 2017 .En su búsqueda de agua en la cuenca, el gobierno yemení ha perforado pozos de prueba de dos kilómetros de profundidad, profundidades normalmente asociadas con la industria petrolera, pero no ha logrado encontrar agua. Yemen pronto deberá elegir entre reubicar la ciudad o construir un oleoducto hasta las plantas de desalinización costeras. [40] La opción del oleoducto se complica por la altitud de Saná, de 2.250 metros.
En 2010, la amenaza de quedarse sin agua se consideraba mayor que la de Al Qaeda o la inestabilidad. Se especuló con que los yemeníes tendrían que abandonar las ciudades montañosas, incluida Saná, y trasladarse a la costa. Se atribuyó en parte la culpa al cultivo de khat y a la mala regulación del agua por parte del gobierno. [41]
Los Emiratos Árabes Unidos tienen una economía en rápido crecimiento y muy poca agua para sustentarla. Los EAU necesitan más agua de la que está disponible naturalmente, por lo que han alcanzado su pico de demanda. Para resolver esto, los EAU tienen una planta de desalinización cerca de Ruwais y envían su agua por tuberías a Abu Dhabi . [42]
La escasez de agua puede causar hambruna en Pakistán. [43] [44] Pakistán tiene aproximadamente 35 millones de acres (140.000 km2 ) de tierra cultivable irrigada por canales y pozos tubulares, principalmente utilizando agua del río Indo . Se construyeron represas en Chashma , Mangla y Tarbela para alimentar el sistema de irrigación. Desde la finalización de la represa de Tarbela en 1976, no se ha agregado nueva capacidad a pesar del crecimiento astronómico de la población. La capacidad bruta de las tres represas ha disminuido debido a la sedimentación, un proceso continuo. La disponibilidad de agua superficial per cápita para irrigación era de 5.260 metros cúbicos por año en 1951. Esta se ha reducido a solo 1.100 metros cúbicos por año en 2006.
La calidad del agua potable es vital para la salud humana. Las limitaciones de agua en épocas de escasez hacen que las personas no tengan acceso a agua potable para la higiene personal básica. " Las enfermedades infecciosas transmitidas por el agua , como la diarrea , la fiebre tifoidea y el cólera, son responsables del 80 por ciento de las enfermedades y muertes en el mundo en desarrollo, muchas de ellas en niños. Un niño muere cada ocho segundos por una enfermedad transmitida por el agua: 15 millones de niños al año". [45]
Los acuíferos vitales de todo el mundo se están contaminando con toxinas. Una vez que un acuífero está contaminado, es poco probable que pueda recuperarse. Los contaminantes tienen más probabilidades de causar efectos crónicos sobre la salud. El agua puede estar contaminada por patógenos como bacterias, virus y parásitos. Además, los productos químicos orgánicos tóxicos pueden ser una fuente de contaminación del agua. Los contaminantes inorgánicos incluyen metales tóxicos como el arsénico , el bario , el cromo , el plomo, el mercurio y la plata. Los nitratos son otra fuente de contaminación inorgánica. Por último, la lixiviación de elementos radiactivos en el suministro de agua puede contaminarlo. [46]
Algunos conflictos del futuro pueden tener que ver con la disponibilidad, la calidad y el control del agua. El agua también se ha utilizado como herramienta en conflictos o como blanco en conflictos que se originan por otras razones. [47] La escasez de agua puede muy bien dar lugar a conflictos por el agua de este preciado recurso. [48]
En África occidental y otros lugares como Nepal , Bangladesh , India (como el delta del Ganges ) y Perú , los grandes cambios en los ríos generan un riesgo significativo de conflictos violentos en los próximos años. La gestión y el control del agua podrían desempeñar un papel en futuras guerras por los recursos escasos. [49]
El uso de agua dulce tiene un gran potencial para una mejor conservación y gestión, ya que se utiliza de manera ineficiente en casi todas partes, pero hasta que se produce una escasez real, la gente tiende a dar por sentado el acceso al agua dulce.
Existen varias maneras de reducir el uso de agua. [50] Por ejemplo, la mayoría de los sistemas de riego desperdician agua; por lo general, solo entre el 35% y el 50% del agua extraída para la agricultura de regadío llega a los cultivos. La mayor parte se filtra en canales sin revestimiento, se filtra por las tuberías o se evapora antes de llegar a los campos (o después de ser aplicada a ellos). Se pueden utilizar zanjas y cisternas para captar y almacenar el exceso de agua de lluvia.
El agua debería utilizarse de forma más eficiente en la industria, que debería utilizar un ciclo cerrado siempre que fuera posible. Además, la industria debería evitar contaminarla para que pudiera reincorporarse al ciclo del agua. Siempre que sea posible, las aguas residuales grises deberían utilizarse para regar árboles o césped. El agua extraída de los acuíferos debería recargarse mediante el tratamiento de las aguas residuales y su reincorporación al acuífero. [51]
Se puede conservar el agua evitando que se utilice agua dulce para regar bienes de lujo como campos de golf . No se deben producir bienes de lujo en zonas donde se ha agotado el agua dulce. Por ejemplo, se utilizan 1.500 litros de agua en promedio para la fabricación de una sola computadora y un monitor. [52]
En Ladakh, una alta meseta detrás del Himalaya, los aldeanos, ayudados por un ingeniero y estudiantes de la escuela, construyen una estupa de hielo para almacenar agua y favorecer la llegada del agua en primavera, a medida que los glaciares naturales retroceden. [53]
La gestión sostenible del agua implica la planificación científica, el desarrollo, la distribución y la optimización de los recursos hídricos en el marco de políticas y reglamentaciones hídricas definidas. Entre los ejemplos de políticas que mejoran la gestión del agua se incluyen el uso de tecnología para el control y el uso eficiente del agua, precios y mercados innovadores del agua, técnicas de riego eficientes y mucho más. [54]
La experiencia demuestra que el aumento de los precios del agua conduce a mejoras en la eficiencia de su uso, un argumento clásico en economía, fijación de precios y mercados. Por ejemplo, el condado de Clark , Nevada, aumentó sus tarifas de agua en 2008 para fomentar la conservación. [55] Los economistas proponen fomentar la conservación adoptando un sistema de precios progresivos por el cual el precio por unidad de agua utilizada comenzaría siendo muy bajo, y luego aumentaría sustancialmente por cada unidad adicional de agua utilizada. Este enfoque de tarifas escalonadas se ha utilizado durante muchos años en muchos lugares, y se está extendiendo cada vez más. [56] Una columna de Freakonomics en el New York Times sugirió de manera similar que la gente respondería a precios más altos del agua utilizando menos de ella, de la misma manera que responde a precios más altos de la gasolina utilizando menos de ella. [57] El Christian Science Monitor también ha informado sobre argumentos de que los precios más altos del agua frenan el desperdicio y el consumo. [58]
En su libro The Ultimate Resource 2 (El recurso definitivo 2) , Julian Simon afirma que existe una fuerte correlación entre la corrupción gubernamental y la falta de suministros suficientes de agua limpia y segura. Simon escribió: "Existe un acuerdo total entre los economistas del agua en que todo lo que se necesita para asegurar un suministro adecuado para la agricultura, así como para los hogares en los países ricos, es que haya una estructura racional de leyes del agua y precios de mercado. El problema no es demasiada gente, sino más bien leyes defectuosas e intervenciones burocráticas; liberar los mercados del agua eliminaría prácticamente todos los problemas del agua para siempre... En los países pobres con escasez de agua, el problema con el suministro de agua -como con tantos otros asuntos- es la falta de riqueza para crear sistemas para suministrar agua con la suficiente eficiencia. A medida que estos países se vuelvan más ricos, sus problemas de agua se volverán menos difíciles". [59] Sin embargo, este argumento teórico ignora las condiciones del mundo real, incluidas las fuertes barreras a los mercados abiertos del agua, la dificultad de trasladar agua de una región a otra, la incapacidad de algunas poblaciones para pagar por el agua y la información extremadamente imperfecta sobre el uso del agua. La experiencia real con las limitaciones hídricas en momentos de máxima demanda en algunos países y regiones ricos pero con escasez de agua aún sugiere serias dificultades para reducir los desafíos hídricos. [ cita requerida ]
Numerosas investigaciones han demostrado los vínculos directos entre los recursos hídricos, el ciclo hidrológico y el cambio climático. A medida que el clima cambie, habrá impactos sustanciales en las demandas de agua, los patrones de precipitación, la frecuencia e intensidad de las tormentas, la dinámica de las nevadas y el deshielo , y más. La evidencia del IPCC al Grupo de Trabajo II ha demostrado que el cambio climático ya está teniendo un efecto directo en los animales, las plantas y los recursos y sistemas hídricos. Un informe de 2007 del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático contabilizó entre 75 y 250 millones de personas en toda África que podrían enfrentarse a escasez de agua en 2020. [60] El rendimiento de los cultivos podría aumentar un 20% en Asia oriental y sudoriental, pero disminuir hasta un 30% en Asia central y meridional. La agricultura alimentada por las lluvias podría caer un 50% en algunos países africanos en 2020. [61] Una amplia gama de otros impactos podría afectar a las limitaciones máximas de agua.
La pérdida de biodiversidad puede atribuirse en gran medida a la apropiación de tierras para la agroforestería y a los efectos del cambio climático . La Lista Roja de la UICN de 2008 advierte que las sequías prolongadas y los fenómenos meteorológicos extremos ejercen una presión adicional sobre los hábitats clave y, por ejemplo, enumera 1.226 especies de aves en peligro de extinción, lo que supone una de cada ocho especies de aves. [62] [63]
El concepto de un recurso de "respaldo" es un recurso que es suficientemente abundante y sostenible para reemplazar recursos no renovables. Por lo tanto, la energía solar y otras fuentes de energía renovable se consideran opciones energéticas de "respaldo" para combustibles fósiles no sostenibles. De manera similar, Gleick y Palaniappan definieron las "fuentes de agua de respaldo" como aquellos recursos que pueden reemplazar el uso no sostenible y no renovable del agua, aunque generalmente a un costo más alto. [1] La fuente clásica de agua de respaldo es la desalinización del agua de mar. Si la tasa de producción de agua no es suficiente en un área, otro "respaldo" podría ser el aumento de las transferencias entre cuencas, como tuberías para transportar agua dulce desde donde es abundante a un área donde se necesita agua. [50] El agua se puede importar a un área utilizando camiones cisterna. [50] Las medidas más costosas y de último recurso para llevar agua a una comunidad, como la desalinización, las transferencias de agua se denominan fuentes de agua de "respaldo". [10] Los atrapanieblas son los métodos de respaldo más extremos.
Para producir agua dulce, se puede obtener del agua del océano a través de la desalinización . [50] Un artículo del 17 de enero de 2008 en The Wall Street Journal afirmó: "En todo el mundo, 13.080 plantas de desalinización producen más de 12 mil millones de galones estadounidenses (45.000.000 m 3 ) de agua al día, según la Asociación Internacional de Desalinización ". [64] En 2005, Israel estaba desalinizando agua a un costo de 0,53 dólares estadounidenses por metro cúbico. [65] En 2006, Singapur estaba desalinizando agua por 0,49 dólares estadounidenses por metro cúbico. [66] En 2008, después de ser desalinizada en Jubail , Arabia Saudita , el agua fue bombeada 200 millas (320 km) tierra adentro a través de un oleoducto hasta la ciudad capital de Riad . [67]
Sin embargo, varios factores impiden que la desalinización sea una panacea para la escasez de agua: [68]
Sin embargo, algunos países como España recurren cada vez más a la desalinización porque los costes de la tecnología siguen bajando. [69]
Como último recurso, en algunas regiones concretas es posible recoger agua de la niebla utilizando redes. El agua de las redes gotea en un tubo que, a su vez, conduce a un tanque de almacenamiento. Con este método, las pequeñas comunidades al borde de los desiertos pueden obtener agua para beber, para la jardinería, para ducharse y para lavar la ropa. [70] Los críticos dicen que los captadores de niebla funcionan en teoría, pero no han tenido tanto éxito en la práctica. Esto se debe al elevado coste de las redes y las tuberías, a los elevados costes de mantenimiento y a la baja calidad del agua. [71]
Un enfoque alternativo es el del invernadero de agua de mar , que desaliniza el agua de mar dentro de un invernadero, utilizando evaporación y condensación alimentadas por energía solar . Se han llevado a cabo proyectos piloto exitosos en lugares desérticos.
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